DE680960C - Taster von hydraulischen Kopiermaschinen, insbesondere Kopierfraesmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindimg bezieht sich auf hydraulische Kopiermaschinen, insbesondere Kopierfräsmaschinen, bei welchen der Taster !entlang dem Modell bewegt wird, um hydraulisch eine Verstellvorrichtung zu bewegen, welche das mit dem Arbeitsstück in Eingriff kommende Werkzeug überwacht, so daß das Werkstück 'die gleiche Gestalt erhält wie das Modell. Der Taster der Erfindung dient zur

ίο Überwachung eines geschlossenen hydraulischen Stromkreises zwischen dem Taster und dem Werkzeug und verfügt über eine am Ende einer hohlen Kolbenstange allseitig bewegliche Tasterspitze, die durch Verschieben gegenüber der Kolbenstange über ein im Kolben angeordnetes Ventil die Druckflüssigkeit zu den beiden Seiten des die Bewegung des Werkzeuges verursachenden Kolbens steuert. Die Tasterspitze ist derartig ausgebildet, daß sie auch dann eine Verstellung des Werkzeuges bewirkt, wenn sie sich in einem Winkel zur Oberfläche des Modells einstellt, wenn sie also mit sehr leichtem Druck über das Modell hinweggeführt wird, während das Werkzeug selbst starr gegen Verschiebung durch den Schnittdruck gehalten wird. Dieses Ziel wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß bei Verschwenkung der Tasterspitze'die Scheibe eines Scheibenventils verschoben wird, weldies den Zufluß der Druckflüssigkeit zu einem die Bewegung des Ventils bewirkenden Steuerkolben steuert.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der neuen Tasterkonstruktion dargestellt.

Abb. ι veranschaulicht eine zum Kopieren benutzte Fräsmaschine mit dem neuen Taster.

Abb. 2 zeigt in vergrößertem Maßstabe und im Schnitt die Zusammenstellung von Taster und Werkzeug an der Fräsmaschine.

Abb. 3 ist ein Schnitt durch den Taster.

Abb. 4 zeigt die Tasterspitze und die sich unmittelbar daran anschließenden Teile bei seitlicher Beanspruchung.

Abb. 5 zeigt in vergrößertem Maßstabe die Lage der Tasterspitze, wenn sie durch eine schräge Fläche des Modells seitlich ausgekippt wird, und die

Abb. 6, 7 und 8 zeigen Querschnitte des Tasters nach den Linien 9-9 bzw. 10-10 bzw. 11-11 der Abb. 3.

Gemäß der Abb. 1 sind das Modell 6 und das Arbeitsstück 7 an einem vom Tisch 4 getragenen Gestell 5 befestigt. Das Werkzeug 15 sitzt an einer waagerechten Welle 16, die drehbar in dem Schlitten 14 gelagert ist und durch eine mit langen Keilnuten versehene senkrechte Welle 17 gedreht wird, die ihrerseits durch den Motor 18 angetrieben wird.

Auf dem Schlitten 14 ist ein zweiter Schiit-

ten 20 verschiebbar angeordnet, der den mit dem Modell 6 in Eingriff stehenden Taster 21 und die damit verbundenen Teile trägt. Der Taster sorgt dafür, daß das Werkzeug 15 hydraulisch, mit gleichförmigem Druck gegen das· Arbeitsstück gedrängt wird und ist zu diesem Zweck mit den Rohrteilen 26, 271 und 28 versehen. Die Zufuhr der Druckflüssigkeit findet folgendermaßen statt: Eine Pumpe 32 entnimmt die Druckflüssigkeit aus dem Behälter 29 bei 33 und treibt sie in die Leitung 38 hinein, die zu dem Kopf 39 am Ende ides Tasters führt.

Gemäß der Abb. 2 ist das Kopfstück 39 an .«5 dem rückwärtigen Ende einer hohlen Kolbenstange 40 befestigt, an dessen oberem Ende der Kolben 41 befestigt ist. Beim Verschieben des Kolbens 41 nach rechts mit Bezug auf Abb. 2 bewegt sich, also der Kopf 39 von dem rechten Ende des Zylinders 28^ weg. Aus diesem Grunde sind die Leitungen. 38, 31, die an den Kopf 39 angeschlossen sind, als Schlauchleitungen ausgebildet. In der hohlen Kolbenstange 40 ist ein Rohr 42 vorgesehen, das im Innern des Kopfes 39 mit der Leitung 31 verbunden ist. Auch dieses Rohr 42 ist mit dem Kolben 41 verbunden, wie in Abb. 3 gezeigt ist. Die Druckflüssigkeit kann aus der hohlen Kolbenstange 40 in das Rohr 42 übertreten und durch Leitung 31 zurück zum Behälter 29 gelangen.

Das Rohr 26 bildet die vordere Verlängerung der Kolbenstange 40 und ist mit dem Kolben 41 fest verbunden. Im Zylinder 28 ist ein Kolben 27 angeordnet, der auf beliebige Weise mit der hohlen Kolbenstange 40 vereinigt ist. Wenn sich, die Tasterspiitze mit Bezug auf das Rohr 26 axial verschiebt, wird durch den Flüssigkeitsdruck der Kolben 41 entsprechend verschoben und dadurch die hohle Kolbenstange 40 und der an ihr befestigte Kolben 47. Der Zylinder 28 enthält Öl, und beim Bewegen des Kolbens 47 nach rechts (Abb. 2) wird das Öl durch die Leitung 48 zu dem Zylinder 49 gedrängt, der das Werkzeug 15. steuert. Id dem Zylinder 49 ist ein Kolben 50 angeordnet, der an einer hohlen Kolbenstange 51 sitzt, dessen äußeres Ende einen Kopf 54 trägt, in welchem die Werkzeugwelle 16 drehbar gelagert ist.

Die Ölfüllung- des Zylinders 49 wird bei dieser Verschiebung des Kolbens 50 nach rechts durch Leitung 52 in den Zylinder 28 links von dem Kolben 47 hineingestoßen. Es wird dadurch der Kolben 50 für das Werkzeug in jeder Lage für den Öldruck auf beiden Seiten festgehalten.

Der Aufbau des Tasters ist besonders aus

der Abb. 3 erkennbar. Der Tasterkopf 21 sitzt am Ende einer längs verschiebbar in dem Rohr 61 gelagerten Stange 60. Ein Kugelkopf 62 am dem Rohr 61 ist in einer entsprechenden Aushöhlung, gebildet von zwei Scheiben 63, 64, die in das Rohr 26 eingeschraubt sind, allseitig beweglich gelagert.

In die Stange 60 ist axial ein Ende eines Stabes 66 eingeschraubt, dessen anderes Ende mit dem Ventilkörper 70 im Innern· des Kolbens 41 verschraiubt ist. An der Innenwand des Kolbens 41 sind die beiden Nuten 71, 72, an der Außenwand des Ventilkörpers zwei Umfangsnuten 75, 76 angeordnet. Der Kolben 41 wird an dem einen Ende durch den Kopf 69, am anderen Ende durch den Kopf 74 abgeschlossen, und gegen diese Köpf e legen sich die Flanschen 73 des Ventilkörpers in ihren Endlagen. Die Bohrungen in den Flanschen 73 gestatten der Flüssigkeit, von jedem betreffenden Ende im Innenraum des Kolbens So in die Nuten 75,76 des Ventilkörpers einzutreten. Zwischen den Rippen 77, 78 des Ventilkörpers befindet sich eine dritte Umfangsnut 79, und außerdem hat der Ventilkörper Längsbohrungen 80 (Abb. 8) und Kanäle 81, 82, welche von diesen Bohrungen ausgehen. Auch die Kolbenköpfe 69, 74 haben Bohrungen 83, 84 für den Durchtritt des Stabes in Verbindung mit den !entsprechenden Röhren 68, 42. Ein Kanal 85 im Kolben geht von der einen Stirnfläche des Kopfes 74 zur anderen Stirnfläche des Kopfes 69, um Flüssigkeit aus dem Rohr 40 in das Rohr 26 übertreten zu lassen. Von diesem Kanal 8 5 zweigt ein dünner Radialkanal 86 zur Mittelnut 79 des Ventilkörpers. Die Nut 71 im Kolben steht in Verbindung mit dem Kanal 87, der sich durch den Kopf 74 hindurch fortsetzt. Die Nut 72 an der Innenwand des Kolbens andererseits hat einen ähnlichen Kanal, der in der Achsrichtung zum Kolbenkopf 69 geht. In der hohlen KoIb enstange 40 befindet sich Hochdruckflüssigkeit, welche 'direkt von der Druckseite der Pumpe 32 herrührt. Sie tritt durch den Kanal 85 zu dem Raum zwischen dem Zylinder 26 und der hohlen Kolbenstange 69 auf die andere Seite des Kolbens 41. Die Radialbohrung 86 läßt dieses Hochdruckmittel auch in die Mittelnut 79 des Ventilkörpers 70 eintreten. Für gewöhnlich nimmt der Ventilkörper die in Abb. 3 gezeigte Lage ein, und wenn die Tasterspitze 21 durch Auf treffen auf eine erhöhte Stelle des Modells nach rechts verschoben wird, so wird durch die Verschiebung des Ventilkörpers 70 die KoI-bennut7i in Verbindung mit der Nut 76 des Ventilkörpers gebracht, und die Nut 72 des Kolbens wird mit Hochdruckflüssigkeit aus der Mittelnut 79 des Ventilkörpers versorgt.

Aus dieser inneren Umfangsnut 72 strömt die Hochdruckflüssigkeit in dem Kanal 88 durch den Kopf 69. Dadurch wird der KoI-

ben 41 nach rechts gedruckt (Abb. 3), und das in dem Rohr 27 vorhandene Öl mußdiurch die Leitung 87 in 'die innere Umfangsnut 71 des Kolbens eintreten. Von hier gelangt es in die Umf angsnut 76 des Ventils 80 und durch die Bohrungen 82 zur Mittelbohrung So, Mittelbohrung 84 des Kopfes 74 und in das Rohr 42. Dieses Rohr führt das Druckmittel durch Leitung 31 zum Behälter 29 zurück. Der Kopf 21 der Tasterspitze ist unter Einschaltung einer Feder 89 mit Bezug auf das Rohr 61 verschiebbar. Bei seiner Verschiebung mit Bezug auf das Rohr 60 nach rechts (Abb. 3) wird, wie erwähnt, Druckmittel auf die linke Seite des Kolbens 41 strömen, so daß die ganze Zusammenstellung durch den Kolben mit verschoben wird. Bei Abtasten einer Ebene in einem bestimmten Abstand von dem Ende des Tasters wird das Ventil 70 die Zutrittsöffnung zum Kolben 41 abschließen, und die Tasterspitze wird in dieser Lage verbleiben. Bei Eintritt in eine tiefere Ebene stößt die Feder 89 den Kopf der Tasterspkze in diese Ebene, wodurch die Stange 66 und Ventil 70 ebenfalls nach dieser Richtung hin verschoben werden, so daß nunmehr die Innennut 72 des Kolbens in Verbindung mit der Umf angsnut 75 des Ventils gerät und ein Druck auf die äußere Seite des Kolbens- 41 ausgeübt wird, so daß die ganze Zusammenstellung nach links gedrängt wird.

"in dieser Stellung der Teile fließt das Öl unter dem Kolbenkopf 69 durch den Kanal 88 zu den Nuten 72, 75 und von hier durch Bohrung 84 in die Röhre 42, die es zurückleitet. An der Hochdruckseite geht das Öl aus der Nut 79 des Ventilkörpers 70 in die Nut 71 des KoIb ens, dann durch den Kanal 87 zur rechten Seite des Kolbens, um den Kolben nach links zu drängen.

Die in den Abb. 3 und 4 bei- 67 aingse-¹ deutete Anordnung dient zur Übermittlung von seitlichen Drücken, welche auf die Tasterspitze einwirken können. Wenn die Tasterspitze bei Abtastung der Linie 160 (Abb. 5) gegen die Kurve 161 gedrängt wird, so drückt gegen ihn die durch den Pfeil angedeutete Kraft. Die Ablenkung der Tasterspitze von der richtigen Lage ist in Abb. 5 übertrieben dargestellt. Die Tasterstange 66 hat genügend Elastizität, um dem Rohransatz 61, in dem diese Stange gleiten kann, eine geringe Ablenkung mit Bezug auf die Achse des- Zylinders 26 zu erteilen. Das innere Endeöi« des Rohres 61 kann dadurch in die in Abb. 5 gezeigte Lage gebracht werden. Für gewöhnlich befindet sich dieses Rohr in der Mittellage mit Bezug auf den Ringkörper 162, der in dem Zylinder 26 befestigt ist. Der Ringkörper 162 hat nach Abb. 3 und 6 vier Radialbohrungen 163 mit entsprechenden Versenkungen für die gleitbare Aufnahme der Zapfenköpfe 164. Sie greifen auf die Röhre 6i^a ein und halten sie unter dem Einfluß von Federn gewöhnlich in der Mittellage.

