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Vorrichtung zum Profilieren von Metallwerkstücken Bei Vorrichtungen
zum Fräsen von Kurven an Kurvenscheiben oder Kurventrommeln, die in Maschinen verwendet
werden sollen, bei denen die Kurven unter Vermittlung von Rollenhebeln auf einen
Werkstück- oder Werkzeugschlitten einwirken, ist es bekannt, den das Werkzeug bildenden
umlaufenden Fräser an: einem in der Ebene des Fräsers beweglichen Schwingarm zu
lagern, dessen Länge derjenigen des schwingenden Rollenhebels entspricht, und die
Größe der seitlichen Bewegung des Schwingarms durch eine einstellbare Kulisse mit
einer am Fräserkopf angreifenden und von der Hauptantriebsscheibe aus angetriebenen
Schubstange zu steuern. Es ist bei Sägeblattschärfm.aschinen weiterhin bekannt,
eine als Schärfwerkzeug dienende Schleifscheibe um eine in Richtung der Schleifscheibenachse
liegende Achse, die im Abstand von der Schleifscheibe angeordnet ist, schwenkbar
anzuordnen und eine Weiterschaltvorrichtung vorzusehen, durch die das Werkstück
nach jedem. einzelnen Schleifvorgang um eine Teilung weitergeschaltet werden kann.
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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Profilieren von vorzugsweise
scheibenförmigen Metallwerkstücken, insbesondere zum Herstellen von Verzahnungen.
z. B. ,an Segmenten für Segmentsägeblätter, die ebenfalls mit einem an dem freien
Ende eines an seinem anderen Ende schwenkbar gelagerten Schwingarms angeordneten
und um seine Drehachse umlaufenden Fräswerkzeug ausgerüstet ist, das eine Relativbewegung
gegenüber dem fest eingespannten Werkstück ausführt. Die Erfindung besteht nun darin,
daß der in bekannter Weise in Richtung der Längsachse des Fräswerkzeugs sich erstreckende
Schwingarm um einen im Abstand vom Fräswerkzeug, insbesondere auf
dessen
Drehachse und auf der einen Seite der Mittenebene des Werkstücks angeordneten Punkt
entsprechend der am Werkstück herzustellenden Kurve nach allen Seiten schwingbar
gelagert und das Werkstück nach Jedem Durchgang des Fräswerkzeugs um eine Teilung
weiterschaltbar ist. Die Schwingbewegung des Schwingarms ist dabei vorzugsweise
von zwei umlaufenden Nockenscheiiben abgeleitet, gegen die der Schwingarm sich mit
zwei Rollenhebeln in aufeinander senkrecht stehenden Richtungen abstützt. Der Punkt,
um den der Schwingarm schwingbar ist, ist erfindungsgemäß z. B. ein Kardan- oder
Kreuzgelenk.
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Die Haltevorrichtung für das Werkstück weist erfindungsgemäß ein um
eine am Maschinengestell längs verstellbare Achse drehbar angeordnetes Winkelstück
auf, an dessen einem Arm das Werkstück in bekannter Weise zu befestigen ist und
dessen anderer Arm als feststellbares Zahnsegment ausgebildet ist. Das mit einem
Bedienungsgriff verseherne Zahnsegment ist beispielsweise durch eine um einen Zapfen
schwenkbare Klinke feststeilbar.
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Die Nockenscheiben, von denen die Schwingbewegung des Schwingarms
abgeleitet ist, können ohne weiteres so ausgebildet sein, daß z. B. zur Herstellung
der Zähne von Sägesegmenten das umlaufende Fräswerkzeug nach einer vollständigen
Umdrehung seiner Welle eine in sich geschlossene Kurve beschrieben hat und dadurch
stets selbsttätig in seine Ausgangsstellung zurückkehrt. Dadurch wird erreicht,
daß nach einer vollständigen Umdrehung der Steuerwelle des Fräswerkzeugs ein Zahn
des Sägesegements fertiggestellt ist und das Werkzeug dann mit der Profilierung
des folgenden Zahnes beginnen kann. Hierzu braucht das herzustellende Sägesegment
lediglich um einen bestimmten Winkel maschinell oder von Hand verstellt zu werden.
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Die Zeichnung veranschaulicht Ausführungsbeispiele der Erfindung.
Es zeigt Abb. i die Hauptteile einer Vorrichtung der neuen Art in schaubildlicher
Darstellung, Abb. 2 das Bewegungsdiagramm des Werkzeugs, ' Abb. 3 die Steuerung
des Werkzeugs, Abb.4 die hauptsächlichen Antriebsteile der in Abb. i dargestellten
Vorrichtung, Abb. 5 und 6 die Befestigungsvorrichtung für die Werkstücke in zwei
verschiedenen Stellungen, Abb. 7 eine Seitenansicht der Gesamtvorrichtung teilweise
in lotrechtem Schnitt, Abb. 8 eine Vorderansicht,der Vorrichtung nach Abb. 7, Aibb.
9 einen Einzelteil der in Abb. 7 und 8 dargestellten Vorrichtung.
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Wie in Abb. i und 2 schematisch dargestellt ist, wird das Werkzeug
i, z. B. ein Fräsen um seine Längsachse A-B in umlaufende Bewegung versetzt und
außerdem um einen im Abstand vom Werkzeug angeordneten Punkt, der durch ein Kreuz-oder
Kardangelenk C gebildet ist, zwangläufig geschwenkt. Die schwingende Bewegung des
Werkzeugs wird im einzelnen dadurch erzeugt, daß zwei in Armen an,der Achse A-B
des ,Werkzeugs gelagerte Rollen 2 und 2' durch zwei umlaufende Noekenscheiben 3
und 3' beeinflußt werden. Je nach der Profilierung und Einstellung der Nockenscheiben
3 und 3' kann das umlaufende Werkzeug i jede beliebige Kurve beschreiben.
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In den Abb. 3 bis 8 ist eine Vorrichtung zur Herstellung von Sägesegmentzähnen
dargestellt. Das Werkzeug (Abb. 4 und 7), z. B. ein Fräser i, ist mit seiner Achse
4 durch eine Spannzange in einer rohrförmigen Muffe 5 befestigt, die über eine Keilriemenscheibe
6 angetrieben wird. Die rohrförmige Muffe 5 ist mittels Kugellager 7, 8, 9 in einem
äußeren rohrförmigen Mantel io gelagert, der gleichzeitig um eine lotrechte Achse
i i und um eine waagerechte Achse 12, d. h. um ein Kreuzgelenk, schwingen kann.
Der äußere Mantel io ist mit einem Längsträger 13 fest verbunden, so daß auch dieser
in allen Richtungen um das Kreuzgelenk 11, 1.2 schwingbar ist. Am Längsträger 13
sind in Armen 16, 17 zwei Rollen 14, 15 (Abb. 7 und 8) gelagert. Die Abmessungen
und die Form der Arme hängen von der Form der umlaufenden Nockenscheiben 18 und
i9 (Abb.3 und 8) ab, welche die Rollen 14 und 15 und damit den Längsträger 13 betätigen.
Die Nockenscheiben sind auf einer gemeinsamen Achse 2o angeordnet, .welche mit der
Sekundärachse eines Reduziergetriebes 21 gekuppelt ist. Die Primärachse 22 dieses
Reduziergetriebes wird über eine Rolle 23 und eine Kette 24 von einem Motor 25 direkt
angetrieben.
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Der Rahmen der Maschine ist nach oben durch eine Säule 26 verlängert,
die als Stütze für die Befestigungsvorrichtung des zu profilierenden Werkstücks
P; im dargestellten Fall eines Sägesegments, dient. Diese Befestigungsvorrichtung
umfaßt ein Winkelstück 27 (Abb. 5, 6 und 8), das um eine Achse 28 schwenkbar ist
und aus einem annähernd lotrechten und einem waagerechten Arm besteht. Am unteren
Teil des lotrechten Arms befindet sich eine Backe 29, die mit einer Stiftschraube
30 befestigt ist. Die Schraube ist teilweise von einer Druckfeder 31 (Abb-7)
umgeben. Durch die Backe geht .das Gewindestück 32 eines Handgriffes bzw. Handrades
33, das zum Anziehen der Backe dient. Ein einstellbarer Anschlag 34 gewährleistet
die Befestigung des zu profilierenden Stücks jeweils in der richtigen Lage, und
der Handgriff 33 ermöglicht eine schnelle Befestigung. Der waagerechte Arm
des Winkelstücks 27 hat einen gezahnten Teil 35 (Abb. 5, 6 und 8), in den eine Klinke
eines um einen Zapfen 38 drehbaren Handhabungshebels 37 eingreift. An dem gezahnten
Teil 35 des Winkelstücks 27 ist ein Bedienungsgriff 39 befestigt. Der gezahnte Teil
35 kann daher leicht und schnell Zahn um Zahn -gegenüber der Klinke 36 verstellt
und in jeder Stellung festgelegt werden. Jeder Winkelverstellung des waagerechten
Arms des Winkelstücks 27 entspricht eine ent sprechendeWinkelverstellung ihres lotrechtenArms
und infolgedessen auch des zu bearbeitenden Werkstücks P. Im Verhältnis zum Werkzug
i kann das Werkstück P also winkelmäßig und linear verschoben
werden.
Die Vorrichtung kann auch noch mit einer mikrometrischen Feineinstellung 40 versehen
sein.
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Das Winkelstück 27 ist auch der Höhe nach einstellbar, so d:aß seine
Ausgangsstellung vor Ingangsetzung des Werkzeugs i vorbestimmt werden kann und auch
die Eingriffstiefe des Werkzeugs und damit die Tiefe der erzeugten Zähne in gewissen
Grenzen einstellbar ist.
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Der Längsträger 13, der von den beiden Nockenscheiben 18 und ig gesteuert
wird, wird um das Kreuzgelenk i 1, 12 entsprechend den durch das Zusammenwirken
mit den beiden Nockenscheiben erzeugten Bewegungen in Schwingungen versetzt und
überträgt diese Schwingungen auf das Werkzeug i, deren Amplituden der Entfernung
zwischen Nockenscheiben und Schwingungsmitte'ipunkt umgekehrt proportional sind.
Man erreicht hierdurch, daß das Werkzeug das Werkstück nach einem durch das Profil
der Nockenscheiben 18 und ig bestimmten Profil bearbeitet. Es genügt also, das Profil
der Nockenscheiben zu ändern, um das vom Werkzeug zu erzeugende Profil, bei Sägeblättern
also das Profil der Zähne, zu ändern. Änderungen der Kurve, die das Werkzeug beschreibt,
sind deshalb erforderlich, weil die Zahntiefe mit dem Durchmesser der S,ägenscheibe
und je nach der Zahl der Zähne schwankt.