DE1280629B - Kopierwerkzeugmaschine, insbesondere Drehmaschine - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

B23b

Deutsche Kl.: 49 a -3/28

Nummer: 1280 629

Aktenzeichen: P 12 80 629.0-14 (E 19302)

Anmeldetag: 9. Mai 1960

Auslegetag: 17. Oktober 1968

Die Erfindung betrifft eine Kopierwerkzeugmaschine, bei welcher der Schablonen- oder Modellträger um eine Achse schwenkbar ist, die mittels zweier Stützen parallel zur Arbeitsachse gehalten wird.

Bei einer solchen Maschine müssen die Verschiebungen des Werkzeuges die Verschiebungen des Fühlers genau wiedergeben.

Die Werkzeugmaschine erwärmt sich im Betrieb, und die sich daraus ergebenden Wärmedehnungen wirken sich fehlerhaft auf den Kopiervorgang aus. So ändert sich der beim Einstellen der Maschine bestimmte Abstand zwischen der Schablone und der Spindel nach einer gewissen Arbeitszeit etwas, wenn die Maschine ihre Betriebstemperatur erlangt hat.

Die thermischen Einflüsse können sich außerdem auf gewisse Maschinenteile, deren Ausdehnungen einen Einfluß auf die Stellung der Schablone haben, unregelmäßig auswirken und und die Maschine aus ihrer genauen Einstellung bringen, so daß mehr oder weniger große Kopierfehler entstehen. ao

Um zwischen der Schablone und dem zu bearbeitenden Werkstück stets einen bestimmten Abstand beizubehalten und Veränderungen dieses Abstandes infolge von Boden- oder Maschinenschwingungen oder aus jedem anderen mechanisch bedingten Grund zu verhindern, ist es von besonderem Interesse, die Schablone mit einem Ende auf einer gegenüber dem Reitstock mit dem Maschinengestell fest verbundenen Stütze und mit ihrem anderen Ende auf einer mit dem Spindelkasten fest verbundenen Stütze zu befestigen.

Die Stützen für die Enden der Schablone, sofern diese an dem Maschinengestell bzw. an dem Spindelkasten starr befestigt sind, verändern jedoch damit unter dem Einfluß der Wärmebewegungen des Spindelkastengehäuses bzw. des Maschinengestells sowie der eigenen Wärmebewegungen mehr oder weniger ihre Lage. Dabei sind die Erwärmungen des Maschinengestells im Bereich des Reitstockes stets niedriger als die Erwärmung des Spindelkastens, und da außerdem die Art und Weise der Befestigungen der Stützen für die beiden Enden der Schablone niemals genau gleich sind, sind die Verschiebungen der Schablonenenden unterschiedlich voneinander. Die Bewegungen der Stütze des dem Reitstock benachbarten Endes sind dagegen in vielen Fällen vernachlässigbar.

Danach ergibt sich, daß sich der Abstand zwischen den Achsen der Schablonen und der Werkstückes spindelkastenseitig nach einer gewissen Arbeitszeit in einem beträchtlichen Ausmaß ändert, während der Abstand zwischen den gleichen Achsen reitstockseitig weitgehend konstant bleibt oder sich in der gleichen Zeit nur unbedeutend ändert.

Kopierwerkzeugmaschine,
insbesondere Drehmaschine

Anmelder:

H. Ernault-Batignolles, Societe Anonyme, Paris

Vertreter:

Dipl.-Ing. R. Müller-Börner

und Dipl.-Ing. H.-H. Wey, Patentanwälte,

1000 Berlin 33, Podbielskiallee 68

Als Erfinder benannt:

Armand Marcel Le Lan, Vanves, Seine

(Frankreich)

Beanspruchte Priorität:

Frankreich vom 11. Mai 1959 (794 323)

Aufgabe der Erfindung ist es, die Achse, um die der Schablonenträger schwenkbar ist, entgegen den Wärmedehnungen der Werkzeugmaschine ständig genau parallel zur Spindelachse zu halten.

Die Erfindung ist in der Weise ausgebildet, daß die eine Stütze der Schwenkachse des Musterträgers am Spindelkasten der Maschine, und zwar vom Spindelkasten, weitgehend thermisch isoliert und in bezug auf den Spindelkasten beweglich angeordnet sowie mit dem Spindelkasten durch eine Stange verbunden ist.

Es ist bereits eine Vorrichtung bekanntgeworden, die die temperaturbedingten Längenänderungen einer Kolbenstange mit Hilfe eines Dehnungsstabes ausgleicht. Weiterhin ist schon bekanntgeworden, die Ausrichtung von Bohrspindelachsen mit dem Bohrloch konstant zu halten. Dabei handelt es sich um eine Werkzeugmaschine, bei der der das Werkzeug tragende Teil unter dem Einfluß von Längenänderungen eines den Spindelkopf mit dem Maschinenkörper verbindenden Dehnungsstabes gegenüber dem Maschinenkörper kleine Bewegungen ausführt.

Bei diesem Stand der Technik handelt es sich also nicht darum, den Parallelismus von verschiedenen Achsen aufrechtzuerhalten. So verbindet die erfindungsgemäße Stange, die ein Dehnungsstab sein kann, aber nicht zu sein braucht, den Maschinenkörper nicht etwa mit dem das Werkzeug tragenden Schlitten, sondern mit einer eine Schwenkachse tragenden Stütze. Die Wirkung der Dehnstäbe nach den

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bekannten Vorrichtungen läßt sich mit der der er- blonel2 von Armen 14 getragen, die um eine von findungsgemäßen Stange nicht vergleichen, denn den beiden Stützen getragene Achse 15 schwenkbar durch die erfindungsgemäße Stange wird die Stütze sind. Auf diese Weise ist das Modell 12, damit man bei einer Wärmedehnung des Spindelkastens in einer ihre Lage einstellen kann, um die Achse 15 schwenkdie parallele Beziehung zwischen Schwenkachse und 5 bar angeordnet; wenn jedoch diese Einstellung durch-Arbeitsachse aufrechterhaltenden Richtung bewegt. geführt ist, ist die Schablone 12 starr an den beiden

Da das Maschinengestell in der Nähe des Reit- Stützen befestigt.

Stockes nur verhältnismäßig geringen thermischen Die Erfindung ermöglicht das Beibehalten einer

Einflüssen ausgesetzt ist, kann man das reitstocksei- absoluten Parallelität zwischen der Achse des Motige Ende der Schablone auf einer starr am Maschi- i° dells und der Achse des zu bearbeitenden Werkstückes nengestell befestigten Stütze anordnen. ohne Rücksicht auf den Zeitpunkt der Durchführung

Die Lage des Festpunktes der Stange an dem der Arbeit, d. h. ohne Rücksicht auf die Temperatur Spindelkastengehäuse läßt sich leicht dadurch auf- der Drehbank.

finden, daß man an-Hand von zwei Werkstückmes- Zu diesem Zweck ist die Stütze 13 nach Möglich-

sungen die Lage der noch kalten Spindelachse gegen- *5 keit gegen den Spindelkasten 9 wärmeisoliert. In über der Lage der auf Betriebstemperatur gebrachten Fi. 1 wird die Wärmeisolierung durch eine körper-Spindelachse im Verhältnis zur Lage der Schablonen- liehe Trennung zwischen dem Spindelkasten 9 und achse für einen zunächst vorläufig gewählten Fest- der Stütze 13 erreicht, wobei zwischen diesen beiden punkt der Stange ermittelt, um daraus die Verschie- Teilen ein Raum 17 vorgesehen ist, in den die Luft bungsgesetzmäßigkeit der Spindelachse gegenüber der 20 frei eindringen kann.

Schablonenachse bei ihrer Erwärmung feszustellen, Die Stütze 13 stützt sich allerdings mit Hilfe von

woraus der endgültige Festpunkt der Stange ohne nur an ihrer Unterseite vorgesehenen Füßen 18 gegen weiteres folgt. den Spindelkasten ab. Diese Anbringungsart der

