DE673925C - Einrichtung zum selbsttaetigen Fraesen von Kurvenscheiben nach einer Zeichnung mit Hilfe einer Fotozelle - Google Patents

Description

Das Fräsen von Kurvenscheiben, wie sie zum Steuern von Vorschüben oder anderen Bewegungen von Maschinenteilen aller Art gebraucht werden, geschieht heute im allgemeinen derart, daß nach einer Zeichnung eine Schablone aus Stahl von Hand angefertigt wird, nach welcher auf einer Sonderkopierfräsmaschine ein oder mehrere Werkstücke hergestellt werden. Diese Maschinen arbeiten in der Weise, daß eine an einem Support befestigte Kopierrolle an der sich drehenden Schablone dadurch entlang geführt wird, daß der Support durch ein Gewicht o. dgl. auf die Schablone zu gezogen wird.

Der ebenfalls am Support angeordnete Fräser bearbeitet dann das sich mit der Schablone synchron drehende Werkstück, so daß dieses dieselbe Form erhält wie die Schablone.

Solche Einrichtungen haben den Nachteil, daß stets zuerst eine Schablone angefertigt werden muß, welche besonders bei kleinen Stückzahlen die Kosten der Werkstücke außerordentlioh erhöht, und daß hierzu, neben dem Zeitaufwand ein Aufwand an Werkstoff erforderlich ist.

Um die Anfertigung der Schablone zu vermeiden) muß das Werkstück unmittelbar nach der Zeichnung gefertigt werden. Es sind auch für diesen Zweck Einrichtungen bekanntgeworden, welche derart arbeiten, daß eine lichtempfindliche Zelle an der Licht- und Schattengrenze eines durch eine abgeblendete Lichtquelle beleuchteten Musters entlang tastet und dabei einen Fräser derart in seiner Achsrichtung hin und her bewegt, daß an dem sich mit dem Muster synchron drehenden Werkstück dieselbe Form entsteht. Bei dieser Einrichtung kann auch das Muster durch einzelne Filmaufnahmen oder durch handgezeichnete Konturlinien ersetzt werden.

Die Erfindung zeigt einen Weg, auf dem die Herstellung von Kurvenscheiben nach einer Zeichnung besonders einfach wird. Benutzt wird die an sich bekannte Tatsache, daß man Fotozellen durch die Reflexion eines auf eine Zeichnung geworfenen, scharf begrenzten Lichtfleckes derart beeinflussen kann, daß Schützen oder Relais ein- bzw. ausgeschaltet werden, je nachdem der Lichtfleck die Zeichnungslinie trifft oder nicht.

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Dipl.-Ing. Hans Schüz in Offenbach, Main.

Entgegen der oben beschriebenen bereits bekannten Einrichtung ist die Anordnung nach der Erfindung so, daß die Achse des Fräsers zu der Drehachse des Werkstückes parallel steht.

In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes gezeigt, und zwar stellt

Abb. ι den Aufriß,

to Abb. 2 den Grundriß der Maschine dar. In Abb. 3 ist sehematisch zusammengestellt, wie die Sektoren verteilt werden müssen, um bei den in der Tabelle

Abb. 4 ; zusammengestellten Steuerrichlungen ein Umfahren der Kurve zu ermöglichen. Abb. S zeigt die grundsätzliche elektrische Schaltung,

In Abb. ι und 2 ist an dem Bett ι der Maschine eine Führung 2 angegossen, auf so welcher durch eine Gewindespindel 3 ein Sup-, port 4 waagerecht verschiebbar angeordnet ist. An diesem Support ist einerseits ein Getriebekasten 5 mit Antriebsmotor 6 für den Fräser 7 angebracht, welcher für die Einstellung der Höhe senkrecht verschoben werden kann, andererseits ist ein Gehäuse 8 an demselben vorgesehen, welches die für die Abtastung der Zeichnung erforderlichen Teile enthält. Diese bestehen aus einer Fotozelle mit Beleuchtung und Optik in ' der für Reflexion geeigneten bekannten Anordnung, welche Teile zusammen auf einer sich drehenden, durch den Motor 9 angetriebenen Scheibe ι ο untergebracht sind, ferner aus einem Gehäuse 11, in welchem sich die Stromabnehmer für die Zelle befinden, sowie aus einem Sektorwähler 12, welcher einen Schleifkontakt und zwei Segmente enthält und dazu dient, die von der Zelle 10 kommenden Impulse auf verscliiedene Relais so zu verteilen, daß die in Abb. 4 zusammengestellten Steuerrichtungen sich ergeben. Das Gehäuse 8 kann für die Feineinstellung der Entfernung zwischen Zelle 10 und Fräser 7 auf der Führung 13 waagerecht verschoben sowie zur Kontrolle der umlaufenden Zelle 10 um den Bolzen 14 nach oben geschwenkt werden.

Am. Maschinenbett sind dem Fräser 7 und der umlaufenden Zelle 10 gegenüber zwei Planscheiben 1.5 und 16 untergebracht, deren Achsen mit den Achsen des Fräsers 7 und der Zelle 10 parallel liegen und außerdem denselben Abstand haben wie jene.

Auf der Planscheibe 15 ist das Werkstück 17, auf der Planscheibe 16 die Zeichnung 18 aufgeklemmt. Beide Planscheiben werden von einer Welle 19 über Schnecken und Schneckenräder o. dgl. angetrieben, laufen also synchron. Der Antrieb des Fräs-6a Vorschubes geschieht durch den Motor 20, und zwar über zwei elektromagnetische Wendckupplungen, deren eine, 21, mit der Gewindespindel 3 für die Supportverschiebung, deren zweite, 22, mit der Welle 19 für die Tischdrehung gekuppelt ist. Die grundsätzliche elektrische Schaltung ist aus Abb. 5 zu erkennen. In einem Gehäuse 23 ist die umlaufendeZelle 10 untergebracht, die als Doppelzelle gezeichnet ist. Eine Lampe, die durch Schleifringe 25 gespeist wird, wirft über eine Blende und ein Prisma auf die Zeichnung 18 einen scharfen Lichtfleck, dessen Reflexion von den Zellen 10 aufgenommen wird. Die Zellenströme werden über Schleif leitungen 26 in den Verstärker 27 geleitet, von welchem die Relais 28 und 29 gesteuert werden. Dies erfolgt derart, daß der eine Pol direkt zu beiden Relais geht, der andere aber vom Sektorwähler 12 entweder dem Relais 28 (Sektor 2) oder dem Relais 29 (Sektor 1) zügeteilt wird. Die Zuteilung erfolgt durch einen synchron mit dem Zellengehäuse 23 umlaufenden Kontaktarm 30. An die Relais 28 und 29 sind die beiden elektromagnetischen Wende- , kupplungen angeschlossen, und zwar so, daß bei Hell- und Dunkelmeldung jeweils die in der Tabelle Abb. 4 angegebene Steuerrichtung eingeschaltet wird. Die betreffenden Zuleitungen, welche sich im Betrieb befinden, sind mit// (hell) undd (dunkel) bezeichnet. Wird z. B. in Sektor 2 hell gemeldet, dann spricht das Relais 28 an und schaltet Kupplung 21 auf rechts, wird im selben Sektor dunkel gemeldet, so fällt das Relais 28 ab und schaltet die Kupplung 22 auf Rechtsdrehen des Tisches, entsprechend der Tabelle Abb. 4. Für linksschneidende Fräser wird nach der Tabelle die linke Seite der Kupplung 22 angeschlossen, während die rechte außer Betrieb bleibt. In Abb. 3 unten sind die Schleifsegmente des Sektorwählers 12 auf der rechten Seite so verlängert, daß sie sich gleichmäßig überschneiden. Die Schaltungen bei hell und dunkel ergeben sich aus dem Schema Abb. 4.

Die Arbeitsweise der Maschine ist folgende: Soll eine Kurvenscheibe etwa in der in Abb. 2 dargestellten Form gefräst werden, so werden eine in Tusche ausgeführte Zeichnung 18 auf dem Drehtisch 16 und ein entsprechendes Werkstück 17 auf dem Drehtisch 15 befestigt. Hierauf wird der Radius der umlaufenden Zelle 10 mit dem Radius des Fräsers 7 in Übereinstimmung gebracht. Der Sektorwähler sei so geschaltet, wie aus Abb. 3 oben und der Tabelle Abb. 4 hervorgeht. Ferner sei ein rechtsschneidender Fräser verwendet. Tritt nun eine Verdunklung der Zelle 10 dadurch ein, daß. der Lichtfleck die Zeichnungslinie berührt, und findet diese Verdunke- »ao lung in Sektor 1 ' (Abb. 3 .oben) statt, so wird nach der Tabelle Abb. 4 der Support 4

durch die Kupplung 21 nach links gesteuert werden. Tritt keine Verdunklung ein, so drehen sich die Tische 15 und 16 im Uhrzeigersinn, also nach rechts. Wenn die Verdunklung in Sektor 2 (Abb. 3) stattfindet, so drehen sich bei Verdunklung die Tische 15 und 16 nach rechts, während bei Hellmeldung der Support 4 durch die Wcndekupplung 21 nach rechts bewegt wird. Bei linksschneidendem Fräser müssen die Steuerrichtungcn sinngemäß geändert werden. Wird derjenige Sektor, welchen ein Punkt in der Drehrichtung des Tisches zuerst berührt, als Eintrittssektor bezeichnet und entsprechend als Austrittssektor derjenige, von dem ein Punkt der Zeichnung in der Drehrichtung der Tische wegsteuert, so kann die Regel aufgestellt werden, daß im Eintrittssektor

