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Profilfräsmaschine Die Erfindung betrifft Fräsmaschinen und insbesondere
eine Fräsmaschine, die besonders dazu geeignet ist, Tragfliigelkerne zu fräsen,
die profilierte Flächen haben.
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Im Flugzeugbau werden im großen Umfang Tragflächenkerne in Zellenstruktur
in den Flegeln und Leitwerken verwendet, um eine Kombination einer hohen strukturellen
Festigkeit und eines geringen Gewichtes zu erbringen. Solche Kerne können viele
Meter lang sein, und sie werden direkt mit der Außenhaut des Flugzeuge verbunden,
die den eigentlichen TragflQgel bildet. Tragflügel für Flugzeuge erfordern ein Höchstmaß
an Genauigkeit, und da die Kerne die Außenhaut der Tragflügel direkt tragen, müssen
deren Außenseiten so nahe wie möglich an die tatsächliche Form des Tragflügels herankommen.
Bekannt ist, Kerne aus langgestreckten Zellenblöcken auf Spezialmaschinen spanabhebend
herauszuarbeiten, die mit einem Fräser versehen sind, der eine Rubbewegung über
den Kern hinweg ausführt, während er schrittweise in einer Richtung zugestellt wird,
die im rechten Winkel zur Hubbewegung liegt, nachdem jeweils ein solcher Bewegungsweg
abgeschlossen ist. Um sich dem Profil des Wragflügels anzunähern, bei dem es sich
um eine stetige Kurve handelt, muß die Schnittebene des Drehwerkzeugs, d.h. die
Ebene,
in der das Werkzeug während jedes Bewegungswegs am Kern schneidet, tangential zum
Profil des Tragflügels liegen. Obgleich das nicht zu einem getreuen Profil des Tragflügels
führt, da das Werkzeug eine ebene Fläche während des jeweiligen Bewegungswegs schneidet,
erreicht man eine ausreichende Annäherung an das Tragflächenprofil wenn die Zustellschritte
im Quervorschub ausreichend klein sind.
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Bei vielen Tragflächen ändert sich die Winkelneigung der Tangente
zur Profilfläche in Längsrichtung der geraden Linie bzw. der Längslinie, die der
Fräser während seiner Rubbewegung zwischen den in Längsrichtung liegenden Enden
des Tragflächenkerns durchläuft. Währendeines 3ewegungswegs des Fräsers beispielsweise
kann die Tangente am innenliegenden Ende des Kerns eine Neigung von mehreren Grad
mehr oder weniger als die Tangente am außenliegenden Ende des Kerns haben.
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Bekannte Tragflächenkern-Fräsmaschinen vind während des jeweiligen
Bewegungßwegs auf eine festliegende Winkelneigung der Achse des Fräsers eingerictt.
Die Neigung der Achse wird nach der erforderlichen Winkellage der Schnittebene zwischen
aufeinanderfolgenden 3ewegtingsabläufen justiert. Das führt zu einem Kompromiß,
da die Schnittebene während eines betreffenden BewegungsablauSes nur an einer Stelle
tangential zum Profil des Tragflügels liegen kann. An allen anderen Stellen liegt
die Schnittebene außerhalb der Tangente, was zu einem Tragflügelkern führt, der
eine geringere Genauigkeit und Qualität hat. Obgleich dieser Nachteil bekannt war,
wurde das bisher wegen der Kosten und der Schwierigkeiten hingenommen, die es bereitet
hätte, die Winkellage der Achse des Fräsers ständig zu überwachen und einsustellene
Die
Erfindung sieht eine Fräsmaschine zum Fräsen von Profilflächen an einem Werkstück
vor, beispielsweise an einem Tragflügelkern. Die Maschine umfaßt einen Schneidkopf
zur Lagerung eines Fräsers und eine Vorrichtung zum Lagern des Schneidkopfs, die
eine Schwenkbewegung des Schneidkopfs um einen Schneidpunkt des Werkzeugs herum
gestattet, um die Winkellage des werkzeugs relativ zum Werkstück einstellen zu können.
Die mittel zur Lagerung des Schneidkopfes sind zur Ausführung einer Hubbewegung
über das Werkstück hinweg gelagert, und es sind Stellmittel vorhanden, um die Winkellagen
des Werkzeugs am jeweiligen Schneidpunkt während der jeweiligen Hubbewegung der
Lagermittel festzulegen. Eine in Erwiderung auf die Stellmittel ansprechende Einstelleinrichtung
sorgt für eine kontinuierliche Einstellung der Winkellage des eine Hubbewegung ausführenden
Werkzeugs.
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Im bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung umfaßt die Stell
einrichtung zwei im Abstand angeordnete Kurvenscheiben mit Kurvenflächen zum Bestimmen
der Winkellage des Fräsers an zwei vorgewählten Punkten während der Hubbewegung
der Lagermittel.
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In Kontakt mit der jeweiligen Kurvenfläche stehende Mittel sind vorgesehen,
um die Winkellage des Werkzeuge an allen übrigen Punkten zu bestimmen, und die Einstelleinrichtung
spricht direkt auf die in Kontakt mit der Kurvenfläche stehenden Nittel an. Die
Kontaktmittel bestehen vorzugsweise aus einem langgestreckten Kipphebel, der sich
in Richtung der Rubbewegung der Lagermittel erstreckt und der mit ihnen gekoppelt
ist, derart, daß der Abstand zwischen den Lagermitteln und dem Kipphebel die Winkelneigung
des Fräsers bestimmt und für die kontinuierliche Einstellung dieser Lage sorgt.
Alternativ umfassen die Kontakt mittel eine elektrische Schaltung, die die gleiche
Funktion wie der Kipphebel ausführt, um für die kontinuierliche Einstellung der
Achse des Fräsers zu sorgen.
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Die Maschine ist robust und gestattet das Fräsen von Tragflügelkernen,
bei denen die Winkellage des Profils des Tragflügels über die Länge des Kerns hinweg
während des jeweiligen 3ewegungswegs des Fräsers variiert. Die Fehler im Kernprofil,
wie sie durch die bekannte Bearbeitung entstanden sind, und zwar dadurch, daß die
Winkellage der Werkzeugachse nicht kontinuierlich während des jeweiligen BewegungsablauSes
eingestellt werden konnte, sind also beseitigt worden. Man erhält eine im wesentlichen
naturgetreue Gestalt des Tragflügels, um eine maximale Effektivitt des Tragflügels
sicherzustellen.
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Die Erfindung ist im nachfolgenden anhand von Ausführungebei spielen
unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.
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In den Zeichnungen sind: Fig. 1 eine schematische Schnittdarstellung
eines Tragflügelkerns, der mit Hilfe eines Fräsers bearbeitet wird, Fig. 2 eine
schematische Vorderansicht einer Trag£lügelfräsmaschine gemäß der Erfindung, Fig.
3 ein Schnitt an der Linie 3 - 3 der Fig. 2, Fig. 4 eine Ansicht mit Blickrichtung
aus der ebene der Linie 4 - 4 der Fig. 2, Fig. 5 ein Schaltbild einer Steuerschaltung,
wie sie in der in Fig. 2 gezeigten Fräsmaschine Verwendung findet, Fig. 6 ein Schaltbild
zur Verwendung in einer Tragflächenfräsmaschine in einem weiteren Ausfiih.rungsbeispiel
der Erfindung,
Fig. 7 eine Einzelheit im vergrößerten Maßstab in
Ansicht von vorn, wobei Teile weggelassen worden sind, die einen Fräskopfeupport
zeigt, mit dem die in Fig. 2 - 4 gezeigte Tragflächenkern-Fräsmaschine ausgerüstet
ist, und Fig. 8 ein Schnitt an der Linie 8 - 8 der Fig. 7.
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In Fig. 1 ist schematisch eine Endansicht eines Tragflügelkerns 10
gezeigt, der eine vorbearbeitete fläche 12 hat, die aus einem nicht dargestellten
Zellenblock gesohnitten worden ist. Ein Fräser 14 bekannter Konstruktion wird von
einem Motor 16 angetrieben und führt eine Hubbewegung iiber die Läge des Kerns hinweg
aus. Nach jedem Hub des Fräsers über den Kern wird er in Richtung auf die vorbearbeitete
Fläche schrittweise zugestellt, und zwar in einer Zustellrichtung, die im wesentlichen
im rechten Winkel zur Richtung der Hubbewegung liegt. Der Fräser bildet einen Schneidpunkt
18, der gemäß der Darstellung am Rand des Fräsers oder radial innerhalb des Randes
liegen kann, um die konvexen Flächen zu fräsen. Er hebt Werkstoff an einer Schnittebene
20 entlang ab, die vom Fräser beschrieben wird. Die Schnittebene bildet einen Teil
des Tragflügelprofils 22 in einer Ebene und liegt tangential zum getreuen gekrümmten
Tragflächenprofil am Schneidpunkt 18. Der fertig gefräste Eragflächenkern hat also
ein Profil, das durch eine Vielzahl raltiv schmaler aneinander angrenzender ebener
Flächen bestimmt ist, die in ihrer Anzahl der Anzahl von Rüben entsprechen, welche
der Fräser über den ragflügelkern hinweg ausführt.
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Es ist bekannt, daß Tragflügel allgemein in Längsrichtung in Richtung
auf einen konvergierenden Punkt.zulaufen, der außerhalb
des außenliegenden
Endes des Tragflügels liegt, so daß in Längsrichtung im Abstand liegende Querschnitte
des Kerns sukzessive tom innenliegenden Ende in Richtung auf das außenliegende Ende
kleiner werden. Möglich erfolgt die Zustellung des Fräsers nicht parallel, vielmehr
erstreckt sie sich in einer radialen Richtung von diesem konvergierenden Punkt aus.
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Wenn ein Tragflügelkern parallele Seiten hat, so daß seine Querschnitte
über die Länge des Kerns hinweg eine gleiche Größe haben, läge die Zustellung des
Fräsers parallel zu den QUersChnitten in geraden Linien.
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Wenn während eines einzigen Hubs des Fräsers die Tangente zum Tragflügelprofil
am Schneidpunkt konstant bleibt, wird die Winkellage des Fräsers am Beginn des Hubs
eingestellt, und sie bleibt während dieses Eubs konstant. Häufig jedoch ändert sich
die Tangente zum Tragflügelprofil linear über dieLänge eines Hubwegs hinweg, so
daß die Winkellage des Fräsers ständig während dieser Kubbewegung geändert wrde
muß, um die Schnittebene tangential zum Tragflügelprofil zu halten. Die Erfindung
sieht eine Vorrichtung vor, mit deren Hilfe die Winkellage der Achse dex Fräsers
eingestellt werden werden k Gemäß der Darstellung in Fig 2 und 3 weist eine Fräsmaschine
24 gemäß der Erfindung ein Gestell 26 auf, das zwei Seitenteile 28 hat, die durch
zwei Verbindungsstangen 30 miteinander verbunden sind. Die Seitenteile weisen Lagerräder
31 und 32 auf, die an aufrecht stehenden Schienen 34 angreifen. Diese Schienen haben
eine Form, die noch zu erläutern sein wird. Die Schienen sitzen auf Sockeln 36,
die sich von einem Boden 38 aus erheben. Das Gestell 26 ist also in Vorschubrichtung
bewegbar, und die Führung erfolgt von den Schienen aus.
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Ein mit seitlichen Bunden versehenes Lagerrad 32 (am außenliegenden
Ende des Gestells 26) greift an der außenliegenden Schiene 34 an, um damit das Gestell
26 über die Länge der Schiene hinweg zu führen. Ein mit seitlichen Bunden versehenes
Rad 31 am innenliegenden Ende des Gestells lagert das Gestell auf der Führungsfläche
der innenliegenden Schiene 34.
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Aus Gründen, die noch zu erläutern sein werden, haben die innenliegende
und die außenliegende Schiene normalerweise unterschiedliche Höhen. Die Differenz
in dem Abstand zwischen den Schienen als Folge von Unterschieden in den Höhen der
Schienen wird dadurch ausgeglichen, daß das Führungsrad 31 sich in axialer Richtung
auf der zugehörigen Lagerwelle 31a bewegen kann. Unterschiede in der Winkellage
zwischen den Führungsflächen der Schienen 34 und den Achsen der Räder 31 und 32
werden durch PendelXger ausgeglichen, die die Räder auf den zugehörigen Wellen lagern.
Alternativ kann das Rad 31 eine zylindrische Rolle sein, die eine größere Länge
als die Breite der Führungsflähe der Schiene 34 hat. Die Rolle liegt dann axial
fest und gleicht Höhenunterschiede dadurch aus, daß sie in axialer Richtung auf
der Schiene entlanggleitet.
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Unterhalb des Gestells befindet sich ein Arbeitstisch 40, auf dem
ein Kernblock 42 aufgespannt wird. Der Kern hat eine Längsabmessung Lns und seine
Enden 42a und 42b befinden sich in einem Abstand "L a" und L b" von den Schienen
34. Der Tragflügelkern, der in Fig. 2 dargestellt ist, ist in Längsrichtung schräg
verlaufend ausgebildet, und seine Oberseite konvergiert am außenliegenden Konvergenzpunkt
44. Die Längslinien (nicht dargestellt) des Tragfliigelkerns konvergieren ebenfalls
im
Punkt 44, so daß die Breite des Kerns in Querrichtungvom Ende 42a zum Ende 42b radial
zunimmt, wobei der Mittelpunkt des Radius am Konvergenzpunkt 44 liegt. Um die Fräsmaschine
durch den genauen Verlauf zu führen, sind die Schienen 34 um den Punkt 44 herum
kreisbogenförmig ausgebildet. Wenn sich das Gestell also in der Vorschubrichtung
bewegt, wandert es im Kreis um den Punkt 44 herum, wobei das Naß der Krümmung eine
Funktion des Abstandes des Punktes 44 von der Schiene ist, was wiederum von der
betreffenden Form des Tragflügels bestimmt wird. Das Naß der Krtimmung ist jedoch
gering, da der Konvergenzpunkt vom außenliegenden Ende 42a des Kerns relativ weit
entfernt liegt.
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In Fig. 2 ist ferner gezeigt, daß die Mittellinie der Führungeräder
31 und 32 in der oberen Längslinie des Tragflügels in jeder Vorschubstellung bzw.
Querstellung des Gestells liegt. Folglich haben die Schienen 34 eine Form, die gleich
der des Tragflügels ist, von der der Radius der Räder 31 und 32 subtrahiert ist,
wie das in Fig. 4 gezeigt ist. Sie haben eine unterschiedliche Höhe, und die außenliegende
Schiene hat eine kleinere euerschnitteflächs als die innenliegende Schiene. Während
der Bewegung des Gestells 26 von einem Ende der Schienen 24 zum anderen Ende durchläuft
jeder Punkt des Gestells 26 einenWeg, der die Form des Tragflügelprofils hat.
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Zwei langgestreckte Führungsschienen 46 (Fig. 3) sitzen zwischen den
Seitenteilen 28 des Gestells 26 und sind an den Innenseiten 48 der Seitenteile über
Lagerstücke 50 befestigt. Ein Support 52, der einen Fräskopf lagert, ist verschiebbar
auf den Führungsschienen 46 gelagert. Ein Kettentrieb 54 ist vorgesehen, um den
Support in Längsrichtung der Führungsschienen über den Tragflügelkern 42 hinweg
hin und her zu bewegen. Ein Fräser 56 sitzt
unten am Fräskopf im
Support 52 in einer solchen Lage, daß während jeder Bewegungsfolge des werkzeugs
über den Kern hinweg seine Schnittebene auf der Tragflügellängslinie 59 liegt, die
durch den Punkt 44 und die Achse der Führungsräder 31 und 32 geht.
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Um das Tragflügelprofil zu fräsen, wird der Fräser mit relativ hohen
Drehzahlen angetrieben, und zwar bis zu 20000 UpM und mehr. Der Kettentrieb 54 sorgt
dafür, daß der Support 52 eine Hubbewegung in Längsrichtung der Führungsschienen
46 über den Kern hinweg ausführt. Am Ende der jeweiligen Bewegungsfolge wird das
Gestell 26 schrittweise in Vorschubrichtung weitergerückt, und der Fräser läuft
wiederum über das Werkstück hinweg, um einen weiteren Teil des Tragflächenprcfils
zu fräsen. Wie bereits erwähnt, erfordert die Winkelneigung der Achse des Fräsers
eine ständige Einstellung am Beginn der jeweiligen Bewegungsfolge sowie während
der jeweiligen Bewegungsfolge über den Kern hinweg, um die Schnittebene des Werkzeugs
am Schneidpunkt tangential zum Tragflügelprofil zu halten.
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Um diese konstante Einstellung der Achse des Fräsers zu ermöglichen,
sieht die Erfindung im wesentlichen eine Einrichtung vor, um die Winkellage der
Werkzeugachse in jeder beliebigen Lage des Fräsers während seiner Hubbewegung in
Längsrichtung der Führungsschiene 46 festzulegen. Diesem Zweck dienen die Stellmittel
60. Ferner ist eine Einrichtung vorgesehen, um die Werkzeugachse zu verstellen,
wie das durch die Stellmittel bestimmt wird. Eine nähere Beschreibung erfolgt im
Zusammenhang mit der Erläuterung der Fig. 5 - 8.
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Gemäß der Darstellung in Fig. 2 und 3 umfassen die Stellmittel einen
Kipphebel 62, der sich in Richtung der Mihrungsschicnen
46 erstreckt
und der über den Verbindungsstangen 30 liegt.
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Er ist gelenkig mit zwei aufrecht stehenden Kurvenabnehmern 64 verbunden.
Die Kurvenabnehmer sind in vertikaler Richtung bewegbar und sitzen verschiebbar
in geeigneten Lagern, die an den Innenseiten 48 der Seitenteile 28 des Gestells
befestigt sind. Am unteren Ende des jeweiligen Kurvenabnehmers sitzt ein Rad 66,
daß von einer Tangentialkurvenführung 68 getragen wird, die auf dem Boden 38 sitzt.
Mit der Bewegung des Gestells in Vorschubrichtung während des Fräsens des TragflUgelkerns
42 bewegen sich die Kurvenabnehmer und der Kipphebel mit, und die Kuzvenabnehmer
führen eine vertikale Bewegung aus, die durch die Oberseite der Tangentialkurvenführungen
hervorgerufen wird. Unterschiede in der relativen Höhe der Tangentialkurvenführrngen
bewirken also eine RJinkelneigung des Kipphebels, wie das in Ftg. 2 dargestellt
ist.
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Ein aufrecht stehender Arm 70 ersfreckt sich vom Support 52 am Kipphebel
62 vorbei, und an ihm sitzt ein Potentiometer (das in Fig. 2 nicht dargestellt ist).
Dieses Potentiometer wird von einem Zahnrad 72 aus gedreht, das mit der Stellwelle
des Potentiometers verbunden ist. Eine Zahnstange 74 ist verschiebbar am oberen
Ende des Arms 70 gelagert und weist eine Rolle 76 auf, die an der Oberseite 78 des
Kipphebels 62 angreift. Wenn der Kipphebel in Längsrichtung geneigt ist, wie das
in Sig. 2 gezeigt ist, bewirkt die Hubbewegung des Supports 52 an den l;hrungsschienen
46 von links nach rechts eine Aufwärtsbewegung der Zahnstange 74, die auf das Zahnrad
72 und damit auf das Potentiometer übertragen wird. Wie noch zu erläutern sein wrrd,
werden elektrische Signale vom Potentiometer dazu herangezogens die Winkellage der
Achse des Fräsers zu steuern und einzustellen. Die betreffende Winkellage wird durch
die Einstellung des Potentiometers bestimmt, wel
ohe wiederum eine
Funktion der Neigung der Oberseite 78 des Kipphebels ist, die von der Zahnstange
74 und dem Zahnrad 72 aufgenommen wird.
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Diese Größe wird durch die Tangentialkurvenführungen 68 gesteuert.
Deren Form ist deshalb kritisch für das ordnungsgemäße Funktionieren der erfindungsgemäßen
Vorrichtung. Die Tangentialkurvenführungen haben eine solche Form, daß der Abstand
zwischen den Führungsschienen 46 und der Oberseite 48 des Kipphebels 62 so groß
ist, daß die resultierende Winkelneigung der Achse des Fräsers genau tangential
zum Tragflügelprofil bei Jedem beliebigen Abstand des Fräsers 56 vom Konvergenzpunkt
44 aus liegt. Gewöhnlich ändert sich die Tangente an die EragflugelkrUmmung, worauf
bereits hingewiesen worden ist, so daß die Tangentialkurvenführungen unterschiedliche
Höhen über den Qtierschnitt des Kerns hinweg haben. Das ist am deutlichßten aus
Fig. 3 zu ersehen, wo die außenliegende Tangentialkurvenführung strichpunktiert
dargestellt ist, während die innenliegende Tangentialkurvenführung in Vollinien
dargestellt ist. Wenn die Tangente an den Tragflügel über die volle Abmessung einer
Jeweiligen Längslinie des Tragflügels konstant bleibt, haben an dieser Stelle die
Tangentialkurvenführungen die gleiche Höhe. In Fig. 3 ist ein solcher Punkt bei
80 gezeigt. Da die Tangente des Trqflugelprofils sich linear über die Länge des
TragflAgeis hinweg ändert und die im Abstand liegenden Tangentialkurvenführungen
die Tangente an zwei im Abstand liegenden Punkten an Jeder Längslinie des Tragfliigels
bestimmen, werden alle Tangenten durch den Abstand zwischen den Führungsschienen
46 und der-Oberseite 78 des Kipphebels 62 bestimmt. Wenn beispielsweise die Winkellage
der Tangente an einer bestimmten Längslinie des Tragflügels entlang zwischen 5 °
am außenliegenden Ende 42 a und
10 ° am innenliegenden Ende 42
b des Tragflügels variiert und die Tangentialkurvenfühuungen eine solche Form haben,
daß die Achse des Fräsers senkrecht zur Tangente an diesen Punkten liegt, wenn der
Support 52 sich in der Mitte zwischen den Tangentialkurvenführungen befindet, ist
der Abstand zwischen der Puhrungsschiene 46 und der Oberseite 78 so, daß die Winkelneigung
der Achse des Fräsers rechtwinklig zu einer Tangente steht, die eine Neigung von
7,5 ° hat. Das gleiche gilt für alle anderen Zwischenpunkte des Tragflügels an dieser
betreffenden Linie entlang.
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Durch das Vorsehen der Tangentialkurvenführungen und des Kipphebels
kann-also eine ständige Verstellung der Achse des Fräsers über die gesamte Hubbewegung
des Supports und des Fräsers hinweg vorgenommen werden. Es läßt sich damit ein Tragflügelprofil
mit einem Höchstmaß an Genauigkeit erreichen, ohne daß das Getell in der Vorschubrichtung
gekippt werden muß.
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In Fig. 5 ist die Einrichtung gezeigt, die zur ständigen Verstellung
der Achse des Fräsers vorgesehen ist. Dazu gehört ein Potentiometer 82, das mit
dem Zahnrad 72 (Fig. 2) gekopelt und vom Zahnrad 74 verstellt wird, welches an der
Oberseite 78 des Kipphebels angreift. Elektrische Ausgangssignale vom Potentiometer
gehen durch einen Differentialverstärker 84 und dann zu einem elektrohydraulischen
Servoventil 86. Das Servoventil verstellt einen Hydraulikzylinder 88, der mechanisch
mit einem Fräskopf 90 gekoppelt ist, in dem der Fräser sitzt. Durch ihn erfolgt
eine Verstellung der Winkellage der Achse des Fräsers. Das hydraulische Stellglied
(oder alternativ der Fräskopf 90) ist mechanisoh mit einem zweiten Potentiometer
92 gekoppelt, dessen Ausgangssignale ebenfalls dem Differentialverstärker 84 zugeleitet
werden. Die beiden Potentiometer sind' so eingestellt, daß
deren
Ausgänge- gleich sind, wenn der Abstand zwischen der Führungsschiene 46 und der
Oberseite 78 des Kipphebels mit der entsprechenden Winkellage der Achse des Fräsers
zusammenfällt.
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Wenn die beiden Stellungen nicht übereinstimmen, erzeugt der Differentialverstärker
ein Ausganggsignal, das das Servoventil 86 öffnet, um den Hydraulikzylinder zu verstellen,
derart, daß dessen öKolben in die eine oder in die andere Richtung bewegt wird,
bis die Potentiometerausgänge erneut gleich sind. An diesem Punkt herrscht eine
Ubereinstimmung zwischen der Winkellage der Achse des Fräsers und dem Abstand zwischen
den Führungsschienen und der Oberseite des Kipphebels.
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In Fig. 6 ist ein anderes Ausführungebeispiel der in Fig. 2 - 4 gezeigten
Profilfräsmaschine gezeigt. Dieses Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem
zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel darin, daß der Kipphebel 62, deraufrecht
stehende Arm 70, das Zahnrad 72, die Zahnstange 74 und die Rolle 76 der Stellmittel
60 durch elektrische Stellmittel 94 ersetzt sind. Zwei Potentiometer 96 und 98 sitzen
am Gestell 26 (das in Fig. 6 nicht gezeigt ist), vorzugsweise an den Seitenteilen
28. Sie werden mit einer konstanten elektrischen Spannung von einer elektrisichen
Energiequelle 100 aus gespeist. Kontaktarme 102 und 104 der Potentiometer sind mit
Kurvenabnehmern 106 verbinden und werden von ihnen verstellt, die ebenfalls Laufräder
66 aufweisen, die auf Tangentialkurvenfiihrungen 68 laufen. Die Kontaktarme der
Potentiometer werden durch die Kurvenabnehmer verstellt, während die Fräsmaschine
(die in Fig. 6 nicht dargestellt ist) in Vorschubrichtung wandert, und sie sind
so eingestellt, daß mit dem Hochheben der Kurvenabnehmer durch die Tangentialkurvenführungen
um gleiche Werte deren Ausgangsspannungen gleich sind.
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Die Kontaktarme sind mit einem langgestreckten Leiter bzw.
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Widerstand 108 elektrisch verbunden, der sich parallel zu den Fuhrungsschienen
46 erstreckt. An die Enden des Leiters ist die Spannung von den Kontaktarmen 102
und 104 angelegt.
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Die Spannung bleibt über die Länge des Leiters 108 hinweg konstant,
wenn die Ausgangsspannungen der Potentiometer 96 und 98 gleich sind. Wenn die Ausgangsepannungen
variieren, ändert sich die von einem tbRehmer 110 vom Leiter 108 abgenommene Spannung
linear zwischen den Enden des Leiters. Der Leiter 108 und der Abnehmer 110 können
natürlich durch ein normales Einfach- oder Nehrfach-Potentiometer ersetzt werden,
und der Kontaktarm wird durch eine Zahnrad/Zahnstangen-Anordnung verstellt. Zwischen
den Leiter 108 und die Kontaktarme 102 und 104 werden Differentialverstärker 99
gelegt, um ein Laden der Potettiometer 96 und 98 durch den Leiter 108 zu verhindern.
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Der Abnehmer 110 ist am Support 52 angebracht und wird am Leiter entlanggeführt,
während der Support und der Fräser die Hubbewegung ausführen. Der Abnehmer 110 ist
mit einem Differentialverstärker 84 elektrisch verbunden, der ein zweites Eingangsignal
von einem Potentiometer 114 erhält, der auf die Winkellage der Achse des Fräsen
anspricht. Der Verstärkerausgang wird dem elektrohydraulischen Servoventil 86 zugeleitet,
das den Hydraulikzylinder 88 verstellt, von dem aus die Winkel lage der Achse und
des Fräsers und die Lage des Kontaktarms des Potentiometers 114 gesteuert wird,
wie das im Zusammenhang mit der in Fig. 5 gezeigten Steuerung beschrieben worden
ist.
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Funktionell entsprechen die elektrischen Stellmittel 94 den Stellmitteln
60, die in Fig. 2 - 4 gezeigt sind. Das Ausführungsbeispiel der in Fig. 6 gezeigten
Fräsmaschine gestattet jedoch das Ersetzen des Kipphebels 62. Das ist bei Großmaschinen
wtschenswert,
bei denen die Spannweite zwischen den Seitentei len
28 viele Meter beträgt und das Gewicht des Kipphebels erheblich wird, und zwar als
Folge davon, daß er starr sein muß, um Fehler in der Ablesung des Abstandes zwischen
den Führungsschieaen 46 und der Oberseite 48 des Kipphebels zu vermeiden.
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In Fig. 7 und 8 ist die Konstruktion des Supports 52 dargestellt,
die im nachfolgenden näher zu beschreiben sein wird. Der Support wird durch zwei
im Abstand liegende parallele Supportteile 116 gebildet, die an ihren Enden durch
zwei Endplatten 118 miteinander verbunden sind, um einen röhrenförmigen Teil 120
zu bilden, der eine untere Öffnung 122 hat, die in Richtung auf einen Kern 124 gerichtet
ist. Die Kanten 126 der Stützteile, die auf den Kern zu gerichtet sind, sind vom
Kern aus nach oben in Richtung von der Mitte der Platte aus zu den Seiten der Platte
hin schräg, an die sich die Endplatten anschließen. Während der Bewegung des Supports
über den Tragflügelkern ist dadurch ein größerer Spielraum geschaffen, der das Bearbeiten
von ragfldgeln gestattet, die relativ steile Winkel haben (wie das beispielsweise
in Fig. 7 dargestellt ist), ohne daß eine Störung zwischen den Supportteilen und
dem Kern erfolgt.
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Der Support ist verschiebbar mit den Führungeschienen 46 verbunden
(die in Fig. 7 und 8 nicht dargestellt sind), ußd zwar durch sich nach oben erstreckende
fluchtende Gleitsteine 130, die paarweise vorgesehen sind und an den Supportteilen
116 befestigt sind.
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Zwei kreisbogenförmige Schienen 132, deren Mittelpunkt im Schneidpunkt
134 des Fräsers 128 liegt, sind von der Innenseite der Supportteile 116 durch Blöcke
136 im Abstand gehalten und in geeigneter Weise mit den Supportteilen verbunden,
beispielsweise
durch Schrauben. Zu beiden Seiten eines Fräskopfs
138 sitzen zwei im Abstand angeordnete Rollen 140, die an der oberen Schienenfläche
der Schienen 132 angreifen. Die Fräsköpfe weisen ferner einen sich nach oben erstreckenden
Finger 142 auf, der in einem Schlitz 144 eines schwenkbaren Kurbelarmes 146 sitzt,
der über eine Keilwelle 148 von einem hydraulischen Stellglied 150 angetrieben wird.
Das Stellglied ist in einer Konstruktion vorgesehen, die die Hubbewegung eines Kolbens
in eine Drehbewegung der Welle umsetzt.
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Wenn das hydraulische Stellglied eine Stellbewegung ausführt, wird
der Kurbelarm 146 gedreht, und dadurch erfolgt eine Drehung des Fräskopfes 138 um
den Schneidpllnkt 134 herum an den Schienen 132 entlang. Die relativ große Ausführung
und das relativ große Gewicht des Fräskopfes 138 begrenzen das Maß, um das er geschwenkt
werden kann, ehe er an den Endplatten 118 anschlägt. Nichtsdestoweniger sind, ohne
daß die Notwendigkeit besteht, die Größe des Supports 52 übermäßig zu vergrößern,
was wiederum eine Vergrößerung der Fräsmaschine 24 erforderlich machen würde und
zu einer erheblichen Erhöhung der Gesamtkosten für die. Fräsmaschine führen würde,
Schwenkbewegungen von 45° nach beiden Seiten aùß der-aufrechten Lage heraus möglich,
indem die Führungeschienen 132 an den Supportteilen 116 angebracht sind und die
bisher übliche Bodenplatte weggelassen wird, die sich quer zum-röhrenförmigen Teil
120 an der unteren Öffnung 122 erstreckte.
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Der Support 52, der in Fig. 7- und e gezeigt ist, sitzt auf der Führungsschiene
46, wie das in Fig. 2 bis 4 gezeigt ist, und ist elektrisch und hydraulisch mit
den Stellmitteln 94 und der in Fig. 5 und 6 gezeigten Steuerung verbunden. Das hydraulische
Stellglied bzw. der Fräskopf sind mit den Potentiometern
92 bzw.
114 verbunden, die auf die Winkelneigung der Achse des Fräsers ansprechen, und der
Hydraulikzylinder des Stellelieds steht in einer Fließverbindung mit dem elektrohydraulischen
Servoventil, das auf die Ausgangssignale des Differentialverstärkers anspricht.
Nachdem die Fräsmaschine eingerichtet ist, um eine bestimmte Form eines Tragflügels
zu bearbeiten, wie das bereits beschrieben worden ist, kann das beliebig oft getan
werden. Ohne weitere Änderung irgendeiner Einstellung der Fräsmaschine läßt sich
damit ein Tragflügelkern in anderer From bearbeiten, indem lediglich die Schienen
34 und die Tangentialkurvenführungen 68 ausgetauscht werden, die die Stellt mittel
steuern.
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Patentansprüche: