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Gegenhalter für Zahnrad-Abwälzfräsmaschinen und andere Fräsmaschinen
Die Erfindung bezieht sich auf einen Gegenhalter für Zahnrad-Abwälzfräsmaschinen
und andere Fräsmaschinen mit einem Rundtisch und einem auf einem Gegenhalterbock
in einer Längsführung geführten, antriebbar verschiebbaren Reitstock zum Festspannen
der Werkstücke auf dem Rundtisch.
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Die Längsführungen derReitstöcke derartiger Gegenhalter müssen Spiel
aufweisen, um eine Verschiebbarkeit zu ermöglichen. Dieses Spiel wirkt sich ungünstig
auf das Spannen aus. Aus diesem Grund werden die Reitstöcke im allgemeinen zunächst
mit irgendwelchen Vorschubmitteln in eine für das Arbeiten geeignete Position gebracht,
und dann mit besonderen Mitteln, beispielsweise Klemmschrauben oder hydraulischen
Klemmeinrichtungen, festgeklemmt; danach wird das Werkstück mit der Pinole des Reitstocks
gespannt.
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Es ist bereits bekannt, das Andrücken der Pnole mit dem Fahren des
Reitstocks gegen einen Anschlag zu verbinden oder das Klemmen des Reitstocks mit
dem Fahren gegen einen Anschlag zu steuern. Abgesehen davon, daß dieses Prinzip
nicht durchführbar ist, wenn ohne Anschlag gearbeitet wird, sondern die Pinole unverschiebbar
im Reitstock gelagert ist und das Werkstück gewissermaßen mit dem Reitstock gespannt
wird, sind für die Vorgänge Vorschub und Spannen einerseits und Klemmen andererseits
oder Vorschub und Klemmen einerseits und Spannen andererseits gesonderte Steuermittel
notwendig.
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Zweck der Erfindung ist, den Vorschub-Spann-Klemmvorgang zu vereinfachen,
und zwar sowohl im Vorgang selbst als auch in bezug auf die Mittel.
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Nach der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Richtung
der Vorschubkraft für den Reitstock mit der Bewegungsrichtung des Reitstockes einen
in Spannrichtung spitzen Winkel bildet, derart, daß die Vorschubkraft bzw. Spannkraft
in eine zur Bewegungsrichtung des Reitstockes parallele und eine dazu senkrechte
Kraftkomponente zerlegbar ist, wobei letztere den Reitstock beim Spannen auf seine
Längsführung drückt. Beim Ausspannen drehen sich beide Kraftrichtungen um, so daß
das Abrücken des Reitstocks automatisch mit einem Lösen der Klemmurig verbunden
ist. Durch Variieren der Richtung des Vorschubantriebs hat man die Möglichkeit,
das Verhältnis von Spannkraft zu Klemmkraft aufeinander abzustimmen.
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Die Erfindung wird vorteilhaft ausgestaltet durch einen im Werkzeugschlitten
oder Gegenhalterbock gelagerten Lenker, der mit einem seiner Enden an dem Reitstock
aasgelenkt ist, und der die mechanisch, hydraulisch oder elektrisch ausgeübte Vorschubkraft
in der in Anspruch 1 angegebenen Art auf den Reitstock überträgt. Eine weitere günstige
Ausgestaltung besteht darin, daß der Lenker an einem zweiarmigen Hebel gelagert
ist, an dessen freiem Ende die mechanisch, hydraulisch oder elektrisch wirkende
Antriebskraft angreift. Der Lenker kann auch als einarmiger Hebel ausgebildet sein.
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Die Klemmkomponente der Vorschubkraft kann durch Verändern der relativen
Lage der Gelenkpunkte zueinander variiert werden. So kann z. B. ein Gelenkpunkt
einstellbar ausgeführt sein.
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In Fräsmaschinen, bei denen der Maschinenständer bzw. der Werkstückschlitten
und der Gegenhalterbock nicht aus einem Stück bestehen, ist die Überlegung wichtig,
an welcher Stelle, d. h. an welchem der genannten Teile, sich der Vorschubantrieb
abzustützen hat. So ist es beispielsweise in der Ausführung mit an den Reitstock
direkt angreifendem Vorschubantrieb günstig, diesen am Maschinenständer oder am
Werkstückschlitten abzustützen, weil dann der Gegenhalterbock während des Spannens
auf seine Unterlage gedrückt wird. Bei der Übertragung des Vorschubantriebs über
einen Hebel ist es günstig, die Antriebskraft innerhalb des Gegenhalterbocks abzustützen.
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Die Erfindung sei an Hand der Fig. 1 bis 3 erläutert. Es zeigt Fig.
1 eine Gesamtansicht einer Zahnrad-Abwälzfräsmaschine, Fig.2 eine Ausführungsform
der Erfindung mit einem direkt am Reitstock angreifenden Vorschubantrieb, Fig. 3
eine Ausführungsform mit über einen Hebel auf den Reitstock einwirkendem Vorschubantrieb.
Zwar
ist zur Beschreibung der Erfindung eine Abwälzfräsmaschine für Zahnräder gewählt
(Fig: 1), die Erfindung ist aber auf jede andere Fräsmaschine anwendbar. Auf dem
Maschinenständer 10 ist ein Werkzeugschlitten 11 verschiebbar gelagert, auf
dem ein Gegenhalterbock 12 befestigt ist. Auf dem Gegenhalterbock ist ein Reitstock
13 in einer Führung 13 a verschiebbar gelagert. Im Werkzeugschlitten ist eine Arbeitsspindel
in bekannter Weise gelagert, von der die Spindelnase 14 zeichnerisch dargestellt
ist. Ein Werkstück 15 ist zwischen der Pinole 16 des Reitstocks und der Spindelnase
14, unter Umständen unter Zuhilfenahme einer Spanneinrichtung 20od. dgl., in geeigneter
Weise eingespannt. Auf dem Maschinenständer ist ferner ein Werkzeugschlitten 17
verschiebbar gelagert, der mit einem schwenkbaren Werkzeughalter 18 ein Werkzeug
19, beispielsweise einen Abwälzfräser, trägt. Werkzeugschlitten und Werkstückschlitten
sowie Werkzeug und Werkstück können in einer bekannten und daher nicht näher beschriebenen
Weise angetrieben werden.
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Zum Verschieben des Reitstocks ist ein Hydraulikzylinder 22 ;(Fig.
2) vorgesehen, in dem ein Kolben 23 so geführt ist, daß ein oberer 24 und ein unterer
Zylinderraum 25 gebildet werden, die jeweils mit einer Leitung 24 a und
25 a mit einer Drucköl- und Steueranlage verbunden sind. Am unteren Teil
ist der Hydraulikzylinder 22 mit einem Zapfen 26 im Werkstückschlitten gelagert,
während der Kolben 23 über eine Kolbenstange 27 mittels eines Bolzens 28 an dem
Reitstock angelenkt ist. Dabei nimmt die Kolbenstange 27 bzw. der Hydraulikzylinder
22 eine solche geneigte Lage gegenüber der Bewegungsrichtung 29 des Reitstocks ein,
däß diese zusammen mit der Bewegungsrichtung 30 des Kolbens bzw. der Kolbenstange,
einen in Spannrichtung, also nach unten, offenen spitzen Winkel bildet. Zur Aufwärtsbewegung
des Kolbens 23 wird Drucköl durch die Leitung 25a in den unteren Zylinderraum
25 geschickt, während der Zylinderraum 24 drucklos gemacht ist. Bei einer Abwärtsbewegung
erhält der Zylinderraum 24 Drucköl. Die Steuerung hierfür kann selbsttätig, beispielsweise
zusammen mit der hydraulischen Steuerung für die übrige Spanneinrichtung oder im
Rahmen eines automatischen Arbeitsablaufes erfolgen. Die Steuermittel selbst sind
bekannt und daher nicht dargestellt.
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Wenn beim Aufsetzen der Pinole 16 auf das Werkstück oder auf die Spannvorrichtung
od. dgl. vom Kolben 23 eine Spannkraft in Richtung 30 ausgeübt wird, so wird diese
durch die erfindungsgemäße Anordnung in eine Komponente 29 in Richtung der Reitstockbewegung
und eine dazu senkrechte Komponente 31 zerlegt, die den Reitstock auf seine Unterlage
drückt und damit festklemmt. Dabei vergrößert sich die Klemmkraft automatisch mit
wachsender Spannkraft, was den praktischen Erfordernissen entspricht. Dadurch, daß
der Zapfen 26 im Maschinenständer gelagert ist, wird gleichzeitig mit dem Spannen
oder Gegenhalten des Werkstücks der Gegenhalterbock 12 auf den Maschinenständer
10 gepreßt.
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Beim Lösen der Werkstückspännung, d. h. beim Einleiten der Rückbewegung
des Reitstocks, drehen sich alle Kraftrichtungen um, so daß das Einleiten der Rückbewegung
mit einem selbsttätigen Lösen der Klemmung verbunden ist.
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Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem der Vorschubantrieb
für den Reitstock über einen zweiarmigen Hebel erfolgt. An der Unterseite des Gegenhalterbocks
12 ist ein Hydraulikzylinder 35 festgespannt, in dem ein Kolben 36 bzw. eine Kolbenstange
37 geführt ist. Das freie Ende der Kolben-Stange ist an einem Schieber 38 befestigt,
der in einer Längsführung 39, die innerhalb des Gehäuses des Gegenhalterbockes oder
an der Innenseite eines Deckels 40 angebracht ist, geführt ist. Im Gegenhalterbock
ist ferner auf einem Bolzen 41 ein zweiarmiger Hebel 42 gelagert. Dieser zweiarmige
Hebel ist einerseits über einen Koppel 46 mit dem Schieber 38 bzw. der Kolbenstange
37 verbunden und andererseits über einen Lenker bzw. Lasche 47 mit dem Reitstock
13. Die Lasche. ist dabei zwischen dem zweiarmigen Hebel 42 und dem Reitstock 13
so zur Bewegungsrichtung 43 des Reitstocks geneigt angeordnet, daß ihre Kraftrichtung
44 eine zur Richtung der Reitstockbewegung senkrechte Komponente 45 ergibt. Diese
Kraftkomponente 45 wird in der vorher beschriebenen Weise zum Klemmen des Reitstocks
benutzt.
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Um das Verhältnis der Spannkraft 43 zur Klemmkraft 45 zu variieren,
kann die Neigung der resultierenden Kraft 44 veränderlich gemacht werden. Zu diesem
Zweck kann beispielsweise das Lager für den Zapfen 45, mit dem die Lasche 47 am
zweiarmigen Hebel angebracht ist, in Richtung der Längserstrekkung des Hebels veränderlich
angeordnet sein, womit sich auch die Richtung 44 des Kraftangriffs an den Reitstock
ändert.
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Die Koppel 46 braucht nicht wie gezeichnet angeordnet zu sein, sondern
beispielsweise auch so, daß sie bei der Ausübung der höchsten Spannkraft mehr oder
weniger genau die Verlängerung der Kolbenstange 37 darstellt. Damit fällt beim Spannen
die Seitenkomponente fort, die in der dargestellten Anordnung auf die Führung wirkt.
Andererseits hat die dargestellte Ausführungsform den Vorzug, daß die Seitenkomponente
auch hier eine Art Klemmkraft ausübt.
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In den Ausführungsbeispielen sind hydraulische Antriebe für den Reitstockvorschub
vorgesehen. Die Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt, sondern bezieht sich
auch auf mechanische oder elektrische oder kombinierte Antriebe. Als Beispiel für
einen mechanischen Antrieb sei erwähnt, daß vergleichsweise die Kolbenstange 27
bzw. der Kolben 23 oder 37 bzw. 36 durch eine Vorschubgewindespind'el und der Zylinder
22 oder 35 durch eine Vorschubmutter ersetzt werden können, deren Antrieb von Hand
oder mit einem elektrischen oder hydraulischen Motor erfolgen kann.