DE3325979A1 - Vorrichtung zur bearbeitung eines gegenstandes wie eines schluesselrohlinges - Google Patents

Description

Vorrichtung zur Bearbeitung eines Gegenstandes wie eines Schlüsselrohlinges

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bearbeitung eines Gegenstandes wie eines Schlüsselrohlinges zu einer gewünschten Form an einer Mehrzahl aufeinander folgender Positionen in axialer Richtung dieses Gegenstandes, welcher Gegenstand von einer Halterung getragen ist, die durch einen eine drehbare Welle umfassenden Übertragungsmechanismus axial bewegbar ist.

In einer Werkzeugmaschine z.B. mit einer Vorrichtung zum axialen Positionieren eines Fräsers zur Bearbeitung der Kombinationsflächen eines Schlüssels ist es erforderlich, daß diese Positioniervorrichtung eine hohe Positioniergenauigkeit und damit auch geringes Spiel in der Positionierrichtung hat. Um eine ausreichende Arbeitsgeschwindigkeit zu erhalten, sollten die Reibungskräfte der Positioniervorrichtung klein sein. Bekannte Vorrichtungen dieser Art sind aufwendig und teuer in der Herstellung und schwierig in der Benutzung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Bearbeitung eines Gegenstandes wie eines Schlüsselrohlinges zu schaffen, mit der es möglich ist, mit großer Genauigkeit wiederholte axiale Positionierungen vorzunehmen. Außerdem sollen mit der zu schaffenden Vorrichtung genaue Einstellbewegungen des zu bearbeitenden Gegenstandes bezüglich des Arbeitswerkzeuges möglich sein.

Die gestellte Aufgabe wird mit einer Vorrichtung gelöst, wie sie durch den Anspruch 1 gekennzeichnet ist. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Mit der Erfindung wird eine einfache Vorrichtung geschaffen, die sich besonders dazu eignet, die Kombinationsflächen eines Schlüssels zu schleifen oder zu fräsen.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Bearbeitungswerkzeug ortsfest gelagert und der Abstand zwischen dem zu bearbeitenden Gegenstand und dem Werkzeug wird durch Verschwenken der Gegenstandhalterung um eine Stützwelle eingestellt. Das Verschwenken der Gegenstandhalterung kann vorteilhaft durch eine Nockeneinrichtung, die mehrere Weckenscheiben umfaßt, gesteuert werden. Für jede Bearbextungsposition wird die richtige Nockenscheibe gewählt, um das gewünschte Berabeitungsprofil zu erzielen. Die Nockenkraft kann gegen die Wirkung einer Federkraft erfolgen, um eine zuverlässige Wirkungsweise zu erhalten. Die axiale Einstellung oder Positionierung des Gegenstandes kann durch einen Schraubenübertragungsmechanismus erfolgen, der einen Drehwinkel von höchstens nur 15° und vorteilhaft von höchstens nur 10° erfordert. Wird die Führungslänge der Führungsschraube kurz genug gehalten, so kann die Schraube vereinfacht und als eine lineare Fläche, z.B. als eine Reihe linearer Zähne ausgebildet werden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand beigefügter Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 einen Längsschnitt einer Vorrichtung gemäß

der Erfindung;
Fig. 2 einen Querschnitt längs der Linie II-il der

Fig. 1;

Fig. 3 eine schematische perspektivische Ansicht der Kupplungs- und Kraftübertragungsglieder der

Vorrichtung von Fig. 1 und

Fig. 4 schematisch die Bearbeitungsvorgänge an einem Schlüsselrohling.

In Fig. 1 und 2 ist eine Schleif- oder Fräsvorrichtung für Schlüsselrohlinge gezeigt, worin ein

Schlüsselrohling 23 durch einen ortsfesten drehenden Fräser 25 bearbeitet wird, der in Fig. 1 hinter der Zeichenebene angeordnet ist. Die Vorrichtung besitzt einen Rahmen 1. Auf dessen Oberfläche ist ein Schlitten 2 senkrecht zur Ebene der Zeichnungsfig. 1 beweglich. Mittels des Schlittens 2 wird der Abstand zwischen dem Schlüsselrohling 23 und dem Fräser 25 eingestellt. Die Bewegung des Schlittens 2 wird durch Gleitstäbe 3 geführt. Eine Welle 6 ist drehbar in Haltegliedern 4 und 5 gelagert, die am Schlitten 2 angebracht sind. Die axiale Stellung der Welle 6 ist durch zwei Einstellschrauben 7 und 8 bestimmt. Die Welle 6 trägt eine Halterung 13, die ihrerseits den Schlüsselrohling 23 hält. Die Halterung 13 ist, geführt durch ihre Bohrungen 14, verschwenkbar und verschiebbar auf der Welle 6 gehalten. Eine Führungsplatte 10 ist mit Schrauben 9 in einer Ausnehmung im mittleren Teil der Welle 6 befestigt. Die Welle 6 ist mit einer Spiralfeder 11 ausgerüstet, deren freies Ende in Fig. 1 hinter der Führungsplatte 10 liegt und ein Drehmoment auf diese Führungsplatte überträgt. Am oberen Rand der Platte 10 befindet sich eine gezahnte Oberfläche mit kurzen linearen Zähnen 12.

Die Halterung 13 bewegt den Schlüsselrohling 23 axial und legt auch den Abstand zwischen dem Rohling und dem Fräser 25 fest, um das gewünschte Bearbeitungsprofil zu erzeugen. Beide Bewegungen werden durch Drehen einer Welle 15 ausgeführt, die drehbar in der Halterung 13 gelagert ist. Die Welle 15 wird von Hand durch eine Kurbel 17 gedreht. Die Welle 15 trägt ein Zustellglied 16, das der Halterung 13 eine Axialbewegung mitteilt, indem eine gezahnte Oberfläche mit schrägen Zähnen 18 während einer bestimmten Phase der Drehung der W.elle 15 mit den Zähnen 12 der Führungsplatte 10 kämmt. Das Zustellglied 16 ist mittels eines Stiftes 19 auf der Welle 15 festgelegt.

Die axiale Stellung der Halterung 13 ist entweder durch die gezahnten Oberflächen 12 und 18 oder durcL ein Kupplungsglied 21 festgelegt, das so durch das Zustellglied 16 betätigt wird, daß es durch eine (nicht gezeigte) Feder automatisch mit den Zähnen 12 der Führungsplatte gekuppelt wird, wenn die Zähne 18 des Zustellglieds 16 außer Eingriff von den Zähnen 12 kommen. Das Kupplungsglied 21 ist so auf einer (nicht gezeigten) horizontalen Welle in der Halterung 13 befestigt bzw. gelagert, daß es sich vertikal bezüglich der Führungsplatte 10 bewegen kann. Die Bewegungen des Kupplungsglieds 21 sind vorzugsweise durch einen einfachen (nicht gezeigten) Feder- und Nockenmechanismus gesteuert. Der Arbeitsnocken kann in dem Zustellglied 16 sein. Das axiale Positionieren des Zustellglieds 16 bezüglich der Führungsplatte 10 erfolgt durch axiales Einstellen der Welle 6 mittels der Einstellschrauben 7 und 8.

Zum Halten des Schlüsselrohlings 23 sind ein axial in der Welle 15 beweglicher, federbelasteter Halter 22, eine mittige Abstützung 24 und eine Endabstützung 37 vorgesehen. Außerdem ist ein Freigabehebel 38 zum Zurückziehen des Halters 22 gegen die Kraft der Belastungsfeder 39 vorgesehen, um den Schlüsselrohling 23 freizugeben.

Fig. 2 zeigt, wie das Positionieren des Schlittens 2 und die Verschwenkbewegung der Halterung 13 ausgeführt werden. Die Bewegung des Schlittens 2 erfolgt mittels einer Einstellschraube 29, die in einer Ausnehmung 36 in einer an den Schlitten 2 angeflanschten Stützplatte 27 aufgenommen ist. Durch Drehen der Schraube 29 wird der Bezugsabstand zwischen dem Schlüsselrohling 23 und dem Fräser 25 eingestellt, beispielsweise nach Ersetzen des Fräsers.

Die Halterung 13 weist ein verschwenkbares

Körperteil 30 auf, das mit einer festen rückwärtigen Stütze 31 zusammenwirkt. Das Körperteil 30, das mit dem in Fig. 1 gezeigten Abschnitt der Halterung 13 eine starre Einheit bildet, ist auf der Welle 6 verschwenkbar. Diese Bewegung wird durch ausgewählte Nockenscheiben 20 gesteuert, die auf der drehbaren Welle 15 befestigt sind. Das Körperteil 30 weist zwei Führungsstangen 33 auf, von denen die obere in Fig. 2 gezeigt ist. Ein Stellschlitten 32 ist längs der Führungsstangen 33 bewegbar. Der Stellschlitten 32 umfaßt einen axial verschiebbaren Folgestift 35, der bei Einstellung der Position des Stellschlittens 32 in Richtung der Welle 15 zu einer ausgewählten Nockenscheibe 20 bewegt wird. Ein Ende des Stifts 35 folgt der Führungsfläche 20a der ausgewählten Nockenscheibe und sein entgegengesetztes Ende wird gegen die rückwärtige Stütze 31 gedrückt. Die Feder 11 bewirkt, daß die Halterung 13 um die Welle 6 verschwenkt und dadurch die ausgewählte Nockenscheibe 20 gegen den Stift 35 drückt. Die Nockenscheiben 20 folgen der Drehbewegung der Welle 15, wodurch die Verschwenkbewegung der Halterung 13 auf der Welle 6 durch die Führungsfläche 20a der gewählten Nockenscheibe bestimmt ist.

Die Halterung 13 umfaßt einen an das Körperteil 30 befestigten Stützstift 34. Die Führungsplatte hat einen Laufsitz zwischen dem Stützstift 34 und, wie in Fig. 2 gezeigt, dem linksseitigen Abschnitt der Halterung 13. Somit kann sich die Halterung 13 axial bezüglich der Führungsplatte 10 auf der Welle 6 bewegen. Das Ende 11a der Feder 11 ist am Schlitten 2 abgestützt. Das von der Feder 11 ausgeübte Drehmoment wird auf die Führungsplatte 10 und durch den Stützstift 34 auf die Halterung 13 übertragen. Die Axialbewegung des Stellschlittens 32 wird von Hand durch Benutzen eines Stellhebels 40 ausgeführt. Eine Schutzkappe 26 ist an der

Halterung 13 angebracht und sx3 weist einen Schlitz auf, der die Stellbewegungen des Hebels 40 zuläßt, απ dem Schlitz sind Querausnehmungen zum exakten axialen Positionieren des Stellschlittens 32 und des Folgestifts 35 bezüglich der Nockenseheiben 20 ausgebildet.

Bei der gezeigten Ausführungsform der Erfindung kann der Schlüsselrohling 23 bei jeder Schleif- oder Fräsposition in 6 verschiedenen Weisen bearbeitet werden, um ein gewünschtes Schlüsselkombinationsprofil zu erzeugen. Das Verschieben von einer Bearbeitungsposition zur anderen erfolgt durch Drehen der Welle 15 mittels der Kurbel 17 um eine volle Drehung, d.h. über die Stellung, in der die Zähne 18 mit den Zähnen 12 kämmen. Da sowohl das Zustellglied 16 als auch die Führungs-

15. platte 10 nur einen schmalen gezahnten Abschnitt haben, ist für die Axialbewegung der Halterung 13 nur ein kleiner Drehwinkel erforderlich. Die Lage dieses Winkels wird so gewählt, das der Schlüsselrohling dann, wenn die Zähne kämmen, seine eine Seite dem Fräser 25 zuwendet, an der keine Bearbeitung stattfindet. Dadurch ist eine Axialbewegung möglich, da der Schlüsselrohling vollständig außer Berührung mit dem Fräser 25 ist. Indem aufeinanderfolgend das Steuerprofil aller Nockenscheiben 20 benutzt wird, wird an jeder Bearbeitungsposition die gewünschte Bearbeitung erhalten und der Schlüsselrohling wird mit einem vollständigen Satz von Schlüsselkombinationseinschnitten versehen. Die Nockenscheiben 20 drehen mit Kurbeln der Welle 15. Ihre Drehgeschwindigkeit wird von Hand so bestimmt, wie es das Schneidvermögen des Fräsers 25 erlaubt. Eine andere Schlüsselkombination wird durch Auswechseln des Satzes von Nockenscheiben 20 erzielt, der auswechselbar auf der Welle 15 befestigt ist.

Fig. 3 ist eine schematische perspektivische

Ansicht des Zustellglieds 16 und seines Zusammenwirkens mit der Führungsplatte 10. Die Mittellinie der Welle 15 ist mit 15a bezeichnet. Da die schrägen Zähne 12 der Führungsplatte 10 sehr kurz sind, können sie linear ausgebildet werden, obwohl die theoretisch richtige Form eine Schraubenform wäre. Die Zähne 18 des Zustellglieds 16 entsprechen den Zähnen 12. Das Drehen der Welle 15 bringt das Zustellglied 16 und die Führungsplatte 10 über eine Strecke in Berührung, die die Summe der Einflußstrecke h der Führungsplatte 10, gemessen in Drehrichtung der Welle 15, und der Einflußstrecke k des Zustellglieds 16 ist. Die Einflußstrecken h und k werden so gewählt, daß sie einer Drehung der Welle 15 von höchstens 15°, vorzugsweise von höchstens 10° entsprechen. Während des Kämmens der Zähne 12 und 18 bewegt sich die Halterung 13 längs der Welle 6 um eine Strecke entsprechend der Zahnteilung, z.B. um 1 bis 3 mm, vorzugsweise um 1,6 mm. Jede volle Drehung der Welle 15 teilt der Halterung 13 und dem Schlüsselrohling 23 somit eine Bewegung mit, die dem gewünschten Axialabstand zwischen den Schlüsselkombinationseinschnitten entspricht. Wenn die Zähne 12 und 18 außer Eingriff sind, hält das Kupplungsglied 21 automatisch die Halterung 13 axial verriegelt.

Fig. 4 zeigt einen möglichen Querschnitt eines Schlüsselrohlings und der zu erzeugenden Einschnitte. Das Schlüsselprofil enthält auf jeder Seite eine Längsführungsnut 28. Die Kombinationsflächen sind mit den Buchstaben a ... g bezeichnet. Position a bedeutet einen Null-Einschnitt, d.h. es erfolgte kein Einschnitt, Position b ist ein Ein-Schritt-Einschnitt, Position c ein Zwei-Schritt-Einschnitt, usw. Somit bedeutet die Position g, daß der zulässigerweise zu bearbeitende Teil des Schlüsselrohlings vollständig entfernt worden ist. Bei der gezeigten Ausführungsform wurden die Einschnitte

-loan beiden Schmalseiten des flächen Schaftes eines Schlüsselrohlings ausgebildet, d.h. an den oberen und unteren Seiten des in Fig. 4 gezeigten Schlüsselprofils. Die Einschnitte können symmetrisch erzeugt werden, d.h. Einschnitte gleicher Größe werden auf entgegengesetzten Seiten des Schlüssels eingearbeitet. Dies ist jedoch nicht unbedingt notwendig, auch nicht symmetrische Einschnitte sind möglich. Die Form und die Größe jedes Einschnitts bestimmt sich aus der Form der gewählten Nockenscheibe 20. Die Erfindung ist nicht auf die beschriebene und gezeigte Ausführungsform beschränkt. Abwandlungen sind innerhalb des Rahmens beigefügter Ansprüche möglich.

Claims (7)

Patentansprüche t

1. ) Vorrichtung zur Bearbeitung eines Gegenstandes wie eines Schlüsselrohlings (23) zu einer gewünschten Form an einer Mehrzahl aufeinander folgender Positionen in axialer Richtung dieses Gegenstandes, welcher Gegenstand von einer Halterung (13) getragen ist, die durch einen eine drehbare Welle (15) umfassenden Übertragungsmechanismus axial bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet , daß der Übertragungsmechanismus ein Zustellglied (16) aufweist, das mit der drehbaren Welle (15) verbunden ist und mit einem bezüglieh der Halterung (13) axial ortsfesten Kupplungsglied (21) zusammenarbeitet, daß zusammenarbeitende Führungsflächen (12, 18) angeordnet sind, um während einer begrenzten Drehung der drehbaren Welle (15) eine Axialbewegung auf die Halterung (13) zu übertragen, wobei diese Drehung nur einen kleinen Teil einer vollen Umdrehung der drehbaren Welle (15) einnimmt, und daß die Bearbeitung des Gegenstandes (23) als ein fortgesetzter, geführter Arbeitsvorgang während einer weiteren Drehung der Welle (15) erfolgt, die getrennt ist von derjenigen Drehung, die diese Axialbewegung der Halte-

20 rung (13) bewirkt.

JO .-:.. J J / J - 2 -

2. Vorrichtung nac^s Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß ein ortsfestes drehendes Werkzeug (25) zur Bearbeitung des Gegenstandes (23) vorgesehen ist, und daß der Abstand zwischen dem Gegenstand und dem Werkzeug durch Verschwenken der Halterung (13) des Gegenstandes um eine Welle (6) in Abstand von diesem Werkzeug (25) einstellbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß das Verschwenken der Halte- rung (13) durch eine Nockenscheibe (20) gesteuert ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß mehrere Nockenscheiben (20) sowie eine Positioniereinrichtung (32, 33, 35, 40) für die Halterung (13) vorgesehen sind, mittels welcher Einrichtung eine gewünschte Nockenscheibe (20) gewählt werden kann, um die Bearbeitung bei jeder Bearbeitungsposition einzeln zu steuern.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet , daß ein auf die Halterung (13) einwirkendes Federglied (11) vorgesehen ist, das die Halterung zwingt, der Führungsfläche (20a) einer gewählten Nockenscheibe (20) zu folgen.

6. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß der eine Axialbewegung auf die Halterung (13) bewirkende Drehwinkel der drehbaren Welle (15) höchstens 15°, vorzugsweise höchstens 10° beträgt.

7. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die der Halterung (13) eine Axialbewegung mitteilenden Führungsflächen (12_# 18) linear sind.