DE976248C

DE976248C - Fraesmaschine

Info

Publication number: DE976248C
Application number: DES799A
Authority: DE
Inventors: Theodor Saxer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1947-03-15
Filing date: 1949-11-23
Publication date: 1963-05-22
Also published as: FR970492A; CH268601A; GB674033A; US2680399A; BE480374A

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 22. MAI 1963

KLASSE 49b GRUPPE INTERNAT. KLASSE B 23C

S 799 Ib 149b

Theodor Saxer, Rorschach (Schweiz)

ist als Erfinder genannt worden

Theodor Saxer, Rorschach (Schweiz)

Fräsmaschine

Patenterteilung bekanntgemacht am 2. Mai 1963

Es sind Fräsmaschinen mit feststehendem Bett bekannt, welche einen auf dem Bett beweglichen Werkstücktisch und einen horizontal verstellbaren Vertikalfrässpindelkopf aufweisen, der in einem höhenverstellbaren, an Säulen gelagerten, Trägerrahmen beidseitig zur Spindelachse geführt ist.

Die vorliegende Erfindung strebt bei Fräsmaschinen mit feststehendem Bett und beweglichem Werkstücktisch, welcher als Rundtisch ausgebildet ist, eine Starrkonstruktion sowohl für den Rundtisch als auch für den Träger des Spindelkopfes an.

Die starre Lagerung bzw. Führung des Werkstückrundtisches sowie des Spindelkopfes gelingt erfmdungsgemäß durch die Vereinigung verschiedener zweckentsprechender Merkmale, darin bestehend, daß der Trägerrahmen an drei Säulen gelagert ist, deren geometrische Achsen an den Ecken eines gleichschenkligen Dreieckes liegen, dessen Spitze im Mittelpunkt des als Rundtisch ausgebildeten Werkstücktisches liegt, und von denen zwei Säulen Führungssäulen sind, die dritte eine höhenverstellbare Stützsäule ist.

Im Gegensatz zu den bekannten Fräsmaschinen-Starrkonstruktionen werden erfindungsgemäß sowohl der Werkstücktisch als auch die Werkzeugführung zusammen in eine räumliche Abstützung

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einbezogen, indem der Werkstücktisch, an einer der drei Säulen gelagert ist, die den Trägerrahmen des Spindelkopfes abstützen.

Durch diese Bauart werden gegenüber den bisher bekannten Starrkonstruktionen, folgende Vorteile erzielt.

1. Die Gesamtstabilität von Rundtisch-Fräsmaschinen wird erhöht. Dadurch wird

2. auch die Spanleistung in Kubikzentimeter je PS solcher Maschinen gegenüber bisher wesentlich gesteigert, weil durch die Schnittkräfte ungünstig beeinflußte Kippmomente, besonders des Spindelkopfes, und somit Vibrationen nicht auftreten können. Somit werden

*5 3. absolut rattermarkenfreie Flächen mit der Oberflächengüte eines Grobschliffes erzeugt.

In der Zeichnung ist rein beispielsweise eine Ausführungsform der Maschine nach der Erfindung dargestellt:

Fig. ι zeigt einen Längsschnitt der Maschine nach I-I der Fig. 2;

Fig. 2 zeigt einen Querschnitt bzw. eine Draufsicht nach H-II der Fig. 1;

Fig. 3 zeigt eine Seitenansicht, durchgeschnitten nach. IH-III der Fig. 1;

Fig. 4 zeigt die konzentrische Klemmung der ausziehbaren Frässpindelhülse; Fig. 5 zeigt die zentrale Klemmung des Frässpindelkastens.

