Hydraulische Steuervorrichtung an einer Kopier-Werkzeugmaschine. Die Erfindung betrifft eine hydraulische Steuervorrichtung an einer Kopier-Werkzeug maschine mit zwei Arbeitskolben, welche durch von einem Kopiertaster gesteuerte Druckflüssigkeit beeinflussbar und mit einem Träger des Werkzeuges bzw. einem solchen für das Werkstück verbunden sind.
Bekannte Steuerungen dieser Art haben den Nachteil, dass, wenn der Kopiertaster beim Zusammen wirken mit steilen Konturen der Arbeits schablone seitlich ausweicht, ein dem Kopier taster zugeordneter Steuerschieber nur mit Verzögerung reagiert, so dass sich ein toter Weg ergibt, dessen Überwindung erst durch zusätzliche Bewegungen des Kopiertasters möglich wird; die demgemäss in der Steuer bewegung eintretenden Verzögerungen füh ren zu entsprechenden Ungenauigkeiten in der Kopierarbeit.
Die hydraulische Steuervorrichtung ge mäss der Erfindung besitzt für die Steue rung des Flüssigkeitslaufes einen vom Ko piertaster beeinflussbaren Steuerschieber, der in einer Steuerbüchse angeordnet ist, welche in solcher Bewegunsgverbindung mit dem Kopiertaster steht, dass bei seitlichem Auswei chen des Kopiertasters bei seinem Verschie ben über die Schablone die erwähnte Steuer büchse so verschoben wird, dass sie die Funk tion des Steuerschiebers übernimmt.
Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungs gegenstandes ist in der Zeichnung veran schaulicht. Es zeigt; Fig. 1 eine Kopier-Fräsmaschine mit hy draulischer Steuervorrichtung im Aufriss, mit schematischer Darstellungsweise der letzteren, Fig.2 in grösserem Massstab im Axial schnitt den Teil des Arbeitskopfes der Ma schine mit dem Kopiertaster und dem Steuer schieber, Fig.3 in grösserem Massstab im Längs schnitt den Teil der Steuervorrichtung mit dem Hilfsschieber und diesem zugeordneten Schiebern, und Fig.4 in einer der Fig.3 ähnlichen Teildarstellung eine andere Aus führungsform des Wendeschiebers der Steuer vorrichtung.
In Fig.1 bezeichnet 1 eine der Kopier- Fräsmaschine zugeordnete Niederdruckpumpe, welche dazu dient, Druckflüssigkeit aus dem Vorratsbehälter 2 durch die Leitung 3 dem im Gehäuse 4 angeordneten Steuerschieber 5 zuzuführen. Der Steuerschieber 5 erhält seine Bewegung durch den Kopiertaster 6, wenn dieser beim Betrieb der Fräsmaschine die Arbeitsschablone 7 abtastet, die auf den Ar beitstisch 8 aufgespannt ist.
Der Arbeits tisch 8 bildet den obern Teil eines Kreuz- sehlittens, dessen am Maschinenständer ver schiebbar geführter unterer Teil 8' mittels auf der Zeichnung nicht ersichtlicher Spin del und Mutter jeweils vor Arbeitsbeginn in der erforderlichen Weise zur Zustellung der Schablone bezüglich des Tasters verschoben wird. In der Folge bleibt der untere Schlitten $' stehen, wogegen der obere Schlitten, das heisst der Arbeitstisch 8, mittels später erläu terter Mittel bei jedem Arbeitshub um einen bestimmten Betrag selbsttätig ruckweise quer zur Arbeitshubrichtung verschoben wird, was ein streifenweises Abtasten der Schablone zur Folge hat.
Der Arbeitstisch 8 trägt auch das Werkstück 9, welches durch den Fräser 10 entsprechend der Arbeitsschablone zu bear beiten ist. Der Fräser 10 ist im Gehäuse 11 gelagert, das durch ein Querstück 12 mit dem Steuerschiebergehäuse 4 zu einem Arbeits schlitten vereinigt ist, welcher an einem am Maschinenständer vorgesehenen Träger 13 quer zur Verschieberichtung des Arbeits tisches 8 auf dem Schlitten 8' verschiebbar geführt ist; die Verschiebung des Arbeits schlittens am Träger 13 ergibt die Arbeits hübe und wird selbsttätig auf hydraulischem Weg über den Steuerschieber 5 bewerkstel ligt;
sie erfolgt jeweils dann, wenn im Steuer schiebergehäuse 4 infolge annähernden oder gänzlichen Schliessens der Leitungen 14 und 15 durch den Steuerschieber 5 eine Stauung des Flüssigkeitslaufes bewirkt wird, das heisst, wenn zufolge annähernd oder genau horizon taler Konturen des in Abtastung befindlichen Schablonenstreifens der Schieber 5 nicht be wegt wird und daher in der Mittellage (vgl. Fig. 1) verharrt.
Aus der senkrechten Bewegung des Ta sters 6 ergibt sich also die Einstellung des Steuerschiebers 5, durch welche die Zulei tung von Dreckflüssigkeit vom Gehäuse 4 aus über die Leitung 14 oder 15 zum Füh rungsraum eines Kolbens 16 gesteuert wird, um von der einen oder andern Seite her auf den Kolben 16 einzuwirken. Dies hat. entspre chende Einstellung des Kolbens 16 zur Folge, dessen eine Endteil als Hilfsschieber 17 aus gebildet ist. 18 ist eine den Führungsraum des Steuerschiebers 5 im Gehäuse 4 mit dem Vor ratsbehälter 2 verbindende Rückleitung für die Druckflüssigkeit.
Eine Hochdruckpumpe 19 dient dazu, Druckflüssigkeit aus dem Vorratsbehälter 2 durch die Leitung 20, in welche ein Drossel ventil 21 eingebaut ist, dem Führungsraum des Hilfsschiebers 17 zuzuführen. Dieser Füh- rungsraum steht durch zwei Leitungen 22 und 23 mit dem lotrecht im Maschinenständer an geordneten Zylinder 24 in Verbindung, in welchem sieh der Kolben 25 befindet.. Dieser Kolben 25 wird durch den Schieber 17 beein flusst und bewegt den Schlitten 8' und den Tisch 8 in senkrechter Richtung in Abhängig keit von den senkrechten Bewegungen des Tasters beim Abtasten der Schablone beim Kopiervorgang.
In entsprechender Stellung des Hilfsschiebers 17 wird die aus der Leitung 20 ankommende Druckflüssigkeit aus dem Führungsraum des Hilfsschiebers 17 durch die Leitung 22 oder 23 dem Zylinder 24 zu geführt zwecks senkrechter Bewegung des Kolbens 25 im einen oder andern Sinne. Aus dem Führungsraum des Hilfsschiebers 17 kann die Druckflüssigkeit. über zwei Kanäle 26 und 27, welche an eine gemeinsame Rück leitung 28 angeschlossen sind, in den Vorrats behälter 2 zurückfliessen. Der Führungsraum des Hilfsschiebers 17 ist durch einen Quer kanal mit einem Raum verbunden, in welchem sich ein federbelastetes Ventil 29 befindet (siehe auch Fig. 3).
Dieser Raum steht durch einen zweiten Querkanal 57 mit dem Füh rungsraum eines zum Hilfsschieber 17 par allel. angeordneten Wendeschiebers 30 in Ver bindung.
Wenn der Hilfsschieber 77 in Mittelstel lung steht (Fig.1) oder aus dieser nur wenig verschoben ist, welche Stellung sich beim Schliessen der Leitungen 7.4, 7.5 im Gehäuse 4 einstellt, wird in seinem Führungsraum die I>ruckflüssigl,:eit gestaut, welche durch die Leitung 20 in durch das Drosselventil 21 in der Zeiteinheit dosierter Menge unter ver hältnismässig hohem Druck ankommt, da keine bzw. nur wenig Druckflüssigkeit zum Kolben 25 gelangt.
Der Wendeschieber 30 wird mittels durch die Pufferventile 60, 61 gesteuerter Druck flüssigkeit verschoben, welche Ventile durch nicht gezeichnete Anschläge, die in Verbin dung mit dem Gehäuse 4 stehen, abwechs lungsweise am Ende jedes Arbeitshubes des Arbeitsschlittens betätigt werden. Der Sehie-, ber 30 wird in der Führungsbohrung stets von einer Endlage in die andere gepresst, wo er jeweils bis zur Betätigung des andern Puf ferventils verharrt, so dass eine Einstellung vor Arbeitsbeginn nicht erforderlich ist.
-In folge des entstehenden Überdruckes bei der Stauung der Druckflüssigkeit im Führungs raum des Schiebers 17 wird das Ventil 29 entgegen seiner bei vom Hilfsschieber ganz freigegebenen Kanälen 22, 23 das Ventil ge schlossen haltenden Federbelastung geöffnet, so dass Druckflüssigkeit zum Wendeschieber 30 gelangt, um dann je nach dessen Stellung von der einen oder andern Seite auf einen zum Wendeschieber 30 parallel angeordneten Regulierschieber 31 entgegen der betreffenden der beidseitigen Federbelastungen dieses Schiebers zu drücken.
Dieser Regulierschieber 31 wird dann gerade um so viel verschoben, (lass die Druckflüssigkeit entweder durch die Leitung 32 oder 33 zu dem im Träger<B>1.3</B> vor gesehenen waagrechten Vorschubzylinder 34 gelangt, wobei der in diesem angeordnete Kol ben 35 samt dem Arbeitsschlitten mit Fräser und Taster für einen horizontalen Arbeits hub, entsprechend der Seite des Zuflusses der Druckflüssigkeit vorwärts oder rückwärts be wegt wird; die auf der andern Seite des Kol bens 35 befindliche Druckflüssigkeit wird in der Folge durch die andere Leitung 33 bzw. 32 zum Vorratsbehälter 2 zurückgedrängt.
Wenn durch Öffnen des Ventils 29 Druck flüssigkeit dem Arbeitskolben 35 zugeführt wird, erfolgt eine Bewegung des Arbeits schlittens quer zum Schlitten B. Wenn bei der Verschiebung des Arbeitsschlittens gegenüber der Schablone oder des Schlittens 8 mit der Schablone quer zur Verschieberichtung des Arbeitsschlittens der Tastbolzen 6 auf eine steile Wand des Profils, wie z. B. die Kontur 7 'der Arbeitsschablone 7, auftrifft bzw. durch den von genannter Wand dargebotenen Wi derstand in seiner Bewegung aufgehalten wird, so weicht der Taster seitlich aus, wo durch die den Steuerschieber 5 führende Steuerbüchse 43 auf dem Schieber 5 axial verschoben wird.
Bei zur Horizontalen schwach geneigten Konturen der Schablone wird demnach der Schieber 5 verschoben und die Büchse 43 steht bezüglich des Gehäuses 4 still; bei steilen Konturen dagegen bleibt der Schieber 5 stehen, und die Steuerbüchse 43 wird auf ihm im Gehäuse verschoben, so dass der Steuervorgang ohne Verzögerung weiter läuft.
Der Taster 6 ist durch einen Bolzen gebil det, welcher gemäss Fig. 2 im Gehäuse 4 auf untern und obern Rollen 36 bzw. 37 axial verschiebbar geführt ist, von denen die letz teren an einer am Gehäuse in nicht gezeich neter Weise fest angeordneten Tragplatte 38 gelagert sind. Oben ist dem Tastbolzen 6 durch einen Kopf 39, Druckfeder 40, Stütz hülse 41 und Stützkugel 42 eine elastische und begrenzt gelenkige Verbindung mit dem Steuerschieber 5 gegeben; es ist dies eine Verbindung, die ein Pendeln des Tastbolzens 6 bei den Ausweichbewegungen innerhalb gewisser Grenzen gestattet.
Der Steuerschie ber 5 ist in der im Gehäuse 4 verschiebbar angeordneten Steuerbüchse 43 angeordnet, die einen axialen, obern Schaft 44 besitzt, an dem eine auf einer Jochplatte 45 auf dem Gehäuse 4 sich abstützende Druckfeder 46 wirksam ist, wodurch der Schaft 44 mit sei nem halbkugeligen Ende in Eingriff mit einer Vertiefung einer Widerlagerplatte 47 gehal ten wird.
Mit der Widerlagerplatte 47 stehen über Muttern 48, die mit kugeliger Stirn fläche auf der Platte 47 aufliegen, Zugstan gen 49 in Verbindung, die anderends durch ebenfalls kugelige Auflageflächen aufwei sende Köpfe 50 an einer Hängeplatte 51 an greifen, welche die untern Führungsrollen 36 des Tastbolzens 6 trägt; durch die Zugstan gen 49 ist. der Hängeplatte 51 pendelnde Auf hängung im Gehäuse 4 gegeben. Zwischen der Hängeplatte 51 und der im Steuerschieber gehäuse 4 in nicht gezeichneter Weise ver ankerten Halteplatte 52 sind Stützkugeln 53 vorgesehen, welche in an beiden Platten 51, 52 vorhandenen Sitzen liegen.
Wenn der Tastbolzen 6 bei den horizon talen Kopierbewegungen infolge Abtastens entsprechend steiler Konturen, wie z. B. Kon tur 7' an der Arbeitsschablone 7 quer zu sei ner Achse weggedrängt wird, dann wird über die untern Führungsrollen 36 des Tastbolzens 6 die Hängeplatte 51 entsprechend quer aus ihrer Mittellage im Gehäuse 4 verstellt. In folgedessen werden die Stützkugeln 53 dem gemäss aus ihren an der Halteplatte 52 vor handenen Sitzen verschoben, wodurch sich der Abstand der Hängeplatte 51 von der Halteplatte 52 entsprechend vergrössert.
Durch die hierbei sich abwärts bewegende Hängeplatte 51 wird über die von ihr mit bewegten Zugstangen 49 und die Widerlager platte 47 und über den Schaft 44 die Steuer büchse 43 auf dem Steuerschieber 5 axial ab wärts geschoben, wobei sie die Funktion des Steuerschiebers 5 übernimmt.
Gemäss Fig. 3 befindet sich der Regulier schieber 31 zwischen zwei Büchsen 54 und 55, an denen je eine Druckfeder 56 wirksam ist; die Druckfedern 56 sind bestrebt, den Regu lierschieber 31 in der gezeichneten Mittelstel lung zu halten.
Der Wendeschieber 30 hat im Mittelteil eine Queröffnung 58, welche zu einer durch gehenden axialen Längsbohrung 59 führt, so dass durch das geöffnete Ventil 29 zuflie ssende Druckflüssigkeit auf die beiden Stirn seiten des Wendeschiebers 30 strömt. Die bei den bereits erwähnten, dem Wendeschieber zugeordneten Pufferventile 60 und 61 sind in den Stirnwänden der zwei Endkammern des den Wendeschieber 30 enthaltenden Füh rungsraumes angeordnet und als Kegelventile ausgebildet, welche in Schliesslage mit ihrem Schaft aus der entsprechenden Seitenwand des Gehäuses 4 herausragen.
Wenn am Ende der Arbeitsgänge des Schlittens 4, 11, 12 je weils eines von den beiden Kegelventilen (60 und 61) zufolge Auftreffens seines Schaftes auf dem betreffenden Anschlag am Gehäuse 4 geöffnet wird (die Anschläge können zum Beispiel einstellbare Puffer sein), dann ent strömt der betreffenden Endkammer (unter entsprechender Druckverminderung in der selben) Druckflüssigkeit, welche ihren Weg über einen Kanal 62 und eine an die Rück leitung 28 angeschlossene Zweigleitung 28' (Fig. 1) zum Vorratsbehälter 2 nimmt. Die Anschläge bzw. Puffer dienen also dazu, über den Wendeschieber 30 die jeweilige Bewe gungsumkehr des Kolbens 35 (Fig. 1) und damit die horizontale Vorschubbewegung des Arbeitsschlittens -1, 11, 12 in der einen oder andern Richtung zu veranlassen.
Es ver schiebt sich der Wendeschieber 30 jeweils in Richtung gegen das geöffnete Ventil 60 bzw. 61, wodurch in der Folge der Zufluss von Druckflüssigkeit auf die eine oder andere Seite des Regulierschiebers 31 stattfindet und dementsprechend der Lauf der Druckflüssig keit zum Vorschubzylinder 34 des Arbeitskol bens 35 bestimmt wird. Damit Druckflüssig keit im Vorschubzylinder 34 wirksam werden kann, muss dieselbe die Kraft der an der in der jeweiligen Verschieberichtung des Schie bers 31 vor diesem liegenden Büchse 54 bzw. 55 wirksamen Druckfeder 56 überwinden.
Es entstehen deshalb zu den Anschlussleitungen 32 und 33 für die Druckflüssigkeit nur ver hältnismässig enge Durchflussöffnungen, wo durch ein dem Druck auf die in der Bewe gungsrichtung des Arbeitskolbens 35 hintere Kolbenseite, das heisst die Arbeitsseite des Kolbens, gegengesetzter Druck auf dessen Vorderseite gewährleistet. ist, was ruhige Ar beitsweise ergibt.
Da. der Steuerschieber 5 (Fig. 2) verhält nismässig niedrigem Flüssigkeitsdruck von der Pumpe 1 unterstellt ist, arbeitet der Tast- bolzen 6 mit, entsprechend geringem Tast- druck, so dass er leicht anspricht, was im Zusammenwirken mit den beschriebenen, zur Steuerung des Flüssigkeitslaufes zu den bei den Arbeitskolben 25 und 35 dienenden Mit teln ein entsprechend genaues Arbeiten er gibt.
Die Ausführung kann so sein, dass, wenn der Taster eine Profillinie auf der Arbeits schablone mit einem Neigungswinkel von 450 abtastet, der Hilfsschieber in eine Stellung gelangt, dass Druckflüssigkeit gleichmässig beiden Arbeitskolben zugeführt wird und zum Beispiel bei einem Neigungswinkel von 3011 zur Horizontalen etwa ein bzw. zwei Drittel des Druckflüssigkeitsstromes dem Kolben für den senkrechten bzw. dem für den horizontalen Arbeitshub zugeführt werden.
Die selbsttätige Verschiebung des Arbeits tisches 8 auf dem Schlitten 8' quer zur Ver- schieberichtung des Arbeitsschlittens 4, 11., 12 und somit der Quervorschub des Fräsers 10 auf dem Werkstück kann mechanisch oder mittels eines Zeitschalters durch Motorkraft geschehen, oder mittels hydraulisch oder me- clanisch arbeitender, durch den jeweiligen Wendevorgang der Bewegung des Schlittens 11, 1.2 ausgelöster Mittel bewirkt werden.
Bei der Ausführungsvariante gemäss Fig. 4 ist der Wendeschieber 30 unter dem Einfluss einer ihn in der einen Richtung zu verschie ben trachtenden Druckfeder 63 und durch eine Gelenklasche 64 mit dem freien Ende eines als Anker eines Elektromagnetes 66 die nenden Hebels 65 verbunden; die in bezug auf den Führungsraum des Wendeschiebers 30 quer von diesem Raum abzweigenden Ka näle 67 und 68 dienen zur Verbindung mit dem nicht gezeichneten Führungsraum des Regulierschiebers.
Durch Schliessen des Strom kreises des Elektromagnetes 66 infolge Be tätigung eines Kontaktes durch den Schlit ten -l, 11, 12 am Ende seines einen Arbeits ganges wird der Elektromagnet erregt und somit der Anker 61 angezogen, wodurch der Wendeschieber 30 entgegen der Wirkung der Feder 63 axial verschoben wird und eine Än derung des Flüssigkeitslaufes zum Zylinder 31 bewirkt; beim Unterbrechen des erwähn ten Stromkreises durch den Schlitten, wenn er das Ende des entgegengesetzt gerichteten Arbeitsganges erreicht, wird der Wendeschie ber 30 unter der Einwirkung der Feder 63 in zur vorherigen Verschiebung entgegenge setzter Richtung axial verschoben, behufs er neuter Änderung des Flüssigkeitslaufes.