DE88411C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Die Erfindung betrifft eine Maschine zum Fräsen, Schleifen, Poliren u. s. w. unregelmäfsig gestalteter Gegenstände, welche durch Vorschubwalzen oder andere Vorrichtungen in die Maschine eingeführt werden. Die auf diese Gegenstände einwirkenden kreisenden Werkzeuge, Fräser, Schleif- bezw. Polirscheiben u. dergl., werden um den zu bearbeitenden Gegenstand in einer Curve herumgeführt, die dem betreffenden Querschnitt des Werkstückes genau entspricht. Die Verschiebung der Werkzeuge gegenüber dem Werkstück erfolgt durch eine entsprechend gestaltete Schablone, welche auf geeignete Weise in Umdrehung versetzt wird. Mittelst einer Kuppelung kann diese Schablone in oder aufser Thätigkeit gesetzt werden, je nachdem ein neues Werkstück in die Maschine eingeführt oder ein Werkstück vollendet ist. Ein wesentliches Kennzeichen der vorliegenden Erfindung ist darin zu erblicken, dafs die Theile, welche die Werkzeuge tragen und führen, mit geringer Geschwindigkeit bewegt werden, so dafs bedeutende Schleuderkräfte nicht auftreten. Während aber die Drehung des Werkzeuges um das Werkstück nur langsam erfolgt, giebt man dem Werkzeug eine möglichst schnelle Umdrehung um seine Achse, wie sie bei derartigen Maschinen erforderlich ist.

Auf den Zeichnungen ist eine derartige Maschine dargestellt, welche zur Anfertigung von Hammerstielen bestimmt ist, mit kleinen Aenderungen aber auch für die Anfertigung γόη Beilstielen und ähnlichen Gegenständen benutzt werden kann.

Eine derartige Maschine ist in Fig. 1 in Seitenansicht, in Fig. 2 in oberer Ansicht und in Fig. 3 in hinterer Ansicht dargestellt., Fig. 4 ist eine Vorderansicht der Maschine. Fig. 5 zeigt einen verticalen Längsschnitt, Fig. 6 einen Querschnitt nach Linie 6-6 von Fig. 5 und Fig. 7 einen Querschnitt nach Linie j-j von Fig. 5. Fig. 8 ist ein verticaler Längsschnitt durch einen mit kleinen Abänderungen versehenen Schneidkopf. Fig. 9 ist eine Vorderansicht von Fig. 8.

Die beweglichen Theile der Maschine sind auf einem Rahmen α von geeigneter Form angebracht, der mit den Füfsen a¹ versehen ist.

Die ■ Vorschubvorrichtung zum Vorschieben des Werkstückes in der Maschine besteht aus drei Paaren mit keilförmigen Einschnitten versehener Vorschubwalzen bb, b¹b^L und b² b'², deren Lager in den Ständern cc, C¹C¹ und c² c² vertical verschiebbar sind. Diese Walzen werden durch Gewichte oder Federn gegen einander geprefst, so dafs sie sich den unregelmäfsigen Formen des Werkstückes anpassen können, wobei sie stets eine symmetrische Stellung einnehmen und das Werkstück genau centrirt wird. Dies geschieht mittelst der Hebel d d, d¹ d¹ und d² d'², die in den Ständern c bezw. c¹ und c² drehbar gelagert sind. Die unteren und oberen Hebel eines jeden Walzenpaares sind durch Stangen e bezw. e¹ und e² mit einander verbunden, so dafs die Hebel nach entgegengesetzten Richtungen wirken. Der erforderliche Druck wird durch an den Zugstangen f, f¹ und f² angebrachte Gewichte

hervorgerufen, welche auf den Zeichnungen nicht dargestellt sind.

Diese Vorschubwalzen können natürlich auch in anderer Weise angeordnet werden. Die Walzen b und b¹ dienen dazu, das Werkstück in die Maschine einzuführen, bis es in die Führungen des Werkzeugkopfes eintritt; das bearbeitete Werkstück wird dann von den Walzen b² erfafst und aus der Maschine abgezogen. Die im Werkzeugkopf angebrachte Führung besteht aus vier Führungsrollen g, von denen jede in einem an der Büchse g¹ drehbar angebrachten Arm gelagert ist. Die Büchse ist in der Bohrung des Werkzeugkopfes fest angebracht und die Rollen g, welche mit einer keilförmigen Nuth versehen sind, werden von Federn nach innen geprefst, so dafs das, Werkstück auf vier einander gegenüberliegenden Stellen unterstützt und geführt wird. An Stelle dieser Rollen können natürlich auch Federn oder sonstige Führungsvorrichtungen zur Verwendung kommen, um das Werkstück in centraler Lage zu erhalten.

Der Werkzeugkopf j ist auf einem geeigneten rohrförmigen Lager des Triebstockes h der Maschine drehbar gelagert. In Fig. ι bis 7 ist der Werkzeugkopf nicht so dargestellt, dafs er direct auf dem Triebstock h gelagert ist, wohl aber in Fig. 8 und 9. Bei der in Fig. 1 bis 7 dargestellten Anordnung ist die Antriebsscheibe i unmittelbar auf dem Triebstock gelagert und ist mit einer Lagerhülse versehen, welche zwischen der Lagerhülse des Werkzeugkopfes und einer rohrförmigen Verlängerung des Triebstockes h ruht. Der Werkzeugkopf j ist mit einer Stirnplatte p versehen, welche radiale Nuthen besitzt zur Aufnahme der Lagerbüchsen j². In diesen sind die rofirenden Werkzeugwellen j³ gelagert, die an ihren Enden in Kugellagern j⁴ des Werkzeugkopfes gelagert sind. . Auf den Wellen j^a werden die Werkzeuge befestigt, die, wie in Fig. 1 bis 5 dargestellt, aus Schleif- oder Polirscheiben j^B oder, wie nach Fig. 8 und 9, aus Fräsern j° bestehen können, welch letztere in Klemmvorrichtungen j⁵ eingespannt werden. Diese Werkzeuge sind auswechselbar, so dafs die Maschine zuerst mit den Fräsern und dann mit den Schleif- und Polirscheiben arbeiten kann. Anstatt, wie auf den Zeichnungen dargestellt, nur zwei Werkzeuge auf dem Werkzeugkopf anzubringen, kann man deren auch mehrere anordnen.

Bei der in Fig. 1 bis 7 dargestellten Maschine wird die Drehung der Werkzeuge durch Zahnräder j¹ bewirkt, die auf den Wellen j^s befestigt sind und mit der inneren Verzahnung der Antriebsscheibe i (Fig. 7) in Eingriff stehen. Diese Zahnräder liegen dicht an den Kugeloder Universalgelenken jⁱ, so dafs bei der Annäherung der Werkzeuge an das Werkstück bezw. bei der Entfernung von demselben nur eine kleine Verschiebung der Zahnräder gegen die Antriebsscheibe bewirkt wird und ein beständiger Eingriff derselben in einander gesichert ist. Da die Werkzeuge eine sehr hohe Umdrehungsgeschwindigkeit haben müssen, so wird die Riemscheibe i mit der erforderlichen Geschwindigkeit angetrieben. Diese Riemscheibe sowie die Werkzeuge sind aber die einzigen Theile der Maschine, welche eine hohe Geschwindigkeit erhalten.

Bei der in Fig. 8 und 9 dargestellten Construction ist die innere Verzahnung auf einem festen Theil der Maschine angebracht, nämlich auf dem Ansatz h^% des Triebstockes. Diese Anordnung ist sehr einfach und gestattet auch eine grofse Geschwindigkeit der Werkzeuge, dagegen kann man mit der ersten Ausführung noch eine gröfsere Geschwindigkeit erzielen. Bei der in Fig. 8 und g dargestellten Maschine erfolgt der Antrieb des Werkzeugkopfes j durch die Riemscheibe z¹, welche mit dem Werkzeugkopf fest verbunden ist, und die Umdrehungsgeschwindigkeit der Werkzeuge steht in einem bestimmten Verhältnifs zu der Geschwindigkeit, mit welcher sie um das Werkstück herumgeführt werden, während bei der in Fig. 1 bis 7 dargestellten Maschine die Geschwindigkeit, mit welcher die Werkzeuge um das Werkstück herumgeführt werden, nach Belieben geregelt werden kann und völlig unabhängig ist von der Umdrehungsgeschwindigkeit der Werkzeuge um ihre Achse. Der Werkzeugkopf der in Fig. ι bis 7 dargestellten Maschine wird mittelst eines Zahnrades j⁹ in Umdrehung versetzt, welches in ein auf dem äufseren Umfang der Stirnplatte p angebrachtes Zahnrad eingreift und auf der Hauptantriebswelle k der Maschine befestigt ist.

Zum Verschieben der Werkzeuge gegenüber dem Werkstück dient zweckmäfsigerweise die in Fig. 8 und 9 dargestellte Anordnung, bei welcher eine Schablone / mittelst der Stangen Z¹, die in geeigneten Lagern des Triebstockes h verschiebbar sind, in der Längsrichtung verschoben werden kann. Die Innenseite dieser Schablone ist so geformt, wie es die gewünschte Form des Werkstückes verlangt. An jeder Lagerbüchse j² einer Werkzeugwelle ist ein mit abgerundeter Spitze versehener Stift Z² angebracht, welcher sich gegen die Innenfläche der Schablone Z legt. Federn Z³ pressen die Wellen und die Contactstifte Z² nach aufsen, so dafs letztere stets mit der Schablone in Berührung bleiben. Die Stangen Z¹ sind durch ein Querstück Z* mit einander verbunden, welches, in der Längsrichtung der Stangen verstellt werden kann und mit einem vorspringenden Stift Z⁵ versehen ist. Dieser legt sich gegen die äufsere Fläche einer Hubscheibe Z⁶ und wird durch die Federn Z¹⁴ beständig gegen

dieselbe geprefst. Die Hübscheibe Z⁶ wird in Richtung des eingezeichneten Pfeiles in Umdrehung versetzt und ist so geformt, dafs bei einer Umdrehung derselben das Querstück Z⁴ mit den Stangen Z¹ und der Schablone Z langsam vorgeschoben und dann wieder zurückgezogen wird. Hierbei kommen die verschiedenen Stellen der Innenfläche der Schablone nach einander mit den Contactstiften Z² in Berührung, welche entsprechend gehoben oder gesenkt werden. In Fig. 8 sind die Schablone, die Hubscheibe und die anderen Theile in ihrer mittleren Stellung dargestellt, welche sie ■einnehmen, wenn die halbe Länge des Werkstückes bearbeitet worden ist. Bei einem Vergleich der Form des Hammerstieles, von welschem der vordere Theil in Fig. 8 mit punktirten Linien dargestellt ist, während Fig. 5 ebenfalls in punktirten Linien den ganzen Stiel zeigt, mit der Form der Schablone Z ist zu ersehen, dafs diese die Form des Hammerstieles in verkürztem Mafsstabe zeigt. Der Querschnitt an jedem Punkte des Werkstückes kann durch entsprechende Formgebung der Schablone geändert werden. Wenn der Hammerstiel einen elliptischen Querschnitt erhalten soll, so wird der Schablone eine entsprechende Form gegeben , so dafs die verschiedenen Theile derselben verschiedenen Abstand von der Mittellinie haben. Ebenso kann man für jeden anderen gewünschten Querschnitt der Schablone die entsprechende Form geben. Da die Schablone einen bedeutend gröfseren Durchmesser hat als der herzustellende Gegenstand, und da die Querschnittsveränderungen desselben durch die entsprechenden Querschnittsveränderungen der Schablone hervorgerufen werden, welche wegen des gröfseren Durchmessers verhältnifsmäfsig bedeutend kleiner sind, so wird . eine kleine Unregelmäfsigkeit der Schablone auf dem Werkstück eine gröfsere Unregelmäfsigkeit hervorrufen. Es ist klar, dafs Veränderungen der Form des Werkstückes auch durch Aenderung der Bewegung der Hubscheibe hervorgebracht werden können, indem dadurch die Stifte Z² schneller über einige Stellen der Schablone hinweggleiten als über andere. Durch Aenderung der Form der Hubscheibe und durch Aenderung des Längs- und Querschnittes der inneren Fläche der Schablone Z kann eine grofse Zahl von Aenderungen in der Form des Werkstückes erzeugt werden.

Die in Fig. 1 bis 7 dargestellte Maschine zeigt eine Schablone Z⁷, welche sehr geeignet ist für Gegenstände, welche auf allen Stellen ähnliche Querschnitte besitzen, z. B. einen ellipsenförmigen mit stets gleichem Verhältnifs der beiden Achsen zu einander. Auf dem ä'ufseren Theil einer jeden Lagerbüchse j'² der Werkzeugwellen ist eine .keilförmige Fläche Z⁸ angebracht, welche sich gegen die innere entsprechend keilförmig gestaltete Fläche der Schablone Z⁷ legt. Der Querschnitt dieser Schablone ist, wie aus Fig. 6 zu ersehen, ellipsenförmig, so dafs die Werkzeuge bei jeder Umdrehung des Kopfes dem Werkstück genähert bezw. von demselben entfernt werden und das Werkstück dementsprechend einen elliptischen Querschnitt erhält. Die Schablone Z⁷ wird auf geeignete Weise in der Längsrichtung der Maschine verschoben, so dafs durch Einwirkung der keilförmigen Flächen der Abstand der Werkzeuge von einander entsprechend geändert wird. An der Schablone Z⁷ sind Stangen w befestigt, welche in Führungen Z⁹ in der Längsrichtung verschiebbar sind und nahe an ihren hinteren Enden durch ein in der Längsrichtung verstellbares Querstück Z¹⁰ mit einander verbunden sind. Dieses Querstück ist mit einem Vorsprung Z¹¹ versehen, der sich gegen die Hubscheibe Z¹² legt und durch auf den Stangen n> angebrachte Federn Z¹³ gegen die Hubscheibe geprefst wird. ^vDie Hubscheibe Z¹² ist so geformt, dafs sie die Schablone der Form des Hammerstieles entsprechend verschiebt und das Werkstück die mit punktirten Linien dargestellte Form χ erhält. Durch Abänderung der Form der Hubscheibe werden Werkstücke von entsprechend verändertem Längsschnitt erhalten, während durch eine anders geformte Schablone Z⁷ ein Werkstück von entsprechend verändertem Querschnitt erzielt wird.

Die Hubscheibe Z¹² ist auswechselbar und durch Bolzen auf der Nabe Z¹⁵ befestigt, welche in dem auf der Grundplatte α befestigten Ständer Z¹⁶ drehbar gelagert ist. Diese Hubscheibe erhält ihren Antrieb durch eine im unteren Theil des Rahmens α gelagerte Welle k¹, die durch ein Schneckengetriebe A;² A:³ (Fig. 5) von der Hauptantriebswelle k in Umdrehung versetzt wird. Ein an dem einen Ende dieser Welle k¹ angebrachtes Zahnrad A:⁴ (Fig. 3 und 4) überträgt mittelst eines Zwischenrades Α:⁵, welches in das Zahnrad /f⁶ eingreift, die Bewegung der Welle k¹ auf die Welle k¹, auf welcher die Nabe Z^1B der Hubscheibe Z¹² sich frei drehen kann. Die Hubscheibe nimmt daher an der Drehung der Welle k¹ nur dann Theil, wenn sie mit derselben gekuppelt ist. Dieses Kuppeln der Hubscheibennabe Z¹⁵ mit der Welle k¹ wird selbstthätig durch eine Kuppelung A:⁸ bewirkt, die an der Drehung der Welle k⁷ theilnimmt, aber frei auf derselben verschoben werden kann und durch eine Verzahnung mit der Nabe Z¹⁵ der Hubscheibe Z¹² in Eingriff gebracht werden kann. In der Nabe der Kuppelung k^s ist eine ringförmige Nuth angebracht, in welche ein Bügel m¹ eingreift, dessen Welle m drehbar auf der Grundplatte α gelagert ist. Am vorderen Ende dieser Welle ist ein Arm m² ange-

bracht, auf welchen ein vertical verschiebbarer Bolzen m^s (Fig. 5) einwirkt, welcher unmittelbar vor den Werkzeugen angeordnet ist und in seiner normalen Stellung durch eine Feder m⁴ nach oben geprefst wird. Dieser Bolzen greift so in die Bahn des in die Maschine eingeführten Werkstückes ein, dafs er von demselben nach unten geprefst wird, gerade bevor es von den Werkzeugen angegriffen wird. Durch dieses Abwärtsdrücken des Armes m² wird der Welle m eine Drehbewegung ertheilt und die Kuppelung k^s wird durch den Bügel Mi¹ mit der Nabe Z¹⁵ in Eingriff gebracht, so dafs die Hubscheibe in Umdrehung versetzt wird. Der Bolzen m³ wird in seiner unteren Stellung erhalten und die Hubscheibe bleibt mit ihrer Welle gekuppelt, bis das Ende des Werkstückes den Bolzen m^s freigiebt, worauf der Arbeitsgang beendet ist. Sobald der Bolzen m^z freigegeben ist, wird er durch die Feder m⁴ nach oben geschoben, so dafs die Hubscheibe Z¹² von ihrer Welle A:⁸ entkuppelt und in Stillstand versetzt wird, und zwar ist die Einrichtung so getroffen, dafs die Hubscheibe nach jedesmaliger Vollendung einer ganzen Umdrehung in Stillstand versetzt wird. Die Hubstange bleibt so lange still stehen, bis ein neues Werkstück in die Maschine eingeführt wird und den Bolzen m³ nach unten drückt. Das Verhältnifs zwischen der Vorschubbewegung und dem Antrieb der Welle k¹ ist so bemessen, dafs die Welle während des Vorschubes eines Werkstückes eine Umdrehung macht, worauf die Hubscheibe in ihrer Anfangsstellung in Stillstand versetzt wird und für einen neuen Arbeitsgang bereit ist. Um das Geschwindigkeitsverhältnifs der Welle k¹ und der W^Telle k¹ ändern zu können, ist das Zwischenrad k^b eingeschaltet, welches mittelst der Arme A:⁹ A:¹⁰ so verstellt werden kann, dafs auf die Welle k¹ Zahnräder von verschiedener Zähnezahl aufgeschoben werden können.

Der Antrieb der Vorschubwalzen wird durch zwei Ketten η und n^l bewirkt, welche über doppelte Kettenräder n² laufen. Mit diesen ist ein Zahnrad n³ verbunden, welches in das auf der Welle k¹ befestigte Zahnrad ra⁴ eingreift. Diese Ketten sind, wie aus Fig. 1 zu ersehen, abwechselnd um die oberen und unteren Walzen der Vorschubwalzen geführt, d. h. die Kette η bethätigt die untere Walze b², die obere Walze b¹ und die untere Walze b und läuft dann über das doppelte Leitrad n^% zu dem Kettenrad w² zurück, während die Kette n¹ die obere Walze Z?², die untere Walze b¹ und die obere Walze b bethätigt und dann ebenfalls über das Leitrad ra⁶ zu dem Kettenrad M² zurückläuft. Anstatt dieser Antriebsvorrichtung kann natürlich auch irgend eine andere Vorrichtung angewendet werden.

Die Hauptantriebswelle k erhält ihre Bewegung durch die Riemscheibe A¹¹, und da infolge der in Fig. 1 bis 7 dargestellten Anordnung die beiden Antriebsriemscheiben A:¹¹ und i parallele Achsen besitzen, können sie von einer gemeinsamen Welle angetrieben werden, ohne dafs die Riemen gekreuzt werden müfsten. Die Riemscheibe i bewirkt die Drehung der Werkzeuge um ihre Achsen, während die Riemscheibe A:¹¹ die Drehung der Werkzeuge um das Werkstück bewerkstelligt und auch die Vorrichtungen zum Antrieb der Vorschubwalzen und der Schablone bethätigt. Bei der in Fig. 8 und 9 dargestellten Abänderung bewirkt die Riemscheibe i^l sowohl die Umdrehung der Werkzeuge um ihre Achse, als auch ihre Drehung um das Werkstück, während andere Vorrichtungen dazu benutzt werden können, die Vorschubwalzen, die Hubscheibe Z⁶ und die Schablone Z zu bethätigen.

Claims (2)

Patent-Ansprüche:

1. Maschine zum Fräsen ungleichmäfsig gestalteter Gegenstände mit um das Arbeitsstück und um ihre eigenen Achsen sich drehenden Messern, bei welcher die am einen Ende in Kugellagern schwingbar aufgehängten Messerwellen Gleitstücke tragen, welche, durch Federn beeinflufst, gegen den Ausschnitt einer Schablone sich legen, welcher je nach der Gestalt des herzustellenden Querschnittes kreisrund, elliptisch oder ähnlich ausgeführt sein kann.

2. Eine Maschine nach Anspruch 1, bei welcher die Bewegung der Schablone durch eine Hubscheibe bewirkt wird, welche mit einer durch das Werkstück bethätigten Ausrückvorrichtung versehen ist, so dafs die Schablone beim Einführen des Arbeitsstückes verschoben wird, während dieselbe nach Beendigung des Arbeitsganges in ihre Anfangslage zurückkehrt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.