Die in Fig. 1 bis 3 beispielsweise dargestellte Maschine weist deutlich auf die besonderen Hauptmerkmale der starren Bauart des Erfindungsgegenstandes hin. Dabei wird durch zwei Hauptsäulen 1 und 2 und eine mittige Hilfssäule 3, an denen mit Führungsmuffen 6 und 7 versehene Rahmenteile 4 und 5 höhenverstellbar und festklemmbar geführt sind, je ein Kräfteverband y in waagerechter und ein entsprechender Kräfteverband ζ in senkrechter Richtung mit dem Maschinenbett gebildet. Zu erwähnen ist ferner, daß bei der dargestellten Ausführung das Joch 60 (Fig. 1 und 3) die beiden Hauptsäulen 1 und 2 gleichfalls zu einem geschlossenen Rahmen mit dem Bett verbindet. Die Rahmenteile4 und 5 sind einerseits durch einen mit der mittigen Hilfssäule 3 ein Stück bildenden Tragsupport 8 und andererseits durch einen mit einer Hubsäule 9 ein Stück bildenden Verbindungssupport 10 miteinander verbunden. Die Hubsäule 9 wird von einem Rohr 11 geführt. Stirnseitig erfolgt die Verbindung der Rahmenteile 4 und 5 durch eine Traverse 12 und ein Ouerstück 13.

Jeder der Rahmenteile 4 und 5 besitzt eine Führungsbahn 14 und 15 zur mittigen Führung eines Arbeitsspindelkastens 16. Der Antrieb der Arbeitsspindel 17 erfolgt von einem Motor 18 aus mit Hilfe von nicht dargestellten Wechselrädern für die verschiedenen Drehzahlen.

Am Arbeitsspindelkasten ιό ist mit Hilfe eines Verbindungsstücks 21 ein Hydraulikzylinder 19 befestigt, der in einem mit dem Trägerrahmen fest verbundenen Führungsrohr 20 verschiebbar geführt ist.

Das Verbindungsstück 21 ist auf der einen Seite fest an der Stirnseite des Arbeitsspindelkastens 16 verschraubt, auf der anderen Seite als Zylinderdeckel 21 α ausgebildet. Aus Fig. 3 ist ersichtlich, daß das Verbindungsstück 21 Durchbrüche aufweist, durch welche der am Ende der Kolbenstange 23 angeordnete Kolbenstangenhalter 22 hindurchtritt. Dieser ist fest mit den Rahmenteilen 4 und 5 verbunden und hält so die Kolbenstange 23 und den damit verbundenen Kolben 24 ortsfest. Der Kolbenstangenhalter 22 bildet im vorliegenden Falle eine zusätzliche Versteifung des Trägerrahmens.

Auf der dem Kasten 16 abgewendeten Seite devS Zylinders 19 sitzt in dessen Achsverlängerung· ein gleichzeitig den Deckel des Zylinders 19 bildender, einen Steuerschieber aufweisender Steuerzylinder 25, an dem ein Tastbolzengehäuse 26 angeordnet ist. Wird nun der Tastbolzen 27 entweder von Hand über die Handverstelleinrichtung mit den Elementen 28 (Sterngriff), 29 (Zahnstange), 30 (Hebel) bzw. durch eine Steuer- oder Kopierschablone 32 beeinflußt, so wird über den Steuerzylinder 25 Öl in die links oder rechts des Kolbens liegende Kammer des Zylinders 19 gebracht und dabei eine hin- und hergehende Bewegung des Arbeitsspindelkastens 16 bewirkt.

Der Werkstücktisch 43 ist als Rundtisch aus- go gebildet. Um zu erreichen, daß zur Bearbeitung mehrerer auf dem Werkstückrundtisch angeordneter Formstücke nur eine einzige Kopier- oder Steuerschablone erforderlich ist, wird erfindungsgemäß ain sektorförmig gestalteter Schablonenträger3i angeordnet. Derselbe trägt die Kopier- oder Steuerschablone 32.