Sind die thermischen Einflüsse reitstockseitig nicht Stütze ermöglicht ihr das Ausführen geringfügiger vernachlässigbar, kann man die Kopierwerkzeugma- 25 Bewegungen, und auf diese Weise kann die Schaschine nach der Erfindung derart ausbilden, daß das blone 12 geringfügige Verschiebungen erfahren, woreitstockseitige Ende der Schablone von der auf dem bei der obere Abschnitt der Stütze 13 sich infolge der Maschinengestell angeordneten, jedoch von ihm ther- geringfügigen Elastizität der Füße 18 vom Spindelmisch weitgehend unabhängigen anderen Stütze ge- kasten 9 entfernen oder sich ihm nähern kann. Diese tragen ist, die mit Hilfe der Stange zwischen einem 3° Verschiebungen erfolgen in bezug auf den benach-Punkt der Stütze und einem Punkt des Maschinenge- barten Bereich der Wand des Spindelkastengehäuses stells in bezug auf das Maschinengestell verschieb- und ermöglichen insbesondere den Ausgleich der Verbar ist. formungen dieser Wand mittels Verschiebungen der

Auch bei dieser Ausführungsform sind die Befe- Stütze in der Richtung dieser Verformungen entstigungspunkte der Verbindungsmittel so gewählt, daß 35 gegengesetzter Richtung.

sie zwischen der Achse der Schablone und der Werk- Zur Steuerung der Stellung des spindelkastenseiti-

zeugmaschinenspindel eine strenge Parallelität auf- gen Endes des Modells in bezug auf das entsprerechterhalten. chende Ende des Werkstückes wird eine an einem

Die Erfindung wird an Hand von Zeichnungen für Punkt 20 des Spindelkastens und an einem Punkt 21 Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläu- 40 der Stütze 13 befestigte Stange 19 vorgesehen,
tert. In den Zeichnungen zeigt Die Stange 19 gewährleistet bei einer vorbestimm-

Fig. 1 eine kopfseitige Ansicht einer Kopierwerk- ten Temperatur der Drehbank eine gleichfalls genau zeügmaschine nach der Erfindung mit senkrecht zur vorbestimmte Relativstellung der betreffenden Enden Spindelachse verlaufendem Teilschnitt, des Modells in bezug auf das Werkstück 11. Mit Hilfe

F i g. 2 einen Schnitt nach der Linie ΙΙ-Π in F i g. 1, 45 der Füße 18 und der Stange 19 wird die Stütze 13 also

F i g. 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel in der ent- in einer einwandfrei definierten Stellung gehalten,
sprechenden Ansicht wie das Ausführungsbeispiel Somit kann die Stange 19 zur Beseitigung der den

nachFig. 1, Wärmeausdehnungen zuzuschreibenden Mangel ver-

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht eines noch wendet werden, indem sie ihre Auswirkungen ausweiteren Ausführungsbeispiels. 50 gleicht, und sie kann ohne Rücksicht auf die Tempe-

Die in Fig. 1 dargestellte Kopierwerkzeugma- ratur der Drehbank das Ausrichten der Modellachse schine hat ein Gestell 1, das ein mit Führungsbah- nach einer streng mit der Achse der Drehbankspitzen nen 3 versehenes Blatt 2 trägt. Auf den Führungs- parallelen Richtung konstant halten,
bahnen 3 verschiebt sich ein Längsschlitten 4, der mit Um unter Berücksichtigung der verschiedenen Wär-

Hilfe von Führungsbahnen 6 einen Querschlitten 5 55 meausdehnungen und insbesondere der Wänneausträgt. dehnungen der Stange 19, des Spindelkastens 9 und,

Der Querschlitten 5 trägt ein Werkzeug 7 und einen reitstockseitig, der Stütze der Bedingung zum Beibe-Fühler 8. halten der Parallelität zwischen der Achse des Mo-

Die Drehbank enthält außerdem einen Spindel- dells und der Achse des Werkstückes 11 gerecht zu kasten 9, dessen Spindel mit einem Spannfutter 10 60 werden, kann man tatsächlich die Befestigungspunkte fest verbunden ist, in dem das zu bearbeitende Werk- der Stange 19 auf dem Spindelkasten 9 und auf der stück 11 eingespannt ist. Stütze 13 leicht bestimmen.

Ein Modell oder eine Schablone 12 ist spindelka- Bei der in Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungs-

stenseitig mit Hilfe beliebiger Mittel auf einer Stütze form der Erfindung liegt der Befestigungspunkt 20 13 und reitstockseitig auf einer anderen, in der Zeich- 6g der Stange 19 auf dem Spindelkasten 9 auf der der nung nicht dargestellten, jedoch mit dem Bett 2 starr Seite der Stütze 13 in bezug auf das Werkstück 11, verbundenen Stütze angeordnet. Bei der in der Zeich- d. h. in bezug auf die Achse der Spindel entgegengenung dargestellten Ausführungsform wird die Scha- setzten Seite. Der Punkt 20 verschiebt sich im Laufe

der Erwärmung des Spindelkastens in Richtung des Pfeiles22 (Fig. 2). Er hat also die Neigung, das Modell dem Werkstück 11 zu nähern. Diese Bewegung gleicht die Bewegungen aus, die anderen Wärmeausdehnungen und insbesondere einer übermäßigen Dehnung der Stange 19 oder den Verformungen der Bereiche der Wand des Spindelkastengehäuses, auf denen die Füße 18 befestigt sind, nach außen zuzuschreiben wären.

Es sei bemerkt, daß die Lage des Punktes 20 selbstverständlich von der Art der Werkzeugmaschine und den sie bildenden Teilen abhängig ist. In gewissen Fällen könnte der Punkt 20 in bezug auf die Spindel auf der gleichen Seite wie die Stütze 13 oder gar genau über der Spindel liegen.

Ein zusätzlicher Vorteil der Verwendung einer die Stütze 13 mit dem Spindelkasten 9 verbindenden Stange, wie beispielsweise die Stange 19, ist die Möglichkeit, daß man im Augenblick des allgemeinen Einsteilens der Maschine die Parallelität zwischen dem ao Modell 12 und der Spindel einstellen kann. Zu diesem Zweck kann die Verbindung zwischen der Stange 19 und der Stütze 13, wie in Fig. 2 dargestellt, ausgeführt werden. Die Stange 19 endet in einem mit Gewinde versehenen Stab 23, auf dem sich gegen den mit der Stütze 13 fest verbundenen Fuß 21 abstützende Muttern 24 und 25 aufgeschraubt sind.

Ein Einwirken auf die Muttern 24 und 25 gestattet die Vermehrung oder Verringerung des Abstandes zwischen diesem Fuß 21 und dem Punkt 20, d. h. das Einstellen der Parallelität zwischen dem Modell und der Spindel für eine gegebene Temperatur.

Wenn diese Parallelität eingestellt ist, wird die Stange 19, wie vorstehend beschrieben, zu ihrer Aufrechterhaltung wirksam.

Die Erfindung ist auch anwendbar, indem man die Stange 19 an einer anderen Stelle als am oberen Abschnitt des Spindelkastens anordnet.

F i g. 3 zeigt eine Ausführungsvariante, bei der für die Stange die Bezugsziffer 19 beibehalten wurde, obwohl sie in diesem Falle eine abweichende Form hat.

Bei dieser Ausführungsvariante ist die Stütze 13, statt sich mit Hilfe von Füßen 18 gegen den Spindelkasten 9 abzustützen, einfach schwenkbar auf einer horizontalen Achse 26 angeordnet. Sie stützt sich also auf dem Spindelkasten ab, ist aber durch die im Raum 17 vorhandene Luft gegen den Spindelkasten wärmeisoliert.

An ihrer Unterseite trägt die Stütze 13 einen Fuß so 27, an dem ein Ende der Stange 19 in der gleichen Weise wie die in F i g. 2 dargestellte befestigt wird, was, wie vorher, ein Einstellen der Parallelität zwischen dem Modell und der Spindel ermöglicht.

Gemäß Fig. 3 geht die Stange 19 durch den Spindelkasten 9 hindurch und ist in bezug auf die durch die Spindel der Drehbank verlaufende vertikale Ebene an einem Punkt 28 auf der dem Fuß 27 entgegengesetzten Seite befestigt. Die Stange 19 ist also unmittelbar der Wärme des Spindelkastens ausgesetzt, und außerdem wird sie von dem vom Innengetriebe des Spindelkastengehäuses abtropfenden warmen öl getroffen. Die Stange 19 erwärmt sich also und kann so bemessen und aus einem solchen Metall gefertigt sein, daß ihre Wärmeausdehnung jederzeit die beispielsweise aus den Wärmeausdehnungen der anderen Maschinenteile herrührenden Einstellfehler korrigiert. Insbesondere die Verlängerung der Stange 19 mildert den Rücklauf ihres auf dem Gestell verankerten Endes bei der Wärmeausdehnung des Gestelles und kann durch eine Kippwirkung die Verschiebung des Schwenkpunktes 26 infolge einer Verschiebung der Rückwand des Spindelkastens ausgleichen.

F i g. 4 zeigt eine andere Ausführungsvariante, bei der zwei Stangen vorgesehen sind. Die eine der Stangen 19 α verbindet den Spindelkasten 9 mit der Stütze 13 wie bei der in F i g. 1 dargestellten Ausführungsform. Die Anbringung der Stütze 13 auf dem Spindelkasten wird nicht im einzelnen wiederholt, da sie bereits im Zusammenhang mit F i g. 1 beschrieben wurde.

Die andere Stange 19 b verbindet einen unter dem Reitstock liegenden Abschnitt des Maschinengestells mit der zweiten Stütze des Modells 12. Diese Stütze 29 ist um eine horizontale Achse 30 schwenkbar, die mit der Basis des Drehbankgestells fest verbunden ist und zur Achse des zu bearbeitenden Werkstücks parallel verläuft. Die Stange 19 b ist mit der Stütze 29 in einem Punkt 31 fest verbunden und an einer Wand 32 des Drehbankgestells befestigt mit Hilfe von Muttern 33, die auf einem mit Gewinde versehenen Abschnitt 34 sitzen, der das Ende der Stange 19 b bildet und durch die Wand 32 hindurchragt.

Die Wärmedehnungen der Stangen 19 α und 19 0 korrigieren unter Berücksichtigung der Lage ihrer Befestigungspunkte jederzeit die aus den Wärmedehnungen der anderen Maschinenteile herrührenden Einstellungsfehler.

Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf die beschriebenen und dargestellten beispielsweisen Ausführungsformen beschränkt. Man kann daran zahlreiche, dem Fachmann entsprechend der jeweils beabsichtigten Anwendung naheliegende Abänderungen vornehmen, ohne daß man dadurch den Bereich der Erfindung verläßt.

So könnte die Modellstütze sich auf dem Gestell durch andere als die beschriebenen und dargestellten Mittel, beispielsweise durch Wälzkörper abstützen. Außerdem könnten die die Stütze mit dem Gestell verbindende Stange oder verbindenden Stangen durch andere Verbindungsmittel ersetzt werden, die zum Gewährleisten des Beibehaltens der vorstehend definierten Parallelitätsbedingungen geeignet sind.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Kopierwerkzeugmaschine, insbesondere Drehmaschine, bei welcher der Schablonen- oder Modellträger um eine Achse schwenkbar ist, die mittels zweier Stützen parallel zur Arbeitsachse gehalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Stütze (13) der Schwenkachse (15) des Modellträgers (14) am Spindelkasten (9) der Maschine, und zwar vom Spindelkasten weitgehend thermisch isoliert und in bezug auf den Spindelkasten beweglich angeordnet sowie mit dem Spindelkasten (9) durch eine Stange (10 oder 19 ä) verbunden ist.

2. Kopierwerkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das reitstockseitige Ende des Modells (12) von der auf dem Maschinengestell angeordneten, jedoch von ihm thermisch weitgehend unabhängigen anderen Stütze (29) getragen ist, die mit Hilfe einer Stange (19 ä) zwischen einem Punkt (31) der Stütze (29)

und einem Punkt (32) des Maschinengestells in bezug auf das Maschinengestell verschiebbar ist (Fig. 4).

3. Kopierwerkzeugmaschine nach Anspruch I₃ dadurch gekennzeichnet, daß die Stange (19 oder 19 a) auf dem Spindelkastengehäuse (9) an der der Stütze (13) entgegengesetzten Seite des Spannfutters (10) schwenkbar angebracht ist (Fig. 1 und 4).

4. Kopierwerkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stütze (13) auf dem Spindelkastengehäuse (9) um einen im mittleren Bereich ihrer Höhe liegenden Punkt

(26) schwenkbar ausgebildet ist, wobei die horizontal durch das Spindelkastengehäuse (9) von der einen Seite bis zur anderen hindurchragende Stange (19) mit einem Ende (23) an der Unterseite der Stütze (13) und mit ihrem anderen Ende auf der der Stütze (13) entgegengesetzten Außenwand des Spindelkastengehäuses (9) befestigt ist (F i g. 3),

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschriften Nr. 1 013 143,
036 095;
»Der Maschinenmarkt«, 7. 3.1958, S. 15,16.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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