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Taster für hydraulisch angetriebene
Nachformwerkzeugmaschinen
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bezeichnet wird.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen : Fig. l eine perspektivische Ansicht einer herkömmlichen Kopierfräsmaschine, die mit dem erfindungsgemässen
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einen Querschnitt entlang der Linie IV-IV der Fig. 2 : Fig. 5 einen vergrösserten Aufriss, teilweise im Schnitt, des oberen Teiles der Fig. 2 ; Fig. 6 eine Teilansicht eines andern Teiles der Fig. 2 ; Fig. 7 einen vergrösserten Querschnitt eines weiteren Teils der Fig. 2 ; Fig. 8 einen Querschnitt entlang der Linie VIII-VIII der Fig. 7 ; Fig. 9 eine geschnittene Abwicklung nach Linie IX-IX der Fig. 7 ; die Fig. 10 und 11 in teilweisen Abwicklungen die Strömungsverhältnisse zwischen Teilen der Fig. 7 :
Fig. 12 ein Diagramm, das einige Strömungscharakteristika des Steuerschiebers gemäss Fig. 7 zeigt ; Fig. 13 ist ein teilweiser Querschnitt entlang der Linie XIII-XIII in Fig. 2 ; Fig. 14 ist eine Zusammenstellungszeichnung eines Teils der Fig. 2 : Fig. 15 ist eine schematische Darstellung der Arbeitsweise der Maschine nach Fig. li Fig. 16 ist eine schematische Darstellung eines weiteren Teils der Erfindung ; die Fig. 17-19 sind schematische Darstellungen eines erfindungsgemäss verwendeten Steuersystems : Fig. 20 ist eine teilweise schematische Ansicht von Teilen der Maschine nach Fig. l und zeigt Einzelheiten der Theorie ihrer Arbeitsweise : die Fig. 21-24 veranschaulichen die Theorie der automatischen Arbeitsweise des Gerätes nach Fig. 2 ;
Fig. 25 erläutert die Wirkungsweise eines Teiles der Fig. 2 bei der automatischen
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Teil der Steuerfunktion ausgeübt wird.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 1 in Anwendung auf eine Fräsmaschine 0-gezeigt. Die Fräsmaschine--30--umfasst einen Sockel --31--, der nach den aufeinander senkrecht stehenden Achsen-X, Y und Z-- gerichtet ist. Der hydraulische Zylinder --32-- in der Z-Achse besitzt eine Kolbenstange --33--, die mit einer Konsole --34-- verbunden ist. Die Konsole stützt ihrerseits einen Querschlitten-35-, der entlang der Y-Achse beweglich ist und von einem hydraulischen Zylinder --36-- angetrieben wird. Oberhalb des Querschlittens befindet sich ein Längsschlitten --37--,
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- -38-- angetriebenFräswerkzeug --42-- befestigt ist.
Die Bahn trägt ferner einen hydraulischen Taster --45--, von welchem Leitungen --46-- zu einem Rohrverzweigungskasten --47-- und von dort zu einer Druckleitung und zu den drei Zylindern führen.
Bei der Bearbeitung von Werkstücken ist es üblich, ein Modell und das Werkstück auf dem Längs-
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den Taster zwischen dem Taster und dem Modell eine Relativbewegung herbeizuführen, welche Bewegung zwischen dem Werkstück und dem Fräser wiederholt wird. Die Kontur des Modells wird dann auf dem Werkstück reproduziert. Soll nur der Umfang eines ebenen Werkstückes bearbeitet werden, wird die Konsole in einer Höhenlage festgelegt und nur die Zylinder der X- und Y-Achse werden unter der Steuerung durch den Taster betätigt. Wenn ein räumliches Abtasten erfolgen soll, dann arbeiten alle drei Zylinder unter der Steuerung durch den Taster.
Die Funktion des vorliegenden Gerätes ist eine händische Dreiachsen-Steuerung oder eine automatische oder händische 360 -Steuerung. Zu diesem Zweck umfasst der Taster ein Gehäuse --50-- (s. die Fig. 2 und 3), wobei ein Steuerschieber --51-- in der X-Achse, ein Steuerschieber --52-- in der Y-Achse und ein Steuerschieber --53-- in der Z-Achse vorgesehen sind. Diese Steuerschieber liegen in rechten Winkeln zueinander und sind zu den jeweiligen Achsen parallel. Sie weisen Auslässe und Kanäle auf, die untereinander in Verbindung stehen. Nur der X-Achsen-Schieber --51-- ist im einzelnen dargestellt und beschrieben (s. Fig. 7). Der Y-Achsen-Schieber --52-- ist mit ihm identisch und mit geringfügigen Änderungen ist auch der Steuerschieber --53-- in der Z-Achse gleich ausgebildet.
Der Schieber --51-- umfasst ein Gehäuse --55-- mit einer zylindrischen Bohrung --56--, innerhalb welcher ein Schieberkörper --57-- sowohl drehbar als auch axial verschiebbar gelagert ist. Seine Achse --58-- ist zur X-Achse parallel.
Das Gehäuse --55-- besitzt ein Paar Anschlussrillen --59, 60--, die über Anschlussleitungen --61 bzw. 62-- mit gegenüberliegenden Seiten des X-Achsen-Zylinders-38-- verbunden sind. Das Gehäuse wird des weiteren von einer Zuführungsleitung --63-- und einem Paar Ableitungen --64, 65-- durchsetzt, die an der Innenfläche der zylindrischen Bohrung--56-- münden.
Der Schieberkörper hat eine periphere Rille --70-- für Druckflüssigkeit und ein Paar Auslassril-
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len --71, 72--, welche zu beiden Seiten der Rille - -70-- im Abstand von dieser angeordnet sind.
Wenn sich der Schieberkörper in der in Fig. 7 gezeigten Nullstellung befindet, unterbricht er die Strömung von der Zuführungsleitung und der Rille--70--zu den beiden Anschlussrillen--59, 60--und das System befindet sich im Gleichgewicht. Dem Zylinder - -38-- wird keine Druckflüssigkeit zugeführt.
Eine axiale Bewegung des Schieberkörpers --57-- von der Nullage in eine der beiden Richtungen bewirkt, dass die Rille-70-sich mit der einen oder der ändernder Anschlussrillen-59, 60- überdeckt und dass die eine oder die andere der Auslassrillen --71, 72-- sich mit der andern Anschlussrille überdeckt, so dass ein Druckflüssigkeitskreislauf durch den Schieber hergestellt ist, wobei das Ausmass der übertragenen Kraft eine Funktion der Strecke ist, über die der Schieberkörper --57-- von der Nullage entfernt worden ist.
Bei den bereits erwähnten, bekannten Steuerorganen wird eine Veränderung der Winkellage des Schieberkörpers keine Auswirkung auf das Strömungsbild haben. Demgegenüber wird beim vorliegenden Taster die Rillenkante des Schiebers verändert, so dass der Durchfluss durch den Schieber zu einer Funktion sowohl der erwähnten axialen Verschiebungen als auch der Winkellage desselben in dem Gehäuse wird. Dementsprechend werden an mehreren Steuerflächen der Rillen Ausnehmungen, im folgenden einfach "Kerben" genannt, ausgebildet. Zum Beispiel ist die Kante --75-- der Anschlussrille --60-- mit einer Kerbe --76-- versehen und die Kante --77-- der Druckrille --70-- ist mit einer Kerbe-78- ausgeführt. Diese Kerben erstrecken sich axial von den jeweiligen Rillen weg in Richtung zur andern Kerbe.
Gewöhnlich sind mehrere solcher Kerben rund um die Kante vorgesehen, wie in Fig. 8 gezeigt, Ein maximaler Durchfluss kann erreicht werden, wenn die Kerben axial übereinanderliegen, bzw. es kann die Strömungsgeschwindigkeit reduziert werden, indem der Schieberkörper --57-- von der direkten Fluchtlage in eine Richtung verdreht wird.
In den Fig. 9, 10 und 11 ist die Wand der Bohrung abgewickelt. Die Anschlussrille --60-- ist am
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bezeichnete Fläche ist eine Rille und eine damit zusammenhängende Kerbe an dem Schieberkörper. Die Kerben-76, 78-sind in Fig. 8 in fluchtender Winkellage dargestellt. Es ist ersichtlich, dass ihre unmittelbar aneinander anschliessenden Kanten --79, 80-- zueinander im Winkel angeordnet sind, wobei die Kante --79-- normal zur Mittelachse liegt und die Kante --80-- wahlweise etwas schräg dazu ist, was ein etwas einfacheres und allmählicheres Öffnen des Steuerschiebers ermöglicht.
Eine axiale Bewegung der Kerben zueinander ergibt einen maximalen Durchfluss durch ein grösst- mögliches "Fenster". Es ist aus Fig. 10 zu entnehmen, dass, wenn der Schieberkörper --57-- aus der in Fig. 9 gezeigten Lage verdreht wird, ein kleinerer Teil der Kerben miteinander in Flucht kommt, d. h. eigentlich wird nur jener Teil, der von den mit "A" bezeichneten Pfeilen begrenzt ist. fluchten, wenn die Kanten der Kerben einander überdecken. Der Schieber ist in Fig. 10 aufgeschnitten mit einer weniger guten Überdeckung gezeigt, wobei diese Überdeckung bzw. dieses "Fenster" --8-- in Fig. l1 gezeigt ist, worin sowohl eine Verdrehung als auch eine axiale Verschiebung von der in Fig. 9 dargestellten Lage stattgefunden hat.
Es ist nun leicht erkenntlich, dass bei Einhaltung derselben axialen Verschiebung zwischen dem Schieberkörper und dem Gehäuse der Durchfluss bei gleicher Verschiebung des Schieberkörpers erhöht werden kann, indem der Schieberkörper in dem Gehäuse gedreht wird, wodurch der schraffierte Teil in Fig. 11 gegenüber dem unschraffierten Teil aufwärts bewegt werden würde, so dass
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erfindungsgemässen Vorrichtung angewendet wird, das die Regelung der Strömungsgeschwindigkeit von einer alleinigen Abhängigkeit von der Taststiftablenkung befreit. Fig. 12 gibt die Strömungscharakteristika des Schiebers gemäss Fig. 7 wieder ; die Linien --81, 82-- veranschaulichen die Strömungsgeschwindigkeit im Schieber, wenn sich dieser in der in Fig. 9 gezeigten Lage befindet, wobei die Verschiebewege des Schiebers oberhalb und unterhalb Null aufscheinen.
Die Ordinate --83-- gibt die erreichbare maximale Strömungsgeschwindigkeit an. Daneben erläutert die Ordinate - -84-- den Zustand, der sich ergibt, wenn der Schieber sich in der in den Fig. 10 und 11 gezeigten Drehlage befindet, wobei dann die Strömungscharakteristika durch die Linien --85 und 86-- dargestellt sind. Die Abszisse ist in willkürlich gewählte Einheiten für die axiale Verschiebung des Schieberkörpers unterteilt und die Ordinate in 4,5 1-Einheiten/min. Offenbar gibt es eine ganze Gruppe von vom Nullpunkt ausgehenden Linien, die in dazwischenliegenden Positionen liegen, entsprechend andernDrehwinkel-Fluchtlagen, bei denen mittlere Strömungsgeschwindigkeiten bei gleicher axialer Schieberkörperverschiebung erhalten werden.
Für die Einstellung durch Drehen ist eine durch den Schieberkörper durchgehende Bohrung --90--
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vorgesehen, in der Wälzlager-91, 92-sitzen. Der Innenring der Lager trägt eine Zugstange--93--, u. zw. über eine Belastungsfeder --93a-- und einen Sprengring --93b--. Der Aussenring stützt den Schieberkörper --57--. Eine Relativdrehung ist zwischen dem Schieberkörper und der Zugstange bzw. zwischen ihm und dem Gehäuse möglich. Das äussere Ende --94-- des Schieberkörpers --57-- ist als Zahnrad ausgebildet.
Der Steuerschieber --53-- in der Z-Achse unterscheidet sich von dem Schieber nach Fig. 7 nur durch die Weglassung der Kerben. Eine Regelung der Maximalgeschwindigkeit durch Verstellung der Winkellage des Schieberkörpers ist in der Z-Achse nicht vorgesehen. Abgesehen davon sind die inneren Rillungen, Auslässe und Leitungen desZ-Achsen-Steuerschieber-53-zumZ-Achsen-Zylinder-34- identisch mit jenen, die bei dem X-Achsen-Schieber und seinem Zylinder vorgesehen sind. Alle Steuerschieber sind Vierwegschieber.
Die Mittel für die winkelige Verdrehung der Schieberkörper der Steuerschieber --51 und 52-- in ihren Gehäusen werden im folgenden beschrieben. In Fig. 2 ist ein Griff --100-- gezeigt, der über den Aussenumfang des Gehäuses --50-- hinausragt und einen Zeiger --101-- aufweist, welcher über einer Skala --102-- liegt. Dieser Griff und der Zeiger scheinen auch in den Fig. 5, 13 und 14 auf. Wie in den Fig. 5 und 14 gezeigt, erstreckt sich der Griff --100-- von einem Ring --103--, der um die Achse des
Steuerschiebers --53-- drehbar im Gehäuse --50-- gelagert ist, nach aussen.
Der Ring --103-- umfasst einen Flansch --104--, an welchem mit Hilfe von Bolzen --105-- ein Paar Nocken --106, 107-- schwenkbar befestigt sind, an deren äusseren Umfang ein Paar an Hebeln gelagerter Tastrollen --108, 109-- anliegen, wobei die Hebel an den dazugehörigen Wellen --110, 111-- aufgekeilt sind. Die Tast- rollen --108, 109-- sind gegen die Nocken --106, 107-- abgefedert. Stellschrauben --112--dienen zur Einstellung der Nocken. Dadurch können die Wellen --110 und 111-- gegeneinander verdreht wer- den.
Jede der Wellen --110 und 111-- ist im Gehäuse --50-- gelagert und erstreckt sich nach unten zu einem Kegelradgetriebe --113 bzw. 114--, das seinerseits eine Welle --115 bzw. 116-- antreibt, die wieder ein Zahnsegment --117 bzw. 118--, das mit dem Zahnrad --94-- im Eingriff steht, antreibt.
Die Zahnsegmente und die Zahnräder besitzen gerade Zähne, die sich parallel zu der Achse des be- treffenden Steuerschiebers erstrecken, so dass ein axiales Gleiten zwischen ihnen möglich ist. Wenn also der Griff --100-- gedreht wird, werden die Zahnsegmente gegenüber dem Gehäuse verdreht. Durch eine vorherige Einstellung der Nocken können die Geschwindigkeiten, mit denen die Zahnsegmente sich drehen, auch synchronisiert werden. Auch eine vorherige Einstellung des Schieberkörpers und des Zahn- rades -94-- ist möglich, indem man die Zugstangen --93-- lockert und bestimmte Zähne der Zahnräder und der Zahnsegmente auswählt, die miteinander kämmen sollen. Es ist also auf diese Weise möglich, die Strömungsgeschwindigkeit der Steuerschieber in der Y-Achse und in der A-Achse gleichzeitig einzustellen, ob nun die Maschine läuft oder nicht.
Ihre Winkeleinstellungen sind über den Griff --100-und den Ring --103-- aneinander gebunden.
Der Taststift-48- (Fig. 2) weist über seine Länge drei im Abstand voneinander befindliche kugelartige Glieder --125, 126, 127-- auf. Das Glied --125-- ist in einem Stutzen --128-- innerhalb des Schieberkörpers des Z-Achsen-Schiebers gelagert. Der Taststift ragt durch einen Kanal --129-- unter den Schieber --53-- und durch einen weiteren Kanal --130-- im Schieberkörper selbst in die Kammer --131--. In der Kammer --131-- befindet sich ein Bügel --132--, der die Steuerschieber der X-Achse und der Y-Achse mit dem Taststift verbindet.
Der Bügel umfasst einen inneren Block, der das kugelartige Glied --126-- umgreift, und ein Paar umgekehrte, rechtwinkelig zueinander stehende Uförmige Glieder, die längs des rechteckigen Blockes relativ verschiebbar sind, an welchem Block die Zugstangen --93-- befestigt sind, so dass die Bewegungskomponenten des kugelartigen Gliedes--126-in der X-Achse und in der Y-Achse auf die Zugstangen und so auf die entsprechenden Schieberkörper übertragen werden. Der Taststift ist um das kugelartige Glied --125-- in allen Richtungen verschwenkbar. Das kugelartige Glied --127-- (s. Fig. 6) ist im Inneren eines Anschlagringes --133-- angeordnet, der eine zylindrische Bohrung --134-- besitzt.
Das Glied --127-- besteht aus einem etwa halbkugelförmigen Ansatz, der gegen die Bohrung --134-- anschlagen kann, um das Ausmass, in dem der Taststift geschwenkt werden kann, zu begrenzen. Der Anschlagring --133-- ist im Gehäuse --50-- starr montiert.
Wenn der Taststift nach oben geschoben wird, nimmt er den Schieberkörper des Z-Achsen-Steuerschiebers mit. Der Taststift ist schwenkbar gelagert, so dass er die X-und Y-Schieberkörper längs ihren Achsen bewegt.
Ein Fräsen in einer Ebene an Stelle des dreidimensionalen Fräsens wird sichergestellt, wenn man einfach die Leitungen zum und vom Z-Achsen-Steuerschieber absperrt und nur die X-und Y-Ach-
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seitlichen Bewegungendes oberen Endes des Taststiftes --48-- am kugelartigen Glied --127-- und auch der Auf-und Abwärtsbewegung des Taststiftes Rechnung zu tragen. Die durch die Steueröffnung --175-- austretende Druckluft strömt in die Kammer von welcher sie in die Atmosphäre geleitet wird.
Die Röhre --168-- wird durch die Muffe --164-- unter der Wirkung der Welle --147-- gedreht, so dass die Vorsteuereinrichtung und die Steueröffnung vollkommen synchron gedreht werden. Die Lage der
Steueröffnung kann daher zur Bestimmung herangezogen werden, was mit der Vorsteuereinrichtung ge- schehen soll, und dies ist ja die Grundlage für ein automatisches Arbeiten der Vorrichtung. Zum besse- ren Verständnis der automatischen Betätigung dieser Vorrichtung wird auf Fig. 15 verwiesen, in der die drei Steuerschieber und ihre Zylinder zusammen mit einer Schwenkeinrichtung --180-- gezeigt sind, die dem kugelartigen Glied --125-- entspricht. Diese Schwenkpunktbezeichnung wird in andern der schematischen Darstellungen wiederholt werden.
Die Wirkung der Vorsteuereinrichtung ist durch den Pfeil-187-- angedeutet. Die Anschlusslei- tungen der Hydraulikzylinder sind durch die Linien-182, 183- angedeutet. Die Druckleitungen zu den Steuerschiebern sind durch die Linie --184-- angedeutet und die Ableitungen aus den Schiebern sind durch die Linien --185-- dargestellt. Der Teil-186-- deutet das untere Ende der Signalröhre an, die die Steueröffnung trägt. --187-- bezeichnet die mechanische Verbindung zwischen der Vorsteuereinrichtung und der Signalröhre. Der Motor --188-- dient zum Antrieb der Welle --147-- und kann auch verkehrt angeschlossen werden.
Der Vorsteuerantriebsmotor --188-- ist ein umkehrbarer Druckölmotor mit einem Paar Anschluss- leitungen --190, 191--, die zu den Anschlussrillen --192 bzw.193-- eines Umsteuerorgans --194-- führen, das dieselben Rillen hat wie der Steuerschieber in der Z-Achse. Es ist ein Vierwegschieber, der in seiner Nullage gezeigt ist. Dieser Schieber besitzt ein Gehäuse --195-- mit einer Gehäusebohrung --196--, in welcher ein Schieberkörper --197-- axial verschiebbar ist. Dieser ist über eine Zugstange --199-- an einer Membran --198-- befestigt. Die Stange-199-ist durch eine Öffnung --200-- in dem Schieberkörper geführt und an dessen linkem Ende (Fig. 16) befestigt.
Die Zugstange --199-geht durch eine Führungsbüchse --201--, gegenüber der sie durch eine Spannfeder --202-- abgestützt ist. Die Feder --202-- bewirkt, dass die Zugstange --199-- an der Membran --198-- anliegt und gegen einen Druck im vorderen Teil der Kammer --203-- wirkt. Die Druckluft wird von einer Druckluft- quelle--205-- zugeführt und strömt durch ein Nadelventil --206-- in die Kammer --203--. Der Druck in der Kammer --203-- bestimmt die axiale Stellung des Schieberkörpers im Umsteuerorgan --194--.
Wenn der Druck in der Kammer --203-- fällt, bewegt sich der Schieberkörper --197-- nach rechts, und wenn er ansteigt, bewegt er sich nach links gegen die Wirkung der Feder --202--. Die Kammer --203-wird durch eine Ableitung --207-- entleert, die ihrerseits zum Nippel --170-- führt und als ihre einzige AuslassstelledieSteueröffnung --175-- besitzt. Aus diesem Grund steuert die Steueröffnung --175-- den Druck in der Kammer --203--. Diese Verhältnisse sind in den Fig. 17, 18 und 19 gezeigt, die drei verschiedene Stellungen der Steueröffnung --175-- und der Bohrung --134-- veranschaulichen. Fig. 17 zeigt diese beiden in einem Abstand-"E"-voneinander, was als die Nullage angesehen wird.
Fig. 18 zeigt sie in einem Abstand der kleiner ist als--mE"--, und Fig. 19 in einem Abstand -"G"-, der grösser ist als
Das Manometer --208-- zeigt den von der geregelten Druckluftzuführung abgegebenen Druck an.
Das Manometer --209-- zeigt den jeweiligen Druck in der Kammer-203-- an. Wie aus diesen Figuren ersichtlich ist, ergibt sich für die Nullage eine mittlere Druckanzeige, die sich vom Abstand der Steueröffnung und der Bohrung --134-- herleitet. Wenn der Abstand sich verringert, erhöht sich der Druck in der Kammer --203--, und wenn der Abstand, wie in Fig. 19 dargestellt, sich vergrössert, wird der Druck niedriger. Diese Drücke werden wieder auf die Membran --198-- übertragen, so dass der Schieberkörper --197-- des Umsteuerorgans --194-- verschoben und damit der Drehsinn und die Geschwindigkeit des Motors --188-- bestimmt werden, wodurch sowohl die Signalröhre als auch die Vorsteuereinrichtung gedreht werden.
Fig. 20 zeigt schematisch die gewünschte Bewegung und die sich ergebenden Effekte in einer Ebene, z. B. der Ebene, die die X-Achse und die Z-Achse enthält. Der Fräser ist in Verbindung mit einem Werk- stück --210-- gezeigt, und der Taststift in Verbindung mit einem Modell --211--. Der Schwenkpunkt --180-- ist ebenfalls dargestellt, wie auch die Montageeinrichtungen für den X-Achsen-Steuerschieber --51-- schematisch erläutert sind. Auch der Ring --133-- ist gezeigt, zusammen mit dem kugelartigen Glied --127--. Die Anordnung --212-- ist eine Draufsicht auf den Ring. und die Anordnung --213-ist eine Draufsicht auf den Fräser.
Der Pfeil--214-- gibt die Vorspannkraft an, die notwendig ist, um den Taststift in der Richtung zu bewegen, die ihn verlagert, damit das Modell dem Taststift und das
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Werkstück dem Fräser näher kommt. Wie ersichtlich, ist der Taststift um den Schwenkpunkt --180-- schwenkbar, was bewirkt, dass die Öffnungen im Steuerschieber um eine Strecke --215-- verlagert wer- den. Das Ausmass dieserVerschwenkungwirddurch den Kontakt zwischen dem kugelartigen Glied-127- und der Bohrung --134-- beschränkt.
Die Bewegung, die sich auf Grund der Schiebereinstellung ergibt, verursacht, dass sich der Längs- schlitten nach rechts bewegt, bis das Modell den Taststift in seine aufrechte, zentrische Stellung zurück- führt, in welchem Augenblick der Fräser das Werkstück fräst. Derselbe Vorgang spielt sich in allen drei
Achsen ab und entspricht der Standardoperation eines Tasters.
Aus den vorstehenden Erläuterungen ist zu entnehmen, dass ein automatischer Betrieb der Vorrich- tung dadurch erreicht werden kann, dass man die Vorspannkraft ändert, so dass der Taststift das Modell aufsucht und dann eine Kraftkomponente ausübt, die bewirkt, dass der Taststift die Kante nachfährt. Ein solcher Vorgang ist in den Fig. 21-23 erläutert, worin wieder dieselben Zeichen aufscheinen, nämlich der Schwenkpunkt --180-- des Taststiftes, die Anordnung --216-- als der Kontaktpunkt des Taststiftes mit dem Modell, --127-- als das obere, kugelartige Glied und --134-- als die Bohrung des Anschlag- ringes. Der Pfeil --141-- gibt wieder die Richtung der Vorspannkraft an und der Pfeil --217-- deutet die resultierende Richtung der Bewegung des Schlittens an.
Gemäss Fig. 21 ist es erwünscht, das Modell zu suchen, und die Richtung der Vorspannkraft ist in einem Winkel von 450 zum Taststift angeordnet, wodurch sowohl derX-Schieber als auch der Y-Schie- ber geöffnet und der Schlitten und das Werkstück in Richtung zum Schwenkpunkt--180-- bewegt werden, wie durch den Pfeil --217-- angedeutet ist. Wenn das Modell gegen den Taststift stösst und ihn in seine
Normallage zurückführt, dann wirkt die Vorspannkraft derart, dass sie den Taststift nur entlang der
Y-Achse bewegt, da sie ihn nicht in das Modell hineinpressen kann.
In diesem Fall wird, wie ersichtlich, der Schieber --51-- geschlossen, wogegen der Schieber --52-- offen bleibt, und der Taster bewegt sich entlang dem Model in der Y-Achse in Fig. 22, wobei sich der Schlitten in der durch den
Pfeil --218-- angegebenen Richtung bewegt, um diese Relativbewegung herbeizuführen.
Fig. 23 erläutert den Bereich des Vorspannwinkels, der im allgemeinen beim Betrieb der Vorrichtung als sicher und wirksam angesehen werden kann, welcher Bereich im wesentlichen zwischen 30 und 600 von der Normalen zu der nachzufahrenden Oberfläche liegt. Fig. 24 zeigt, was geschieht, wenn die Vorrichtung zu einer Aussenecke gelangt. In diesem Fall ist es notwendig, dass die Vorspannkraft verlagert wird und sich entgegen dem Uhrzeigersinn bewegt, so dass die Vorspannkraft wieder in einem Winkel von etwa 450 zu der Normalen von der abzutastenden Oberfläche ausgeübt wird, und wieder sind sowohl der X- als auch der Y-Schieber offen.
Es ist ersichtlich, dass dieser Abtastvorgang rund um den gesamten Umfang des Modells gehen kann, und dies ist in Fig. 25 erläutert, worin die Vorspannkraft, wie sie auf den Taststift --48-- einwirkt, durch Pfeile --141-- angedeutet ist.
Eine vollkommenere Darlegung, die in grösserem Detail die relativen Positionen des Taststiftes, der Vorspannkraft und des Spaltes an der Steueröffnung wiedergibt, ist in den Fig. 26 - 33 enthalten.
Wieder ist die Bohrung --134-- als Kreis gezeigt, ferner ist dargestellt, wo die Steueröffnung --175-- mündet. Der Schwenkpunkt --180-- entspricht der Lage des kugelartigen Gliedes --125-- und der Kreis --216-- ist die Spitze des Taststiftes. Fig. 26 zeigt die Stellung, wenn eine ebene Fläche abgetastet wird, wobei die Vorspannkraft --141-- in einem Winkel von 45 zu der Oberfläche, längs der das Abtasten erfolgt, wirkt. Es besteht dann, wie aus Fig. 27 ersichtlich ist, ein Spalt zwischen der Steueröffnung --175-- und der Bohrung --134--, der die Nullage definiert. Als nächstes ist in Fig. 28 ein Abtasten rund um die äussere Ecke gezeigt, wobei zuerst die Ecke erreicht wird.
Es ist ersichtlich, dass der Taststift plötzlich auf eine 150ige Ecke trifft und nun in einem Winkel von nur 300 zur abzutastenden Oberfläche sich befindet. Dadurch wird der Spalt, wie in Fig. 29 gezeigt, kleiner und der Druck in der Kammer --203-- grösser. Als Folge davon hat der Motor --188-- dann sowohl die Vorsteuereinrichtung als auch die Muffe --164-- gedreht, so dass die Stellungen der Vorsteuereinrichtung und der Steueröffnung zueinander, wie sie in Fig. 26 gezeigt sind, wiederhergestellt sind, ausser dass sie um 150 verdreht sind. Dieser Zustand ist in Fig. 30 gezeigt, und das 45 -Verhältnis ist wiederhergestellt.
Fig. 32 erläutert, was sich beim Abtasten einer Innenecke abspielt, wenn der Vorspannwinkel zu gross ist. Wenn man z. B. eine Innenecke von 150 annimmt, befindet sich der Taststift nun plötzlich in einem Winkel von 600 zu der abzutastenden Oberfläche, was den Spalt, wie in Fig. 33 gezeigt, vergrössert, wodurch der Steuerdruck abfällt, was bewirkt, dass das Umsteuerorgan den Motor --188-- umgekehrt antreibt und die Stellungen der Steueröffnung und der Bohrung --134-- zueinander wieder so einstellt, wie in den Fig. 26 und 27 gezeigt, nur um 150 im Uhrzeigersinn gedreht. Aus vorstehenden
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Ausführungen ist zu entnehmen, dass der Taster automatisch Innen- und Aussenecken abtasten bzw. nach- fahren kann und zu einer Beibehaltung der Nullage tendiert.
Die Funktion des erfindungsgemässen Tasters dürfte aus den vorstehenden Erläuterungen klar her- vorgehen. Die Geschwindigkeit kann entweder durch Entfernung oder durch Austauschen des Anschlagringes mit verschiedenen Grössen der Bohrung-134--, so dass das Spiel zwischen dieser und der Steuer- öffnung eingestellt wird, geregelt werden, oder sie kann bei Verwendung von Schiebern mit eingekerb- ten Schieberkörpern mit Hilfe des erläuterten Einstellzuges eingestellt werden. In ähnlicher Weise kann der Taster für händisches dreidimensionales und 3600-Arbeiten und für automatisches 3600-Arbeiten eingerichtet werden, indem man einfach das in Fig. 15 im einzelnen veranschaulichte Steuersystem be- tätigt.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Taster für hydraulisch angetriebene Nachformwerkzeugmaschinen, bestehend aus einem Gehäu- se mit drei aufeinander senkrecht stehenden Bohrungen, von denen die beiden horizontalen Bohrungen zur Aufnahme von Steuerschiebern dienen und in einer lotrechten Bohrung ein Taststift mittels eines
Kugelgelenks gelagert ist, der mit den Schieberkörpern verbunden ist und dem eine von einem Druck- ölmotor angetriebene Vorsteuereinrichtung zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass im
Tastergehäuse (50) in der Verlängerung des Taststiftes (48) eine Röhre (168) verdrehbar gelagert ist, welche mit ihrem oberen Ende in eine Druckluftkammer (169) ragt, an ihrem unteren Ende hingegen eine Steueröffnung (175) aufweist und mit dem Taststift (48) auf Verschwenken quer zur Röhren- bzw.
Taststiftachse gekuppelt ist und zwischen den beiden Enden über ein Getriebe (161, 162, 163) von dem
Antrieb (147) der Vorsteuereinrichtung (135) angetrieben ist, dass die Röhre (168) im Bereich der Steuer- öffnung (175) von einer im Tastergehäuse (50) angeordneten zylindrischen Bohrung (134) umgeben ist und dass schliesslich in die beiden Leitungen (190, 191) zum Druckölmotor (188) ein druckluftbetätigtes
Umsteuerorgan (194) eingebaut ist, dessen Luftdruck vom Abstand der Steueröffnung (175) von der Wand der Bohrung (134) abhängig ist.
2. Taster nachAnspruch l, dadurch gekennzeichnet, dass an der Röhre (168) mindestens ein biegsamer Abschnitt (173, 174) vorgesehen ist, der dieser ein Auslenken und eine Längsverstellung zur Anpassung an die Bewegungen des Taststiftes (48) gestattet.