Titel: Neuerungen an Fräsen und Fräsemaschinen.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1891, Band 281 (S. 193–196)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj281/ar281072

Neuerungen an Fräsen und Fräsemaschinen.

(Fortsetzung des Berichtes S. 169 d. Bd.)

Mit Abbildungen.

Eberhardt's Räderfräsemaschinen.

Gould und Eberhardt in Newark, N. J., bauen die bereits früher beschriebenen ganz selbsthätigen Zahnräderfräsemaschinen (vgl. Eberhardt, 1890 276 * 549) mit entsprechenden Veränderungen.

Namentlich ist die Verlegung des Hauptriemenantriebes der Fräsespindel vom Schlitten auf einen besonderen freistehenden Bock bemerkenswerth.

Dadurch erhält die Fräsespindel nicht nur einen ruhigeren Gang, sondern es wird auch der Fräseschlitten von der stark einseitig wirkenden Riemenspannung befreit.

In Folge dieser Betriebsanordnung ist eine mehr symmetrische Ausbildung des Fräseschlittens von selbst gegeben.

Da ferner diese Maschinen gleichzeitig mit einer Vor- und einer Reinfräse arbeiten, welche neben einander auf die kreisende Fräsespindel im Theilungsabstande gesteckt sind, so ist es für die Genauigkeit der hergestellten Zahnlücke von Bedeutung, dass die Reinfräse genau in die lothrechte Achsenebene des Werkstückrades fällt bezieh. durch die Scheitellinie halbirt wird.

Aus diesem Grunde sind die neueren Maschinen mit Einrichtungen versehen, wodurch eine feine axiale Nachstellung der Fräsespindel ermöglicht wird.

Um aber während der Schaltung des Fräseschlittens im Arbeitsgange jedes Ecken des Schlittens zu vermeiden, was unbedingt einen nachtheiligen Einfluss auf die Genauigkeit der Arbeit ausübt, ist die Bewegungsspindel in die Mittellinie des Schlittens und ferner in die Schnittebene der Fräse, also möglichst den Theilkreis des Werkstückrades berührend, gelegt, und mit dem Schlitten in feste Verbindung gebracht.

Die Schaltung erfolgt durch Drehung der in einem festen Lagerbock laufenden Spindelmutter.

Bei schweren Werkstücken ist ferner ein Hängen des mit dem Theilrade verbundenen Aufspannbolzens unvermeidlich.

Abgesehen von den durch diese Schräglage bedingten Fehlern wird der Einstellbetrieb des Theilrades erschwert und das letztere daher stärker beansprucht, als es mit der Erhaltung desselben verträglich ist.

Deshalb sind für den Dorn Gegenlager bei schweren Maschinen und Gegenspitzenwinkel für leichtere Ausführungen vorgesehen.

Alle Räderfräsemaschinen sind für vollständig selbsthätigen Schaltungs- und Einstellbetrieb eingerichtet, so dass nach erfolgter Aufspannung des Radkörpers und nach besorgter Regelung der Trieb-, Schalt- und Ausrückwerke der Fräsebetrieb bis zur Vollendung der letzten Zahnlücke ununterbrochen vor sich geht, währenddem die Maschine keiner besonderen Aufsicht bedarf.

Zum besseren Verständniss des Gesagten sind nach American Machinist, 1890 Bd. 13 Nr. 46 bezieh. Nr. 50, zwei Zahnräderfräsemaschinen von Eberhardt, eine leichtere und eine schwere Ausführung bereits früher S. 62 Fig. 1 und 2 abgebildet. Wir geben zu dem dort Gesagten nachstehende Ergänzungen.

Mit der schweren Maschine (Fig. 1 S. 62) können in Stirnräder bis 2130 mm Durchmesser, 500 mm breite Zähne von 76 mm Theilung aus dem Vollen gefräst werden, wobei die Fräsescheiben bis 180 mm Durchmesser erhalten können. Das Gesammtgewicht der Maschine beläuft sich auf 3000 k.

An der vorderen Seite der grossen Standsäule ist ein Kettentriebwerk sichtbar, welches die Hochstellung der Theilradspindel erleichtern soll. Dementsprechend wird der Lagerschlitten für die Gegenstütze mittels Schraubenspindel eingestellt.

Am Theilradschlitten hängt nun das Triebwerk für die selbsthätige Einstellbewegung des Werkrades, dessen Ein- und Ausrückung durch den Fräseschlitten mittels Anschlag an die schwache, vorliegende Ausrückstange besorgt wird, welche den Sperrstift aus der Theilscheibe aushebt, wodurch eine langsame Kreisung derselben stattfindet, welche durche Versatzräder die Drehung des grossen Theilrades so lange durchführt, bis der Sperrstift in die nächste Lücke der Theilscheibe einsetzt, worauf die stetig fortlaufende Riemenscheibe auf dasselbe nicht mehr einwirken kann.

Leider ist diese hochinteressante Antriebsweise der Einstellung des Werkrades aus keiner der beiden Abbildungen vollkommen zu ersehen.

In Fig. 2 S. 62 ist eine leichtere Maschine mit Winkelansatz für den Gegenspitzenhalter des Dornes abgebildet.

Der Hauptantrieb ist in einem selbständigen Bock angebracht und mit der Fräsespindel durch eine Gelenkwelle verbunden. Man hat von Stufenscheiben abgesehen und besorgt den Antrieb durch eine einfache Riemenscheibe, indem man durch Versatzräder die etwaigen Aenderungen in der Schnittgeschwindigkeit zu erhalten sucht, was auf diese Weise natürlich viel besser als durch Stufenscheiben erreichbar ist.

Ein zweiter Riemen läuft vom Deckenvorgelege beständig auf die Antriebscheibe des Stellwerkes und wirkt vermöge einer Kegelreibungskuppelung auf das Triebwerk ein, sobald der Sperrstift aus der Stellscheibe ausgerückt ist.

Diese Maschine ist ebenso wohl auch zum Fräsen von Schrägzahn- und Winkelrädern eingerichtet.

Eine kleine Kreiselpumpe treibt die Kühlflüssigkeit |194| nach der Arbeitsstelle, von welcher die abfallenden Späne durch einen sogen. Schneckentransporteur nach einem Sammelort gebracht werden.

Um den Fussboden rein zu halten, ist die Grundplatte, auf welcher das Maschinengestell aufsteht, mit einer durchlaufenden Randleiste versehen.

W. Curtiss' tragbares Fräsewerk für grosse Zahnräder.

Nach dem nordamerikanischen Patent Nr. 431139 vom 19. April 1890 werden die Zahnflanken grosser Räder mittels Stirnfräsen bearbeitet, deren Spindel in einem Lagerschlitten läuft und der eine der Zahnradbreite entsprechende Schaltbewegung erhält (Fig. 28).

Die Führung dieses Schlittens ist an einem doppelten Winkelschild angegossen, welcher vermöge verschiedener Stellschrauben am Zahnkranz befestigt wird.

Textabbildung Bd. 281, S. 194
Um die richtige Einstellung dieses Fräsewerkes zu beschleunigen, sind im Theilkreisriss und zwar in der Symmetrielinie der einzelnen Zähne angebohrte Körner in richtiger Eintheilung vorgesehen, in welche die im Winkelschild befindlichen Stellschrauben einsetzen, Ausserdem sind noch Klemm- und Regulirungsschrauben angebracht, welche, an die Flanken der bereits gefrästen Zähne sich anlegend, die genaue Lage dieses Fräsewerkes von Zahn zu Zahn sichern sollen.

Riemenschnurtrieb mit Räderumsetzung und selbsthätige Schaltung vervollständigen dies Fräsewerk, während das grosse Werkrad um eine feste Achse drehbar einzustellen geht.

Dwight Slates' Zahnstangenfräsemaschine.

Zum Fräsen von Zahnstangen bis 490 mm Länge, mit einmaligem Aufspannen, und von 100 mm Breite, mit Fräsescheiben nicht unter 57 mm Durchmesser dient nach American Machinist, 1891 Bd. 13 Nr. 44 * S. 3, die von der Dwight Slate Machine Comp. in Hartford, Conn., nach Art der kleineren Querhobelmaschinen gebaute Fräsemaschine (Fig. 29).

Der Tischwinkel erhält genaue Hochstellung durch eine Tragspindel, deren Griffrad eine feine Kreistheilung besitzt, so dass die Anstellung des Werkstückes an die Fräse mit Sorgfalt vorgenommen werden kann.

Auf dem Tischwinkel gleitet der Aufspanntisch, welcher mittels Schraubenspindel, Versatzräder und Stellscheibe die Einstellung der Zahnstange mit Hand erhält.

Damit diese Tischverstellung, welche einer Zahntheilung entspricht, mit der Bogentheilung der mit dieser Zahnstange in Eingriff kommenden Räder genau übereinstimmt, ohne erst verwickelter Zusammenstellungen der Versatzräder zu bedürfen, ist die Tischspindel in der Weise geschnitten, dass 12 Gänge auf 3,14159 engl. Zoll gehen, d.h. es wird für die Spindelgewindtheilung ebenso wie für die Bogentheilung der Zahnradkreise ein Vielfaches von π zu Grunde gelegt.

Für das mit der Zahnstange eingreifende Zahnrad gilt die Beziehung:

z . t = π . d,

woraus folgt

die Theilung,

während der Modul, die Stichzahl oder der auf einen Zahn entfallende Durchmesser ist.

Nun bleibt es gleichgültig, welchen Werth man dieser Stich zahl gibt.

Textabbildung Bd. 281, S. 194
Ganz gewiss ist es sowohl für die Berechnung der Räder selbst, als auch um die zwecklose Vielheit der Theilungen zu beseitigen, vortheilhaft, diesem Modul bestimmte Werthe zu geben, die mit den laufenden ganzen Zahlen übereinstimmen. Zum Beispiel:

gibt

t = 3,1416 . 20 = 62,832 mm Theilung.

Diese Theilung muss ebenfalls durch die Tischspindel, auf welcher die Zahnstange aufgespannt ist, mit einer einfachen Umdrehungszahl n erhältlich sein.

Soll beispielsweise die Tischspindel auf π . 100 = 314,16 mm Länge 50 Gewindegänge enthalten, so entfällt auf einen Gang eine Steigung s = π . (100 : 50) oder s = (π . 2) = 6,028 mm.

Nun muss aber

sein, daher

und statt

|195|

s = 2 . π

gesetzt, folgt

die für irgend eine gegebene Stich zahl erforderliche Spindelumdrehung, um die Verstellung des Tisches um je eine Zahntheilung zu vollführen.

Für die Stichzahl oder den Modul bezieh. t = 62,83 mm Theilung, folgt die Spindelumdrehungszahl .

Die in einem Querschlitten (Fig. 29) lagernde Fräsespindel wird sammt diesem durch ein Schaltwerk in der Richtung der Zahnbreite vorgesteuert. Von der Antriebswelle aus wird diese Schaltbewegung mittels Riemen und Schneckentrieb werk auf ein Zahnrad übertragen, welches den Querschlitten mittels Zahnstange vorschiebt.

Textabbildung Bd. 281, S. 195
Die Schneckenwelle schwingt um die Winkelradwelle und wird durch einen Zahnhebel getragen, der durch Schlittenanschlag ausrückt und die Schnecke aus dem Eingriff mit dem Schneckenrade bringt, worauf der Selbstgang aufhört.

Um aber die Fräsespindel von jeder Einwirkung durch den Riemenzug zu befreien, ist die Stufenscheibe des Antriebes in einem festen seitlichen Arm des Standfusses gelagert, die Verbindung derselben mit der Fräsespindel aber durch eine Gelenkwelle herbeigeführt. Eine Seitenstrebe dient zur Unterstützung dieses Lagerarmes.

Eberhardt's Zahnstangenfräsemaschine.

Zum selbsthätigen Fräsen von Zahnstangen bis 3 m Länge und 255 mm Zahnbreite, und für Theilungen über 75 mm ist nach American Machinist, 1890 Bd. 13 Nr. 46 * S. 1, von Gould-Eberhardt in Newark, N. J., eine Fräsemaschine gebaut, die nach Art der Tischhobelmaschinen ausgeführt ist.

Der schwere Aufspanntisch gleitet in absetzender Schaltbewegung auf der Bettführung und rückt nach jedem Schnittdurchgange den lothrecht nach abwärts geschalteten und rascher nach oben geführten Fräserschlitten um 1, 2, 3 oder 4 Zahntheilungen vor, je nachdem mit einer oder mehreren Fräserscheiben gleichzeitig gearbeitet wird.

Wird mit einer Vorfräse und einer Reinfräse gleichzeitig gearbeitet, so kann der Tisch nur um eine Theilung verstellt werden.

Arbeiten jedoch gleichzeitig vier Fräsescheiben, wie im Schaubilde ersichtlich, so müssen die Keilnuthen der Nabenbohrung derselben gegen die Fräsezähne etwas versetzt werden, damit die Fräseschneiden nicht alle gleichzeitig mit gleicher Stärke ins Werkstück einsetzen.

Der Antrieb der wagerecht gelagerten Fräsespindel erfolgt durch eine doppelt gelenkige Zwischenwelle von einer einfachen Fest- und Losscheibe aus, also mit Vermeidung einer Stufenscheibe, durch geeignete Räderwerke.

Geschaltet wird der an lothrechter Führung gleitende Fräseschlitten durch den Betrieb einer starken Schraubenspindel in der Richtung nach abwärts, während derselbe durch ein Wendetriebwerk in schneller Gangart gehoben wird, wobei die Fräser durch die eben vollendeten Zahnlücken zurückgeführt werden.

Alsdann wird durch Auslösung eines federnden Riegels aus der Stellscheibe für die Verschiebung des langen Aufspanntisches ein Riementriebwerk mit Reibungskuppelung in Thätigkeit gesetzt, welches auf die lange Schraubenspindel einwirkt, die im Bett der ganzen Länge nach lagert und den Aufspanntisch bewegt.

Diese Bewegung dauert so lange an, bis der nunmehr im beginnenden Abwärtsgange begriffene Fräseschlitten den Stellriegel frei lässt, wodurch demselben ermöglicht wird, in die nächste der Zahnlücken einzufallen, welche in den sonst glatten Umfang der langsam kreisenden Stellscheibe eingearbeitet sind.

Hierauf hört sofort jede weitere Schaltung des Tisches auf, während die Fräser das Werkstück erreichen und die Zahnlücken im Abwärtsgange des Fräseschlittens ausbilden.

Je nach Eintheilung und Anzahl dieser Lücken in der Stellscheibe und je nach Gangart derselben, sowie Uebersetzung zwischen dieser und dem Triebwerk der grossen Tischspindel kann die Zahntheilung der Zahnstange bezieh. der geradlinige Vorschub des Tisches nach jeder Schnittvollendung der Fräser geregelt und berechnet werden.

Um aber auch die Tischbewegung im Rücklaufe als Arbeitsgang zu verwerthen, ist ausserdem ein Wendetriebwerk mit gleicher Umsetzung für beide Richtungen eingesetzt.

Sämmtliche Triebwerke für Fräserantrieb und Tischschaltung |196| sind am linken Bettende angeordnet, während die Abstellung dieser Bewegungen von jeder Stelle des Arbeitsfeldes unverzüglich ermöglicht werden kann.

Ausserdem ist behufs genauer Anstellung der Fräser gegen das auf einer Winkelschiene gespannte Werkstück der Standfuss für den Fräseschlitten auf den unteren mittleren Querbalken des Bettes verschiebbar eingerichtet und behufs besserer Versteifung durch eine obere Querschraube mit dem vorderen Seitenständer verbunden.

Aus diesem Beispiele erkennt man das Bestreben, mit Vervielfältigung der Werkzeuge die Arbeitsdauer und hiermit die Arbeitslöhne zu vermindern.

Selbstverständlich ist dieses nur erreichbar und erfolgreich, sobald die Fräsemaschine selbst den höchsten Anforderungen in Bezug auf Festigkeit und Widerstandskraft entsprechend gebaut ist.

(Fortsetzung folgt.)

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