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Kopiereinrichtung an Werkzeugmaschinen hie Erfindung bezieht sich
auf eine Kopiereinrichtung an Werkzeugmaschinen. Nach der Erfindung soll die Bearbeitung
von kurzen, bogenförmig gekrümmten Flächen ermöglicht werden. Bei vielen Werkstücken,
z. B. bei Schaufelrädern, sind unregelmäßige Flächen zu bearbeiten, was jedoch nur
mit einem länglichen, dünnen Werkzeug geschehen kann, da die Schaufeln verhältnismäßig
dicht beieinander stehen.
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Man hat bisher versucht, solche Werkstücke mit Fräswerkzeugen zu bearbeiten,
jedoch ist hierbei die Spanabnahme wegen des dünnen Werkzeuges außerordentlich gering.
Es sind auch verhältnismäßig komplizierte Kopiermaschinen notwendig, um die unregelmäßig
geformten Flächen zu befräsen. ach der Erfindung sollen die Schaufeln von Schaufelrädern
od. ä. Werkstücken mit unregelmäßigen zu bearbeitenden Flächen mittels einer Zusatzeinrichtung
zu einer Werkzeugmaschine, vorzugsweise einer Hobel- oder Stoßmaschine, bearbeitet
werden.
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Um bei diesen Arbeiten ein einfaches und verhältnismäßig robustes
Werkzeug verwenden zu können, wird nach der Erfindung vorgeschlagen, einen oszillierenden
Tragkörper anzuordnen, der einen um eine zur Oszillationsachse senkrecht stehende
Achse schwenkbarenWerkzeugträger aufweist, der über ein Kopierorgan, vorzugsweise
Kopierrolle, mit einer Schablone zusammenarbeitet. Dabei kann ein kontinuierlicher
Drehantriel) verwendet und diese Drehbewegung in nicht
zur Erfindung
gehörender Weise über einen Kurbelantrieb, Kulissentrieb od. dgl. in eine oszillierende
verwandelt «-erden.
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Bei Hobel- oder Stoßmaschinen wird nach einer Einzelheit der Erfindung
vorteilhaft derart verfahren, daß eine über eine mit dem hin und her gehenden Stößel
verbundene Schubstange angetriebene, fest angeordnete Zusatzeinrichtung verwendet
wird. Sie besteht aus einer im Innern eines Werkzeugträgerkopfes um ihre Längsachse
drehbar und axial verschieblich gelagerten, von der Schubstange hin und her beweglichen
Hülse und einem in der Hülse um eine zu deren Längsachse rechtwinklige Drehachse
schwenkbar gelagerten zweiarmigen Hebel. An dessen einem Ende ist das Werkzeug befestigt,
und dessen anderes Ende trägt eine Kopierrolle, die an der im Innern des Werkzeugträgerkopfes
angeordneten Schablone geführt ist. Damit wird in vorteilhafter Weise die hin und
her gehende Bewegung des Stößels über die Zahnstange in eine oszillierende Bewegung
umgewandelt, deren Gröfie in einfacher Weise geregelt werden kann.
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Durch die Maßnahme, die Hülse zusammen mit dem das Werkzeug tragenden
Hebel durch einen selbsttätigen Vorschub oder Handvorschub in ihrer Achsenrichtung
längs verschieblich zu machen und der Schablone eine dem Gesamtvorschub entsprechende
Länge zu geben, ist in einfachen Weise die Möglichkeit geboten, das Werkstück in
seiner ganzen Länge zu bearbeiten, wobei die Kontur der Schablone sich auf dieser
Länge ändern kann.
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Erfindungsgemäß kann der Werkzeugträgerkopf um die Schubstange schwenkbar
angeordnet und das Werkzeug senkrecht zu einer durch die Längsachse der Hülse und
die Schwenkachse des Hebels gehenden Ebene in einer Führung verstellbar vorgesehen
sein. Damit kann vorteilhaft die Vorrichtung dem jeweiligen @N'erkstück entsprechend
eingestellt werden.
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Das Abheben des Werkzeuges vom Werkstück beim Rückhub kann zweckmäßig
durch Verstellen der Schablone gegenüber der Kopierrolle, beispielsweise durch Bewegen
.einer Plankurve, geschehen.
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Um das Werkzeug möglichst widerstandsfähig auszubilden, wird vorgeschlagen,
dieses seiner Schwenkbewegung entsprechend kreisförmig gebogen auszuführen. 1i Der
Gegenstand der Erfindung ist in einer beispielsweisen Ausführungsform in der Zeichnung
dargestellt, und zwar zeigt Fig.I die Seitenansicht der Kopiereinrichtung. Fig.
II die Stirnansicht der Kopiereinrichtung, Fig. III einige zu bearbeitende Querschnitte
sowie einen Querschnitt durch das Werkzeug.