_ Hcllmeldung eine Drehung der Tische, Dunkclmeldung ein Wegsteuern der Zelle von der Tischmitte bewirken, während im Austrittsektor bei Hellmeldung die Zelle zur Tischmitte hinsteuert und bei Dunkelmeldung eine Drehung der Tische sattfindct.

Bisher wurde angenommen, daß nur entweder in Sektor 1 oder in Sektor 2 (Abb. 3 oben) gesteuert wird, daß. also immer abwechselnd eine Drehbewegung der Tische 15 und 16, dann eine Radialbewegung von Fräscr 7 und Zelle ι ο stattfindet. Es wird also grundsätzlich in Sektor 1 bei Kurven gesteuert, die bei Rechtsdrehung ansteigen, in Sektor 2 bei solchen, die bei Rechtsdrehung abfallen.

Wie bereits erwähnt, kann auch zwischen die beiden Sektoren 1 und 2 dadurch ein Übergangssektor eingeschaltet werden, daß sich die beiden Sektoren überschneiden. In diesem Überschneidungsgebiet ergibt sich dann sowohl bei Hell- als auch bei Dunkelmeldung eine Tischdrehung, während bei HeII-meldung eine Annäherung, bei Dunkelwerden eine Entfernung der Drehtischachsen von der Scheibe 10 bzw. Fräserachse stattfindet.

Mit der beschriebenen Einrichtung kann jede. Kurvenscheibe am Umfang nach der Zeichnung bearbeitet werden, mit der einzigen Einschränkung, daß die Begrenzungslinie die Radialrichtung nicht unterschneiden darf. Diese Unterscheidung kann aber in den meisten Fällen dadurch vermieden werden, daß als Drehmittelpunkt der Zeichnung und des Werkstückes ein Punkt gewählt wird, von dem aus eine Unterschneidung nicht stattfindet. Es wird ferner darauf hingewiesen, daß an Stelle der Wendekupplung 22 eine einfache Kupplung treten kann, wenn nur rechtsschneidende oder nur Jinksschiipidcndc Fräser verwendet werden.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zum selbsttätigen Fräsen von Kurvenscheiben nach einer Zeichnung „mit Hilfe einer in Verbindung mit der notwendigen Optik und Beleuchtung auf einer umlaufenden Scheibe im Abstand des verwendeten Fräserradius angebrachten Fotozelle, dadurch gekennzeichnet, daß elektromagnetische Kupplungen (21, 22) für die Einleitung der Drehbewegung zweier zur Aufnahme von Werkstück (17) und Zeichnung (18) bestimmten, parallelachsig angeordneten Drehtischen (15, 16) und der Längsbewegung eines Tastcreinrichtung und Werkzeug achsenparallcl zu den Drehtischen tragenden und rechtwinklig zu diesen Achsen beweglichen Schlittens (4) von einem zweiteiligen, symmetrisch zu einer Parallelcn zur Längsbewegungsrichtung des Tasterwerkzcugschlittens angeordneten Sektorwähler (12), dessen Kontaktarm (30) räumlich der Lage des Lichtpunktes entspricht, derart gesteuert werden, daß im Eintrittsektor bei Hellmeldung die Kupplung für die Drehung der Tische, bei Dunkelmeldung die Kupplung für die Längsbewegung des Tasferwerkzeugschlittens im Sinne einer Entfernung der Drehtischachse von der Scheibe (10) bzw. Fräserachse, während im Austrittsektor bei Hellmeldung eine Annäherung der betreffenden Achsen und bei Dunkelmeldung die Drehung der Tische (15, 16) eingeleitet wird.

2. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß sich die beiden Sektoren (1, 2) auf der der Zeichnung (18) zugekehrten Seite überschneiden, wodurch sowohl bei Dunkelmeldung als auch bei Hellmeldung die Tische (15, 16) zur Drehung veranlaßt werden, während bei Hellmeldung eine Annäherung, bei Dunkelmeldung eine Entfernung der Dreh-

. tischachsen von der Scheibe (1 o) bzw. Fräserachsc stattfindet, so daß in diesem Überschneidungsgebiet kein stufenweises, sondern ein fortlaufendes Abtasten erreicht wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen