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Fräseinrichtung, insbesondere zum. Fräsen von Schlitzen oder Nuten
Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Werkzeugmaschinen im allgemeinen und betrifft
insbesondere eine Einrichtung zum Fräsen von Schlitzen oder Nuten, die in bekannter
Weise mittels walzenförmiger oder Finger-Fräser in das Werkstück eingebracht werden.
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Es ist bekannt, daß die Keilnuten in Wellen mit großer Genauigkeit
gearbeitet werden müssen, um ein vorzeitiges Ausschlagen zu vermeiden. Aus diesem
Grunde ist es schon seit langem bekannt, den Fräser neben seiner Bewegung in Vorschubrichtung
eine hin- und hergehende Bewegung quer zu der Vorschubrichtung ausführen zu lassen,
um die bei dem üblichen Fräsen auftretenden Erscheinungen, beispielsweise das Auslaufen
und Freischneiden des Fräsers am Ende der Nut, zu vermeiden.
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Es sind Spezial-Langloch-Fräsmaschinen bekannt, die die in Frage stehenden
Arbeiten mit großer Genauigkeit durchführen. Allerdings ist ihr Aufwand verhältnismäßig
groß, und die mechanischen Mittel, mit denen die Pendelbewegung des Fräsers erreicht
wird, sind so umfangreich, daß von einer raumsparenden Bauweise nicht mehr gesprochen
werden kann.
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Auf der anderen Seite besteht ein Bedürfnis nach einer einfachen kleinen
Vorrichtung, die beispielsweise in Kombination mit einer vorhandenen Werkzeugmaschine
das
Nütenfräsen mit der gewünschten Genauigkeit gestattet.
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Hier knüpft die Erfindung an und schlägt eine im Aufbau sehr einfache
und vor allen Dingen kleine Einrichtung vor, die beispielsweise als Zusatzgesät
für eine vorhandene Werkzeugmaschine, z.B. Drehbank, benutzt werden kann und die
neben üblichen Fräsarbeiten mit walzenförmigem oder Finger-Fräser auch zum Pendelfräsen
für Nuten oder Schlitze geeignet ist.
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Das wesentliche- Merkmal einer Fräseinrichtung nach der Erfindung,
die vorzugsweise zum Fräsen von Schlitzen oder Nuten vorgesehen ist, besteht darin,
daß der Pendeltrieb von dem dem Werkzeug abgewendeten Ende der Fresspindel abgeleitet
ist und über eine zweifache'Exzenteränordnung der vorgenannten Fresspindel eine
Pendelbewegung wählbarer Größe aufzwingt.
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Ein weiteres Merkmal der erfindungsgemäßen Einrichtung besteht darin,
daß der Pendeltrieb hinter der hinteren Lagerung (bezogen auf das Werkstück) der
Fresspindel abgeleitet ist und vor dieser Lagerung die Fresspindel beeinflußt, derart,
daß ein von dem freien Ende der Fresspindel abgetriebener Exzenter eine Schwingwelle
in hin- und hergehende Bewegung versetzt, deren anderes'Ende über einen Schwinghebel
einen mit einer exzentrischen Führungshülse verbundenen Arm bewegt, der diese Hülse
hin- und hergehend verdreht.
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Nach einem weiteren Kennzeichen der Erfindung ist das den Schwinghebel
mit dem Arm der .Führungshülse verbindende Element, z- B. eine Rolle, ein Gleitstein
od. dgl., mit Bezug auf die Drehachse der Schwingachse radial, verlegerbar, so d@aß
die gleichbleibende hin- und hergehende Drehbewegung der Schwingachse in einem wählbaren
Verhältnis von Null bis zu einem Maximalwert auf die Führungshülse übertragbar ist.
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Weitere Kennzeichen und Merkmale der erfindungsgemäßen Einrichtung
sind aus der nachstehenden Beschreibung ersichtlich, in der eine bevorzugte Ausführungsform
der Fräseinrichtung nach der Erfindung mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert
ist.
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Fig. i ist eine Aufsicht von oben auf die geschnittene Einrichtung;
Fig.2 ist eine teilweise geschnittene Seitenansicht; Fig.3 veranschaulicht das Gerät
in teilweise geschnittener Ansicht nach der Linie III-III der Fig. 1; .
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Fig. 4 ist ein Schnitt nach der Linie IV-IV der Fig. 3.
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Auf einem Gehäuse 1 ist ein Antriebsmotor 2 beispielsweise mittels
Flansch 3 befestigt, dessen Welle q. im Innern des Gehäuses den abtreibenden Konus
5 eines Reibgetriebes trägt. Der andere Teil des Reibgetriebes ist ein offener Kegel
6. Die Verbindung beider Teile erfolgt durch einen Reibring 7, der in einem Bügel
8 in nicht näher dargestellter Weise zwecks stufenloser Regelung auf der Mantelfläche
der beiden Kegel 6 und 5 verschiebbar ist. Der Kegel 6 ist auf einer Welle 9 aufgekeilt,
die an ihrem anderen Ende ein Zaunrad 1o trägt, welches mit einem Zahnrad 11 auf
dem freien Ende der.Frässpindel 13 kämmt. Diese Fresspindel 13 trägt in bekannter
Weise an ihrem aus der Vorrichtung herausragenden Ende eine Werkzeugaufnahme 14.
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Das hintre Ende der Fresspindel (bezogen auf das Werkzeug) trägt ein
Ritzel 15; welches mit einem innen verzahnten Rad 16 kämmt. Dieses Zahnrad 16 ist
einstückig mit einem Exzenter 17 verbunden, der zusammen mit dem darin angearbeiteten
Zahnkranz 15" mit einem'Doppelkugellager 18 auf der Nabe 6" des Reibkegels'-6 -
und zwar unabhängig von diesem - umläuft. Damit stets ein ausreichender Andruck
des Reibkegels 6 gegen den Reibkegel 5 vorhanden ist, ist innerhalb des Zahnkranzes
15" eine Mehrzahl von Federn 18" eingeschaltet, die sich gegen einen gehäusefesten
Teil abstützen und die den Kegel 6 stets fest gegen den Gegenkegels pressen. ' Der
Exzenter 17 wird, wie auf der Seitenansicht nach Fig. 2 ersichtlich, von einer Gabel
19 umfaßt, welche auf einer Schwingwelle 2o festgelegt ist. Diese Schwingwelle 2o
durchtritt das Gehäuse 1 nach außen und trägt dort einen Schwinghebel 21, in welchem
ein Gleitstein 22 mit Bezug auf die Schwingwelle 2o -radial verschiebbar ist. Die
Verschiebung dieses Gleitsteines 22 erfolgt mittels einer Spindel 23, die von einem
Vierkant 24 aus zu betätigen ist. Mit anderen Worten wird bei Drehung der Spindel
24 in dem einen oder anderen Sinn der Gleitstein 22 auf einen mehr oder minder großen
Abstand zu der Längsachse der Schwingwelle 2o verschoben. In der Ausgangsstellung
-oder Nullstellung - liegt der Gleitstein in Verlängerung dieser Achse. Der Gleitstein
22 ist mit einem Zapfen 25 versehen, welcher eine Rolle 26 trägt, die mittels einer
Mutter 27 festgelegt ist. Diese Rolle gleitet in den Längsschlitz 28 eines Armes
29, der einstückig mit der exzentrischen Führungshülse 30 mit der Fresspindel 13
verbunden wird. Die Führungshülse 30 ist ersichtlich mit einer exzentrisch
liegenden Längsbohrung versehen und nimmt in ihren Endteilen Kugellager 31,
32 zur Führung der Fresspindel 13 auf. Beim Verdrehen dieser exzentrischen
Führungshülse um einen gewissen Winkelbetrag wird die Längsachse der Fresspindel
13 gleichfalls um ein gewisses Maß verlagert, so daß unabhängig von dem Umlauf des
Fräsers und einer gegebenen Vorschubbewegung eine Pendelung des Werkzeuges erreicht
wird, welche in der Aufsicht nach Fig. 1 senkrecht zu der Ebene der Zeichnung verläuft.
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Die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Einrichtung ist folgende: Die
erfindungsgemäße FräscInrichtung ist beispielsweise von einer Fräsbank mittels der
Befestigungsplatte 33 auf einem Drehbanksupport. derart -befestigt, daß die Spannschraube
auf der Stählhalterplatte -das Langloch 34 durchtritt.
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Dabei ist das Gehäuse 1 dem Bedienungsmann zugewandt; während die
Wet2kzeugaufnahme 14
mit dem nicht näher dargestellten Fräswerkzeug
auf Spitzenhöhe eingestellt ist.
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Bei Einschalten des Antriebsmotors :2 wird über Welle 4, Reibkegel
5 und Reibring 7 der andere Kegel 6 des Reibgetriebes mit einer solchen Drehzahl
angetrieben, die von der jeweiligen Stellung des Ringes 5 abhängt. Bekannterweise
ist dieDrehzahl durch Verschieben des Bügels 8 stufenlos regelbar. Mit dem Kegel
6 läuft die Buchse 6" um, welche über den eingezeichneten Keil in die Welle g in
Umlauf gesetzt wird.
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Über die Ritze] io, i i wird somit die Frässpindel 13 und damit das
Werkzeug in Umlauf gesetzt.
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Nach Einstellen der gesamten Vorrichtung in bezug auf das Werkstück,
d. h. durch Verschieben der Fräseinrichtung vermittels der Betätigungseinrichtung
für den Support, kann sodann der Fräsvorgang beginnen, wobei die Einrichtung durch
den Support mit der eingestellten Vorschubgeschwindigkeit gegenüber dem Werkstück
bewegt wird.
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Wie beschrieben, ist zur Ableitung des Pendeltriebes auf dem hinteren,
dem Werkzeug abgewandten Ende der Frässpindel ein Ritze] 15 aufgesetzt, welches
mit einem Innenzahnkranz 16 kämmt. Dieser Zahnkranz 16 ist einstückig mit einem
Exzenter 17 verbunden, der von der Gabel i9 umfaßt wird. Entsprechend dem gewählten
Untersetzungsverhältnis zwischen den Elementen 15 und 16 macht also die Exzenterscheibe
17 beispielsweise jeweils i Umdrehung pro 4. oder 5 Umdrehungen der Frässpindel.
Die Exzenterscheibe setzt die Gabel ig in hin- und hergehende Bewegung, wodurch
die Schwingwelle 20 zu wechselnden Drehbewegungen um einen solchen Winkelbetrag
gezwungen wird, der durch die Exzentrizität der Exzenterscheibe bestimmt wird.
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Mit der Schwingwelle 20 wird an dem aus dem Gehäuse i herausragenden
Ende der Schwinghebel 1 um die gleichen Winkelbeträge hin- und herbewegt. Je nach
der Stellung des Gleitsteines, d. h. in Abhängigkeit von seinem Abstand zu der Drehachse
der Schwingwelle 2o, wird nun über die Rolle 26 der Arm 29 der Führungshülse 3o
hin-und herbewegt, so daß durch dessen Drehbewegung auf Grund der exzentrisch liegenden
- Führungsbohrung für die Frässpindel 13 die Frässpindelachse hin- und hergehend
verlagert wird, so daß (las Werkzeug eine Pendelbewegung senkrecht zu der Vorschubrichtung
ausübt.
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Das Maß der Pendelbewegung ist in einfacher Weise dadurch veränderbar,
daß der Gleitstein 22, der mit der Rolle 26 vereinigt ist, auf einen gelvünschten
Abstand zu der Schwingwellenachse 2o verlagert wird, d. h. von Null bis zu einem
Höchstwert, der durch die Länge des Schlitzes 28 des Armes 29 der Führungshülse
3o begrenzt wird, um die genaue Nutenbreite zu erreichen. Wenn beioielsweise der
Gleitstein genau in Verlängerung der Achse der Schwingwelle 20 steht, so entspricht
dies der Nullstellung, und es wird keinerlei Bewegung auf die - Führungshülse übertragen.
Bei dieser Stellung der Vorrichtung können übliche Fräsarbeiten, beispielsweise
das Vorfräsen eines Schlitzes oder einer Nut, vorgenommen werden. Nach Ermitteln
der Schlitz- oder Nutbreite wird sodann der Gleitstein 22 durch Verdrehen der Spindel
24 auf den gewünschten Abstand zu der Schwingwelle 2o gebracht. Zum Zweck einer
genauen Einstellung kann eine Teilung an dem Schwinghebel 21 vorgesehen werden,
gegenüber der die genaue Stellung des Gleitsteines ablesbar ist. Je nach Größe dieses
Abstandes wird dann, wie vorerwähnt, die Schwingbewegung von der Welle 2o, die immer
konstant ist, in einem gewünschten Verhältnis auf den Arm 29 und damit auf die Führungshülse
30 übertragen. Durch das entsprechende Maß der Verdrehung der Führungshülse
wird dann die Amplitude der Pendelbewegung des Werkzeuges festgelegt, so daß äußerst
genau bemessene Schlitz- oder Nutbreiten gefräst werden können.
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Wenn in der Beschreibung die Fräseinrichtung nach der Erfindung als
eine Baueinheit dargestellt und beschrieben wurde, die in Verbindung mit normalen
Werkzeugmaschinen arbeitet, so soll doch nicht unerwähnt bleiben, daß es sich ohne
weiteres verwirklichen läßt, die Einrichtung als selbständige Maschine zu bauen
und mit einem Werktisch oder einer sonstigen Aufnahme für ein Werkstück zu vereinigen,
so daß mit verhältnismäßig einfachen Mitteln eine selbständige Nuten- und Schlitzfräsmaschine
entsteht.