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Um die notwendige Profilform des Werkstückes, beispielsweise eines
Schaufelrades i, zu erhalten, ist das Werkzeug :2 am Ende eines Hebels 3 angeordnet,
der um einen Bolzen q. schwenkbar ist. Die Lagerung des Bolzens 4 erfolgt in einer
Hülse 5, die an dem Werkzeugträgerkopf 15 der Kopiereinrichtung drehbar gelagert
ist. Das andere Ende des Hebels 3 trägt eine Kopierrolle 6 und wird durch eine Feder
7 an eine Schablone 8 angedrückt, auf der sie bei der Drehbewegung der Hülse 5 abrollt.
Eine Schubstange 9, die eine hin und her gehende Bewegung ausführt, besitzt an ihrem
Ende eine Verzahnung, mit der sie in eine entsprechende Verzahnung der Hülse 5 eingreift,
die sich an einem Teil des Umfanges dieser Hülse befindet. Durch die hin und her
gehende Bewegung der Schubstange wird die Hülse 5 in eine kreisende hin und her
gehende Bewegung versetzt. Der Antrieb der Schubstange g kann von dem Stößel io
einer normalen Hobelmaschine abgenommen werden, während das Werkstück i sowie der
Tragbock i i für die Kopiereinrichtung an einem normalen Würfeltisch 12 der Werkzeugmaschine
befestigt eind. Die Hülse 5 kann durch die Spindel 13 und das Handrad 14
in ihrer :1,chsenrichtung verschoben werden. Zweckmäßig ist der gesamte Werkzeugträgerkopf
15 um die Schubstange 9 schwenkbar angeordnet, um das Werkzeug gegenüber dem Werkstück:
einstellen bzw. um Teilbewegungen ausführen zu können.
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Am anderen Ende des Hebels 3 befindet sich eine Kopierrolle 6, die
gegen eine Schablone 8 anliegt, .die so ausgebildet ist, daß die Werkzeugspitze
die geforderte Profilform herstellt. Die Schablone 8 ist in dem Werkzeugträgerkopf
15 in einer Längsführung gelagert und steht während des Abtastens fest. Sie kann
durch eine Mutter i8 derart verstellt werden; daß der Abstand der Schablone von
der Kopierrolle veränderlich ist. Auf diese Weise kann das Werkzeug auf Spantiefe
eingestellt und die Schablone gegenüber der Kopierrolle von außen angestellt werden.
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Das Werkzeug kann den in Achsenrichtung der hin und her gehenden Bewegung
liegenden Vorschub von Hand durch das Handrad 14. erhalten, welches die Spindel
13 betätigt, die mit dem Kopf .der Hülse 5 drehbar, aber axial unverschieblich verbunden
ist. Es kann aber auch ein automatischer Vorschub durch ein bekanntes Sperrgetriebe
ig von der normalen Vorschubeinri.chtung der Werkzeugmaschine, beispielsweise Shaping-Mäschine,
abgenommen werden.
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Die Stahlabhebung bei der Hobelbewegung kann durch jeweiligen Pilgerschritt
der Ratsche ig oder durch eine jeweilige An- und Abstellung der Schablone 8 durch
eine entsprechend gesteuerte Plankurve erfolgen.
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In dem gezeichneten Ausführungsbeispiel, in dem das Werkzeug eine
hin und her gehende kreisförmige Bewegung ausführt, besteht die Schablorne8 aus
einem segmentförmigen Kurvenstück, während sie bei einer rotierenden Bewegung des
Werkstückes selbstverständlich ringförmig ausgebildet ist. -Der gesamte Werkzeugträgerkopf
15 ist einschließlich der Verstelleinrichtungen zur Vorschubschaltung so kürz und
gedrungen ausgeführt, daß er sieh in einem Werkstückring leicht einführen läßt.
Dies kann beispielsweise dann notwendig sein, wenn Schaufelräder mit Schaufeln bearbeitet
werden
müssen, die nach innen stehen. In der Fig.2 ist ein solcher Werkstückring mit 2o
bezeichnet.
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Soll die rückseitige Schaufelfläche bearbeitet werden, oder sollen
andere Kurven mit dem Werkzeug durch Hobeln hergestellt werden, so wird die Schablone
8 gegen eine andere ausgewechselt, falls das Werkstück nicht durch eine ringförmige
Schablone in einem Arbeitsgang bearbeitet werden kann. In jedem Falle besitzt die
Schablone 8 eine dem jeweiligen Gesamtvorschub des Werkzeuges 2 entsprechende Länge,
so daß sich die Kopierrolle 6 auf der Oberfläche der Schablone in Vorschubrichtung,
beispielsweise abwärts, bewegen kann. Demzufolge hat auch die Schablone in Vorschubrichtung
eine der herzustellenden Form entsprechende Formgebung, die während der kreisenden
Hinundherbewegung der Hülse 5 von dem Hebel 3 durch die Kopierrolle 6 abgetastet
und auf das Werkzeug 2 übertragen wird. Auf diese Weise ist es möglich, mit einfachsten
Mitteln komplizierte Schaufelformen mit verwundenen und bogenförmig geformten Querschnitten
oder auch innen in einem Ring angeordneten Schaufeln durch einfaches Kopieren auf
Hobel- oder Stoß-Maschinen zu bearbeiten.