DE2346481C3 - Nutenfräsmaschine zum Bohren und Fräsen von Werkstücken - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Nutcnfräsmaschine, wie sie im Oberbegriff des Hauptanspruchs beschrieben ist.

Es ist bereits eine Nutenfräsmaschine bekannt, auf der Nuten mit drei Längsvorschüben des Bohrnutenfräsers relativ zum Werkstück gefräst werden können, wobei der erste Längsvorschub entlang der Mitte der Nut verläuft, der zweite Längsvorschub entlang der einen Nutwand und der dritte Längsvorschub entlang tier anderen Nutwand (DT-AS 11 53 %b). Bei der bekannten Maschine werden Bohrvorschub und Eilvorschub über ein Schaltgetriebe mit Kupplungen geschaltet, die von Nocken gesteuert werden, welche verstellbar auf einer Trommel angebracht sind. Die schrittweise Tiefenzustellung wird bei der bekannten Maschine ebenfalls mit Nocken gesteuert in Kombination mit einem Zeitrelais. Es hai sich herausgestellt, daß für schnell arbeitende Maschinen, insbesondere wenn mit kleinem Bohrnutciil'räser gearbeitet wird, die Nockensteuerung und das Zeilrelais /u ungenau sind.

Der Erfindung liegt daher als Aufgabe eine für einen automatischen Arheitsablaul geeignete NutiMifiäsmasrhme zugrunde, die genauer arbeitet als die bekannten Maschinen. Diese Niiicnfräsmaschine soll insbesondere ^fl5 geeignet sein folgende Programme /11 fahren, wobei die Bohriiefen gewühlt und genau eingehalten werden sul

A) 1. Werkzeuge im Eilgang vor;

2. Bohren;

Nutenfräsen mit Längs- und Querbewegung des

Werkzeugs relativ zum Werkstück, was nicht

zur Erfindung gehört;
3a. Bohrrückstellung im Eilgang, 3b. Eilrückstellung von L).

(3a. + 3b. gleichzeitig)

B) 1. Werkzeug im Eilgang vor;

2. Schrittweises Tiefenzustellen, jeweils am Nutende;

Nutenfräsen mit Längs- und Querbewegung des Werkzeugs relativ zum Werkstück, was nicht zur Erfindung gehört;
3a. Tiefenzustellung im Eilgang zurück. 3b. Eilrückstellung (Rückstellung von L). (3a. + 3b. gleichzeitig)

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird mit einer Nutenfräsmaschine gelöst, die die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist. Diese Maschine hat den Vorteil, daß für die Vorschubgattungen Bohrvorschub. Eilzustellung, schrittweise Tiefenzustellung Festanschläge vorgesehen sind, wobei der Fräser auch in seiner Lage, bezogen auf die Tiefe, eingestellt werden kann. Dabei ist ebenfall ein Festanschlag wirksam. Außerdem weist die erfindungsgemäße Maschine gegenüber der bckanmen Maschine den Vorteil auf. daß sie für die genannte Steuerung weniger Teile benötigt.

Eine einfache und genau arbeitende Maschine ergibt eine Ausgestaltung mit den Merkmalen des Anspruch 2. Hierdurch wird noch der Vorteil erzielt, daß die schrittweise Tiefenzustellung sehr schnell zugeführt werden kann, weil für die Rückstellung der schrittweisen Zustellung die Rückstellung der Bohrzustelking benutzt werden kann.

Die Erfindung ist an Hand eines mit den F i g. 1 bis 5 gezeigten Ausführungsbeispiels erläutert.

F i g. 1 zeigt schematisch die Seitenansicht einer Nutenfräsmaschine, auf der die Erfindung angewendet ist;

F i g. 2 zeigt perspektivisch das Getriebesehenia einer Vorrichtung nach der Erfindung;

F i g. 3 zeigt in größerem Maßstab die Frässpindel mit den unmittelbar anschließenden Antriebselementen;

F i g. 4 zeigt die Antriebseinrichtung für den kontinuierlichen Tiefenvorschub;

F i g. 5 zeigt die Antriebseinrichtung für die schrittweise Tiefenzustellung.

Mit 1 ist der Maschinenständer bezeichnet, der den Werkstücktisch 2 trägt. An der Rückseite des Maschinenständers oder des Werkstücktisches ist in einer geeigneten Führung ein Längsschlitten 3 längsverschiebbar geführt. Er kann in bekannter Weise angetrieber werden. Der Längsschlitten ist mit einer bekannter Führung versehen, in der ein Querschnitten 4 quer zui Längsverschiebbarkeit höhenverstellbar ist. Auf den Qucrschlitten isl in geeigneter Weise ein Fräskopf ; gelagert, der mittels einer Pinole 6 einen Bohrnutcnfrä scr 7 aufnimmt, der in einer in der l'inole gelagertei Frässpindel 8 eingespannt ist. Die .Spannmittel für dei Bohrnulenfräser sind bekannt, sie wurden daher 11 F i g. 3 lediglieh gezeichnet aber nicht ausdrücklich be schrieben. Mit der beispielhaft gezeigten Nulenfräsma schine können Nuten mit drei Längsvorschüben de Bohrnutenfräsers relativ zum Werkstück gefräst wer den. wobei der eiste Längsvorschub entlang der Mit! der Nut verläuft, der zweite Längsvorschub entlang de einen Nutwind und der dritte Längsvorschub cnllail;

J-- zweiten Nutwand. Da der Fingerfräser horizontal iegt. wird die beschriebene Querverstellung des Werkzeugs mit dem Querschlitten 4 ausgeübt. Um die eingangs beschriebenen Programme fahren zu können, iiiuß der Bohrnutenfräser sowohl einen kontinuierlichen Tiefenvorschub ausführen als auch schrittweise zugestellt werden können. Zu diesem Zweck ist erfuidunasgemäß die in den F i g. 2 bis 5 dargestellte Vorrichtung vorgesehen.

Der Bohrnutenfräser ist in einer Frässpindel 8 eingespannt, die drehbar aber nicht längsverschiebbar mit Lagern 9, 10, 11 in c!er Pinole 6 gelagert ist. Die Frässpindel ist auf der dem Bohrnutenfräser abgewendeten Seite mit einem Keilwellenprofil 12 versehen, das in eine Keilnabe 13 eingreift, welches drehbar aber nicht längsverschiebbar im Fräskopf 5 gelagert ist. Die Keilnabe ist mit einem stufenlos verstellbaren Riementrieb, von dem die konischen Abiriebsscheiben 14. 15 in ρ i η 2 und 3 gezeigt sind, für die Drehbewegung der Frässpindel <.ntreibbar. Die Pihole 6 ist, wie bereits erwähnt im Fräskopf längsverschiebbar aber nicht drehbar gelagert. Das Keilnabenprofil 12 der Frässpindel ist so lang ausgebildet, daß es bei der Längsbewegung der Pinole ständig im Eingriff mit der Keilnabe 13 bleibt

Hin Getriebeschema für den Antrieb der Pinole 6 zu ihrer Längsbewegung für den Tiefenvorschub und die Tiefenzustellung zeigt F i g. 2. In einem ersten Zylinder 16 ist ein in F i g. 4 mit 17 bezeichneter erster Kolben längsverschiebbar und antreibbar geführt. Dieser Kolben ist mit einer Schnecke 18 gekuppelt, die von dem besaiten Kolben angetrieben als Zahnstange auf ein Schneckenrad 19 wirkt. Die Drehbewegung des Schneckenrades wird über ein Zahnradgetriebe 20 bis 25 auf eine Vorschubspindel 26 übertragen. Das Gewinde 27 der Vorschubspindel greift in eine Spindelmutier 28 ein. die auf eine unten näher beschriebenen Wc:se gegen Drehung gesichert und als dritter Kolben ausgebildet ist, der in F i g. 3 mit 29 bezeichnet ist. Dieser Kolben ist in einem dritten Zylinder 30 geführt der mit der Pinole 6 gekuppelt ist. Die Pinole kann also durch Beaufschlagen sowohl des im ersten Zylinder 16 geführten Kolbens als auch im zweiten Zylinder 30 geführten dritten Kolbens verschoben werden.

Der Hub des im ersten Zylinder 16 gefüh-ten ersten Kolbens 17 kann mit einer Abschlagvorrichtung 31 eingestellt werden. Außerdem kann mit einer Kurbel 32, die auf ein Vierkant 33 gesteckt werden kann, eine Antriebswelle 34 gedreht werden, die in einer unten beschriebenen Weise mi: der Schnecke 18 gekuppelt ist. Wird der im Zylinder 16 geführte Kolben 17 durch Beaufschlagen mit Druckmittel axial festgehalten, dann kann durch Drehen der Kurbel 32 bzw. der Schnecke 18 über die Getncbeglieder 19 bis 29 die Pinole und damit der Bohrnutenfräser 7 (F i g. 1) axial /u sich relativ zum Werkstück eingestellt werden.

In einem zweiten Zylinder 35 ist ein zweiter Kolben geführt, der in F i g. 5 mit 36 bezeichnet ist. Der Hub dieses Kolbens kann mit einer Ansaugvorrichtung eingestellt werden. Der besagte /weile Kolben ist mit einer Kolbenstange 58 versehen, die mit einem Bolzen 54 (F 1 g. ·")) und einem Hebelpaai 40 am Außenring einer Hinwegkupplung 42 angelenkt ist. Die Hinwegkuppkiing wirkt über eine st hallbare Kupplung 45. / IV eine Fleklmmagneiische Kupplung aul die Vorschub spindel 26. Durch Hin- und Herbewegen des /weilen ^ Kolbens kann die Vorschubspindel schrittweise gedieht und damit die Pümle und der Bohrnuienfraser schritt H-.mi.,· i-, kiIv iMsiliohen werden

F i g. 3 zeigt die Anordnung der Vorschubspindel näher. Sie ist mit Lagern 44, 45 im Fräskopf 5 gelagert. Auf ihr ist das Zahnrad 25 verkeilt, das zu dem oben bereits genannten Zahnradgetriebe gehört. Daneben ist auf der Vorschubspindel ein zur schaltbaren elektromagnetischen Kupplung 43 gehörender Nabenkörper 46 drehbar gelagert, auf dem drehfest der Innenring 47 einer als Einwegkupplung wirkenden Freilaufkupplung angeordnet ist. Dieser Innenring steht in bekannter Weise über Kupplungskörper mit dem Außenring 48 in Verbindung, an dem das bereits genannte Hebelpaar 40 angesehweißt ist. Der Außenring ist mit einem Lager auf dem Nabenkörper 46 abgestützt. Die andere Kupplungshälfte 49 der elektromagnetischen Kupplung ist drehfest auf der Vorschubspindel angeordnet. Der Spulenkörper 50 der Kupplung ist an einem ,Lagerkörper 51 befestigt, der am Gehäuse des Fräskopfes angeschraubt ist, in dem die Gewindespindel mittels des genannten Lagers 44 gelagert ist, und auf dessen halsartigem Ansatz 54 die bereits genannte Spindelmutter 28 drehfest gelagert ist. Die Spindelmutter ist in bekannter Weise mit den Gewindebuchsen 52, 53 auf der Gewindespindel spielfrei einstellbar.

Die Spindelmutter ist als Kolben ausgebildet, der dritter Kolben 29 genannt wurde, dieser bildet mit dem ihn umgebenden dritten Zylinder 30 zwei Kammein 55. 56. die über Anschlußstutzen mit Druckmittel beschickt werden können. Der zweite Zylinder ist mit der Pinolc verbunden, so daß die Pinole vor- und zurückgeschoben werden kann, je nach dem, welche der Kammern mit Druckmittel beschickt wird.

Der erste Zylinder 16 (F i g.-H bildet mit dem ersten Kolben 17 ebenfalls zwei Zylmdei räume 55'. 56'. ]e nach dem welche Kolbenseite über die zu den jeweiligen Zylinderräumen gehörenden Anschlußstutzen mit Druckmittel beaufschlagt wird, wird die Schnecke 18. die über eine Kolbenstange 57 mit dem ersten Kolben verbunden ist hin- und hergeschoben. Die so als Zahnstange wirkende Schnecke dreht, wie bereits vorher beschrieben, das Schneckenrad 19. Die Länge des Hin- und Herweges kann mit einer zur Anschlagvorrichtung gehörenden Anschlagschraube 58 eingestellt werden, die im Gehäuse des Fräskopfes 5 verschraubbar ist. Außen ist an der Anschlagschraube ein Skalenring angebracht, mit dessen Hilfe die Stellung des Anschlags eingestellt und abgelesen werden kann. Die Stellung der Anschlageinriehtung kann mit einer nicht ge/eich-l neten Feststellschraube fixiert werden.

Auf der der Kolbenstange abgewendeten Seite is die Schnecke 18 mit einer Keilwelle 60 versehen, die ir eine entsprechende Verzahnung eingreift, welche in de bereits genannten Antriebswelle 34 vorgesehen ist. Mi dieser Kupplung ist gewährleistet, daß die Schnecke Ii mit der Kurbel 32 in allen Stellungen der Anschlagvor richtung 31 gedreht werden kann. An dem oberen F.ndi der Antriebswelle ist ein Skalenring 61 vorgesehen iinj das Einstellen des Bohrnutenfräsers mittels der An' triebswclle 34 zu erleichtern.

Der /weite Kolben 56 (1 1 g. 5) bildet mit dem /wc ten Zylinder 35 zwei Zylinderkammern 62. 6Ϊ. die übe! dazugehörige Aiischlußuut/en wechselweise m Druckmittel beschickt weiden können, wodurch di Kolben auf und ah bewegt und damit ülx-i die Hinwej kupplung und die Gewindespindel die Pmol·.· sehnt weise angetrieben wird. Der Hub des zweiten Kolbei kann mil einem Anschlag 64 und Gegenanschlag (| eingestellt werden. Zu diesem Zweck ist der Gegenai schlag in einem Zylinderdeckel 66. der zusammen π

dem dritten Zylinder im Fräskopf befestigt ist. verschraubbar. Außen ist am Gcgenansehlag ein Skalenring 67 aufgeschraubt und gegen Drehung gesichert. Mit diesem Skalenring kann der Hub des dritten Kolbens eingestellt und abgelesen werden.

Die Elemente für die Hydraulikanlage, wie Pumpe, Filter. Überdruckventile, .Schaltventile, Leitungen sind bekannt und daher nicht gezeichnet und beschrieben. Die Elemente für die elektrische Steuerung, beispielsweise Endschalter, die an den Wegen der hydraulischen Anlriebscinrichlungcn angeordnet sind, mit den da/u gehörigen elektrischen Hinrichtungen sind ebenfalls bekannt und daher nicht gezeichnet und beschrieben.

Die in den eingangs angegebenen Programmen aufgeführten Verfahrcnssehritle können mit der Vorrichtung nach der Erfindung also wie folgt ausgeführt werden.

Eilgang vor und zurück wird ausgeführt mit dem im dritten Zylinder 30 geführten dritten Kolben 29.

Bohren und Bohrrückstcllung wird ausgeführt mit dem im ersten Zylinder 16 geführten ersten Kolben 17.

Schrittweise Ticfcn/ustellung wird ausgeführt mit ίο dem im /weiten Zylinder 35 geführten zweiten Kolben 36

Die da/u gehörenden Getriebe- tinci Hinsiellelcmente wurden oben beschrieben.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

p.. Patentansprüche:

1. Nutenfräsmaschine zum Bohren und Fräsen von Werkstücken, bei der einem in einer drehantreibbaren Frässpindel eingespannten Bohrnutenfräser zum Fräsen von Nuten oder Schlitzen quer zu seiner Achse ein Längs- oder Quervorschub erteilt werden und bei der der Bohrnutenfräser mittels einer die Frässpindel enthaltenden Pinole in Richtung seiner Achse wahlweise eine Bohrzustellung bzw. -rückstellung, einen Eilvorschub bzw. -rückstellung und eine schrittweise Tiefenzustellung ausführen kann, dadurch gekennzeichnet, daß für den Tiefenvorschub eine erste Kolben-Zylinder-Einheit (16,17) auf eine an sich bekannte über eine Spindelmutter (28) mit der Pinole (6) verbundene Vorschubspindel (26) drehend einwirkbar angeordnet ist, daß für die schrittweise Tiefenzustellung eine zweite Kolben-Zylindereinheil (35, 36) über eine Einwegkupplung (42) auf die Vorschubspindel (26*) schrittweise drehend einwirkbar angeordnet ist, wobei der Hub mit einstellbaren Anschlagvorrichtungen (31, 37) begrenzbar ist, und daß für die Eilzustellung eine dritte Kolben-Zylindereinheit (29, 30) vorgesehen ist, durch die der Spindelmutter (28) der Vorschubspindel eine Axialbewegung erteilbar ist.

2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (17) der ersten Kolben-Zylindereinheit für die Bohlzustellung über ein Zahnstangen-Zahnrad-Paar auf die Vorschubspindel (26, 27) wirkt, wobei die Zahnstange von einer drehantreibbaren, mit dem Kolben (17) verbundenen und verschiebbaren Schnecke (18) und das Zahnrad von einem damit kämmenden Schneckenrad (19) gebildet ist, das drehend auf die Vorschubspindel (26, 27) wirkt.