DE102007057407A1

DE102007057407A1 - Maschine zum Fräsen des Längsprofils der Schäfte von Schlüsseln für Zylinderschlösser und Verfahren zur Bearbeitung von Schäften an Schlüsseln für Zylinderschlösser durch Fräsen

Info

Publication number: DE102007057407A1
Application number: DE102007057407A
Authority: DE
Inventors: Achim Ihlefeld
Original assignee: AUMAT MASCHB GmbH; AUMAT MASCHINENBAU GmbH
Current assignee: AUMAT MASCHB GmbH; AUMAT MASCHINENBAU GmbH
Priority date: 2007-11-27
Filing date: 2007-11-27
Publication date: 2009-05-28

Abstract

Gezeigt sind eine Maschine (1) und ein Verfahren zum Fräsen des Längsprofils (2) der Schäfte (3) von Flachschlüsselrohlingen (4), mit einem Maschinengestell (5), in dem eine drehangetriebene Fräserwelle (6, 7, 8, 9) gelagert ist und an dem eine verfahrbare Spanneinrichtung (10, 20) vorgesehen ist, die Mittel (11, 12, 13, 14) zum Spannen der Schlüsselrohlinge (4) an deren Kopf (15) und/oder an deren Schaftschmalseiten (16, 17) aufweist, wobei die Spanneinrichtung (10; 20) für den Schlüsselrohling (4) mindestens drei zueinander orthogonal stehende gesteuerte Achsen (16, 17, 18) für lineare Bewegungen des Schlüsselrohlings (4) aufweist und wobei die Fräserwelle (6, 7; 8, 9) bei der Bearbeitung ortsfest im Maschinengestell (5) gelagert ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Maschine zum Fräsen des Längsprofils der Schäfte von Schlüsseln für Zylinderschlösser und ein Verfahren zur Bearbeitung von Schäften an Schlüsseln für Zylinderschlösser durch Fräsen, wobei der Schlüssel relativ zum Fräser räumlich verfahren wird.
Aus der DE 10 049 662 A1 ist es bekannt, mit geschichteten Wälzfräsern auf einer drehangetriebenen Fräswelle das Längsprofil des Schaftes von Schlüsseln für Zylinderschlösser zu bearbeiten.
Das Wälzfräsen des Längsprofils von Schlüsselschäften ist ein Hochgeschwindigkeits-Bearbeitungsverfahren, bei dem mit Schnittgeschwindigkeiten von ca. 10 m/sec gearbeitet wird. Die Schäfte der Flachschlüssel werden regelmäßig in mehreren Überläufen nacheinander fertig längsgefräst. Dadurch entsteht ein im Wesentlichen prismatisches Profil des Schlüsselschaftes. Hauptsächlich werden dazu Wälzfräser verwendet. Zwischen den Überläufen werden die Schlüssel und die Fräser relativ zueinander quer- und längsverschoben, damit ein anderer Fräser auf der Welle zum Einsatz kommen kann und eine andere Nut in den Schlüsselschaft einbringen kann. Regelmäßig sind beide Breitseiten des Schaftprofils mit Längsnuten zu versehen. Hierzu ist es nötig, den Schlüssel umzuspannen und dabei zu wenden. Dadurch entsteht ein mehrgliedriger Verfahrensablauf mit Bearbeitungs- und Transportschritten.
Die Erfindung betrifft in erster Linie so genannte Flachschlüssel, die aus Blech ausgestanzt werden und deren Dicke im Vorfeld zu dieser Erfindung partiell noch variiert werden kann. Die Erfindung lässt sich jedoch auch auf andere Schlüssel für Zylinderschlösser anwenden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Taktzeit zur Bearbeitung des Schlüsselschaftes zu verkürzen.
Die Lösung dieser Aufgabe ist in Anspruch 1 und in Anspruch 6 wiedergegeben. Dabei ist eine Zweigliedrigkeit vorgesehen, die aus einem ortsfesten, drehangetriebenen Fräser und einer in drei Achsen (x, y, z) verfahrbaren Spanneinrichtung besteht. Der ortsfeste Fräser, der im Maschinengestell gelagert ist und daher steif abgestützt ist, sorgt für einen ruhigen Zerspanungsvorgang und die Drei-Achsen-Steuerung der Spanneinrichtung mit dem Schlüssel erlaubt aufgrund ihres geringen Gewichtes hohe Beschleunigungen bei den Verfahrwegen und trägt so zu den geringen Taktzeiten des Bearbeitung bei.
Die Spanneinrichtung weist eine im Rahmen des Spannvorgangs unbewegliche Spannbacke auf, die am Rücken des Schlüsselschaftes anliegt und eine beweglich Spannbacke, die auf einer gegenüberliegenden Schmalseite des Schlüsselschaftes anliegt. Weiterhin weist die Spanneinrichtung einen Niederhalter auf, der im Augenblick des Spannens den Schlüsselschaft auf eine Unterlage drückt. Nach erfolgter Spannung wird der Niederhalter zurückbewegt, um den Fräsvorgang nicht zu behindern. Ergänzend erfolgt in der Spannvorrichtung eine Kopfspannung des Schlüssels in einer an einer Schlüsselanschlagfläche orientierten Position.
Vorzugsweise ist das Maschinengestell mit zwei etwa lotrechten Säulen, die U-förmig nach oben von einem gemeinsamen Maschinengestell abkragen, ausgebildet, in denen die Enden der Fräserwelle gelagert sind. Zwischen den Säulen ist die Spanneinrichtung dreiachsig gesteuert oder geregelt verfahrbar, während die Fräserwelle oberhalb der Spanneinrichtung mit dem jeweiligen Schlüssel ortsfest aber drehangetrieben in beiden Säulen gelagert ist.
Eine weitere Versteifung erfährt das erfindungsgemäße Maschinengestell durch eine portalartige Ausbildung, wobei ein oberhalb der Fräserwelle angeordnetes Querhaupt die beiden Säulen mit der Fräserwellenlagerung verbindet. Der ringförmig geschlossene Rahmen des Portals sorgt für eine hohe Steifigkeit der Bearbeitungseinheit.
Um eine Breitseite des Schaftes eines Flachschlüssels in einer Aufspannung fertig bearbeiten zu können ist nach einem ergänzenden Merkmal der Erfindung vorgesehen, dass mindestens zwei Fräserwellen zu einer Fräseinheit zusammengefasst sind, wobei die Fräserwellen eine parallele Anordnung haben und ihr Abstand minimiert ist. Die Minimierung erfolgt im Rahmen der konstruktiven Möglichkeiten mit dem Ziel einer klein bauenden Maschine, kurzen Kraftflusswegen und kurzen Transportwegen zwischen den einzelnen Fräsarbeitsgängen. Die Fräserwellen einer Fräseinheit können durch ein Zahnradgetriebe miteinander verbunden sein und einen einzigen Antrieb aufweisen. Die Fräserwellen tragen mehrere Scheiben- oder Walzenfräser, die auf die gemeinsame Fräserwelle aufgesteckt sind. Vorzugsweise sind es mindestens fünf, die eine Fertigbearbeitung einer Schaftseite mit einem Minimum an Überläufen ermöglicht.
Bevorzugt ist jedoch daran gedacht, dass jede der Fräserwellen einen eigenen Antrieb aufweist und dass die Antriebe der Fräserwellen, das sind regelbare Elektromotoren, in wechselnder Folge an einander gegenüberliegenden Längsenden der Fräserwellen angeordnet sind, in einer sogenannten 69-er Anordnung.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass mindestens zwei in Richtung der Produktionsfolge hintereinander angeordnete Fräseinheiten mit mindestens je einer Fräserwelle, mit je einer dreiachsig steuerbaren Spanneinrichtung pro Fräseinheit und mit einer Wendevorrichtung zwischen den Spanneinrichtungen der Fräseinheiten vorgesehen sind. Die dreiachsig verfahrbaren Spanneinrichtungen beidseits der Wendevorrichtung sind unabhängig voneinander steuerbar.
Die Wendevorrichtung dient dazu, die andere Breitseite des Schlüsselschaftes für eine gleichartige zweite Fräseinheit in Bearbeitungsstellung zu bringen. Die Wendevorrichtung hat eine horizontale Schwenkachse, die sich quer zur Durchlaufrichtung des Schlüssels durch die Fräseinheiten erstreckt.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass ortsfest am Maschinengestell eine Zusatz-Bearbeitungseinheit vorgesehen ist. Dabei kann es sich um eine Schleifbaugruppe, eine zusätzliche Frässpindel mit einem Fingerfräser oder um ähnliche Bearbeitungseinheiten, die modulartig auswechselbar, je nach Bedarf befestigt werden können. Für diese Zusatzbearbeitungen bedarf es keiner zusätzlichen Achsensteuerung. Die Spanneinrichtung bewegt den Schlüsselschaft auch im Arbeitsbereich der Zusatz-Bearbeitungseinrichtung.
Verfahrensmäßig ist die Erfindung unter Verwendung einer der vorstehend beschriebenen Maschinenausführungen dadurch gekennzeichnet, dass alle Verfahrwege linear sind und von der Spanneinrichtung mit dem Schlüssel ausgeführt werden und dass die Fräserwelle ortsfest rotiert. Diese Maßnahmen führen zu den vorstehend erwähnten Vorteilen kleiner bewegter Massen und dadurch großer möglicher Beschleunigungen sowie einer steifen Werkzeug-Baugruppe.
Zur Erleichterung des Spannens wird der Fräsvorgang als Gleichlauffräsen ausgeführt.
Die Erfindung wird beispielhaft in den 1–4 dargestellt. Dabei zeigen:
1: Eine Gesamtdarstellung der vollständigen Maschine in Draufsicht, teilweise im Schnitt;
2: eine Ansicht der Maschine nach II-II in 1 in vergrößerter Darstellung;
3: eine Draufsicht auf eine Spanneinrichtung in vergrößertem Maßstab;
4: einen Schnitt nach Linie IV-IV in 1 in vergrößertem Maßstab.
1 zeigt die Maschine 1 mit zwei Fräseinheiten 19, 21 mit einem Maschinengestell 5, je einer Spanneinrichtung 10, 20, einer Wendevorrichtung 26 mit einer Schwenkachse 51 und mit jeweils zwei, unmittelbar im ortsfesten Maschinengestell gelagerten Fräserwellen 6, 7; 8, 9. Die Fräserwellen 6, 7; 8, 9 sind ebenfalls ortsfest. Jede Fräseinheit 19, 21 weist ein Paar von parallelen Fräserwellen 6, 7; 8, 9 auf, die im Rahmen der konstruktiven Möglichkeiten dicht nebeneinander liegen. Die Motoren 22, 23 eines Paares von Fräserwellen 6, 7 sind auf einander gegenüber liegenden Seiten des Maschinengestells 5 vorgesehen befinden sich in einer sogenannten 69-er Anordnung. Die Fräseinheiten 19, 21 sind unabhängig voneinander steuerbar. Auf jeder Fräserwelle 6, 7; 8, 9 sind fünf Scheibenfräser 27, 29, 30, 31, 32 dicht gepackt (s. 2) und gebührend befestigt. Bei Bedarf können auch mehr Scheibenfräser angeordnet werden. Durch Austausch und Umsetzen der Fräser 27, 29, 30, 31, 32 lässt sich ein variables Längsprofil an dem Schlüsselschaft ausbilden. Die Fräserwellen 6, 7; 8, 9 rotieren um ihre Längsachsen und werden von Motoren 22, 23; 24, 25 drehangetrieben.
Die Schwenkachse 51 der Wendevorrichtung 26 liegt in der Zeichenebene und liegt dort orthogonal zu der Durchlaufrichtung eines Schlüsselrohlings 4 durch die Maschine 1. Die Durchlaufrichtung wird dargestellt durch den Pfeil 35.
2 zeigt das Maschinengestell 5 mit der Fräserwelle 6, den als Servomotoren ausgebildeten Antriebsmotoren 22, 23, dem Transportschlitten 36 und einer zusätzlichen Bearbeitungseinheit 28, die in 4 im Detail dargestellt ist. Auf einem Spanntisch 38 oben auf der Transporteinheit 36 ist eine Spanneinheit 10 dargestellt, die in 3 ausführlicher gezeigt ist.
Die Fräserwelle 6 ist im Maschinengestell 5 in senkrechten Säulen 41, 42 in Rillenlagern 39, 40 ortsfest gehalten und trägt fünf Scheiben- oder Walzenfräser, die dicht gepackt im Bereich der Verfahrbarkeit des Transportschlittens 36 auf der Fräserwelle 6 befestigt sind. Die Fräser 27, 29, 30, 31, 32 tragen eine Umfangsprofilierung, die dem am Schlüsselrohling 4 auszubildenden Profil komplementär ist. Das Gesamtprofil des in der 2 im Schnitt gezeigten Schlüsselschaftes 4 wird in mehreren Überläufen abschnittweise ausgebildet. In der gezeigten Fräseinheit 19 wird eine Breitseite des Schlüsselschaftes fertig bearbeitet.
Der Transportschlitten 36 weist drei orthogonal zueinander stehende Führungen 43, 44, 45 auf, die im Rahmen der jeweiligen Verfahrwege in Richtung der die Achsrichtungen charakterisieren Pfeile 16 (s. 1), 17, 18 eine beliebige, räumliche Anordnung des Spanntisches mit dem darauf befestigten Flachschlüssel 4 erlauben. Alle Bewegungsachsen sind CNC-gesteuert oder geregelt.
In 3 ist die Spanneinrichtung 10 für den Flachschlüssel 4 auf dem Spanntisch 38 detailliert gezeigt. Der Flachschlüssel 4 wird zum einen an den Breitseiten seines Kopfes 15 von einer Spannpratze 13 nach unten gegen den Spanntisch 38 gezogen. Zum anderen ist der Schlüsselrohling 4 an seinem Schaft 3, an dessen Schmalseiten von zwei Spannbacken 11, 12 gespannt. Die ortsfeste Spannbacke 11 liegt gegen den Rücken 46 des Schlüsselschaftes 3 an, während die bewegliche Spannbacke 12 die in einem nicht erfindungsrelevanten Arbeitsgang später zu bearbeitende Bartseite 47 spannt. Der Schlüssel 4 wird mit einem Anschlag 48 vor dem Spannen gegen in Längsrichtung gegen die Spannbacke 48 geschoben. Zur besseren Ausrichtung des Schlüssels 4 wird dieser vor dem Spannen an den Schmalseiten mit den Spannbacken 11, 12 von einem Niederhalter 14 gegen seine Unterlage auf den Spanntisch 38 gedrückt. Nach erfolgter Spannung zwischen den Spannbacken 11, 12 wird der Niederhalter 14 zurückgezogen und gibt den Weg frei für die Fräser 27, 29, 30, 31, 32, die das Längsprofil 2 in den Schaft 3 einarbeiten. Das Längsprofil 2 besteht hauptsächlich aus im Profil kegelstumpfförmigen Nuten, die im Gleichlauf-Fräsverfahren mit den Wälzfräsern erzeugt werden.
Die 4 zeigt im Wesentlichen eine ergänzende Bearbeitungseinheit 28 mit einer Fräserwelle 34, die ortsfest am Maschinengestell 5 angeordnet ist und die mit einem Motor 49 einen Fingerfräser 33 antreibt. Mit diesem Fingerfräser 33 werden Ausgestaltungen des Schlüsselschaftes 3 möglich, die ein Abweichen von dem durch das Wälzfräsen erzeugten streng prismatischen Profil erlauben und so die Möglichkeit eröffnen, zusätzliche Sicherheitsmerkmale in den Schlüsselschaft 3 einzubringen. Dabei kann es sich um hinterschnittene Profilabschnitte und um Bohrungen handeln, die im Wälzfräsverfahren nicht eingebracht werden können.
Das Maschinengestell 5 ist portalartig ausgeführt und bildet einen geschlossenen Ring um das Werkstück in der Bearbeitungsebene. Der durch ein Querhaupt 50 geschlossene Aufbau bietet eine sehr hohe Steifigkeit und erlaubt die Anbringung der zusätzlichen Bearbeitungseinheit an beliebiger Stelle des Querhauptes 50.
Diese zusätzliche Bearbeitungseinheit 28 nutzt die Bahnsteuerung der Transportschlitten 36, 37 für die übrigen Fräserwellen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 10049662 A1 [0002]

Claims

Maschine (1) zum Fräsen des Längsprofils (2) der Schäfte (3) von Schlüsselrohlingen (4) für Zylinderschlösser, mit einem Maschinengestell (5), in dem eine drehangetriebene Fräserwelle (6, 7, 8, 9) gelagert ist, und an dem eine verfahrbare Spanneinrichtung (10, 20) vorgesehen ist, die Mittel (11, 12, 13, 14) zum Spannen der Schlüsselrohlinge (4) an deren Kopf (15) und/oder an deren Schaftschmalseiten (16, 17) aufweist, wobei die Spanneinrichtung (10; 20) für den Schlüsselrohling (4) mindestens drei zueinander orthogonal stehende gesteuerte Achsen (16, 17, 18) für lineare Bewegungen des Schlüsselrohlings (4) aufweist und wobei die Fräserwelle (6, 7; 8, 9) bei der Bearbeitung ortsfest im Maschinengestell (5) gelagert ist.
Maschine (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Fräserwellen (6, 7; 8, 9) zu je einer Fräseinheit (19, 21) zusammengefasst sind, die eine parallele Anordnung haben und deren Abstand minimiert ist.
Maschine (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass jede der Fräserwellen (6, 7, 8, 9) einen eigenen Antrieb (22, 23, 24, 25) aufweist und dass die Antriebe (22, 23, 24, 25) der Fräserwellen (6, 7, 8, 9) in wechselnder Folge an einander gegenüberliegenden Längsenden der Fräserwellen (6, 7, 8, 9) angeordnet sind.
Maschine (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, gekennzeichnet durch mindestens zwei in Produktionsrichtung (35) hintereinander angeordnete Fräseinheiten (19, 21) mit mindestens je einer Fräswelle (6, 7; 8, 9) und je einer verfahrbaren Spanneinrichtung (10, 20) und mit einer Wendevorrichtung (26) für den Schlüsselrohling (4) zwischen den beiden Spanneinrichtungen (19, 20).
Maschine (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ortsfest am Maschinengestell (5) eine Zusatz-Bearbeitungseinheit (28) vorgesehen ist.
Verfahren zur Bearbeitung von Schäften an Schlüsselrohlingen (4) für Zylinderschlösser durch Fräsen, wobei der Schlüsselrohling (4) relativ zum Fräser (27, 29, 39, 31, 32; 33) räumlich verfahren wird, dadurch gekennzeichnet, dass alle Verfahrwege von einer Spanneinrichtung (10) mit dem Schlüsselrohling (4) ausgeführt werden und die Fräserwelle (6, 7, 8, 9; 34) ortsfest rotiert.