DE586786C - Elektrisch gesteuerte Kopierfraesmaschine - Google Patents

Description

Der Gegenstand des Patents 464 545 ist eine elektrisch gesteuerte Kopierfräsmaschine 0. dgl., bei der das eine Ende einer allseitig beweglich gelagerten Tasterspindel, deren anderes Ende die Kante des Modells oder der Schablone abtastet, durch einen drehbaren ringförmigen Block ragt und mit diesem durch eine Feder verbunden ist, welche das Spindelende in Berührung mit relativ zueinander festen Kontakten zu halten sucht, um entsprechende Stromkreise zur Steuerung der Fräswerkzeuge zu überwachen. Während bei dem im Hauptpatent dargestellten Ausführungsbeispiel zwei derartige relativ zueinander feste Kontakte an dem drehbaren ringförmigen Block angebracht sind, erfährt die durch das Hauptpatent geschützte Erfindung dadurch eine weitere Ausbildung, daß eine größere Zahl, z. B. vier, solcher Kontakte ortsfest angeordnet und um die Tasterspindel herum verteilt sind. Es bietet dies den erheblichen Vorteil, daß die Schleifringe und die Bürsten in Fortf all kommen, die zur Stromführung nach den Kontakten bei der im Hauptpatent beschriebenen Ausführung erforderlich waren, weil dort diese Kontakte an dem drehbaren Block sitzen nnd natürlich in jeder Winkelstellung an andere Leitungen angeschlossen sein müssen.

Eine weitere Verbesserung der Erfindung nach dem Hauptpatent wird dadurch erreicht, daß das durch den ringförmigen Block tretende Ende der Tasterspindel einen gegen Mitdrehung mit der Spindel gesicherten Kontakthalter trägt, der beispielsweise am Gehäuse durch sich kreuzende Führungen gelagert ist. Der Kontakthalter macht daher wohl Verlagerungen der Tasterspindel mit, nicht aber eine Drehung der Spindel, die beim Entlanggleiten des Führungskopfes an der Kante des Modells eintreten kann. Bei der Konstruktion nach dem Hauptpatent führte jede Drehung der Tasterspindel zu einer Verdrehung des Kontaktknopfes, so daß immer andere Punkte an dessen Umfang den Stromschluß herstellten. Da man aber den ganzen Kontaktknopf nicht gut aus hochwertigem Kontaktmaterial, wie Wolfram oder Platin, herstellen konnte, sondern sich mit einem geringwertigen Metall, z.B. Silber, begnügt, ergab sich die Notwendigkeit, den Kontaktknopf öfters zu reinigen, um einen zuverlässigen Kontakt sicherzustellen.

Die Anordnung -nach der vorliegenden Erfindung hat zur Folge, daß immer dieselben Stellen des Kontakthalters mit den festen Außenkontakten in Berührung treten. Daher lassen sich Wolframkontakte verwenden, was zu einer erheblichen Steigerung der Betriebssicherheit führt. Die Steigerung der Betriebssicherheit geht so weit, daß die für den Fall der Betriebsstörung vorgesehenen Sicherheitskontakte des Hauptpatents fortgelassen werden konnten. Hierdurch ergibt sich die Möglichkeit, die Anordnung nach der vorliegenden Erfindung besonders einfach zu gestalten, da durch den Fortfall dieser Sicherheitskontakte der Platz für die vier Außenkontakte frei wird.

Eine zweckmäßige Ausführungsform der Erfindung ist in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt. Abb. ι ist ein Längsschnitt durch den Umrißfühler, Abb. 2 ein Querschnitt nach der Ebene 2-2 der Abb. i, Abb. 3 eine Vorderansicht, Abb. 4 bis 8 sind Einzelansichten. Abb. 9 ist ein Schaltschema mit einer Vorderansicht des Fühlfingers mit dem zugehörigen Relais und den magnetischen Kupplungen in schematischer Darstellung. Abb. 10 bis 18 sind schematische Darstellungen zur Klarstellung der Wirkungsweise des Fühlfingers.

Der Fühler selbst entspricht grundsätzlich der im ersten Anspruch des Patents 464 545 gekennzeichneten Bauart. In einem zylindrischen Gehäuse 1 mit Kugelflächenlagerung 2, die durch eine Mutter 3 festgehalten wird, ist die mit dem auswechselbaren Fühlfingerkopf 4 versehene Fühlerspindel 5 mittels Kugelfläche 6 nach allen Richtungen beweglich gelagert. Der Fühlfingerkopf 4 ist auf eine kegelige Hülse 7 aufgeschraubt, die durch eine Überwurfmutter 8 auf der Spindel befestigt ist. Am entgegengesetzten Ende ist auf das Gehäuse 1 der Kopf 9 aufgesetzt, er ist auf ein Gewinde 10 aufgeschraubt und durch eine Klemmschraube 11 befestigt. Das Vorderende 12 der Fühlerspindel 5 ragt durch eine Öffnung 13 des Kopfes 9 nach vorn. Die Kugelpfanne 2 weist nur eine schmale Kugelzone auf, welche der Lagerkugel 6 zur Anlage dient und somit Axialdrücke der Tasterspindel 5 nach links hin aufnimmt. Ferner ist der Teil 2 mit einem zylindrischen Ansatz vergehen, an dessen Innenfläche sich die Kugel 6 längs eines größten Kugelkreises legt. Hierdurch wird der Drehpunkt bei Schwingbewegungen der Tasterspindel gegen seitliche Verlagerung gesichert. Eine kleine Längsverschiebung dieses Drehpunktes im Betrieb kann zwar wegen des Spielraumes zwischen der Lagerkugel und der Überwurfmutter 3 stattfinden, ist aber unerheblich, da hierbei der Drehpunkt durch Anlage der Lagerkugel an dem Teil 2 längs eines größten Kugelkreises genau geführt ist und da derartige Längsverschiebungen die Beeinflussung des Kontakttragblockes 31 nicht beeinträchtigen, wie später erläutert werden soll.

Zur Gewichtsausgleichung der Fühler 5,12, insbesondere mit Rücksicht darauf, daß verschiedene Fingerköpfe 4 Verwendung finden können, dient ein verschiebbar gelagerter Stift 14, der durch eine Feder 15 von unten gegen die Verlängerung 12 der Spindel gedrückt wird. Die Feder 15 kann durch eine Schraube 16 eingestellt werden, die in einem die Feder umgebenden Gehäuse 17 gelagert und mit Feststellmutter 18 versehen ist.

Die Vorderseite des Gehäusekopfes 9 ist mit einem ringförmigen Fortsatz 19 versehen, der konzentrisch zur Achse des zylindrischen Gehäuseteils ι und damit auch zur Spindelachse liegt.

Abweichend von dem im Hauptpatent gezeigten Ausführungsbeispiel sind nun in dem ringförmigen Fortsatz 19, um je 90 ° gegeneinander versetzt, vier feste Kontakte angeordnet, die die Achse 12 umgeben. Zur Anbringung dieser Kontakte dienen die entsprechend gestellten Schrauben 20, und diese tragen (Abb. 3) die Kontakte 21 (S), 22 (N), 23 (E) und 24 (W). Die einstellbaren Schrauben 20, die diese Kontakte tragen, sind in Hohlmuttern 25 geführt, die in Isolierbuchsen 26 sitzen. Die Hohlmuttern 25 sind festgelegt durch Stellmuttern 27, und diese dienen dann auch zum Festklemmen der Leitungen, die zu den die magnetischen Kupplungen für Hingang und Rückgang steuernden Relais führen (Abb. 9).

Bei der Anbringung des Umrißfühlers auf dem das Werkzeug tragenden Schlitten ist es zweckmäßig, daß die Kontakte 21 und 22, die Aufwärts- (N-) und Abwärts- (S-) Vorschub steuern, in einer senkrechten Ebene liegen, die durch die Achse der Fühlerspindel und die Achse des drehbaren Schneidwerkzeuges geht. In dieser Stellung liegen dann die anderen Kontakte 23 und 24 in einer waagerechten Ebene und steuern den Vorschub nach rechts (E) und denjenigen nach links (W). Diese Anordnung ist auch der Abb. 9, dem Schaltungsschema, zugrunde gelegt. Hier ist aber hervorzuheben, daß die Stellung der Buchstaben N, S, E und W in Abb. 9 abweicht von der Reihenfolge, in der diese die Himmelsrichtungen angebenden Buchstaben auf dem gewöhnlichen Kompaß vorkommen. Der Grund dafür ist der, daß die Bewegung des den Fühler und das Schneidwerkzeug tragenden Schlittens eine Bewegung des Fühlfingerkopfes 4 in entgegengesetzter Richtung hervorruft, wenn dieser Kopf dem Umriß der Schablone folgt, wobei er das Vorderende 12 des Fühlfingers so bewegt, daß der jeweilig bestehende Kontakt unterbrochen und dadurch der Vorschub zum Stillstand gebracht wird. "

Zur Schließung der Relaisstromkreise, die die vier magnetischen Kupplungen für den Vorschub

in den verschiedenen Richtungen steuern, sind entsprechende Kontakte an dem Vorderende 12 der Fühlerspindel angebracht. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist diese letztere mit einem Fortsatz 28 versehen, der durch die vorerwähnte öffnung 13' im Fühlerkopf in den ringförmigen Fortsatz ig hineinragt und einen Flansch 29 trägt, der genau in eine zentrische Bohrung 30 eines Blockes 31 paßt, der die Kontakte trägt.

to Diese vier Stück, 32, 33, 34 und 35, sind im Kreise angeordnet, ebenfalls um 90 ° gegeneinander versetzt und arbeiten zusammen mit den vier ortsfesten Kontakten 21 bis 24 des Fühlerkopfes. Die Stromkreise werden vervollständigt durch eine Erdleitung, in Abb. 9 bei 68 angedeutet, die durch den Körper des Fühlers und das Maschinengestell hindurchgeht.

Damit die vier Kontakte 32 bis 35 immer den Kontakten 21 bis 24 gegenüberstehend verbleiben, ist der diese Kontakte tragende Block 31 im dargestellten Ausführungsbeispiel gegen Mitdrehung mit der Spindel gesichert. Das hintere Ende des Kontakthalters 31 ist mit einer Nut 36 versehen, die mittels einer Feder 37 auf einem Hüfsgleitblock 38 (Abb. 6 und 7) geführt ist. Die Feder 37 liegt zweckmäßig senkrecht, der Hüfsgleitblock 38 liegt hinter dem Kontakthalter 31 und hat eine mittlere Öffnung 39 (Abb. 1 und 6), durch die das hintere Ende 28 der Fühlerspindel hindurchgreift. Der Fortsatz 28 der Fühler-. spindel hat innerhalb der öffnung 39 und des Blockes 38 so viel Spiel, daß er bei den Tastbewegungen der Spindel an die Teile 38 und 42 nicht anstößt. Die gegenüberliegende hintere Fläche des Hilfsgleitblockes 38 hat wiederum eine Feder 40, die rechtwinklig zur Feder 37 verläuft und in eine waagerecht liegende Nut 41 auf der scheibenförmigen Zwischenwand 42 des Kopfes 9 eingreift (Abb. 1 und 3). Um den Kontakthalter 31 in der Ebene der festen Kontakte 21 bis 24 zu halten, dienen radial stehende Stifte 43 (Abb. 3), die in den ringförmigen Fortsatz 19 des Kopfes 9 eingeschraubt sind und an Köpfen 44 zurückgeschraubt werden können, wenn der Kontaktträger 3Γ herausgenommen werden soll.

Es können niemals mehr als zwei der Kontakte 21 bis 24 mit den entsprechenden Gegenkontakten 32 bis 35 gleichzeitig in Berührung treten.

In das Ende der Fühlerspindel ist ein Stift 46 eingeschraubt, der eine Eindrehung 47 hat. In dieser hängt ein Plättchen 48, an dem eine Zugfeder 49 angreift, und diese ist mit ihrem äußeren Ende 50 an einem Stift 51 festgelegt, der in einem Ring 52 sitzt. Dieser ist in dem ringförmigen Fortsatz 19 des Kopfes 9 drehbar gelagert und wird durch eine Platte 53 festgehalten, die durch Schrauben 54 befestigt ist.

Dieser Ring 52 liegt konzentrisch zur Fühlspindelachse und kann von einem Fingerknopf 55, der zweckmäßig diametral dem Stift 51 gegenüberliegt, gedreht werden, so daß die Lage des Festpunktes der Feder 49 geändert werden kann. Auf diese Art kann die Zugrichtung der Feder eingestellt werden, so daß sie jeweilig zwei beliebige der Kontakte 21 bis 24 mit den Gegenkontakten 32 bis 35 in Berührung bringt. Die vorstehend erwähnte Lage des Fingerknopfes 55 diametral gegenüber dem Stift 51 ergibt den Vorteil, daß der Knopf 55 gleichsam als Zeiger dient, der die Zugrichtung der Feder erkennen läßt, so daß man an der Stellung dieses Fingers annähernd die sich ergebende Vorschubrichtung ablesen kann. .

Die Vorschubbewegungen werden von zwei Paaren magnetischer Kupplungen gesteuert, die in Abb. 9 bei 56 und 57 schematisch angedeutet sind. Diese werden aus Verteilungsleitungen 58, 59 gespeist. Die Leitung 59 ist an zwei Relaisanker 60 und 61 parallel miteinander angeschlossen. Durch diese Anker können durch Leitungen 62, 63 und 64, 65 je nach der Stellung der Anker die KupplungsgliedeF N, S, E und W erregt werden. N und 5 sind für die Aufwärts- und Abwärtsbewegung bestimmt, E und W für die Rechts- und Linksbewegung. 58 ist dann die Rückleitung.

Eine besondere Erzeugermaschine 66 speist die Kontakte 21 bis 24 mit Strom besonders niedriger Spannung. Die Anker 60, 61 werden - ~ in der Ruhelage durch Federn 72, 73 gehalten, so daß die Magnetkupplungen, wenn an den Kontaktpaaren keine Stromkreise geschlossen sind, unerregt, also ausgekuppelt sind.

Die Relaiswicklungen 70 und 71 stehen durch die Leitung 74 mit dem Kontakt 21 (5) in Verbindung, durch die Leitung 75 mit dem Kontakt 22 (N), durch die Leitung 76 mit dem Kontakt 23 (E) und durch die Leitung ηη mit dem Kontakt 24 (W).

In den schematischen Abb. 10 bis 18 sind die Vorgänge näher erläutert. Abb. 10 bis 17 zeigen aufeinanderfolgende Schritte; sie deuten an, wie der Fühlfingerkopf, dargestellt durch den Kreis 4, auf der Umrißlinie eines einfachen Modells entlanggeführt wird. Daneben ist eine schematische Abbildung des Fühlerkopfes mit den Kontakten dargestellt und die Stellung des Handgriffes 55 sowie die dieser Stellung entsprechende Schließung gewisser Kontaktpaare ■ durch die Feder 49. Bei Beginn des Vorganges (Abb. 10) ist der Vorschub des Fühlfingers und demnach auch des Schneidwerkzeuges, da sich ja beide auf ein und demselben Schlitten befinden, nach aufwärts und nach rechts, nach Nordosten gerichtet, entsprechend der Stellung des Handknop es 55, der auf Nordost steht. Dieser Vorschub setzt sich fort, bis der Fühlfingerkopf 4 an die Umrißlinie der Schablone stößt.

Wenn das eintritt, so wird der untere Kontakt 22, 33 (N), der den Aufwärts- oder Nord-Vor-

schub steuert, unterbrochen, während der Kontakt 23, 34 (E) noch geschlossen bleibt. Der Vorschub wird also von nun an nur nach rechts oder nach Ost sich vollziehen, entlang der unteren Umrißlinie der Schablone. Erreicht der Fühler 4 bei dieser Bewegung nach rechts den Anfang der Kurve der Schablone, so hört der auf die Fühlerspindel wirkende Druck, der den Nordkontakt offen hält, auf, und es wird deshalb Nord- oder Aufwärtsbewegung abwechseln mit einer Bewegung nach rechts (Abb. 11), während der Fühler um das abgerundete Ende der Schablone herumgeht.

Um die Kraftrichtung der Feder 49 wirksamer zu machen und damit den Fühler 4 besser auf der Umrißlinie der Schablone festzuhalten, wird der Handknopf 55 zweckmäßig in einem dem Uhrzeiger entgegengesetzten Sinn in die in Abb. 11 dargestellte Richtung gedreht. Die resultierende Richtung, wenn sich der Handknopf irgendwo in dem Nord-Ost- (NE-) Quadranten befindet (Abb. 10 und 11), wird Nord-Ost sein, wenn jedoch der Fühler eine Stellung erreicht, in der die Nord-West-Richtung die Tangente an die Kurve der Schablone darstellt (Abb. 13), so muß der Knopf 55 auf den Nord-West- (NW-) Quadranten gestellt werden (Abb. 12), da sonst der Fühler von der Schablone abgleiten und beispielsweise in die Stellung der Abb. 13 kommen würde. Ist dann der Handknopf 55 auf den Nord-West-Quadranten gestellt, so werden die Nord- und Westkontakte abwechselnd geöffnet und geschlossen, während der Fühler 4 seinen Weg um den oberen Teil des abgerundeten Endes der Schablone vollendet. Während des letzteren Vorganges kann der Knopf 55 nach und nach auf den Quadranten NW gestellt werden (Abb. 14). Erreicht endlich der Fühler 4 die 45 °-Stellung (Abb. 14), so wird der Nord-West- oder resultierende Vorschub zur Tangenten an die Kurve der Schablone, und dann muß der Knopf 55 nach abwärts, fast auf West, verstellt werden, so daß die Feder 49 den Fühler wieder an das Modell andrückt. Wenn der Fühler sich von der Umrißlinie entfernt, so muß der Handgriff 55 auf SW oder den SW- Quadranten gestellt werden (Abb. 15). In dieser letzteren Stellung ist der S-Vorschubkontakt vollständig unterbrochen, und es tritt West-Vorschub ein, so lange, bis der Fühler das Ende des oberen waagerecht verlaufenden Teils der Umrißlinie der Schablone erreicht hat (Abb. 16). Dann muß der Knopf 55 entgegengesetzt dem Sinne der Uhrzeigerbewegung auf die Stellung der Abb. 16 gedreht werden, worauf der Fühler sich nach abwärts, nach Süd, an der linksseitigen, senkrecht verlaufenden Umrißlinie entlang bewegt, während der Ostkontakt unterbrochen ist. Erreicht dann der Fühler die untere linke Ecke, Kreis 4 in Abb. 16, unten, so wird der Knopf 55 auf den NO- Quadranten (NE) gedreht (Abb. 17), worauf der Fühler wieder an der unteren Umrißlinie der Schablone entlang gleitet, wobei er sich nach rechts oder nach Osten bewegt. Der Aufwärts- oder Nord-Vorschubkontakt bleibt unterbrochen, und so wird die Umkreisung der Schablone durch den Fühler vollendet und dieser in die in Abb. 10 dargestellte Anfangslage zurückgebracht.

Es ist zu bemerken, daß der Umrißfühlfinger nicht nur den äußeren Umriß einer Schablone zu umschreiben vermag, sondern ebensogut auch einen Innenumriß. Das ist in Abb. 18 erläutert, wo der Fühler 4, von links nach rechts sich bewegend, auf dem unteren Teil der Innenumrißlinie einer Schablone entlang gleitet. Um eine Bewegung nach links zu erzielen, müßte der Knopf 55 in die Süd-West-Stellung gedreht werden und in dieser Stellung verbleiben, bis der Fühler die linke innere Ecke der Umrißlinie erreicht. Während dieser Zeit ist der Süd-Vorschub unterbrochen, während der West- oder Links-Vorschub andauert.

Claims (2)

Patentansprüche: g

1. Elektrisch gesteuerte Kopierfräsmaschine nach Patent 464 545, bei der das eine Ende einer allseitig beweglich gelagerten Tasterspindel durch einen drehbaren Ring ragt und mit diesem durch eine Feder verbunden ist, welche das Spindelende in Berührung mit relativ zueinander festen Kontakten zu halten sucht, um entsprechende Stromkreise zur Steuerung der Fräswerkzeuge zu überwachen, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakte (21 bis 24) ortsfest angeordnet und um die Tasterspindel herum verteilt sind.

2. Kopierfräsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das durch den Ring (52) tretende Ende (28) der Tasterspindel (12) einen gegen Mitdrehung mit der Spindel (12) gesicherten Kontakthalter (31) trägt, der zweckmäßig am Gehäuse (9) durch sich kreuzende Führungen (36, 37, 40) gelagert ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen