DE1209405B - Taster zum Nachformen von gekruemmten Flaechen - Google Patents

Description

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Deutsche KL: 49 b-5/05

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

1209 405
M46418Ib/49b
30. August 1960
20.Januar 1966

Die Erfindung betrifft einen axial beweglichen Taster zum Nachformen im Pendelzeilenverfahren von gekrümmten Flächen auf Fräsmaschinen, bei denen neben einer vom Taster gesteuerten Beweglichkeit zwischen dem Träger eines scheibenförmigen Stirnfräsers und demjenigen des Werkstückes in Fühlvorschubrichtung eine Schwenkbarkeit dieser Teile gegeneinander in zwei unter 90° stehenden Ebenen vorhanden ist.

Bekannt ist eine Maschine zum Kopieren von Randflächen, bei der an einem verstellbaren und gleichzeitig auch das Werkzeug haltenden Maschinenteil ein festes Taststück angebracht ist, während daneben ein sogenannter Tasthebel vorgesehen ist, der eine zusätzliche Tischdrehung bewirkt. Bei dieser Maschine soll die Tangente im Berührungspunkt zwischen Fühler und Schablone immer in Richtung der Führung eines sowohl das Werkzeug als auch den sogenannten Leitapparat tragenden Schlittens liegen, wobei diese Richtung sich also aus dem Aufbau der Maschine ergibt. Es sollte mit dieser Maschine ermöglicht werden, nach einer unregelmäßig gekrümmten Außenkurve eine Innenkurve oder umgekehrt ohne wesentliche Verzerrung herzustellen. Es handelt sich hierbei um ein Umrißkopieren mit einem Walzenfräser.

Zum Nachformen räumlicher Flächen sind weiterhin mit Fühlstiften oder Stellschrauben arbeitende Tastorgane vorgeschlagen worden. So ist eine hydraulische Nachformsteuerung bekannt, bei welcher Steuerschieber durch mechanische Übertragungsglieder von einer Scheibe aus verstellt werden. Die Scheibe wird von Schrauben durchgriffen, die das Modell berühren. Es ist hierbei nur eine punktförmige Auflage an drei, größeren Abstand voneinander aufweisenden Stellen vorhanden. Äußerst nachteilig ist dabei, daß wegen der punktförmigen Auflage Unebenheiten der Modelloberfläche sofort auf das Werkstück übertragen werden. Durch zur Übertragung vorgesehene lange und Abstand voneinander aufweisende Stangen für die Steuerung der Schwenkbewegungen und Vorschubbewegungen ist die Gefahr unerwünschter Maßabweichungen im Kopierergebnis gegeben. Ferner ist für die Betriebssicherheit einer solchen Einrichtung nachteilig, daß sich die einzelnen Elemente leicht verkanten und klemmen können. Die gesamte Einrichtung ist darüber hinaus sperrig und relativ groß, was sich naturgemäß unvorteilhaft auf die Arbeitsverhältnisse auswirkt. Ungünstig ist weiterhin, daß die Einstellung des Fräsersturzes, also der jeweils gewünschten Neigung des Werkzeuges, umständlich ist und besondere Taster zum Nachformen von gekrümmten
Flächen

Anmelder:

Maschinenfabrik Froriep G. m. b. H., Rheydt - -

Geschicklichkeit erfordert. Wegen der gegebenen

ίο Größe der Scheibe ist bei dieser bekannten Anordnung kein Arbeiten mit Fräsköpfen unterschiedlichen Durchmessers möglich, bzw. das Kopierverhältnis läßt sich nicht ohne weiteres nach Wunsch ändern. Ein nicht vorveröffentlichter Vorschlag sieht bei einem Taster für Nachformwerkzeugmaschinen mit sich drehendem Werkzeug vor, auf einem kardanisch beweglichen, den Tastbolzen für die Tiefenbewegung umgebenden Ring drei um 120° versetzte Tasterstifte anzuordnen, wobei dieser Ring über drei entsprechend

ao versetzte Führungsstangen einen weiteren kardanisch beweglichen Ring verstellt, der seinerseits nach Maßgabe einer Schwenkung der Tasterachse um 90° versetzte Kontaktfedersätze steuert.
Mit der Erfindung soll nun ein Taster geschaffen werden, der die bei bekannten Ausführungen vorhandenen Nachteile vermeidet und sich außerdem durch einfachen Aufbau und leichte Anpassungsfähigkeit an die verschiedenen Bedarfsfälle auszeichnet.

Zu diesem Zweck sieht die Erfindung eine axial am Taster angesetzte Tasterspitze vor, die in einem allseitig schwenkbaren Träger für einen der Form des Fräsers entsprechenden Tastteller endigt, der vier je um 90° versetzt angeordnete Kontakte trägt, die in axialer Richtung elastisch in Anlage stehen mit vier auf einem am Schaft der Tasterspitze befestigten Tragkörper angeordneten Gegenkontakten, von denen diagonal gegenüberliegende Kontaktpaare die Schwenkrichtungen der Bewegungen zwischen Fräser und Werkstück bzw. Taster und gekrümmter Modellfläche in den beiden im Winkel von 90° zueinander stehenden Schwenkebenen bestimmen.

Durch eine solche Ausbildung sind alle Voraussetzungen für ein einwandfreies und genaues Arbeiten gegeben. Maßabweichungen, wie sie sonst durch mechanische, im Abstand voneinander angeordnete Elemente entstehen können, sind ausgeschlossen. Durch das Aufliegen des Tasttellers auf dem Modell ist Unabhängigkeit von der Oberflächenbeschaffenheit des letzteren erreicht, so daß also einzelne Unebenheiten nicht auch auf das Werkstück übertragen werden. Da der Tastteller ein einfaches und leicht

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austauschbares Element darstellt, ist es ohne Schwie- Zylinderkopfpaßschraube 4 befestigt. Der Kopf der

rigkeiten möglich, je nach Wunsch mit verschiedenen Schraube 4 liegt dabei an einer Schulter eines durch

Werkzeugen zu arbeiten, da für jede Größe der ent- einen rohrförmigen Teil gebildeten Tragkörpers 5 des

sprechende Tastteller eingesetzt werden kann. So ist Zusatztasters an. Auf dem Tragkörper 5 ist mittels

es auch ohne weiteres möglich, den Tastteller bei 5 Wälzlager 6 eine Hülse 7 axial verschiebbar gelagert,

gleichzeitiger Veränderung des Kopierverhältnisses an der ein Kontaktring 8 befestigt ist. Auf der

sehr klein zu machen und damit die Fertigungs- vorderen Seite des Kontaktringes 8 sind auf zwei

genauigkeit, soweit sie vom Taster abhängig ist, rechtwinklig zueinander liegenden Durchmessern vier

erheblich zu steigern. Für die Wahl des Kopierver- Kontakte 9', 10' angebracht (der vordere Kontakt ist

hältnisses bestehen vom Taster her keine besonderen io nicht sichtbar). Die Gegenkontakte 9", 10" befinden

Einschränkungen. Sehr günstig ist es weiterhin, daß sich an einem halbkugelförmigen Teil 11, der durch

in Verbindung mit dem erfindungsgemäßen Taster ein übliches Wellengelenk 12 mit einer Verlängerung

für die Vorschubsteuerung ein handelsüblicher Taster des Tragkörpers 5 verbunden ist. Ein Kontakt bildet

verwendet werden kann. mit seinem Gegenkontakt jeweils einen Kontakt-

Eine besonders vorteilhafte Ausführung besteht 15 satz 9', 9" bzw. 10', 10". Die Kontaktsätze 9', 9" und

gemäß der Erfindung darin, daß Kontakte diagonal die Kontaktsätze 10', 10" liegen jeweils auf einem

gegenüberliegender Kontaktpaare an getrennten, auf Durchmesser und bilden ein Kontaktsatzpaar. Um

dem Tragkörper axial zum Taster verschiebbaren die Kontakte dauernd geschlossen zu halten, ist eine

Hülsen angeordnet sind. Schraubenfeder 13 vorgesehen, die sich an einem

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist 20 rückwärtigen Ansatz 14 des Tragkörpers 5 abstützt der Tastteller an dem schwenkbaren Träger unter und eine Druckkraft auf die Hülse 7 ausübt. Die einem dem gewünschten Sturz der Fräserspindel ent- Feder 13 dient dabei gleichzeitig dem Gewichtsaussprechenden Winkel zur Tasterachse befestigt. Es gleich für die schwenkbaren Teile des Zusatztasters, ergibt sich dadurch auf außerordentlich einfache d. h. für den halbkugelförmigen Teil 11 und einem Weise der geforderte Sturz des Fräswerkzeuges, und 25 von diesem gehaltenen Tastteller 15. Durch einen die es ist ohne jede Schwierigkeit und besondere Einstell- Hülse 7 durchgreifenden Stift 17 wird das System maßnahmen möglich, den Tastteller beliebig auszu- gegen Verdrehung gesichert.

wechseln und dennoch immer wieder die jeweils ge- Der Tastteller 15 ist an dem halbkugelförmigen

wünschten Winkel zu erhalten. Teil 11 mit einer Zylinderkopfpaßschraube 16 be-

Der erfindungsgemäße Taster kann sehr prak- 30 festigt. Er weist gegenüber der Tasterachse eine dem

tisch in der Weise ausgebildet werden, daß der den Sturz des Kopierwerkzeuges entsprechende Neigung

Tastteller tragende vordere Tasterteil die · Form auf. Bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführung besteht

einer Kugelkalotte hat, gegen deren Oberfläche eine der Tastteller 15 aus einem mittleren Teil 15' aus

an einem Tastergehäuse vorgesehene Dichtungs- leichtem Werkstoff, z. B. Leichtmetall, und einem an

manschette anliegt. Hierdurch läßt sich der Taster 35 diesem durch Schrauben befestigten ringförmigen

völlig kapseln und gegen Staub und Verunreinigungen Teil 15" aus verschleißfestem Werkstoff. Die Neigung

schützen, ohne daß seine Wirkungsweise in irgend- des Tasttellers läßt sich bei Bedarf sehr einfach da-

einer Hinsicht beeinträchtigt wird. durch verändern, daß keilartig geschliffene Beilagen,

Besonders vorteilhaft ist es gemäß einem weiteren z. B. in die Trennfuge zwischen den beiden Teilen

Merkmal der Erfindung, den Tastteller so auszubilden, 40 15' und 15" des Tasttellers oder in die Trennfuge

daß er einen Mittelteil aus spezifisch leichtem Werk- zwischen dem Tastteller und dem halbkugelförmigen

stoff und einen an diesem befestigten Randteil aus Teil 11 bzw. auch unter den Kopf der Schraube 16

verschleißfestem Werkstoff aufweist. Hierdurch ergibt gelegt werden. Abweichend von der dargestellten

sich eine insgesamt leichte und dennoch den Bean- Ausführung ist es auch möglich, die zur Anlage am

spruchungen im Betrieb in vollem Maße gerecht 45 Tastteller bestimmte Fläche des halbkugelförmigen

werdende Ausführung. Teiles 11 abzuschrägen, um dadurch eine gewünschte

In den Zeichnungen sind zwei Ausführungsbei- Neigung des Tasttellers zu erzielen,

spiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Es zeigt Um das Eindringen von Staub und anderen Ver-

F i g. 1 einen Längsschnitt durch einen Taster nach unreinigungen zu verhindern, ist eine Verkleidung

einer ersten Ausführungsform und 50 oder ein Gehäuse 18 vorgesehen, an dessen Stirnseite

Fig. 2 einen Längsschnitt durch einen Taster nach sich eine Dichtung 19 befindet, die auf der Obereiner anderen Ausführungsform, wobei der Schnitt fläche des Tellerträgers 11 gleitet,
unterhalb der Längsmittellinie gegenüber dem Schnitt Die Wirkungsweise des Tasters ist folgende: Sind oberhalb derselben um 90° versetzt ist. sämtliche Kontakte geschlossen, dann werden keine

Der in der Zeichnung dargestellte Taster zum 55 Schwenkbewegungen ausgeführt. Eine Axialverstel-Kopieren räumlicher Flächen kann z. B. verwendet lung ist natürlich in jedem Falle möglich. Öffnet nun werden, wenn eine Schwenkbewegung in einer senk- ein Kontaktsatz, so werden Werkzeug und Taster rechten Ebene, die die Werkzeugachse enthält, vom so lange nachgeführt, bis der Kontaktsatz wieder Werkzeug und eine zweite Schwenkbewegung in einer schließt. Die Kontakte werden so mit der Steuerung Ebene senkrecht zur ersten Ebene von einem das 60 verbunden, daß jeweils gegenüberliegende Kontakte Werkstück tragenden Drehtisch ausgeführt wird. Es einer Schwenkbewegung zugeordnet sind. Die Richist jedoch auch möglich, beide Schwenkbewegungen tung des Schwenkens hängt davon ab, welcher von vom Werkzeug ausführen zu lassen. den beiden paarweise einander zugeordneten Kon-Gemäß der Erfindung besteht der Taster aus einem taktsätzen öffnet, und zwar dergestalt, daß er durch zur Vorschubsteuerung dienenden Taster 1, der von 65 das Schwenken wieder geschlossen wird,
bekannter Bauart sein kann, und einem allgemein Die in F i g. 2 dargestellte Ausführungsform des mit 2 bezeichneten Zusatztaster. Letzterer ist auf Tasters unterscheidet sich von der Ausführungsform dem Taststift 3 des Vorschubtasters 1 mittels einer nach F i g. 1 dadurch, daß sie relativ zueinander ver-

schiebbare Kontaktsatzpaare aufweist. Dies kann in gewissen Fällen von Vorteil sein. Insbesondere ergibt sich hierdurch eine einfachere elektrische Schaltung.

Bei der Ausführung nach F i g. 1 sitzen vier Kontakte auf dem Kontaktring 8. Es werden demzufolge in der Mehrzahl der Fälle jeweils drei Kontaktsätze geöffnet sein, wenn ein Kontaktsatz geschlossen bleibt. In der elektrischen Schaltung müssen deshalb Vorkehrungen getroffen werden, um es zu erreichen, daß zwei einander zugeordnete Kontaktsätze auch dann keinen Befehl auslösen, wenn sie beide geöffnet sind. Bei der Ausführung nach F i g. 2 erübrigt sich eine solche Maßnahme. Weil bei ihr die Kontakte eines Kontaktsatzpaares relativ zu den Kontakten eines anderen Kontaktsatzpaares verschiebbar sind, bleiben, falls nur ein Kontaktsatz eines Kontaktsatzpaares geschlossen und der andere geöffnet ist, die zu dem anderen Kontaktsatzpaar gehörenden Kontakte zwangläufig geschlossen. Durch das Betätigen eines Kontaktsatzes eines Kontaktsatzpaares kann also keine Beeinflussung eines Kontaktsatzes eines anderen Kontaktsatzpaares stattfinden.

Gemäß F i g. 2 ist bei einer derartigen Ausführung ein Zusatztaster 20 ebenfalls auf dem Taststift 3 des Vorschubtasters 1 mittels Zylinderkopfpaßschraube 4 befestigt. Der Zusatztaster 20 weist zwei konzentrisch zur Tasterachse angeordnete, axial verschiebbare Hülsen 27 α und 27 b auf, die sich beide an einem eingespannten büchsenförmigen Träger 28 über zylindrische Druckfedern 33 a und 33 b abstützen. Um die Ausbildung und Anordnung der Hülsen deutlich erkennen zu lassen, ist der Schnitt durch den Taster in der unteren Hälfte der F i g. 2 zu dem Schnitt in der oberen Hälfte der F i g. 2 um 90° versetzt. Um ein Klemmen der Hülsen 27 a und 27 b bei Verschieben in axialer Richtung zu vermeiden, sind die Hülsen mittels Wälzlager 26 a und 26 b gelagert. Durch die Stifte 37 a und 37 b werden die Hülsen 27 a und 27 b gegen Verdrehung gesichert. Die Hülsen 27 a und 27 δ dienen als Kontaktträger und sind so ausgebildet, daß auf zwei rechtwinklig zueinander stehenden Durchmessern auf jeder Hülse Kontakte 9' bzw. 10' so angeordnet sind, daß sämtliche Kontakte auf einem Kreis zu liegen kommen. Die Gegenkontakte 9" und 10" befinden sich wie bei der Ausführung nach F i g. 1 auf einer durch ein handelsübliches Wellengelenk 12 kardanisch mit der Verlängerung des Fühlstiftes 25 verbundenen Halbkugel 11, an die der um den Sturz des Fräsers geneigte Tastteller 15 mit einer Zylinderkopfpaßschraube 16 angeschraubt ist. Die Neigung des Tasttellers kann durch keilartig geschliffene Beilagenscheiben variiert werden. Naturgemäß kann auch bei dieser Ausführung ein zweiteiliger Tastteller verwendet werden, etwa von der in F i g. 1 dargestellten Art.

Sind sämtliche Kontaktsätze 9', 9" und 10', 10" geschlossen, dann werden keine Schwenkbewegungen ausgeführt. Öffnet ein Kontaktsatz, dann werden Werkzeug und Taster so lange nachgeführt, bis der Kontaktsatz wieder schließt. Die Kontakte werden so mit der Steuerung verbunden, daß jeweils die zu einer Hülse gehörigen Kontakte einer Schwenkbewegung zugeordnet sind. Die Richtung des Schwenkens hängt davon ab, welcher von den beiden einander zugeordneten Kontaktsätzen öffnet, und zwar derart, daß durch das Schwenken der Kontaktsatz wieder geschlossen wird.

Wie bei der Ausführung nach F i g. 1 ist auch hier wieder ein Gehäuse 18 mit einer an dem halbkugelförmigen Teil 11 anliegenden Dichtung 19 vorgesehen.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Axial beweglicher Taster zum Nachformen im Pendelzeilenverfahren von gekrümmten Flächen auf Fräsmaschinen, bei denen neben einer vom Taster gesteuerten Beweglichkeit zwischen dem Träger eines scheibenförmigen Stirnfräsers und demjenigen des Werkstückes in Fühlvorschubrichtung eine Schwenkbarkeit dieser Teile gegeneinander in zwei unter 90° stehenden Ebenen vorhanden ist, gekennzeichnet durch eine axial am Taster angesetzte Tasterspitze (2), die in einem allseitig schwenkbaren Träger (11) für einen der Form des Fräsers entsprechenden Tastteller (15) endigt, der vier je um 90° versetzt angeordnete Kontakte (9", 10") trägt, die in axialer Richtung elastisch in Anlage stehen mit vier auf einem am Schaft der Tasterspitze (2) befestigten Tragkörper (5 bzw. 25, 28) angeordneten Gegenkontakten (9, 10'), von denen diagonal gegenüberliegende Kontaktpaare (9', 9" bzw. 10', 10") die Schwenkrichtungen der Bewegungen zwischen Fräser und Werkstück bzw. Taster und gekrümmter Modellfläche in den beiden im Winkel von 90° zueinander stehenden Schwenkebenen bestimmen.

2. Taster nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Kontakte (9', 10') diagonal gegenüberliegender Kontaktpaare (9', 9" und 10', 10") an getrennten, auf dem Tragkörper (25,28) axial zum Taster verschiebbaren Hülsen (27 a, 27 b) angeordnet sind.

3. Taster nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Tastteller (15) an dem schwenkbaren Träger (11) unter einem dem gewünschten Sturz der Fräserspindel entsprechenden Winkel zur Tasterachse befestigt ist.

4. Taster nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der den Tastteller (15) aufnehmende Träger (11) die Form einer Kugelkalotte hat, gegen deren Oberfläche eine an einem Tastergehäuse (18) vorgesehene Dichtungsmanschette (19) anliegt.

5. Taster nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Tastteller (15) einen Mittelteil (15') aus spezifisch leichtem Werkstoff und einen an diesem befestigten Randteil (15") aus verschleißfestem Werkstoff aufweist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 611985, 626 099, 726109.

In Betracht gezogene ältere Patente:
Deutsches Patent Nr. 1178 278.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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