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Fühler für Nachformwerkzeugmaschinen, insbesondere Nach£ormfräsmaschinen
hn größeren Nachformfräsmaschinen werden gern Fühler mit einer im vorderen Ende
des Fühlerrohres radial verschwenkbar und axial verschiebbar gelagerten Tastspindel
verwendet, die an ihrem vorderen, aus dem Fühlerrohr herausragenden Ende den taster
trägt und mit ihrem rückwärtigen Ende mit einer, die Bewegungen des das Werkzeug
tragenden Schlitten beeinflussenden Steuereinrichtung zusammenarbeitet. Als Lagerung
dient oft eine mit der Tastspindel verbundene Kugel, die in einer mit dem Fühlerrohr
verbundenen Pfanne verschwenkbar und axial verschieblich gelagert ist, Die zwischen
Kugel und Pfanne auftretende Reibung vermindert die Feinfühligkeit der Tasteinrichtung
und die unvermeidliche abnützung führt zu Ungenauigkeiten. Es ist bekannt, diese
Reibung durch Wälzlagerung zu verringern. So hat man die Slastspindel in einem Pendelkugellager
gehalten oder hat sie kardanisch gelagert. In beiden Fällen ist eine weitere Lagerung
der astspindel auf Wälzkörper erforderlich, die ihre Axialbewegungen ermöglicht.
Lagerungen dieser Art bestehen aus vielen Einzelteilen und benötigen verhältnismäßig
viel Raum, der durch einen entsprechend bemessenen Durchmesser des Füherrohres geschaffen
werden muß0 Dabei ist es aufwendig, eine genaue, spiel- und versanungsfreie Lagerung
der tiastspindel zu schaffen.
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Um diese Schwierigkeiten zu beseitigen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen,
da die Fühlspindel an ihrem auf die Steuereinrichtung einwirkenden Ende im Fühler
in axialer Richtung verschieblich und in radialer Richtung fest gelagert ist und
in Nähe ihres vorderen Endes innerhalb des Fühlerrohres einen Bund aufweist, der
in Zusammenwirken mit einem mit dem Kühler verbundenen Ring über Kegelflächen beim
Verschwenken der Tastspindel deren axiale Verschiebung bewirkt. Damit werden die
radialen Schwenkbewegungen und die axialen Verschiebungen über ein einziges Lager
geleitet, das zugleich die Tastspindel in ihrer Ausgangsstellung mittig hält und
im Durchmesser den Tastspindeldurchmesser nur wenig zu übersteigen braucht.
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Hierbei ist zwar mit jeder radialen Auslenkung eine axiale Verschiebung
der Tastspindel verbunden, doch ist diese nicht schädlich,
da bei
Fühlern dieser art die radialen ausLenkungen in der Regel doch in eine die Steuereinrichtung
einwir-ende axiale Bewegung umgeformt werden muß, wenn alle Bewegungen des Schlittens
über nur eine Spule bzw. Kontakteinrichtung gesteuert werden. Es hat sich gezeigt,
daß durch die erfindungsgenlaße ausbildung die suslenkungen der Tastspindel von
den meist unterschiedlichen r.eibungsverhältnissen zwischen Taststück und Modell
weniger beeinflußt werden Um eine einfache und sichere Lagerung der Uastscindel
zu erreichen, wird weiterhin vorgeschlagen, daß die Fühlspindel an ihrem rückwärtigen,
mit der Steuereinrichtung zusanunenarbeitenden Ende achsmittig mi einem im Fühlerrohr
radial unverschieblich gelagerten biegsamen Glied, beispielsweise Membrane oder
Blattfeder, fest verbunden ist, Die Membrane gestattet ein axiales Verschieben der
astsindel, verhindert aber radiale Bewegungen Wird am rückwärtigen, mit der Steuereinrichtung
zusammenarbeitenden Ende der Fühlspindel ein Zapfen und in dem im Fühlerrohr radial
verschieblich gelagerten biegsamen Glied eine mittige, den Zapfen verschieblich
aufneh wende Bohrung angeordnet, ist eine sehr leichte Montage und Demontage der
Tastspindel gegeben.
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Vorteilhaft wird am Bund der Tastspindel ein Außenkernel und am Ring
ein Innenkegel und zwischen den kegelmantelflächen ein Kugellager angeordnet. Damit
wird ein besonders feinftihliges Steuern erreicht. Es wird dadurch verhindert, daß
bei Beginn der Auslenkung und während des Auslenkens der Tastspindel durch die unterschiedlichen
Reibungswiderstände an den Kegelflächen unterschiedliche Durchbiegungen des Fühlers
auftreten, die zu Ungenauigkeiten am Werkstück führen.
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Nach einer weiteren Einzelheit der Erfindung wird vorgeschlagen, daß
im vorderen Ende der Fihlspindel eine durch einen Stift in ihrer Auswärtsbewegung
und durch einen Bund in ihrer Xinwärtsbewegung begrenzte, durch eine Feder belastete,
den Taster tragende Spindel und eine in und außer Wirkstellung bringbare, auf den
Bund einwirkende, die Spindel anhebende und dabei der Feder das Gleichgewicht haltende
Feder angeordnet ist. Damit wird vermieden, daß beim Umrißfräsen die axialen Bewegungen
der Fühlspindel durch die Reibung zwischen Taster und Modell erschwert werden. Zweckmäßigerweise
wird das Ein- und Außereingriffbringen durch eine, einen nach innengerichteten,
mit der Feder und einen nach außen gerichteten,
mit einer mutter
zusammenarbeitenden Bund aufweisende längsverschiebliche Bundbüchse bewirkt.
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Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch
dargestellt.
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im vorderen i;nue eines Fühlerrohres 1 ist ein iting 2 mit konischer
Innenfläche 3 mittels einer Überwurfmutter 4 fest gelagert. Eine Fühlspindel 6 trägt
einen Bund 7 mit einer konischen Außenfläche die sich über ein Kugellager g gegen
die konische Innenfläche 3 des Ringes 2 abstützt. Die Fühlspindel 6 ist hohlgebohrt
und an ihrem rückwätigen Ende durch einen mit ihr verschraubten Deckel 10 abgeschlossen,
der an einem Vorsprung eine Ausnehmung 13 aufweist, in die eine Schraube 14 hineinragt
und ein Verdrehen der Fühlspindel 6 verhindert. Der Deckel 10 trrgt einen Ansatz
14, der über ein Kugellager 1 in einer Büchse 16 verschieblich gelagert ist.
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Die Büchse 16 ist in der Mitte einer Membrane 17 mit dieser verbunden,
die in einem einsatz 18 zentrisch gelagert und durch einen Schraubring 1 - gehalten,
ein geringes Verschwenken der Fühlerspindel o zulEt. Der Einsatz 18 ist mit dem
ühlerrohr 1 fest verbunden und trägt in einer Mittelbohrung eine Büchse 20, die
eine Steuerspule 21 aufnimmt, deren Anker 22 an der Stirnfläche des Zapfens 14 anliegt.
Die Büchse 2G ist durch einen Keil 23 am Verdrehen gehindert und kann durch Mutter
z4 und 23 in der Längsrichtung eingestellt werden. Diese muttern tragen eine Verzannung
26, 27, in die durch Bohrungen @b, 29 mit@els Schlüssel eingegriffen worden karn.
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Im Fühlerrohr 1 ist ein Ring 30 vorgesehen, der das eine Ende einer
Feder 31 aufnimmt, die sich mit ihrem anderer nce regen äen una 7 abstttzt und die
Fühlspindel 6 mit dem Ring 2 in Anlage hält.
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In der ühlspindel 6 ist eine an indem vorderen Ende ein Taststück
32a tragende Spindel 32 längsverschieblich gelagert, deren Bewegungen durch einen
Stift 33 begrenzt sind, der in einem Schlitz 34 gefiihrt wird. Die Spindel 32 ist
an ihrem hinteren Ende abgesetzt und trägt eine Verlängerung 35, die mit ihrer Stirnfläche
auf eine ßteuersrule 36 einwirkt, die die axialen Vorschubbewegungen der Maschine
dann steuert, wenn beim Umrißfräsen gleichzeitig die ='iefenkontur abgefahren werden
soll,
Der Fühler soll die Vorschubbewegungen der Maschine beim Zeilenfräsen,
Umrißfräsen und 3D-Fräsen, Umrißfräsen mit gleichzeitigem Abfahren der Tiefenkontur,
steuern und muß auf das jeweilige Frasverfahren einstellbar sein. Die Einrichtung
dazu ist am vorderen Ende der Fühlspindel 6 vorgasehen. Die Spindel 32 wird durch
eine Feder 37, die sich gegen einen mit der Fühlspindel 6 verbundenen Ring 38 abstützt,
in die untere Stellung gedrückt, bis der Stift 33 an der unteren fläche des Schlitzes
34 anliegt. An aer Spindel 32 ist ein Bund 39 vorgesehen, der mit der Stirnfläche
40 der Fühlspindel 6 und mit einer Bundbüchse 41 zusammenarbeitet, deren Stellung
durch eine reder 42 beeinflußt wird. Die Bundbüchse 41 wird durch einen Ring 43
gehalten, der in einer futter 44 geliert und mit dieser durch ein Gewindestück 43
5 verspannt ist. Durch Verstellen der mutter 44 kann die Lage der Bundbüchse 41
eingestellt werden. Eine im Gewindestück 45 vorgesehene Schraube 46 ermöglicht das
Einstellen der Spannung der Feder 42.
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Auf der Zeichnung ist die Stellung der Bundbüchse 41 beim 3D-Fräsen
dargestellt. Sie wird durch den mit der Mutter 44 verbundenen Ring 43 so gehalten,
daß sie nicht auf den Bund 39 einwirken kann, Das Tastatück 32a wird durch die Feder
37 an die l'iefenkontur des Modelles gehalten, seine axialen Auslenkungen werden
über Spindel 32 und Verlängerung 33 auf die die axialen Vorschubbewegungen steuernde
Spule 36 übertragen.
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Zum Umrißfräsen wird die Spule 32 stromlos gemacht und die Mutter
44 nach oben verschoben, bis der Ring 43 die bundbüchse 41 so weit freigibt, daß
die Feder 42 über den Bund 39 die Spindel 32 abhebt und gegen die Feder 31 im Gleichgewicht
hält, die Spindel also leicht nach oben und unten nachgeben kann. Das erleichtert
das radiale Auslenken der Pühlspindel 6, weil die mit den Auslenkungen verbundenen
axialen Verschiebungen der Fühlspindel gegenüber dem Modell nicht zwischen Reststück
und Modell, sondern zwischen Iühlspindel und der reibungsarm gelagerten Spindel
32 auftreten.
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Soll zeile gefräst werden, wird die Mutter 44 so weit nach oben verschoben,
bis durch das Gewindestick 4; über die Bundbüchse 41 der Bund 39 fest gegen die
Stirnfläche 40 g-edr ckt ist.