DE4218579C1 - Copying milling machine with horizontal milling spindle(s) - has vertical guide rails in guideways, each forming part of slide carriage - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kopierfräsmaschine nach dem Oberbe­ griff des Patentanspruches 1.

Eine Kopierfräsmaschine dieser Art ist bekannt (DE-OS 20 45 244). Bei dieser bekannten Kopierfräsmaschine ist die horizon­ tale Frässpindel fest an dem für die Verschiebung einer verti­ kal ausgerichteten Frässpindel vorgesehenen Frässupport ange­ bracht und wird daher ausschließlich mit diesem verschoben. Dieser Frässupport ist dabei auf einer Art Kreuzschlitten an paarweise und rechtwinklig zueinander angeordneten Längs- und Querstangen in zwei rechtwinklig zueinander verlaufenden Rich­ tungen verschiebbar. Der Verstellweg in Richtung der Achse der horizontalen Frässpindel ist bei dieser Bauart gering. Dazu kommt, daß der Abstand zwischen dem hochgelegenen Schiebefüh­ rungen für den Frässupport und der Bearbeitungsstelle mit der horizontalen Frässpindel verhältnismäßig groß ist. Dies kann zu unerwünschten Schwingungen führen.

Es ist auch eine Kopierfräsmaschine bekannt (Prospekt der Fa. Wegoma, Pforzheim, KF 228) bei der ein Frässupport für eine vertikal ausgerichtete Frässpindel und ein unabhängiger Fräs­ support mit einem eigenen Motor für eine horizontal ausge­ richtete Frässpindel vorgesehen ist. Bei dieser Bauart sind zwei Führungsstangen für einen den Frässupport tragenden Schlitten in einer senkrechten Ebene vor der Maschine und vor der Werkstückauflage parallel zu deren Anschlag angeordnet, die wiederum an einem Rahmen befestigt sind, der über zwei Füh­ rungssäulen mit großem Durchmesser senkrecht zur Werkstückauf­ lage verstellbar ist. Diese Führungssäulen großen Durchmessers sind dabei im Maschinengestell aus baulichen Gründen im Bereich der unteren horizontalen Führungsschiene für den Frässupport für die horizontale Frässpindel angeordnet. Der Abstand zwi­ schen ihnen und der Bearbeitungsstelle ist daher ebenfalls relativ groß. Kopierfräsmaschinen dieser Art lassen auch ein Kopieren mit der horizontalen Frässpindel zu, denn es kann eine Kopierschablone in einer senkrechten Ebene zwischen dem Rahmen und dem Maschinengestell vorgesehen werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kopierfräse der genannten Art so auszubilden, daß zur Bearbeitung von Hohl­ profilen insbesondere großer Tiefe in Horizontalrichtung ein großer Verschiebeweg zur Verfügung steht, ohne daß die Füh­ rungsgenauigkeit beeinträchtigt wird.

Diese Aufgabe wird bei einer Kopierfräsmaschine der eingangs genannten Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentan­ spruches 1 gelöst. Durch diese Ausgestaltung erhält man un­ mittelbar unterhalb der Werkstückauflage ein horizontal und in Richtung der Achsen der Frässpindeln verlaufendes Verschiebe­ aggregat, das bei sehr stabiler Führung die Verwirklichung auch langer Zustellwege ermöglicht.

In besonders vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung wird nach dem Anspruch 2 vorgesehen, daß an jeder der Querstangen ein Schlitten für je ein Frässupport ge­ lagert ist, daß die Frässpindeln dieser beiden Frässupporte aufeinander zuweisen und jeweils auf den gegenüberliegenden Seiten der Werkstückauflage angeordnet sind, und daß die beiden Schlitten über eine im Abstand unterhalb der Längsstangen, parallel zu diesen verlaufende Traverse zu einem gemeinsamen U-förmigen Schlitten zusammengefaßt sind. Durch diese Ausge­ staltung wird in Verbindung mit dem Stangenrahmen der Platz unterhalb der Führung für den Stangenrahmen und damit der Raum unterhalb der Werkstückauflage ausgenützt für die Anordnung mindestens eines der Antriebsmotore für die horizontalen Fräs­ spindeln, wobei die Antriebsübertragung in bekannter Weise über Riemen oder Kettentriebe erfolgt. Diese Ausgestaltung weist auch den Vorteil auf, daß für den insgesamt entstehenden U-för­ migen Schlitten zwar ebenfalls zwei Querführungsstangen für die Querverschiebung (d. h. für die Verschiebung längs des Werk­ stückanschlages) notwendig sind, daß diese Querführungen aber im Gegensatz zum Stand der Technik nicht in einer Vertikalebene untereinander, sondern in einer Horizontalebene nebeneinander liegen, so daß, wie ausgeführt, der verbleibende Raum für die Anordnung der Antriebsaggregate ausgenützt werden kann, ohne daß hierfür zusätzlicher Raumbedarf notwendig wird.

Nach Anspruch 3 können die Querstangen unmittelbar mit ihren Stirnseiten am Umfang der Längsstangen befestigt sein. Dies ermöglicht eine einfache Ausführung der Anordnung des Stangen­ rahmens, bei dem alle Achsen von Längs- und Querstangen in einer Horizontalebene liegen. Außerdem wird der Vorteil er­ reicht, daß kein zusätzlicher Raum oberhalb oder unterhalb dieser Horizontalebene für die Anordnung der Querführungen be­ nötigt wird. Die Ausgestaltung kann dabei so getroffen werden, daß die Querstangen jeweils hinter bzw. vor den Längsführungs­ lagern für die Längsstangen liegen. Es ist auch möglich, die Längsstangen über die Querstangen hinaus zu verlängern (oder mindestens eine der Längsstangen, oder eine zusätzliche Längs­ stange), so daß es auch möglich wird, den Stangenschlitten je­ weils beidseits der zwei Längslager noch in zusätzlichen Lagern zu führen. Die Frässupporte werden daher nicht - wie beim Stand der Technik - fliegend auf einer Seite von Verschiebestangen gelagert, sondern können zwischen zwei am Maschinengestell an­ geordneten Lagern geführt sein. Dies trägt entscheidend mit zur Erhöhung der Bearbeitungsgenauigkeit bei. Schwingungen können weitgehend vermieden werden.

Es ist besonders vorteilhaft nach den Merkmalen des Anspruches 6, in einem Zwischenraum vor den senkrechten Führungen für die Führungsstange mindestens eines der Frässupporte eine mit dem vorhergenannten U-förmigen Schlitten verschiebbare, parallel zu den senkrecht verlaufenden Führungsstangen angeordnete Schab­ lone vorzusehen, die dazu dient, die Verschiebebewegungen der Frässupporte in der Vertikalebene zu steuern.

Nach den Merkmalen der Ansprüche 7 und 8 ist es schließlich auch möglich, zusätzlich ein ebenfalls an einer Kreuzschlitten­ anordnung geführten Frässupport für eine vertikal ausgerichtete Frässpindel vorzusehen, und diesen Frässupport so auszubilden, daß er im wesentlichen identisch mit dem für die horizontalen Frässpindeln vorgesehenen Frässupporten übereinstimmt. Die Höhenverstellung dieses zusätzlichen Frässupportes wird über senkrechte Führungen erreicht, die zweckmäßig in gleichem Ab­ stand hinter der Werkstückauflage angeordnet sind, wie die Längsführungsstangen des Stangenrahmens unterhalb der Werk­ stückauflage. Es kann dann, wie bereits erwähnt, mit identi­ schen Frässupporten gearbeitet werden, so daß keine gesonderten Ausführungen für die Frässupport notwendig sind.

Nach den Merkmalen der Ansprüche 9 und 10 schließlich können die Frässupporte für die horizontalen Frässpindeln auch von einem gemeinsamen Antrieb angetrieben sein, wobei die Ausge­ staltung dann zweckmäßig so getroffen wird, daß der Antriebs­ motor auf der Seite der Frässupporte liegt, nach der jeweils die Frässpindeln weisen. Ein solcher Antriebsmotor muß in der Drehrichtung umschaltbar sein. Es kann auf diese Weise aber erreicht werden, daß die jeweils nach außen weisenden Seiten der Frässupporte nur einen Getriebedeckel aufweisen, so daß die Getriebe beider Frässpindeln in sehr einfacher Weise zugängig werden.

Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispieles in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische, teilweise geschnittene Seitenan­ sicht einer Kopierfräsmaschine gemäß der Erfindung,

Fig. 2 die Vorderansicht der Kopierfräsmaschine der Fig. 1 in Richtung der Pfeiles II gesehen,

Fig. 3 den Schnitt durch die Kopierfräsmaschine der Fig. 1 und 2 längs der Linien III-III in Fig. 3,

Fig. 4 die Draufsicht auf die Kopierfräsmaschine der Fig. 1 und 2 in Richtung des Pfeiles IV der Fig. 1 gesehen, und

Fig. 5 eine Variante der Kopierfräsmaschine der Fig. 1 in einer Darstellung gem. Fig. 1, jedoch mit einem auf Schienen verschiebbaren Maschinengestells, das keine Einrichtung für eine vertikal gerichtete Frässpindel aufweist.

In den Fig. 1 bis 4 ist ein Maschinengestell (1) in der Form eines rahmenförmigen Sockels vorgesehen, auf dem ein Tragrahmen (2) für einen Frässupport (3) mit einer vertikal ausgerichteten Frässpindel gelagert ist. Der Tragrahmen (2) besteht dabei aus zwei in Führungen (5) gehaltenen Säulen (6), die senkrecht ver­ laufen und oben mit zwei in einem Träger gehaltenen Querfüh­ rungsstangen (8) versehen ist, auf denen ein Schlitten (7) zur Führung des Frässupportes (3) mit zwei quer zu den Stangen (8) verlaufenden Führungsstangen (9) vorgesehen ist. Der Frässup­ port ist mit einem Antriebsmotor (10), mit einem nicht gezeig­ ten Riemengetriebe für die Frässpindel (4) und - in an sich be­ kannter Weise - mit seitlich am Maschinengestell angeordneten Hebeln (11 und 12) zur Höhenverstellung mit Hilfe der Säulen (6) bzw. (Hebel 12) zur Verschiebung des Frässupportes in einer Horizontalebene versehen. Der Führungsschlitten (7), der wie später erwähnt werden wird, weitgehend identisch zu den Füh­ rungsschlitten für die Frässupporte mit waagrecht Frässpindeln ist, weist zwischen den Führungsstangen (9) und den Führungs­ stangen (8) eine Ausnehmung (13) auf, in der eine Schablone (14) untergebracht ist, mit deren Hilfe und mit Hilfe des Hebels (12) und eines in die Schablone (14) eingreifenden Taststiftes (15) nach Schablone gefräst werden kann.

An dem Maschinengestell (1) ist aber auch noch zur Vorderseite, d. h. zu der Seite, auf der auch eine Werkstückauflage (16) ab­ ragt, eine Führung (17, 18) befestigt, die aus einer rohrförmi­ gen längeren Führung (17) und aus zwei aus der Fig. 3 ersicht­ lichen unmittelbar unterhalb der Werkstückauflage (16) ange­ ordneten hülsenförmigen Führungslagern (18) besteht.

Wie Fig. 4 erkennen läßt, sind in den hülsenförmigen Führungslagern (18) Längsfüh­ rungsstangen (19) eines Stangenrahmens (20) geführt, der aus den beiden Längsführungsstangen (19) und aus Querführungs­ stangen (21) besteht, von denen die der Werkstückauflage (16) vorgelagerte Querführungsstange (21) nach links über die Längs­ führungsstange (19) hinaus verlängert ist und mit einer wei­ teren Längsführungsstange (22) verbunden ist, die in der Füh­ rung (17) in einem Bereich geführt ist, der auf der anderen Seite der Querführungsstange (21) liegt. Auf diese Weise wird der Stangenrahmen (20) nicht nur an den beiden hülsenförmi­ gen Führungslagern (18) unterhalb der Werkstückauflage (16) geführt, sondern auch noch in mindestens einem auf der anderen Seite der Querführungsstange (21), von der Werkstückauflage (16) aus ge­ sehen, angeordneten Lager. Die Querführungsstange (21) - und der daran in noch näher zu erläuternder Weise geführte Fräs­ support - ist daher nicht fliegend gelagert.

Der Stangenrahmen (20) kann mit einem Handhebel (23) in Richtung der Achsen der Längsführungsstangen (19, 22) hin- und hergeschoben werden, und zwar jeweils so weit, bis die Quer­ führungsstangen (21) an dem zugeordneten Ende der Hülsen (18) anschlagen.

Aus der Fig. 3 ist zu erkennen, daß an den beiden Querführungs­ stangen (21) jeweils ein Schlitten (24) bzw. (25) geführt ist, der wiederum Führungslager (26) für vertikal gerichtete Füh­ rungsstangen (27) aufweist, die fest mit je einem Support (28) bzw. (29) verbunden sind und die Höhenverstellung dieser Supporte (28 und (29) gegenüber den Schlitten (24 und 25) erlauben. Die Schlitten (24 bzw. 25) und die an diesen angeor­ dnete Supporte (28 und 29) bilden daher eine Art Kreuzschlitten für Frässpindeln (30 und 31), die horizontal ausgerichtet sind und beim Ausführungsbeispiel mit ihren Achsen zueinander fluch­ ten. Wie Fig. 3 ferner zeigt, sind die beiden Frässupporte (24 und 25) durch eine starre Traverse (32) fest miteinander ver­ bunden und bilden daher einen gemeinsamen Schlitten, der aus­ reichend stabil an den beiden Querführungsstangen (21) in der Querrichtung - d. h. in Längsrichtung der Werkstückauflage (16) - geführt ist. Die Verschiebung längs der Achsen der Querfüh­ rungsstangen (21) und in der Höhe längs der Achse der Füh­ rungsstangen (27) wird über einen Handhebel (33) bewirkt.

Fig. 3 läßt auch erkennen, daß innnerhalb der identischen Führungsschlitten (24, 25) (analog ist auch der Führungs­ schlitten (7) für den Frässupport (3) ausgebildet) zwischen den Querführungsstangen (21) und den vertikalen Führungsstangen (27) ein Zwischenraum (34) gebildet ist, in dem eine Fräs­ schablone (35) befestigt ist. Fig. 4 zeigt, daß ein mit dem Frässupport (28) verbundener Taststift (36) in diese Schablone (35) eingreifen kann, so daß mit der gezeigten Ausführung aus das Fräsen nach Schablone in einer Vertikalebene möglich ist.

Die Fig. 3 zeigt auch, daß die aufeinander zugerichteten Fräs­ spindeln (30 und 31) des aus den Schlitten (24 und 25) besteh­ enden Gesamtschlittens, der unten noch durch eine zusätzliche Verbindungstraverse (37) zusammengebaut sein kann, jeweils vor bzw. hinter der Werkstückauflage (16) liegen. Der jeweilig erreichbare Verstellweg ist durch die strichpunktiert ange­ deutete Endstellung der Frässupporte (28 und 29) angedeutet. Man kann erkennen, daß durch den relativ großen horizontalen Verschiebeweg eine Bearbeitung von Hohlprofilen auch großer Breite von beiden Seiten her möglich ist, so daß mit ein und derselben Aufspannung eines Werkstückes Bohr- und Fräsvorgänge von zwei Bearbeitungsseiten her einschließlich Kopierfräsar­ beiten möglich sind.

Die Anordnung ist dabei so getroffen, wie ebenfalls aus Fig. 3 oder Fig. 1 erkennbar ist, daß die Antriebsmotore (38 bzw. 39) für die Frässpindeln (30 bzw. 31) jeweils unterhalb der Längs­ führungsschiene (19) liegen. Der Antrieb der Frässpindeln er­ folgt, wie bereits beim Frässupport (3) erläutert, über Riemen­ triebe. Diese sind nach Abnahme eines Deckels ohne weiteres zu­ gängig, da der Antriebsmotor (38) auf der Seite der Frässpin­ deln liegt und beispielsweise auch zum Antrieb der Frässpindel (31) mitausgenützt werden kann, wenn eine entsprechende Ver­ bindungswelle zum Frässupport (29) vorgesehen wird. Der Motor (39) kann dann entfallen. In diesem Fall muß der Antriebsmotor (38) in seiner Drehrichtung umschaltbar sein, damit die Bear­ beitung von der einen oder anderen Seite des fest aufgespann­ ten, aber nicht gezeigten Werkstückes in einer Aufspannung möglich ist. Die Fig. 1 schließlich zeigt noch, daß der Hand­ hebel (23) mit der Längsführungsstange (22) über einen Zapfen (40) fest verbunden ist, der seitlich durch ein Längsfenster (41) der Führung (17) greift.

Zu Fig. 3 ist noch zu bemerken, daß hier der Antriebsmotor (10′) für den Frässupport (3′) nicht wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt, auf der entgegengesetzten Seite der Frässpindel (4) liegt, sondern wie für den Frässupport (28) in Fig. 3 gezeigt, auf der gleichen Seite.

Die Fig. 5 zeigt wiederum eine Ausgestaltung ähnlich Fig. 3. Der Frässupport (3) allerdings für Fräsvorgänge in einer Hori­ zontalebene ist nicht vorgesehen. Das Maschinengestell (1) ist hier auch auf einen Wagen (42) aufgesetzt, der mit Rollen (43) auf Führungsschienen (44) verfahrbar ist. Die Ausgestaltung entspricht im übrigen der Kopierfräsmaschine der Fig. 3. Auch hier kann der zweite Antriebsmotor (39) entfallen. Hier ist zu­ sätzlich noch eine Höhenverstellspindel, (45) mit einem Handrad (46) vorgesehen, das in diesem Fall anstelle des Handhebels (33) für die Höheneinstellung der Frässupporte (24 und 25) dient.

Claims (10)

1. Kopierfräsmaschine mit einem Maschinengestell (1) und mit mindestens einer horizontal ausgerichteten Frässpindel (30), die an einem Frässupport (28) angeordnet ist, der über in Lagern verschiebbare vertikale Führungsschienen höhenverstell­ bar und in der Art eines Kreuzschlittens an paarweise recht­ winklig zueinander angeordneten horizontal verlaufenden Quer- (21) und Längsstangen (19) in zwei rechtwinklig zueinander verlaufenden Richtungen geführt und gegenüber einer Werk­ stückauflage (16) verschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die vertikalen Führungsschienen (27) in Führungen (26) gelagert sind, die Teil je eines Schlittens (24, 25) sind, die quer verschiebbar an den horizontalen Querstangen (21) gelagert ist, die mit den in der gleichen Horizontalebene senkrecht dazu verlaufende Längsstangen (19) einen Stangenrahmen (20) bilden, wobei die Längsstangen (19) in unmittelbar unterhalb der Werkstückauflage (16) angeordneten Führungslagern (18) des Maschinen­ gestells (1) verschiebbar sind.

2. Kopierfräsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß an jeder der Querstangen (21) ein Schlitten (24) bzw. (25) für je einen Frässupport (28 bzw. 29) gelagert ist, daß die Frässpindeln (30, 31) der beiden Frässupporte aufeinander zuweisen und jeweils auf den gegenüberliegenden Seiten der Werkstückauflage (16) angeordnet sind, und daß die beiden Schlitten (24, 25) über eine im Abstand unterhalb der Längsstangen (19) parallel zu diesen verlaufende Traverse (32) zu einem gemeinsamen U-förmigen Schlitten zusammengefaßt sind.

3. Kopierfräsmaschine nach Anspruch 1 oder 2 dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Querstangen (21) mit ihren Stirnseiten am Umfang der Längsstangen (19) befestigt sind und jeweils vor und hinter den Führungslagern (18) für die Längsstangen (19) liegen.

4. Kopierfräsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Längsführungs­ stangen (22) des Stangenrahmens (20) beidseitig von den Querführungsstangen (21) gelagert ist.

5. Kopierfräsmaschine, nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Achsen der beiden aufeinander zugerichteten Frässpindeln (30 und 31) zueinander fluchten.

6. Kopierfräsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Zwischenraum (34) zwischen den senkrechten Führungsstangen (27) und den waagerechten Quer­ führungsstangen (21) mindestens eines Schlittens (24) eine Frässchablone (35) parallel zu den senkrecht verlaufenden Füh­ rungsstangen (27) befestigt ist.

7. Kopierfräsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich ein ebenfalls an einer Kreuzschlittenanordnung geführter Frässupport (3) für eine vertikal ausgerichtete Frässpindel (4) vorgesehen ist, und daß dieser Frässupport (3, 3′) mit den für die horizontalen Fräs­ spindeln (30, 31) vorgesehenen Frässupporten (24, 25, 28, 29) übereinstimmt.

8. Kopierfräsmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die zur Höhenverstellung des zusätzlichen Fräs­ supportes (3, 3′) dienenden senkrechten Führungen (6) in glei­ chem Abstand hinter der Werkstückauflage (16) angeordnet sind, wie die Längsführungsstangen (19) des anderen Frässupportes (28, 29) unterhalb dieser liegen.

9. Kopierfräsmaschine nach Anspruch 2, da­ durch gekennzeichnet, daß die beiden aufeinander zugerichteten Frässpindeln (30, 31) über ein gemeinsames Getriebe von einem in der Drehrichtung umschaltbaren Antriebsmotor (38) getrieben sind.

10. Kopierfräseinrichtung nach Anspruch 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß alle Antriebsmotoren (10′, 38) auf der Seite der Frässupporte (3′, 28) liegen, nach der die Frässpindeln (4, 30) weisen, so daß der für die Frässpindeln vorgesehenen Riemen- oder Kettenantrieb nach Abnahme eines Getriebedeckels leicht zugängig ist.