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Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum elektrischen Steuern einer
Kopiermaschine mit Hilfe von elektromagnetischen Kupplungen für vier zueinander
senkrechte Hauptvorschübe und vier schräge Nebenvorschübe mit einem Fühlermechanismus
mit zwei schwenkbaren Hebeln, von denen der eine einarmig und der andere doppelarmig
ausgebildet ist und die mit Kontaktstücken versehen sind.
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Eine bekannte Tasteinrichtung für elektrisch gesteuerte Nachformwerkzeugmaschinen
mit einer von der Fühlspindel beeinflußten Schalteinrichtung ist in der deutschen
Auslegeschrift 1015 661 beschrieben. Diese Tasteinrichtung enthält zwei Hebel, und
zwar einen einarmigen und einen doppelarmigen. Hauptkontaktstückpaare und Hilfskontaktstückpaare
sind ebenfalls vorhanden. Derartige Tasteinrichtungen sind geeignet, mit Hilfe von
Schaltrelais die elektromagnetischen Kupplungen von Kopiermaschinen zu steuern (österreichische
Patentschrift 170 563).
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Kopiermaschinen arbeiten vielfach nach dem bekannten Vierrichtungs-Vorschubverfahren,
bei welchem beim Kopieren gekrümmter und geneigter Umrißteile der senkrechte Vorschub
mit einem waagerechten Vorschub abwechselt, so daß das Werkzeug beim Kopieren derartiger
Umrißteile eine Bahn beschreibt, welche aus feinen rechteckigen Stufen zusammengesetzt
ist.
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Bei dem Vierrichtungs-Vorschubverfahren wird das Modell bzw. das Werkzeug
nach vier Richtungen verschoben und zwar senkrecht nach unten, senkrecht nach oben,
waagerecht nach links und waagerecht nach rechts.
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Bei einem weiteren bekannten Verfahren, dem sogenannten Achtrichtungs-Vorschubverfahren,
wechselt ein senkrechter Vorschub mit einem schrägen und waagerechten ab. Der schräge
Nebenvorschub entsteht dabei durch Zusammensetzen der beiden zueinander senkrechten
Hauptvorschübe.
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Bei dem Achtrichtungs-Vorschubverfahren erfolgt die Verschiebung in
acht Richtungen: senkrecht nach unten, senkrecht nach oben, waagerecht nach links,
waagerecht nach rechts, schräg nach rechts unten, schräg nach links unten, schräg
nach oben rechts und schräg nach oben links. Das Vier- und das Achtrichtungs-Vorschubverfahren
sind in dem Buche von W. S c h m i d, »Automatologie«, 1952, S. 98 und 100, Bild
67 und 69, einander gegenübergestellt, und zwar unter den Bezeichnungen »Dreistellungstaster«
und »Fünfstellungstaster«.
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Das Achtrichtungs-Vorschubverfahren ermöglicht wegen der schrägen
Nebenvorschübe eine Verminderung der Vorschubumschaltungen bzw. eine Erhöhung der
Kopiergeschwindigkeit. Aber auch das bekannte Achtrichtungs-Vorschubverfahren ist
ebenso wie das Vierrichtungs-Vorschubverfahren noch mit einem Nachteil behaftet.
Es tritt nämlich eine gewisse Abweichung des nachgeformten Werkstückes gegenüber
dem Modell dadurch auf, daß der Werkzeugvorschub auf die Befehle des Fühlers verzögert
reagiert. Die Größe der Abweichung ist von dem Abstand zwischen den Kontaktstücken
abhängig, welche den Vorschub steuern. Bei fallendem Umriß sind bestimmte Kontaktstücke
in Tätigkeit. Bei steigendem Umriß werden andere Kontaktstücke geschaltet. An der
übergangsstelle vom fallenden zum steigenden Umriß entsteht infolgedessen eine Abweichung
zwischen Modell und Werkstück, da sich die Verzögerung verdoppelt. Die Aufgabe der
vorliegenden Erfindung besteht darin, diese Abweichung zu vermeiden.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwei Kontaktstücke
an den beiden Hebeln und ein Kontaktstück am einarmigen Hebel mit einem Kontaktstück
an einem Bügel zur Steuerung aller acht Vorschübe zwei Hauptkontaktstückpaare bilden
und die Spule einer Kupplung des waagerechten Vorschubes entweder von dem einen
Hauptkontaktstückpaar oder von dem anderen Hauptkontaktstückpaar angesteuert wird,
je nachdem, ob der kopierte Umriß steigt oder fällt.
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Eine weitere Ausbildung der Erfindung besteht darin, daß ein durch
eine Feder im Gehäuse abgefedertes zusätzliches Kontaktstück mit einem weiteren
Kontaktstück am einarmigen Hebel und ein zusätzliches Kontaktstück am Bügel mit
einem Kontaktstück auf einer Feder des doppelarmigen Hebels zwei Hilfskontaktstückpaare
zur Betätigung einer Umschaltrelaisspule bilden und daß zwischen den zusätzlichen
Kontaktstücken beide Hebel, sowohl der einarmige als auch der doppelarmige, angeordnet
sind.
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Der Bügel ist schwenkbar in einem Lager am Gehäuse befestigt und mit
einer Stellschraube mit Druckfeder und einer Mutter versehen.
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Ferner besteht eine weitere Ausgestaltung der Erfindung darin, daß
in Reihe mit dem anderen Hauptkontaktstückpaar ein Schalter liegt, welcher im eingeschalteten
Zustand das Kopieren nach dem Achtrichtungs-Vorschubverfahren, im ausgeschalteten
Zustand nach dem Vierrichtungs-Vorschubverfahren gestattet.
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Mit der Erfindung wird der Vorteil erzielt, daß alle Vorschübe von
nur zwei Kontaktstückpaaren gesteuert werden. Eine Abweichung des Werkstückes tritt
nicht ein, und die erzielte Nachformgenauigkeit wird damit erhöht.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend an Hand der
Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt F i g. 1 den Fühlermechanismus, F i g. 2
das Schema der Vorschubrichtungen beim Achtrichtungs-Vorschubverfahren, F i g. 3
das Schaltbild der erfindungsgemäßen Anordnung zur Durchführung einer Achtrichtungs-Vorschubkopierung.
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Der Fühlermechanismus (F i g. 1) ist im Gehäuse 1 untergebracht. Der
die Kontaktstücke 3, 4 und 5 tragende einarmige Hebel 2 und der die Kontaktstücke
3' und 7 tragende doppelarmige Hebel 6 sind schwenkbar in den am Gehäuse 1 angeordneten
Lagern 9 und 10 befestigt. Der Fühler 11 stützt sich mittels einer Kugel 12 auf
den doppelarmigen Hebel 6. Ein Kontaktstück 4' wird im Gehäuse 1 durch eine Spiralfeder
13 gehalten, und das Kontaktstück 7 ist an einer Feder 14 angebracht, welche an
dem Hebel 6 befestigt ist. Die an einem Bügel 15 angebrachten Kontaktstücke 5' und
7' sind in ihrer Ruhelage mittels einer Mutter 16 und einer Stellschraube 17 einstellbar.
Zu diesem Zweck ist der Bügel 15 schwenkbar in einem Lager 18 befestigt, welches
am Gehäuse 1 angeordnet ist. Ein mittlerer Arm des Bügels 15 trägt Kontaktstücke
8 und 8'. Das Kontaktstück 8' ist durch eine Feder 19 abgefedert. Spiralfedern 20
und 21 wirken auf die Hebel 2 und 6. Eine Druckfeder 22 drückt den unteren Arm des
Bügels 15 gegen den Kopf der Stellschraube 17.
In F i g. 1 ist der
Fühlermechanismus zu einem Zeitpunkt dargestellt, in dem der Fühler 11 nicht das
zu kopierende Modell berührt. Die Kontaktstückpaare 3-3', 4-4' und 8-8' sind
geschlossen. Das Kontaktstückpaar 3-3' schließt den Stromkreis zu der nicht eingezeichneten
Spule der Kupplung für den nach unten gerichteten senkrechten Vorschub. Dadurch
fährt der Fühlermechanismus mit dem Fühler 11 senkrecht nach unten, und dabei nähert
sich der Fühler dem Modell. Sobald der Fühler 11 das Modell berührt, werden die
Hebel 6 und 2 geschwenkt, und das Kontaktstückpaar 4-4' wird geöffnet. Da das Kontaktstückpaar
3-3' weiterhin geschlossen bleibt, dauert der senkrechte Vorschub des Fühlermechanismus
nach unten und somit auch die Auslenkung der Hebel 6 und 2 weiter an. Ferner schließt
das Kontaktstückpaar 5-5', wodurch die Spule für die Kupplung des waagerechten Vorschubes
nach rechts angesteuert wird. Beide Kontaktstückpaare 3-3' und 5-5' stellen die
sogenannten Hauptkontaktstückpaare dar, da sie beim Kopieren über Schaltrelais die
Stromkreise für die Spulen der Vorschubkupplungen schließen. Es kommt somit zu einer
zusammengesetzten Bewegung, bestehend aus dem Vorschub senkrecht nach unten und
dem Vorschub waagerecht nach rechts. Der Fühlermechanismus bewegt sich also resultierend
schräg abwärts nach rechts. Wenn es infolge einer ansteigenden Form des Modells
zu einer weiteren Verschiebung des Fühlers kommt, öffnet sich das Kontaktstückpaar
3-3'. Dadurch wird der senkrechte Vorschub nach unten stillgesetzt. Die waagerechte
Bewegung nach rechts dauert an, da das Kontaktstückpaar 5-5' geschlossen bleibt.
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Das Kopieren wird nunmehr in folgender Weise fortgesetzt: Es kommt
zunächst zu einer weiteren Verschwenkung des Hebels 6 und zur Schließung des Kontaktstückpaares
7-7'. Dadurch wird der Stromkreis zu einem Umschaltrelais geschlossen, wodurch das
bisher geschlossene Kontaktstückpaar 5-5' aus dem Stromkreis für den waagerechten
Vorschub nach rechts in den Stromkreis für den senkrechten Vorschub nach oben geschaltet
wird. Diese Umschaltung bewirkt, daß sich der Fühler 11 vom Modell zu entfernen
beginnt. Der Hebel 6 wird nunmehr in der entgegengesetzten Richtung ausgelenkt,
und es kommt zum Öffnen des Kontaktstückpaares 7-7'; das Umschaltrelais bleibt umgeschaltet,
und das Kontaktstückpaar 3-3' wird geschlossen.
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Durch das Schließen des Kontaktstückpaares 3-3' wird dem bisherigen
senkrechten Vorschub nach oben ein waagerechter Vorschub nach rechts zugeordnet,
wodurch ein resultierender schräg aufwärts nach rechts gerichteter Vorschub entsteht.
Nach Öffnen des Kontaktstückpaares 5-5' bei der weiteren Verschwenkung bzw. Auslenkung
beider Hebel 2 und 6, kommt es zum Schließen des Kontaktstückpaares 4-4' und damit
zur Umschaltung der beiden Hauptkontaktstückpaare 3-3' und 5-5' in den ursprünglich
beschriebenen Zustand.
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Das Kontaktstückpaar 8-8' dient Schutzzwecken und öffnet sich nur
beim überschreiten der äußersten oberen Lage des Fühlers, wenn das nach unten gerichtete
Ende des Hebels 6 auf das Ende der Feder 19 drückt. Durch Öffnen des Kontaktstückpaares
8-8' werden alle Vorschübe abgeschaltet.
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Zwischen den Kontaktstückpaaren 5-5' und 7-7' muß der bestehende Abstand
durch Verschwenkung des Bügels 15 entsprechend der jeweils gewünschten Vorschubgröße
eingestellt werden. Zu diesem Zweck ist die Mutter 16, mittels welcher die Verschwenkung
des Bügels 15 vorgenommen wird, mit einer Skala versehen, deren Teilung von der
Vorschubgröße abhängig ist. Durch Verschwenkung des Bügels 15 wird die Einstellung
des erforderlichen Abstandes zwischen den beiden Kontaktstückpaaren erleichtert,
da das unabhängige Einstellen zweier Abstände gleichzeitig Schwierigkeiten bereitet.
Die Abfederung des Kontaktstückes 4' durch die Feder 13 gewährleistet eine sichere
Berührung der Kontaktstückpaare 4-4' bei der Einstellung jedes möglichen Abstandes
zwischen den Kontaktstückpaaren 5-5' und 7-7'.
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In dem in F i g. 3 dargestellten elektrischen Schaltbild liegen die
Kontaktstückpaare 3-3', 4-4', 5-5', 7-7'
und 8-8' des Fühlermechanismus in
parallelen Zweigen. Des weiteren sind die Schaltrelaisspulen 24, 25 mit den Kontaktgliedern
24a und 25a, die selbsthaltende Umschaltrelaisspule 26 mit den Kontaktgliedern
26a, 26b, 26c, 26d und 26e, die Spulen 27, 28 und 29 der Vorschubkupplungen,
die Schalter 30 und 31 und die Ohmschen Widerstände 32 und 33 sowie eine Spannungsquelle
23 und 33 dargestellt.
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Zwecks Vereinfachung der Beschreibung der Wirkungsweise werden im
weiteren die einzelnen Vorschübe gemäß F i g. 2 mit römischen Ziffern bezeichnet.
Die Bezeichnung der einzelnen Vorschübe bedeutet dabei:
| I....... senkrechter Vorschub nach unten, |
| II....... schräger Vorschub nach rechts unten, |
| III....... waagerechter Vorschub nach rechts, |
| IV....... schräger Vorschub nach rechts oben, |
| V....... senkrechter Vorschub nach oben, |
| VI....... waagerechter Vorschub nach links, |
| VII....... schräger Vorschub nach links oben, |
| VIII....... schräger Vorschub nach links unten. |
In F i g. 3 sind die Kontaktstückpaare des Fühlermechanismus in einer Schaltstellung
dargestellt, bei welcher der Fühler das Modell nicht berührt. Durch Einschalten
des Schalters 31 wird die gesamte Anordnung an die Spannungsquelle 23 angeschlossen.
Dadurch heißt ein Strom über den Ohmschen Widerstand 32, über die Spule 28 und den
Ohmschen Widerstand 33, über die Spule 27 und die Schaltrelaisspule 24. Dabei schaltet
die Schaltrelaisspule 24 ihr Kontaktglied 24a um, und die Spule 27 bleibt eingeschaltet.
Die von dieser betätigte Kupplung bewirkt den Vorschub I. Bei Berührung des Fühlers
mit dem Modell öffnet das Kontaktstückpaar 4-4', wodurch der Vorschub I nicht beeinflußt
wird. Die weitere Folge ist das Schließen des Kontaktstückpaares 5-5'. Dadurch wird
die Schaltrelaisspule 25 eingeschaltet, und ihr Kontaktglied
25a legt über
den Ohmschen Widerstand 33 die Spule 28 der Kupplung für den Vorschub III an Spannung.
Es sind nunmehr gleichzeitig zwei zueinander senkrechte Vorschübe eingeschaltet,
und es entsteht der relultierende Vorschub Il. Unter der Voraussetzung, daß der
Fühler unter dem Einfluß des Vorschubes I weiter nach oben verschoben wird, öffnet
nunmehr das Hauptkontaktstückpaar 3-3', welches das Abschalten des Vorschubes I
zur Folge hat. Die Bewegung des Vor-Schubes III dauert an, da das Hauptkontaktstückpaar
5-5' geschlossen bleibt. Nach dem Schließen des Kontaktstückpaares 7-7' beim übergang
des Fühlers auf den ansteigenden Umriß fließt ein Strom
durch die
Umschaltrelaisspule 26, wodurch das Kontaktglied 26d den Stromkreis zur Spule 28
der Kupplung für den Vorschub III unterbricht. Das Kontaktglied 26e legt gleichzeitig
die Spule 29 der Kupplung für den Vorschub V an Spannung. Dadurch bewegt sich der
Fühler vom Modell weg. Es kommt somit zur Öffnung des Kontaktstückpaares 7-7' und
gleichzeitig zur Schließung des Kontaktstückpaares 3-3'. Durch das Öffnen des Kontaktstückpaares
7-7' ändert sich nichts am beschriebenen Zustand des Stromkreises, da das Kontaktglied
26a eingeschaltet bleibt und somit durch die Umschaltrelaisspule 26 weiterhin Strom
fließt. Durch das Schließen des Kontaktstückpaares 3-3' wird jedoch über die Kontaktglieder
24a und
26c die Spule
28
der Kupplung für den Vorschub II eingeschaltet.
Da der Vorschub V andauert, entsteht durch die Hinzufügung des Vorschubes HI der
Vorschub IV.
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Beim Öffnen des Hauptkontaktstückpaares 5-5' wird der Vorschub V abgeschaltet,
während infolge des geschlossen bleibenden Kontaktstückpaares 3-3' der Vorschub
III noch andauert. Zuletzt kommt es zur Schließung des Kontaktstückpaares 4-4',
welches den Stromfluß zur Umschaltrelaisspule 26 überbrückt, wodurch durch die Umschaltung
der Kontaktglieder der Umschaltrelaisspule die Schaltung in den beschriebenen Ausgangszustand
zurückkehrt.
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Die Größe des Ohmschen Widerstandes 33 wird so gewählt, daß nach seinem
Anschluß an einer der Spulen 27, 28 und 29, gegebenenfalls an zwei dieser Spulen,
die Schaltrelaisspulen 24 und 25 eine ausreichende Haltespannung erhalten. Das Verhältnis
der Widerstandswerte des Obmschen Widerstandes 33 zu den Widerständen der Schaltrelaisspulen
24 und 25 ist so gewählt, daß die Kontaktstückpaare 3-3' und 5-5' eine minimale,
nur zur Erregung der Spulen 24 und 25 erforderliche Leistung zu schalten haben.
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Der Ohmsche Widerstand 32 dient ausschließlich zur Strombegrenzung
beim Schließen des Kontaktstückpaares 4-4'.
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Nach Öffnen des Schalters 30 kann die Anordnung nach dem bekannten
Vierrichtungs-Vorschubverfahren arbeiten.