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Kopierfräsbank für unrunde Holzteile, insbesondere Schuhleisten Die
Erfindung bezieht sich auf hydraulische Kopierfräsbänke mit umlaufendem Modell und
Werkstück für unrunde Holzteile, insbesondere Schuhleisten od. dgl., bei denen die
abgetastete Kontur des Modells durch Steuerung der Druckflüssigkeit zum Vorschubkolben
des Fräsers diesem die gewünschte Bewegung zum Fräsen des Werkstücks erteilt. Die
Erfindung bezweckt eine Steigerung der Leistungsfähigkeit und einen weiteren Ausbau
der hydraulischen Betätigung solcher Kopierfräsbänke. Zu diesem Zweck besteht ein
Merkmal der Erfindung darin, daß von dem die Kontur eines Modells abtastenden Fühler
mehrere hydraulische Schieber und über diese mehrere Frässchlitten synchron oder
unabhängig voneinander gesteuert werden können. Weiterhin wird der Umlauf des Modells
und des Werkstücks durch einen an sich bekannten stufenlosen Hydraulikmotor bewirkt
und durch eine einstellbare Regelpumpe mittels Gestänge in Abhängigkeit vom Modell
die Winkelgeschwindigkeit der Leistenumdrehung so verstellt, daß die Schnittgeschwindigkeit
an allen Stellen des Werkstücks im wesentlichen konstant bleibt. Ferner kann der
Anstellwinkel des Fräsers infolge schwenkbarer Anordnung der Antriebswelle des Fräsers
aus der senkrechten Lage zur Werkstückdrehachse bis zu q.5° verstellt werden.
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Der Erfindungsgegenstand ist in der Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel
veranschaulicht. Es zeigt Abb. i eine Seitenansicht der Maschine, Abb. 2 einen Querschnitt
durch die Maschine, Abb. 3 eine Stirnansicht der Maschine, Abb. q. einen Längsschnitt
durch einen Werkzeugschlitten mit Fühlervorrichtung,
Abb. 5 einen
Längsschnitt durch die Antriebsvorrichtung eines Fräsers, und Abb.6 einen Querschnitt
durch die Lagerung des Werkzeugschlittens.
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Bei der dargestellten Ausführungsform ist gemäß Abb. i links in einem
Steuerkasten 2 die gesamte Hydraulik in der für Werkzeugmaschinen bekannten Art
zusammengefaßt. Im Mittelteil sind jeweils zwei bzw. zwei Paar Einspannstellen für
die Werkstücke W und über der ersten Einspannstelle ist das Modell M angeordnet,
falls nur nach einem Modell gearbeitet wird. Beim Arbeiten nach zwei verschiedenen
Modellen ist das zweite Modell über der zweiten Einspannstelle angeordnet.
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In dem unteren Mittelteil des Gestells sind zwei Fräserschlitten 3
und 4 mit je einem Werkzeugschlitten 3o, der zwei Fräser trägt, untergebracht. Die
Verschiebung der Fräserschlitten 3 und 4 erfolgt durch eine Leitspindel i6; auf
welcher die Leitmuttern 17 und 18 der Fräserschlitten 4 und 3 reiten.
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Die Tastvorrichtung ist gemäß Abb. 4 auf einem der beiden Werkzeugschlitten
30 angebracht. Die zur Lagerung der Kopierrolle K dienende Stange 34 mündet
in einen mittels Kugellager 25 gelagerten und unter der Wirkung einer Feder 26 stehenden
Teller 36 aus, der die Bewegung der Tastrolle K, gleichviel von welcher Seite ein
Druck auf diese ausgeübt wird, in eine axiale Bewegung umwandelt. Diese Bewegung
wird durch den Bolzen 37 auf die hintereinanderliegenden Schieber 27 und
70 übertragen, welche zur hydraulischen Steuerung der beiden Werkzeugschlitten
3o dienen, welche quer zu den beiden Fräserschlitten 3 und 4 auf diesen verschiebbar
gelagert sind.
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Um dem Werkzeugschlitten 3o eine leichte und spielfreie Führung zu
geben, ist der Schlitten gemäß Abb. 4 und 6 in vier Schienenkugellagern 29 gelagert.
Die Lagerschienen 5 i haben eine Längsausfräsung 52, in welcher die Kugeln abrollen
und hierdurch am Schlitten eine nach allen Seiten spielfreie Führung haben.
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Der Antrieb von Modell M und Werkstücken W erfolgt von einem Hydraulikmotor
5 (Abb. i) über die Zahnräder 6 bis i i, . wobei die Zahnräder 8 und 9 durch eine
Nutwelle 68 (Abb. 2) gekuppelt sind. Der Hydraulikmotor 5 erhält die Druckflüssigkeit
von der Regelpumpe 12, die eine Einstellung der Drehzahl von Hand durch einen Drehknopf
von o bis 300 U/min im Links- und Rechtslauf gestattet. Je nach dem Ausschlag
des Werkzeugschlittens 30 wird durch das Gestänge 13 und 14 eine Änderung
der Liefermenge an Druckflüssigkeit erzielt, so daß sich die Winkelgeschwindigkeit
der Werkstückumdrehung innerhalb einer Umdrehung verändert und hierdurch eine konstante
Schnittgeschwindigkeit erzielt wird. Das Drucköl für einen weiteren Hydraulikmotor
15, welcher die erwähnte Leitspindel 16 für die Fräserschlitten 3 und 4 dreht, wird
von einer Regelpumpe i9 über den Schieber 2o dem Motor zugeleitet. Die Drehzahl
ist mittels des Drehknopfes der Regelpumpe i9 stufenlos ebenfalls von o bis
300 U/min in beiden Drehrichtungen einstellbar, so daß jede gewünschte Rillenbreite
sowie der Eilrücklauf der Fräserschlitten einstellbar ist. Die Umschaltung für den
Vor- und Rücklauf der Fräserschlitten wird durch den Schieber 2o in an sich bekannter
und daher nicht dargestellter Weise durch verstellbare Anschläge bewirkt.
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Unten im Gestell i befindet sich der Ölbehälter sowie die Zahnradpumpe
ZP für die Fühlersteuerung der Werkzeugschlitten 3o. Das Druckmittel gelangt über
den Schieber 21 und die Leitung 22 zum Verteilerschieber 23 (Abb. i). Von diesem
führen zwei biegsame Leitungen 24 auf der Rückseite der Maschine zu den beiden Fühlerschiebern
27 und 70 (Abb. 4).
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Die Steuerung der Werkzeugschlitten der beiden Frässchlitten 3 und
4 ist aus Abb. 4 für einen der beiden Werkzeugschlitten 30 ersichtlich, dessen
Steuerung über den Schieber 27 erfolgt. Solange die Kopierrolle K frei ist, drückt
die Fühlerfeder 26 den in der Schieberbüchse 25 geführten Schieber 27 um einige
hundertstel Millimeter nach vorn. Hierdurch öffnen sich die Sitzflächen in der Schieberbüchse
25, und die von der Pumpe einströmende Druckflüssigkeit fließt über die Leitung
38 in den Raum 28 vor den Kolben 8o, dessen Kolbenstange 3i an der Rückwand 32 festgelegt
ist. Infolgedessen wird der Werkzeugschlitten 30 mit Fräser F und Kopierrolle
K nach vorn geschoben. Sobald die Kopierrolle K am Modell M zur Anlage kommt, verschiebt
sich wiederum der Schieber 27 gegen den Druck der Feder 26 und schließt den Zulauf
der Druckflüssigkeit. Wirkt der Druck des Modells M in entgegengesetzter Richtung
gegen die Kopierrolle K, so verschiebt sich der Schieber 27 nach der entgegengesetzten
Richtung und steuerf die Druckflüssigkeit in den Raum 33 hinter dem Kolben 8o, während
die Druckflüssigkeit vor dem Kolben in den Behälter abfließt.
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An den Schieber 27 schließt sich der Schieber 70 an, der in einer
eine Verlängerung der Schieberbüchse 25 bildenden Schieberbüchse verschiebbar ist
und den zweiten Werkzeugschlitten in entsprechender Weise und synchron mit dem ersten
Werkzeugschlitten steuert. Die Anordnung kann ohne weiteres so getroffen werden,
daß die beiden Werkzeugschlitten auch unabhängig voneinander gesteuert werden. Die
kurzzeitig notwendige hohe Beschleunigung der Werkzeugschlitten 30 wird durch
große Sitzflächen in den Schieberbüchsen erreicht. Die Auslenkung der Kopierrolle
K um nur wenige hundertstel Millimeter bewirkt, daß die Druckflüssigkeit entweder
vor oder hinter den Kolben 8o fließt und somit die Hin- und Herbewegung des Werkzeugschlittens
30 unabhängig vom Anlagedruck und Gewicht der Kopierrolle K ist.
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Gemäß Abb. 5 ist der Fräser F nebst seiner Antriebsvorrichtung mit
dem Bock 46 um den Bolzen 39 und mit dem Arm 44 in einem Zapfenlager 9o des Werkzeugschlittens
30 schwenkbar gelagert. Der Antrieb des Fräsers erfolgt durch einen unterhalb
des Werkzeugschlittens 3o befindlichen Elektromotor 4o (Abb. 2) über einen Riemen
41, der
über die Riemenscheibe 42 der Ziehkeilwelle ZK läuft. Die
Riemenscheibe 42 und die genutete Hohlwelle 43 sind in dem Schwenkarm 44 und der
Hülse 45 gelagert. In den Nuten 47 der angetriebenen Hohlwelle 43 greifen vier Mitnehmerrollen
48 ein, die ihrerseits mit dem in axialer Richtung verschiebbaren Drehstab 49 verbunden
sind.
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Bei der Bewegung des Fräsers F nach vorn wird der Drehstab 49 aus
der Hohlwelle 43 herausgezogen, und die Rollen 48 wälzen sich in den Nuten 47 ab,
so daß keine gleitende Reibung entsteht. Die Verbindung von Drehstab 49 bis zur
Fräserwelle wird durch eine biegsame Welle So hergestellt. Durch diese Anordnung
ist der Antrieb völlig vom Riemenzug entlastet. Ein weiterer Vorteil liegt darin,
daß der Einstellwinkel des Fräsers durch die Anordnung des Antriebs um den Bolzen
39 und die Mitte der Riemenscheibe 4i geändert werden kann, so daß sich ein günstiger
Schnittwinkel schräg zur Längsfaser des Holzes ergibt und nach innen gewölbte Höhlungen
am Werkstück, die wesentlich kleiner sind als der Fräserdurchmesser, bearbeitet
werden können. In Abb. 5 ist der Fräser strichpunktiert geschwenkt gezeichnet. Zum
spielfreien Einstellen ist das Gehäuse 53 (Abb. 6) zweiteilig und mit Distanzschrauben
versehen.
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Für das Einführen von zwei bzw. vier Rohlingen 56 (Abb. 2) zu den
Frässtellen ist ein Schwenkarm 54 vorgesehen, der bei 53 am Gestell gelagert ist
und an dem die Halterungen 55 für die Rohlinge befestigt sind. An einer oberen Verlängerung
des Schwenkarmes 54 greift bei 57 ein hydraulischer Kolben 58 an, dessen Zylinder
59 im Oberteil des Maschinengestells angebracht ist. Auf diese Weise kann das Einführen
der Rohlinge selbsttätig hydraulisch erfolgen.
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Vor der Frässtelle ist ferner eine durchsichtige Schutzverkleidung
6o angeordnet, die gleichfalls hydraulisch und selbsttätig durch den Kolben im Zylinder
61 und ein Seil 62 angehoben werden kann. Sobald der Fräsvorgang beendet ist, wird
die durchsichtige Schutzverkleidung 6o hydraulisch angehoben, und die ebenfalls
hydraulischen Einspannzylinder 63 (Abb. i) geben die fertigen Werkstücke W frei,
die infolge ihrer Schwere auf die Leisten 64 der Auffangrinne 65 gleiten. Die Zuführungsvorrichtung
54 für die Rohlinge 56 wird nunmehr hydraulisch in das Maschinengestell i eingeschwenkt
und die Rohlinge 56 werden durch die hydraulischen Spannwerkzeuge 63 erfaßt und
festgehalten. Hierauf «-erden hydraulisch der Schwingarm 54 und dann die Schutzverkleidung
6o in die aus Abb. 2 ersichtliche Stellung zurückbewegt und der neue Fräsvorgang
beginnt.
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Um eine Beschädigung und ein Durchspannen (Verbiegen) der Rohlinge
durch die hydraulisch betätigten Einspannspitzen 66 zu vermeiden, ist die Einspannspitze
gegenüber dem Druckkolben 67 federnd gelagert und ein von Hand einstellbares Ventil
hindert das vor dem Druckkolben 67 befindliche Öl am Abfluß und ermöglicht die Einstellung
des Einspanndrucks. Der rechte Einspannbock 68' (Abb. i) kann entfernt und der mittlere
Einspannbock 69 nach rechts verschoben werden, so daß statt vier kurzer Werkstücke
zwei lange Werkstücke bearbeitet werden können. Um lange Werkstücke mit vier Fräsern
zugleich bearbeiten zu können, wird der zweite Fühlerschieber 70 (Abb. 4.) durch
einen Absperrhahn stillgesetzt und der Fühler auf dem Fräserschlitten 3 eingeschaltet,
so daß nun jeder unabhängig gesteuert wird.
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Um vom Modell größere oder kleinere Werkstücke anzufertigen, ist das
Modell zum Vergrößern bzw. Verkleinern der Länge axial verschiebbar. Die Axialv
erschiebung vom Modell erfolgt durch einen Kolben 71 (Abb. i) hydraulisch. Die Druckmittelmenge
wird durch die Regelpumpe 72 über den Schieber 73 und das Vorspannventil 74 dem
Kolben zugeführt, so daß sich entsprechend der gewollten Veränderung eine Axialverschiebung
des Modells zum Werkstück ergibt. Die Einspannspindel75 sitzt zu diesem Zweck in
einem zweiseitig beaufschlagten Druckkolben 76. Für die Vergrößerung und Verkleinerung
des Umfanges ist der Bock 77 (Abb. 4.), der den Fühlerschieber trägt, durch den
Kolben 78 verstellbar angeordnet.