In einer Vertiefung an. der rechten Stirnfläche dieses Ringkörpers 162 befindet sich die Scheibe 165, die als Ventil dient. Die Zusammenstellung 67 umfaßt fernerhin den Zylinder 166, der mit dem Ansatz 167 in den Zylinder 68 eindringt. Der Zylinder 166 wird gegen Verschiebung nach rechts durch Eingriff auf eine Ringschulter im Innern des Zylinders 26 festgehalten; der andere Ringkörper 162 wird ebenfalls durch eine eingeschobene Röhre 168 gegen Verschiebung nach links gesichert. Der Kolben 41 ist nach Abb. 3 durch die hohle Kolbenstange 68 mit dem Zylinder 167 verbunden, so daß bei einer Verschiebung des Kolbens das Rohr 26 mit Bezug auf den Zylinder 27 verschoben wird. Geht also die Tasterspitze nach rechts (Abb. 3) und verschiebt sie sich dadurch mit Bezug auf Rohr 61 und 26, so wird zuerst der Ventilkörper 70 im Kolben 41 nach rechts gedrückt und dann der Kolben 41 und die damit verbundenen Kolbenstangen, bis die Tasterspitze wieder die in Abb. 3 gezeigte Lage mit Bezug auf das Rohr 26, 71 einnimmt. Die Teile haben das Bestreben¹, die 9" Lage nach Abb. 3 immer wieder einzunehmen, wobei die Druckflüssigkeit aus dem Kolben 41 keine Verdrängung des Ventils 70 nach der einen oder anderen Seite herbeizuführen bestrebt ist.

Bei Aufklettern der Tasterspitze auf eine erhabene Stelle des Modells (Abb. 5) macht sich der seitliche Druck vor dem axialen Druck bemerkbar. Das Werkzeug soll mit Bezug auf das Arbeitsstück dieselbe Winkelstellung einnehmen, ehe noch die Achse der Tasterspitze die erhabene Stelle erreicht. Deswegen ist der Stab 66 elastisch und gestattet dem Rohr 61, mit dem Kugelkopf 62 eine Verschwenkung um den Mittelpunkt der Kugel 62, wie in Abb. 5 angedeutet, auszuführen. Der Kolben 41 wird durch diesen seitlichen Druck ebenfalls beeinflußt, da der Zylinder 166 in seiner Mittelbohrung 169 den Kolben 170 aufnimmt. Letzterer ist auf einem verdünnten Teil der Stange 66 gleitbar und kann mit dem rechten Ende gegen eine Schulter 171 der Stange stoßen. Die Druckflüssigkeit, die durch den Kanal 85 des Kolbens 41 in den Zylinder 26 überströmt, geht durch den Kanal 172 des Zylinders 166 (Abb. 3). Der Kanal 172 läuft- gegen die Ringscheibe 165 aus, und hier befindet sich auch eine Umfangsnut 172« in Verbindung mit diesem Kanal. Ein Zweig 173 des Kanals mündet in eine Kreisnut 174 des Ringkörpers 162, der die Radialbohrungen hat. Schließlich liegt in

dem Zylinder ein Kanal 175, der in dem Raum tun die Scheibe 165 herum mündet. In der Normallage schließt diese Scheibe 165 den gerade durchgehenden Kanal 172 und die Ringnut 174 an und schließt auch den Kanal 172 gegen den Kanal 175 ab, wie in Abb. 3 gezeigt.

Der Kolben 175 befindet sich lose auf der Stange 66 in der in Abb. 3 gezeigten Lage.

Wird jedoch die Ventilscheibe 165 aus ihrer Mittellage herausgedrängt (Abb. 4), so geht die Hochdruckflüssigkeit durch den Kanal 175 zum linken Ende des Kolbens 170, bringt ihn in Eingriff mit der Schulter 1*7-i der Stange 66 und verschiebt die Stange in der Achsrichtung des Zylinders 26, so daß demnach auch ein seitlicher Druck auf die Tiaster-. spitze eine Beeinflussung des Kolbenventils 70 besorgt. Infolge der Kreisnuten 172« und 174 wird das Druckmittel von beiden Seiten her auf die Ventilscheibe 165 wirken, um dieselbe zu entlasten. Ein enger Radialkanal 176 führt vom Kanal 172 zur Bohrung 169 im Zylinder 166, und aus dieser Bohrung führt eine Öffnung 177 zu einem Kanal 178 am Umfang des Zylinders 166. Dieser Kanal 178 steht an dem anderen Ende in Verbindung mit einem entsprechenden Längskanal des Ringkörpers 162, so daß bei Entweichen des Druckmittels in die Kammern dieses Druckmittel zu dem Niederdruckrohr 68 gelangen kann. Eine Veränderung des Druckes in der Kammer Λ kann also niemals stattfinden, und demnach besteht auch keine Gefahr, daß das Druckmittel um den Kugelkopf 62 herum entweicht. In Abb. 3 ist ferner links vom Kolben 170 in der Bohrung 169 des Zylinders ein Radialkanal 179 angeordnet, der ebenfalls zur Umfangsnut 178 führt.

In der Lage der Teile nach Abb. 3 ist der Kolben 170 von der Schulter 171 entfernt. Dies ist deswegen notwendig, weil sich stets Öl von dem Hochdruckkanal 172 in die Bohrung 169 am Vorderende durch den Kanal 176 eindrängen wird. Es tritt durch die Bohrung 177 in die Umfangsnut 178 aus. Ähnlich auch links vom Kolben 170 infolge der Anordnung des Kanals 179. Tritt eine kräftige Ausstoßung von Hochdrucköl in die Bohrung 169 links vom Zylinder ein, so bewegt sich der Kolben nach rechts · (Abb. 4) und stößt gegen die Schulter 171, und wenn das Ventil 165 auf seine Mittellage zurückgeht, 'wird dadurch der Umgehungskanal 173 entleert, so daß der Kolben 170 auf die Ursprungliehe Lage zurückgehen kann und von der Schulter 171 zurücktritt.

Durch die eben beschriebene Anordnung der verschiedenen Teile und insbesondere die genaue überwachte Bewegung des Werkzeuges auf das Arbeitsstück hinzu und von demselben hinweg, was durch die Bewegung der Tasterspitze hervorgerufen wird, wird das Werkzeug starr gegen Verschiebung durch den Schnittdruck gehalten; trotzdem ist das Werkzeug aber feinfühlig verstellbar. Die Bewegung des Tasters über das Modell wird durch die Maschine vorgenommen, während die hydraulische Überwachungsvorrichtung durch die Bewegung des Tasters verstellt wird.

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   i. Taster von hydraulischen Kopiermaschinen, insbesondere Kopierfräsmaschi- nen, mit einer am Ende einer hohlen Kolbenstange allseitig bewegbar gelagerten Tasterspitze, die durch Verschieben gegenüber der Kolbenstange über ein im Kolben angeordnetes Ventil die Druckflüssigkeit zu den beiden Seiten des die Bewegung des Werkzeuges verursachenden Kolbens . steuert, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschwenkung der Tasterspitze die Scheibe (165) eines Scheibenventils verschiebt, das den Zufluß der Druckflüssigkeit zu einem die Bewegung des Ventils (70) bewirkenden Steuerkolbens (179) steuert.
2. 2. Taster nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die an ihrem Umfang von einer U-förmigen Führung umgebenen Scheibe (165) des Scheibenventils auf beiden Stirnseiten von Druckflüssigkeit beaufschlagt ist, um die Reibung der steuernden Randkanten gering zu halten.
3. 3. Taster nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der verschiebbare Steuerkolben (170) gegen die Schulter (171) einer durch seine Mitte gehenden Stange (66) wirkt, die die Verschiebung der Tasterspitze auf das Ventil (70) überträgt.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen