DE1154694B - Vorrichtung zum Einstellen des Sturzes von Fraes- oder Messerkoepfen an Fraesspindeln, insbesondere bei grossen Fraesmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Einstellen des Sturzes von Fräs- oder Messerköpfen an Frässpindeln, insbesondere bei großen Fräsmaschinen, die in der Pinole des Spindelstockes geführt und gelagert sind.

Bei der spangebenden Bearbeitung ebener Flächen mit großen Fräsern oder Messerköpfen, welche an der Stirnseite schneiden, ist es zur Erzielung einer sauberen Oberfläche des Werkstückes notwendig, daß das kreisende Werkzeug nicht völlig auf der zu bearbeitenden Fläche aufliegt, sondern an der der Vorschubrichtung entgegengesetzten Seite etwas vom Werkstück abgehoben wird, damit die rücklaufenden Fräserzähne frei gehen. Dazu erhält die Achse der das Werkzeug aufnehmenden Arbeitsspindel eine Schräglage, den sogenannten »Sturz«, der bis 0,05 mm auf 1000 mm betragen soll.

Es ist bei Langfräsmaschinen bekannt, diesen Sturz durch Kippen des Spindelstockes einzustellen. Dieses Kippen des Spindelstockes ist bei den bekannten, insbesondere kleinen Maschinen nur in einer Längsrichtung, d. h. in der Laufrichtung des Aufspanntisches mit Werkstück auf einem Maschinenbett oder bei festliegendem Werkstück in der Laufrichtung des Fräserständers auf dessen Bett nötig Das Kippen kann dabei in zwei um 180° versetzte Richtungen erfolgen, so daß sowohl beim Hin- als auch beim Hergang unter Sturz gefräst werden kann.

Bei großen Fräsmaschinen, beispielsweise solchen, welche für Werkstücke mit Breiten bis zu 4 m und darüber bestimmt sind, genügt im allgemeinen das Fräsen in nur einer Richtung nicht, weil bei solchen Werkstücken vielfach Bearbeitungsflächen zur Bearbeitung anstehen, welche sich quer oder schräg zur Längsrichtung erstrecken. Solche Bearbeitungsflächen liegen beispielsweise bei Auflage- oder Dichtungsflächen von Turbinengehäusehälften vor. Werden solche Flächen durch Fräsen nur in einer einzigen Richtung streifenweise gefräst, so geht durch das damit verbundene Anschneiden und das Auslaufen des Fräskopfes sehr viel Bearbeitungszeit verloren. Mit Rücksicht darauf muß die Maschine nicht nur längs, sondern auch quer und darüber hinaus schräg dazu fräsen können, was durch gleichzeitiges Einschalten des Längs- und Querschubes erreicht wird. Es wurde festgestellt, daß die bekannten Sturzeinstellmöglichkeiten diesem Erfordernis nicht Rechnung tragen. Abgesehen davon, daß eine Sturzeinstellung durch entsprechendes Kippen des Spindelstockes in Längsrichtung oder quer dazu einen eventuellen Schrägvorschub nicht erfaßt, ist es praktisch auch bei großen Maschinen unmöglich, den Spindelstock Vorrichtung zum Einstellen des Sturzes

von Fräs- oder Messerköpfen an Frässpindeln,

insbesondere bei großen Fräsmaschinen

Anmelder:

Schiess Aktiengesellschaft,
Düsseldorf-Oberkassel, Hansa-Allee 289

Johann Heinrich Wichern und Alfons Pohlhaus,
Düsseldorf,

sind als Erfinder genannt worden

mit der notwendigen Genauigkeit um das erforderliche Maß zu kippen.
Ausgehend von diesem Stande der Technik und den vorstehend getroffenen Feststellungen, ist es Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zum Einstellen des Sturzes von Fräs- oder Messerköpfen an Frässpindeln, insbesondere bei großen Fräsmaschinen, die in der Pinole des Spindelstockes geführt und gelagert sind, zu schaffen, mit welcher der Sturz in beliebiger Richtung einstellbar ist.

Als Lösung der gestellten Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß die Pinole in jeder Richtung quer zur Spindelsteckachse auf Sturz einstellbar ist.

Dadurch, daß allein die Pinole eine Kippbewegung auszuführen hat, kann der Spindelstock in bezug auf seine Führung unverändert bleiben und es genügen für das Verkippen verhältnismäßig geringe Kräfte. Darüber hinaus läßt sich allein die Pinole mit der Fräserspindel und dem Fräs- oder Messerkopf mit größter Genauigkeit auf den gewünschten Sturz einstellen.

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Es wurde bereits bei einer. Drehbank der Vorschlag Fig. 1 ist ein mittlerer Längsschnitt durch eine

gemacht, die Lager der Spindel um einen gemein- Ausführungsform der Vorrichtung gemäß der Er-

samen Punkt verschwenkbar anzuordnen, um durch findung, wobei die Pinole mit Werkzeug in Ansicht

Verschwenken der Lager die Spindellage derart ju- dargestellt ist, j

stieren zu können, daß eine, genau parallele Lage zu 5 Fig. 2 ist ein Schnitt nach Linie H-II der Fig. 1, den zugeordneten Führungen des Reitstockes, Sup- Fig. 3 veranschaulicht eine andere Ausführungsports od. dgl. erreicht wird, welche gegebenenfalls form.

ohne Lagerjustierung fehlen kann, weil eine Dreh- In dem Spindelstock 1 einer Fräsmaschine ist für

bank aus mehreren Teilen zusammengesetzt ist, so die Pinole 2 eine Bohrung 3 vorgesehen, die am

daß sich deren Fehler, beim Zusammenbau addieren io Austrittsende der Pinole 2 aus dem Spindelstock 1

können. Diese vorgeschlagene Justiervorrichtung steht in eine Kegelbohrung 4 ausläuft. In die Kegelboh-

in keiner Beziehung zu einer Vorrichtung zur Sturz- rung 4 ist eine die Pinole 2 unmittelbar und konzen-

einstellung, welche laufend den Bearbeitungsgegeben- irisch umgebende, in Achsrichtung geschlitzte Lager-

heiten angepaßt werden muß und welche daher keine büchse 5 eingesetzt, deren kegelförmig ausgebildeter

Schwierigkeiten bei der Handhabung verursachen 15 Außendurchmesser 6 konzentrisch zur Innenbohrung

darf. Die vorgeschlagene Justiereinrichtung ist auch ist. An dem verjüngten Kegelende befindet sich ein

deshalb nicht als Sturzeinstellung verwendbar, weil Ansatz 7, der mit einem Außengewinde 8 versehen

sie die Veränderung der Lage zweier Spindellager ist, das in ein Innengewinde 9 einer Mutter 10 greift,

erfordert, was nur durch das Lösen und Wiederfest- die an ihrem Außenumfang einen Zahnkranz 11

ziehen beider Lagerkörper erreichbar ist.- 20 trägt. Mit dem Zahnkranz 11 kämmt ein Ritzel 12,

Gemäß weiterer Erfindung kann vorgesehen sein, das in dem Spindelstock 1 gelagert ist und sowohl

daß die Mittel zum Eu> und Feststellen der Pinole von Hand als auch mechanisch antreibbar ist.

am Werkzeugende der Pinole angeordnet sind, d. h. In unmittelbarer Nähe der Lagerbüchse 5, die zum

also an derjenigen Stelle, welche am leichtesten für Einstellen der Größe des Sturzes dient, sind die

den Einstellenden zugänglich ist. 25 Feststellmittel für die Pinole 2 vorgesehen. Sie be-

Die Ein- und Feststellung in beliebiger Richtung stehen aus vier gleichmäßig auf dem Umfang der kann nach der Erfindung dadurch möglich gemacht Pinole verteilten Zylindern 13, in denen je zwei als sein, daß das Einstellrnittel aus mindestens vier gleich- Kolben ausgebildete Klemmbüchsen 14,14' in Längsmäßig auf dem Umfang'der Pinole verteilten, sich richtung der Zylinder 13 verschiebbar angeordnet aus zwei topfförmigen Büchsen zusammensetzenden 30 sind. Die Klemmbüchsen sind topfförmig ausgebildet Klemmbüchsenpaaren besteht, die an einer Stelle und derart in den Zylinder 13 angeordnet, daß ihre ihres Umfanges dem. Pinolendurchmesser angepaßt, öffnungen einander gegenüberliegen. An einer Stelle von einem Zylinder umgeben und innen mit einem ihres Umfanges sind sie dem Pinolendurchmesser Stopfen verschlossen sind, wobei die zwischen Zylin- derart angepaßt, daß sie sich bei gegenseitiger Ander und Klemmbüchsen und die zwischen Stopfen 35 näherung an ihn anlegen, ihn verschieben und und Klemmbüchsen gebildeten Hohlräume über klemmen können. In die zylinderförmigen Öffnungen Öffnungen einem Antriebsmittel zugänglich sind, der Klemmbüchsen 14,14' greifen Stopfen 15,15' mit welchem die Klemmbüchsen eine unterschiedliche dichtend ein. Die Stopfen 15,15' bestehen vorzugs-Einstellung erfahren können, je nachdem, wie es das weise aus einem Stück, bilden also ein starres Teil Kippen der Pinole zur Sturzeinstellung erforderlich 40 und weisen in ihrer Mitte einen Vorsprung 16 auf, macht. der bis an die Innenwandung des Zylinders 13 reicht

Gemäß einer anderen' Ausführungsform nach der und unverschiebbar in dem Zylinder 13 befestigt Erfindung kann das Einstellmittel aus einer um die ist. Durch ihn und durch eine entsprechende Stelle Pinolenachse drehbaren Einstellbüchse bestehen, die des Zylinders 13 führt eine Bohrung 17, die sich etwa eine exzentrisch zu ihrem äußeren Umfang angeord- 45 in der Mitte der Stopfen 15,15' verzweigt und zu nete kegelige Bohrung aufweist, deren Innenfläche ihren Stirnseiten führt. An die Bohrung 17 ist eine eine die Pinole unmittelbar umfassende, axial ver- Leitung 18 für ein Druckmittel angeschlossen, das schiebbare Hülse mit ihrem gleichfalls kegeligen durch sie, die Bohrung 17 und deren Zweigleitungen Ende umgibt. Durch Drehen der Einstellbüchse, die in die Hohlräume zwischen den Stopfen 15,15' und eine exzentrisch zu ihrem äußeren Umfange ange- 50 den topfförmigen Klemmbüchsen 14,14' dringt und ordnete kegelige Bohrung aufweist, wird zunächst die die letzteren auseinanderschiebt. An ihren Stirnseiten Kipprichtung zur Einstellung des Sturzes festgelegt. sind die Zylinder 13 mit Bohrungen 19,19 versehen, Durch axiale Verschiebung der die Pinole umfas- an die eine Leitung 20 angeschlossen ist. Gelangt senden Hülse wird diese mit ihrem konischen Ende Druckmittel durch die Leitung 20 und die Bohrungen in die konische Bohrung der Einstellhülse eingerückt 55 19,19' in den Zylinder 13, so werden die Kiemmund läßt die Pinole entsprechend der Exzentrizität büchsen 14,14' stirnseitig beaufschlagt und in Richder Bohrung der Einstellbüchse kippen. Mit der Ver- tung aufeinander verschoben. Jede der vier Feststellschiebung der Büchse in entgegengesetzter Rieh- vorrichtungen ist durch nicht dargestellte Ventile tung gelangt die Pinole wieder in die Ausgangslage, sowohl hinsichtlich der Feststellkraft als auch der in welcher dem Fräs- oder Messerkopf der Sturz 60 Kraft zum Lösen einzeln steuerbar. An ihrem Anfehlt, triebsende ist die Pinole 2 wie üblich in einer nach-

Je nach Zweckmäßigkeit können die Betätigungs- stellbaren Lagerbüchse 21 gelagert,

elemente für die Einstell- und oder Feststellmittel Die Wirkungsweise des Ausführungsbeispiels nach

manuell, mechanisch, elektrisch, pneumatisch, hy- den Fig. 1 und 2 ist die folgende:

draulisch oder durch Kombination mindestens zweier 65 Wenn ein Sturz beliebiger Größe eingestellt werden

der genannten Antriebsformen antreibbar sein. soll, muß die die zentrale Lage der Pinole 2 bestim-

Die Erfindung ist in der Zeichnung an Hand von mende Lagerbüchse 5 durch Drehen des Ritzels 12

Ausführungsbeispieleri dargestellt. und der Mutter 10 gelöst werden. Dabei springt die

radial geschlitzte Lagerbüchse .5. auf und vergrößert ihren Innendurchmesser, der die Pinole 2 freigibt, so daß sie senkrecht zu ihrer Längsachse in geringem Maße ausweichen kann. Die Pinole 2 kann um so mehr ausweichen, je weiter die Lagerbüchse 5 aus ihrer kegeligen Aufnahme bewegt wird und dabei gleichzeitig ihren Innendurchmesser vergrößert.

Die Schrägstellung der Pinole wird nunmehr durch Betätigen einer oder zweier Feststellvorrichtungen bewirkt. Soll die Pinole in einer der vier Richtungen, die rechtwinklig zu den Längsachsen der einzelnen Klemmzylinder 13 verlaufen, schräggestellt werden, so wird zunächst die in der gewünschten Sturzrichtung angeordnete Feststellvorrichtung betätigt, wonach die drei übrigen Vorrichtungen zur sicheren Halterung der Pinole geklemmt werden. Soll der Sturz in weiteren Richtungen, die zwischen den genannten liegen, eingestellt werden, so müssen zunächst zwei benachbarte Feststellvorrichtungen gleichzeitig betätigt werden, bevor die anderen zwei zum Festspannen der Pinole mit Druckmittel beaufschlagt werden. In Fig. 1 ist die Sturzeinstellung der Pinole 2 mittels einer Feststellvorrichtung dargestellt, so daß sich zwischen der Pinole 2 und der Lagerbüchse 5 ein Luftspalt 22 bildet und das Werkzeug 23 schräggestellt wird.

Die Fig. 3 veranschaulicht eine andere Vorrichtung zum Einstellen des Sturzes von Werkzeugen gemäß der Erfindung, bei der die Einstellmittel gleichzeitig Feststellmittel sind. In dem Spindelstock 1 ist ein Einsatz 30 vorgesehen, in dem eine Einstellbüchse 31 konzentrisch geführt ist. Die Einstellbüchse 31 hat eine kegelige Bohrung 32, die exzentrisch zu dem äußeren Umfang 33 der Einstellbüchse 31 angeordnet ist. Die Exzentrizität beträgt vorzugsweise etwa 0,05 bis 0,1mm. Stirnseitig trägt die Einstellbüchse 31 einen Bund 34, der an seinem äußeren Umfang einen Zahnkranz 38 aufweist. Der Zahnkranz 38 steht mit einem Ritzel 39 im Eingriff, dessen Ritzelwelle 40 von außen zugänglich ist und Angriffsflächen für einen Schlüssel, beispielsweise einen Innenvierkant 41, aufweist. Der Einsatz 30, die Einstellbüchse 31 und das Ritzel 39 sind mittels eines Flansches 42 an dem Spindelstock 1, beispielsweise mittels Schrauben 43, gehaltert. Das innere Ende des Einsatzes 30 ist mit einer konzentrisch zu seinem Außenumfang 44 angeordneten kegeligen Bohrung 45 versehen, deren Steigung in umgekehrter Richtung zu der Kegelbohrung 32 in der Büchse 31 verläuft. Die Pinole 2 ist von einer Führungsbüchse 46 unmittelbar umgeben, die auf einem Teil ihrer Länge doppelkegelförmig ausgebildet ist. Der andere Teil der Führungsbüchse 46 weist ein Außengewinde 47 auf, das mit einem Innengewinde 48 einer Überwurfmutter 49 im Eingriff ist, die an ihrem äußeren Umfang einen Zahnkranz 50 trägt. Der Zahnkranz 50 kämmt mit einem Zahnrad 51, das über die Welle 52 von bekannten Mitteln antreibbar ist.

Eine Drehbewegung des Zahnrades 51 erteilt auch der Überwurfmutter 49 eine drehende Bewegung, die mittels Gewindewirkung der Gewinde 47 und 48 die Führungsbüchse 46 in axialer Richtung auf der Pinole 2 verschiebt. In der in Fig. 3 dargestellten Stellung ist die Führungsbüchse 46 fest in die kegelige Bohrung 45 des Einsatzes 30 hineingezogen, so daß die Pinolenmittelachse senkrecht zur Werkstück-Oberfläche steht. Infolge der exzentrischen Lage der Kegelbohrung 32 in der Einstellbüchse 31 ist der Luftspalt zwischen der Einstellbüchse 31 und dem in sie reichenden Teil. der Führungsbüchse 46 an verschiedenen Stellen des Umfanges verschieden groß.

Soll an der Pinole ein Sturz eingestellt werden, so wird zunächst durch Drehen des Ritzels 40 und dadurch bewirkter Drehbewegung der Einstellbüchse 31, die Sturzrichtung, eingestellt. Anschließend wird durch Drehen des Zahnrades 51 und der Überwurfmutter 49 die Führungsbüchse 46 in Richtung auf das Werkzeugende der Pinole 2 verschoben, wodurch zunächst die kraftschlüssige Verbindung zwischen der Kegelbohrung 45 und dem in sie reichenden Teil des Doppelkegels der Führungsbüchse 46 aufgehoben wird und zwischen dem Einsatz 30 und der Führungsbüchse 46 ein Spalt entsteht. Bei weiterer Verschiebung der Führungsbüchse 46 trifft ihr in die Büchse 31 reichender Kegel auf die Stelle des Innenkegels 32, die von der Pinolenachse die kürzeste Entfernung hat. Bei weiterem Verschieben der Führungsbüchse 46 wird die Pinole seitlich verschoben, indem die bereits zur Anlage gekommene Stelle der Führungsbüchse 46 an der Kegelbohrung 32 so lange entlanggleitet, bis auch alle übrigen Stellen des Umfanges der Führungsbüchse 46 an der Einstellbüchse 31 anliegen, so daß nunmehr eine kraftschlüssige Verbindung zwischen der Führungsbüchse 46 und der Einstellbüchse 31 entsteht. Damit hat die Pinole 2 die beabsichtigte Schräglage erreicht.

Zur Aufhebung der Sturzeinstellung muß das Zahnrad 51 in umgekehrter Drehrichtung angetrieben werden, so daß die Führungsbüchse 46 wieder mit der Kegelbohrung 45 eine kraftschlüssige Verbindung bildet. Durch Anbringen einer nicht weiter dargestellten Skala an der Einstellbüchse 31 und einer feststehenden Strichmarke an dem Spindelstock 1 kann die Sturzrichtung mit beliebiger Genauigkeit eingestellt werden.

Claims (4)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Vorrichtung zum Einstellen des Sturzes von Fräs- oder Messerköpfen an Frässpindeln, insbesondere bei großen Fräsmaschinen, die in der Pinole des Spindelstockes geführt und gelagert sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Pinole (2) in jeder Richtung quer zur Spindelstockachse auf Sturz einstellbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Ein- und Feststellen der Pinole (2) am Werkzeugende der Pinole angeordnet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Einstellmittel aus mindestens vier gleichmäßig auf dem Umfang der Pinole verteilten, sich aus zwei topfförmigen Büchsen (14, 14') zusammensetzenden Klemmbüchsenpaaren besteht, die an einer Stelle ihres Umfanges dem Pinolendurchmesser angepaßt, von einem Zylinder (13) umgeben und innen mit einem Stopfen (15,15') verschlossen sind, wobei die zwischen Zylinder und Klemmbüchsen und die zwischen Stopfen und Klemmbüchsen gebildeten Hohlräume über Öffnungen (17,19,19') einem Antriebsmittel zugänglich sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Einstellmittel aus einer um die Pinolenachse drehbaren Einstellbüchse (31) besteht, die eine exzentrisch zu ihrem äußeren Umfang (33) angeordnete kegelige Bohrung (32) aufweist, deren Innenfläche eine die

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Pinole (2) unmittelbar umfassende, axial ver- USA.-Patentschrift Nr. 2 873 560;

schiebbare Hülse (46) an ihrem gleichfalls kege- französische Patentschrift Nr. 1 052 332;

ligen Ende umgibt. Zeitschrift »Industrie-Anzeiger«, 76. Jahrgang,

Nr. 21, 12. 3. 1954, S. 327 bis 329.

In Betracht gezogene Druckschriften: 5

Deutsche Patentschriften Nr. 248 637, 602 725, In Betracht gezogene ältere Patente:

589, 880 836, 886 239; Deutsche Patente Nr. 1 050 635, 1 049 192.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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