CH623505A5

CH623505A5 -

Info

Publication number: CH623505A5
Application number: CH918877A
Authority: CH
Inventors: Horst Bokelmann
Original assignee: Metzeler Schaum Gmbh
Priority date: 1976-07-30
Filing date: 1977-07-25
Publication date: 1981-06-15
Also published as: AU2367277A; SE7704525L; GB1539142A; FR2359683A1; ES459542A1; AT364527B; AU508930B2; FR2359683B1; NL7707854A; DK169677A; BE857183A; DK142402B; DK142402C; ES459681A1; ATA148777A; DE2634224C3; DE2634224A1; SE424703B; US4146350A; DE2634224B2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von rotationssymmetrischen Vollkörpern aus einem zerspanbaren, Stangen- oder plattenförmigen Werkstoff, der von zwei auf einer Achse gegenüberliegenden und aufeinander zu bewegbaren Hohlfräsern bearbeitet wird, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Mit einem derartigen Verfahren können Kugeln, Ringe oder Bälle aus zerspanbarem Werkstoff hergestellt werden. Als Werkstoff dient dabei vorzugsweise Kunststoff, aufgeschäumter Kunststoff, Gummi oder Gummiersatz, Holz, Elfenbein oder dergleichen.

Aus der DE-PS 2 238 020 ist ein Verfahren bekannt, bei dem ein vorzugsweise quaderförmiges Arbeitsstück um eine Rotationsachse gedreht und auf einer kreisförmigen Fläche zerspant wird, wobei die Rotationsachse des Werkstückes quer 5 zu der senkrecht durch den Mittelpunkt der Fräserfläche gehenden Werkzeugachse liegt. Die dazugehörige Vorrichtung ist dabei mit zylinderförmigen Hohlfräsern versehen, die einander gegenüberliegend angeordnet sind und sich beim Zerspanen aufeinander zu bewegen. Durch diese beiden Drehbe-io wegungen, deren Achsen senkrecht aufeinanderstehen, entsteht ein kugeliger Körper, wobei die Zerspanung an den Stirnkanten der Fräswerkzeuge erfolgt. Dabei ist jedoch stets erforderlich, das Werkstück auf eine Rotationsachse aufzu-spiessen. Dieser Arbeitsgang ist zeitaufwendig und umständ-15 lieh, ausserdem verbleibt in dem fertigen Vollkörper ein Durchstichkanal bzw. ein oder mehrere Löcher.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zu schaffen, nach dem rotationssymmetrische Vollkörper aus zerspanbarem Werkstoff herstellbar sind, die eine glatte, 20 gleichförmige Oberfläche ohne Einspannmarken oder -löcher aufweisen, sowie eine für das Verfahren geeignete Vorrichtung zu zeigen, die mit einem Minimum an Aufwand auskommt, mit der eine hohe Produktionsleistung erzielbar ist und die einfach und sicher zu bedienen ist.

25 Gelöst wird diese Aufgabe durch das im Patentanspruch 1, definierte Verfahren.

Ausführungsvarianten sind durch die abhängigen Ansprüche 2, 3 und 4 definiert.

Die erfindungsgemäss für dieses Verfahren vorgeschlagene 30 Vorrichtung sieht vor, dass die beiden Hohlfräser quer zur Längsachse des Stangen- oder plattenförmigen Werkstoffs entgegengesetzt zueinander rotierend antreibbar und aufeinander zu bewegbar sind, wobei die Innenflächen der Hohlfräser der Kontur des herzustellenden Hohlkörpers angepasst sind und 35 an den vorderen Rändern und an den Innenflächen feilenartig gehauene Zähne aufweisen. Die z. B. halbkugelförmig, elliptisch oder parabolisch hohl ausgebildeten Hohlfräser sind zweckmässig mit Öffnungen versehen, die zum Austritt der abgearbeiteten Späne geeignet sind.

40 Durch diese Vorrichtung ist es möglich, aus einem z. B. Stangen- oder plattenförmigen Werkstoff-Halbfabrikat rotationssymmetrische Vollkörper der verschiedensten Formen herzustellen, die keine Ränder und eine vollständig gleichförmige Oberfläche ohne Einspannmarken oder Durchstichkanäle auf-45 weisen. Gleichzeitig ist eine schnelle und saubere Arbeitsweise bei geringem Spananfall möglich, die einen geringen Bedienungsaufwand erfordert und durch lediglich zwei rotierende Hohlfräser einen funktionssicheren Produktionsablauf gewährleistet. Durch die Möglichkeit einer praktisch kontinuierlichen so Arbeitsweise, bei der der zu verarbeitende Werkstoff schrittweise zugeführt werden kann, ist das Verfahren besonders wirtschaftlich und weist wegen der grossen spanenden Fläche und dem geringen Spananfall hohe Werkzeugstandzeiten auf.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beiliegenden 55 Zeichnungen beispielsweise beschrieben. Die Figuren zeigen im einzelnen:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Vorrichtung zur Herstellung von rotationssymmetrischen Vollkörpern.

Fig. 2 einen Schnitt durch einen Hohlfräser zur Herstellung 60 von kugelförmigen Vollkörpern und

Fig. 3 einen Schnitt durch einen Hohlfräser zur Herstellung von ringförmigen Vollkörpern.

Wie in Fig. 1 dargestellt, wird der linksseitige Hohlfräser 2 von einem Motor 10 und der rechtsseitige Hohlfräser 3 von 65 einem Motor 11 angetrieben. Der Motor 10 ruht dabei auf einem Schlitten 12 und der Motor 11 auf einem Schlitten 13. Beide Schlitten 12 und 13 sind auf einem Support 4 in Kugellagerungen geführt und gegeneinander verfahrbar. Der Schiit-

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ten 13 besitzt eine Konsole 14, an der eine Feder 15 abgespannt ist, welche die Konsole 14 mit einem Widerlager 16 verbindet. Das Widerlager 16 ist an dem dem Hohlfräser 3 abgewandten Ende des Supports 4 angeordnet. Der Schlitten 13 ist nach unten hin mit einem Mitnehmer 17 versehen, an dem eine Spindel 18 angreift. Die Spindel 18 ist über eine Halterung 19 mit einem Kettenstück 20 verbunden, welches um ein Kettenrad 21 läuft und in eine Buchse 22 mündet. Die Buchse 22 ist an einem zweiten Mitnehmer 23 befestigt, der seinerseits mit dem Schlitten 12 des Motors 10 verbunden ist. Das Kettenrad 21 läuft kugelgelagert auf einem Bolzen 24.

Der verfahrbare Schlitten 12 des Antriebsmotors 10 ist mit einer Konsole 25 versehen, an der ein erster Arbeitszylinder 26 angelenkt ist. Die der Konsole 25 abgewandte Seite des Arbeitszylinders 26 ist an einer Zylinderhalterung 27 angelenkt, die mit einer Führung 28 auf einer Schiene 29 des Supports 4 verschiebbar gelagert ist. Die Schiene 29 ist vorzugsweise als Kugelführungsschiene ausgebildet. In der Zylinderhalterung 27 schliesst sich an den ersten Arbeitszylinder 26 ein zweiter Arbeitszylinder 30 an. Der zweite Arbeitszylinder 30 ist am Ende des Supports 4 an einer Zylinderhalterung 31 angelenkt. Die Arbeitszylinder 26 und 30 sind vorzugsweise so ausgelegt, dass sie unterschiedliche Arbeitshübe ausführen können. Der Arbeitshub des ersten Arbeitszylinders 26 ist dabei kürzer als der Arbeitshub des zweiten Arbeitszylinders 30.

Zwischen den beiden Hohlräumen 2 und 3 ist ein Arbeitstisch 33 vorgesehen, über dem ein Abzugsgehäuse 34 angeordnet ist. Das Abzugsgehäuse 34 ist mit einer Abzugsleitung 32 versehen und dient lediglich der staubfreien Beseitigung der anfallenden Späne. Das Abzugsgehäuse 34 kann auch seitlich offen sein, wobei der Arbeitstisch 33 als quer verlaufende Schiene ausgebildet ist und ein kontinuierliches Nachschieben eines Werkstoffstranges ermöglicht. Ebenfalls ist es möglich, den Arbeitstisch 33 mit einer Durchführung für den Fräser 2 bzw. 3 zu versehen und die Fräser 2 und 3 in Vertikalrichtung aufeinander zu fahrbar anzuordnen.

In Fig. 2 ist als Beispiel ein Hohlfräser 2 zur Herstellung von kugeligen Vollkörpern im Schnitt dargestellt. Der Hohlfräser 2 weist einen Werkzeugkörper 37 auf, in den die Arbeitsfläche 5, im Beispiel halbkugelförmig hohl, eingearbeitet ist. Die Arbeitsfläche 5 ist mit feilenartig gehauenen Zähnen 6 versehen, die sich bis an den vordersten Rand 9 des Hohlfräsers 2 und darüber hinaus erstrecken. In die Innenfläche 5 sind vorzugsweise acht, jeweils paarweise nebeneinanderliegende Abzugsschlitze 7 eingelassen, die den Fräserinnenraum mit der Fräseraussenfläche in radialer Richtung verbinden. Der Hohlfräser 2 ist an seinem hinteren Ende mit einer Aufnahmevorrichtung 8 für die Antriebswelle 35 des Antriebsmotors 10 versehen. Die Aufnahmevorrichtung 8 kann mit einem Gewinde, einer Verkeilung, einer Madenschraube oder dergleichen mit der Antriebswelle 35 verbunden werden.

Eine andere Ausführungsform eines Hohlfräsers 2 zeigt die Fig. 3. Hier ist der Hohlfräser 2 ringförmig ausgebildet, wobei der Werkzeugkörper 37 auf die notwendige Wandstärke reduziert und durch Abstützungen 36 mit der Antriebswelle 35 5 verbunden ist. Die Innenfläche 5 ist durch Schlitze 7 mit der Fräseraussenfläche verbunden.

Im folgenden soll die Funktionsweise dieser Vorrichtung näher beschrieben werden.

Das Werkstück 1 wird der Vorrichtung in Form eines io Werkstoffstranges, eines Quaders, einer Platte oder dergleichen zugeführt, und zwar im allgemeinen quer zur Arbeitsrichtung der Hohlfräser 2 und 3. Dabei ist es vorteilhaft, Zuschnitte zu wählen, die zumindest in einer Richtung etwa den späteren Aussenabmessungen des zu fertigenden Vollkörpers 15 entsprechen, um den Verschnitt möglichst gering zu halten. Sodann werden die Hohlfräser 2 und 3 mit ihren Antriebsmotoren 10 und 11 zusammengefahren, so dass sich sich in das Werkstück 1 einfräsen können. Die Hohlfräser 2 und 3 drehen sich dabei mit konstanter Geschwindigkeit in gegenläufiger 20 Richtung; die auf das Werkstück wirkenden Drehmomente heben sich dadurch gegenseitig auf. Durch gleichzeitigen und gleichmässigen Vortrieb, der über den Kettentrieb 18,19, 20 und 21 bewirkt wird, beginnen die Hohlfräser 2 und 3 das Werkstück 1 spanabhebend zu bearbeiten. Durch die Abzugs-25 schlitze 7 werden die anfallenden Späne durch Zentrifugalkraft nach aussen geschleudert und im Abzugsgehäuse 34 aufgefangen. Mit fortschreitendem Werkzeugvortrieb wird der Steg, der den entstehenden Formkörper noch mit dem restlichen Werkstoff verbindet, immer kleiner. In dem Augenblick, wo 30 dieser Steg durch die auf dem vorderen Rand 9 angeordneten Zähne 6 durchtrennt wird, fahren die beiden Hohlfräser 2 und 3 auseinander, wobei der entstandene rotationssymmetrische Vollkörper im Hohlraum des Fräsers 2 verbleibt.

Bei dieser Ausführungsform, bei der die Hohlfräser 2 und 35 3 eine konstante Drehbewegung ausführen, wird der fertige Vollkörper beim Zurückfahren auf die Umdrehungsgeschwindigkeit des ihn haltenden Werkzeuges gebracht. Durch den entstehenden Schlupf wird ein eventuell noch vorhandener Grat sauber abgearbeitet. Nachdem der zweite Arbeitszylinder 40 30 ebenfalls ganz zurückgefahren ist, wird der fertige Vollkörper durch eine geeignete Auswurfvorrichtung aus dem Hohlfräser 2 entfernt und einer Sammelvorrichtung zugeführt. Der Werkstoffstrang 1 ist zwischenzeitlich nachgerückt worden, so dass ein weiterer Arbeitsgang beginnen kann. 45 Als Alternative zur erläuternden Ausführungsform ist es auch möglich, die Hohlfräser 2 und 3 im Augenblick des Zusammenfahrens abzubremsen. Anschliessend werden die Hohlfräser auseinandergefahren, und der fertige Vollkörper kann der Fräsvorrichtung entnommen werden.

50 Zum Auswerfen des fertigen Vollkörpers kann ein Luftstrom verwendet werden, der zugleich die fertigen Vollkörper noch von eventuell anhaftenden Spänen reinigt.

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2 Blatt Zeichnungen

Claims

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1. Verfahren zum Herstellen von rotationssymmetrischen Vollkörpern aus einem zerspanbaren Stangen- oder platten-förmigen Werkstoff, der von zwei sich auf einer Achse gegenüberliegenden und aufeinander zu bewegbaren Hohlfräsern (2, 3) bearbeitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass man die beiden Hohlfräser (2, 3) nach Einbringen des frei zwischen ihnen gelagerten Werkstoffes in eine gegenläufige Drehbewegung versetzt und sie zusammenfährt, bis sie einen den Aussenkon-turen des herzustellenden rotationssymmetrischen Vollkörpers entsprechenden, im wesentlichen geschlossenen Hohlraum bilden.

2. Verfahren nach Anpruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man den Werkstoff (1) den Hohlfräsern (2, 3) in Form eines endlosen Stranges zuführt, wobei die Zuführungsrichtung quer zur Arbeitsrichtung der Hohlfräser (2, 3) verläuft.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlfräser (2, 3) so weit zusammengefahren werden, bis sich die Zähne (6) an den Fräserrändern (9) gerade noch nicht berühren, dann wieder auseinandergefahren werden, wobei der fertige Vollkörper im einen Hohlfräser (2) verbleibt.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlfräser (2, 3) unmittelbar nach dem Zusammenfahren gestoppt werden.

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Hohlfräser (2, 3) entgegengesetzt zueinander rotierend antreibbar und aufeinander zu bewegbar sind, wobei die Innenflächen der Hohlfräser (2, 3) der Kontur des herzustellenden Hohlkörpers angepasst sind und an den vorderen Rändern (9) und an den Innenflächen (5) feilenartig gehauene Zähne (6) aufweisen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlfräser (2, 3) Öffnungen (7) für den Abzug der abgearbeiteten Späne aufweisen.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Hohlfräser (2, 3) gemeinsam einen kugelförmigen Hohlraum bilden.

8. Vorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichet durch ein Abzugsgehäuse (34) zur Beseitigung der bei der Bearbeitung entstehenden Späne, wobei dieses Abzugsgehäuse (34) mit einem strömenden Medium beaufschlagbar ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlfräser (2, 3) auf einem gemeinsamen Support (4) angeordnet sind.

10. Vorrichtung nach den Ansprüchen 5 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlfräser (2, 3) mit konstanter Umdrehungsgeschwindigkeit laufen.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlfräser (2, 3) auf dem gemeinsamen Support (4) unterschiedlich grosse Wege zurücklegen.

12. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Hohlfräser (2, 3) gemeinsam einen ringförmigen Hohlraum bilden.