Gesteuert wird der Schablonenträger 31 vom Werkstückrundtisch 43 aus, und zwar in einem der Werkstückzahl entsprechenden Rhythmus. Eine in derselben Richtung und mit derselben Umfangsgeschwindigkeit rotierende, vom. Werkstückrundtisch 43 angetriebene Antriebsschablone 33 ist derart ausgebildet, daß sie dem Schablonenträger 31 eine zwangläufige hin- und hergehende Bewegung erteilt, derart, daß, wenn der Werkstückrundtisch 43 beispielsweise sechs Werkstücke trägt, sich der Schablonenträger 31 mit der dem Werkstück formgleichen Kopier- oder Steuerschablone 32 sechsmal hin- und sechsmal zurückbewegt. Das Rückholen geschieht während des Fortschaltens des Tisches 43 in die nächste Arbeitsstellung. Die Antriebsschablone 33 teilt ihre Bewegungen einer an einer Zahnstange 34 befestigten Rolle 35 mit, so daß die Zahnstange 34 ihre hin- und hergehende Längsbewegung über Zahnräder 36 und 37 auf den Schablonenträger 31 überträgt, derart, daß letzterer die obenerwähnte hin- und hergehende Rundbewegung mitmacht. Der Schablonenträger kann auch hydraulisch angetrieben werden.

Die Leerwege zwischen den einzelnen Werkstücken werden mit Eilgang überbrückt. Der Werkstückrundtisch 43 erhält seinen Antrieb durch folgende Glieder: Ein Stufenschaltgetriebe treibt eine Welle 38, an deren Ende eine Schnecke 39 im Eingriff mit einem Schneckenrad 40 sitzt. Auf der glei-

chen Achse mit dem Schneckenrad 40 wird die Hauptantriebsschnecke 41 von diesem angetrieben und erteilt somit über das große Schneckenrad 42 dem Werkstückrundtisch 43 seine Drehbewegung. Am Werkstückrundtisch ist ein Abdeckblech 43 α angeordnet durch das die Späne in eine Fangschale 43 b geleitet werden. Ein V-förmiger, gehärteter und geschliffener Führungsring 44 ist auf der Auflagefläche 45 des Betteils 48 befestigt. Das Schneckenrad 42 hat einen Flansch, der den Rundtisch gegen Abheben vom Führungsring 44 sichert. Eine mittige Führung des Tisches 43 erfolgt durch eine Büchse 46 mit zylindrischer Bohrung und kegeliger Außenform. Die obenerwähnte Hilfssäule 3 wird in der Bohrung des Standrohres 50 geführt, das fest mit dem Betteil 49 verbunden ist.

Zwei Hubspindeln 51 und 52 sind vorgesehen, um die Höhen-Grobverstellung des Arbeitsspindelkastens 16 vorzunehmen. Sie greifen in Muttergewinde der Hilfssäule 3 und der Hubsäule 9 ein. Der Antrieb der Hubspindeln 51 und 52 erfolgt von einer Welle 53 über Zahnräder 54 und 55 auf die Welle 56. Am links- und rechtsseitigen Ende der Welle 56 sitzt je eine Schnecke, die im Eingriff mit auf den Hubspindeln 51 und 52 angeordneten Schneckenrädern 57 und 58 stehen. Die Hubspindeln 51 und 52 sind durch Axiallager abgestützt und ortsfest im Betteil 49 gelagert.

Die Feineinstellung wird mit der axial ausziehbaren Spindelhülse 59 vorgenommen (Fig. 1, 4 und 5). Wenn die Höheneinstellung vorgenommen ist, werden die Führungsrohre 6 und 7 der Rahmenteile 4 und 5 fest mit den Hauptsäulen 1 und 2 verklemmt, und zwar an den räumlich möglichst entfernten Stellen. Die Schlitzart der Rohre ist so gewählt, daß eine wirksame Bandklemmung entsteht. Ein Hebel 61 und eine Schraube 62 dienen hierbei zum Klemmen. Das Klemmen kann auch hydraulisch von zentraler Stelle aus vorgenommen werden. Die mittige Hilfssäule 3 wird ebenfalls mit Hilfe einer Mutter 63 und einer Spannzange 64 konzentrisch geklemmt. Eine Sicherung kann vorgesehen sein, derart, daß die Motoren zur Steuerung der Hubbewegung nur angelassen werden können, wenn die Klemmelemente gelöst sind, mit Hilfe entsprechender elektrischer Endkontakte.

Wenn es sich um kontinuierliches Rundfräsen genauest ebener Flächen handelt, wird zusätzlich zu der vorstehend beschriebenen Klemmeinrichtung auch die Spindelhülse 59 und ebenfalls der Arbeitsspindelkasten 16 geklemmt.

An den räumlich entferntesten Stellen der Spindelhülse 59 ist je eine Spannzange 63 α und 64a· angeordnet (Fig. 4). Jede der beiden Spannzangen umschließen die Spindelhülse mit einer Ringfläche. Die Stirnseiten der Spannzangen sind kugelig ausgebildet. Die Lage des Kugelmittelpunktes liegt in der Mittel/ zwischen beiden Stirnseiten, wie aus der Zeichnung ersichtlich. Die Spannringe 65 und 66 passen auf die kugeligen Stirnseiten. Eine Verbindung der Ringe wird mit drei Bolzen 67, 68 und 69 hergestellt. Die Enden der Bolzen sind als Kugelscheiben bzw. die Ringe als Kugelpfannen ausgebildet, womit ein Druckausgleich erreicht wird. Mit Hilfe einer an einem der Bolzen angeordneten Spannmutter 70, die auch durch einen Spannhebel ersetzt werden kann und deren eine Stirnseite kugelig ist, wird die erforderliche Klemmkraft hervorgerufen.

In Fig. 5 ist die Klemmeinrichtung des Arbeits-Spindelkastens 16 gezeigt.

Die beiden Führungsleisten 71 und 71a (Fig. 3 und 5) weisen je zwei durch Schlitzen gewonnene, nachgiebige Klemmlappen 72, 73, 74 und 75 auf. Diese liegen möglichst weit voneinander entfernt. Das gleichzeitige Klemmen der Klemmlappen erfolgt durch den Exzenterhebel 76, der auf die Brücke 77 einwirkt. Ein nach jeder Seite wirkender sogenannter Eulerscher Hebel 78 und 79 steht in Wirkungsverbindung mit Keilschiebern 80 und Si. Diese Keilschieber bewirken ihrerseits mit Hilfe von Gegenstücken 82 und 83 bzw. Bolzen 84 und 85, die beidseitig Bunde bzw. Muttern tragen, ein Zusammenziehen der vier Klemmlappen. Das Lösen geschieht durch Umkehrung der Bewegungsrichtung des Hebels 76. Dabei sorgen Federn 86 und 87 für sicheres Lösen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Fräsmaschine mit auf einem feststehenden Bett beweglichem Werkstücktisch und einem in einem höhenverstellbaren, an Säulen gelagerten Trägerrahmen beidseitig zur Spindeilachse geführten, horizontal verstellbaren Vertikalfrässpindelkopf, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägerrahmen (4, 5) an drei Säulen (1, 2, 3) gelagert ist, deren geometrische Achsen an den Ecken eines gleichschenkligen Dreieckes (y) liegen, dessen Spitze im Mittelpunkt des als Rundtisch ausgebildeten Werkstücktisches liegt, und von denen zwei Säulen (1, 2) Führungssäulen sind, die dritte (3) eine höhenverstellbare Stützsäule ist.

2. Fräsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der unten durchgehend ebenen Rundtisch-Auflagefläche (45) des Bettes (48) ein Führungsring (44) befestigt ist, welcher nach oben ein V-förmiges Profil aufweist, das als konzentrische Führung des Rundtisches (43) zu der ihn durchsetzenden dritten Säule (3) dient.

3. Fräsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Vertikalspindelkopf (16) ein hydraulischer Vorschubzylinder (19) befestigt ist, der in einem am Trägerrahmen (4, 5) befestigten Führungsrohr (20) verschiebbar geführt ist, und daß die Kolbenstange

(23) des im Zylinder (20) vorhandenen Kolbens

(24) mittels eines Ouerhauptes (22) mit dem Trägerrahmen (4, 5) fest verbunden ist.

4. Fräsmaschine nach Anspruch 3 mit einer hydraulischen Kopiereinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem einen Querstück (13) des Trägerrahmens (4, 5) ein Schablonenträger (31) beweglich gelagert ist zur Aufnahme der

Kopierschablone (32 bzw. 91), mit welcher der in einem Gehäuse (26) verschiebbare Tastbolzen (27) zusammenarbeitet, der auf den Steuerschieber des Steuerzylinders (25) einwirkt, welcher als Verlängerung des an dem vom Spindelkasten (16) abgekehrten Ende des Vorschubzylinders (19) angeordneten Zylinderdekkels ausgebildet ist.

5. Fräsmaschine nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schablonenträger (31) sektorförmig ausgebildet ist und nur eine einzige Kopierschablone (32, 91) trägt und daß Mittel vorhanden sind, um den Schablonenträger (31) in der einen Richtung mit derselben Geschwindigkeit wie den Werkstücktisch (43) zu bewegen, wenn jeweils ein Werkstück auf dem letzteren bearbeitet wird, und in der anderen Richtung zu bewegen, wenn kein Werkstück mit dem Werkzeug in Berührung ist, wobei der Schablonenträger (31) während einer Umdrehung des Werkstücktisches so viele Hin- und Rückbewegungen ausführt, als Werkstücke auf dem Werkstücktisch angeordnet sind.

6. Fräsmaschine nach Anspruch. 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spindelhülse (59) der Arbeitsspindel (17) des Vertikalspindelkopfes (16) an zwei voneinander möglichst entfernt liegenden Ringflächen von je einer Spannzange (63 a, 64 a) umgeben ist, welche eine kugelig ausgebildete Stirnfläche hat, und die Spannzangen zwischen mit entsprechenden kugeligen Stirnflächen versehenen Spannringen (65, 66) sitzen, die durch mindestens drei parallel zur Spindelachse verlaufende, in Bohrungen des Spindelkastens (16) gelagerte Bolzen (67, 68, 69) miteinander verbunden sind, wobei am freien Ende eines der Bolzen ein Spannorgan (70) zum Betätigen der Klemmvorrichtung vorhanden ist.

7. Fräsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Spindelkasten (16) den Trägerrahmen (4, 5) hintergreifende Führungsleisten (71, 71 a) vorhanden sind, die je zwei durch Schlitze von den Führungsleisten getrennte Klemmlappen (72, 73, 74, 75) an möglichst weit voneinander entfernten Stellen aufweisen, und daß je zwei einander gegenüberliegende dieser Klemmstellen (72, 75 bzw. 73, 74) durch einen Bolzen (84 bzw. 85) miteinander verbunden sind, wobei beide Bolzen durch eine gemeinsame Spannvorrichtung (76 bis 85) gleichzeitig anziehbar und lösbar sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschriften Nr. 125478, 234901, 324116, 542504. 554149. 55SO3I. 588747,
623046, 718 199, 807880;

schweizerische Patentschriften Nr. 150 374,
155838., 263081;

französische Patentschriften Nr. 831 901,
912440;

britische Patentschrift Nr. 441 361;

USA.-Patentschriften Nr. 1744362, 2370367;

Zeitschrift Werkstattstechnik und Werksleiter, 1936, Heft 5, S. 126;

Zeitschrift Werkstattstechnik, XXV. Jahrgang (1931), Heft 13, S. 321 bis 324.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen