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Hydraulisch gesteuerte Kopierfräsmaschine Es sind bereits hydraulische
Kopierfräsm.aschinen bekannt mit einem Support für die Tastereinrichtung und den
Fräser und einem zweiten Support für die Musterform und das Werkstück, bei denen
die Supporte gegen- und auseinander und quer zueinander beweglich sind. Bei diesen
bekannten Einrichtungen war die Tasterspitze nach allen Seiten schwenkbar gelagert,
so daß ihre Ausschläge lediglich der Größe nach auf die Steuervorrichtung wirkten,
während die Richtung des Tasterausschlags unberücksichtigt blieb. Hierdurch wurde
die Steuervorrichtung der bekannten hydraulischen Kopierfräsmaschinen außerordentlich
verwickelt, was sich sowohl auf die Herstellungskosten als auch auf die Betriebssicherheit
und Genauigkeit in nachteiliger Weise auswirkte.
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Gegenstand der Erfindung ist eine hydraulisch gesteuerte Kopierfräsmaschine,
bei der die erwähnten Mängel der bekannten Einrichtungen vermieden werden. ErfndungsgemäPj
wird dies erreicht durch einen in der Winkelebene drehbaren winkelförmigen Taster,
dessen Scheitel an einem in einem schwenkbaren Gehäuse verschiebbaren Steuer-Schieber
(Austiefschieber) gelagert ist, während der eine Schenkel nachgiebig am Gehäuse
befestigt ist und in Verbindung niit einem weiteren ebenfalls im Gehäuse angeordneten
Steuerschieber (Umlaufschieber) steht und der andere Schenkel mit einem Tastkopf
in Anlage mit dem Muster gehalten wird, und durch einen Umsteuerschieber, der zusammen
mit der Drehung des Gehäuses verstellbar ist und die Verbindung für die nicht durch
die Steuerschieber modulierte Druckflüssigkeit zu den die Längs-, Quer- und Tiefenbewegungen
zwischen dem Werkstück und Muster tragenden Support und dem Werkzeug und Taster
tragenden Support erzeugenden Kolbengetrieben herstellt. Eine besonders
zweckmäßige
Bauweise wird hierbei erfindungsgemäß dadurch erzielt, daß der Umsteuerschieber
als Drehschieber ausgebildet ist, um dessen Kolben das Gehäuse schNvenkbax ist.
Auf diese Weise wird erreicht, daß beint Schwenken des Gehäuses in die durch die
jeweilige Arbeitslage des Tasters bedingte Stelhing die entsprechende Umschaltung
der 7u den einzelnen Arbeitszylindern führenden Druckinittelleitungen in besonders
einfacher Weise ohne Aufwand zusätzlicher Bauteile durchgeführt werden kann.
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Zu diesem Zweck kann die Steuereinrichtung erfindungsgemäß so ausgebildet
werden, daß der Umsteuerschieber über Ringnuten und axiale Bohrungen die ständige
Verbindungsleitung zwischen den Zu- und Abflußleitungen der Druckflüssigkeit und
dem durch den Austiefschieber gesteuerten Austiefzylinder bzw. dem durch den Umfangsschieber
gesteuerten Vorschubzvlinder steuert, wobei im letzten Falle die Verbindungsleitung
zwischen dem Umfangsschieber und dem Vorschub-, zylinder über andere axiale Bohrungen
und entsprechende Aussparungen des Umsteuerschieberkolbens hergestellt wird und
bei Austiefarbeiten die Auswahl des den Vorschub bewirlz#enden Zylinders durch die
Stellung eines Drehschiebers, Richtung und Geschwindigkeit in an sich bekannter
Weise durch den Kolbenschieber bestimmt wird.
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Erfindungsgemäß können die Steuerschieber ferner mit je einer von
Hand zu betätigenden Feststellvorrichtung versehen sein, und die Feststellvorrichtung
für den einen Steuerschieber tritt gleichzeitig mit dein Abstellen der Druckflüssigkeit
zu diesem Steuerschieber in Tätigkeit.
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Hierbei kann erfindungsgemäß die vom Flüssigkeitsdruck abhängige Feststellvorrichtung
aus einem gegen den Mantel des Steuerkolbens durch eine Feder gedrückten Feststellzapfen
bestehen, dessen Kolben entgegen dem Federdruck durch die von einem handverstellten
Ventil gesteuerte Druckflüssigkeit für den Steuerschieber belastet ist.
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Die Zeichnung veranschaulicht den Erfindungsgegenstand an Hand von
Ausführungsbeispielen, und zwar zeigt Abb. i eine perspektivische Ansicht einer
Kopierfräsmaschine mit zwei Frässpindeln bei der Bearbeitung eines Werkstücks, das
Ausschläge des Tasters in lotrechter Richtung und einen Vorschub in Richtung quer
zur Frässpindelachse bedingt; Abb. 2 eine sinnbildliche und vereinfachte Darstellung
der Kopiervorrichtung in Draufsicht auf die Kopierfräsmaschine, wobei die Steuereinrichtung
im Schnitt dargestellt ist und die Bearbeitung eines- Werkstücks angenommen wird,
das vorwiegend in lotrechter Richtung profiliert ist.
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Die Kopierfräsmaschine besteht aus einem
Auf dem Schlitten q. ist ein Quertisch g angebracht. Die Bewegung des Schlittens
4. auf der Führung 2, 3 wird in an sich bekannter Weise durch einen Arbeitskolben
6 bewirkt. der unterhalb des Schlittens 4. in einem Druckzylinder7 angeordnet ist
und beiderseits dur@.h die Druckflüssigkeit beaufschlagt werden kann. In ähnlicher
Weise erfolgt der Antrieb cles Quertisches 5 durch den in dem Zylinder angeordneten
Arbeitskolben 9.
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Die Fräserspindeln io und i i sind in einem weiteren Support 12 gelagert,
der an einer lotrechten Führung 13, 14 des -'#,Iaschinengestells ebenfalls
mit Hilfe eines von der Druckflüssigkeit beaufschlagbaren, in einem Arbeitszylinder
15 gleitenden Kolbens 16 angetrieben werden kann. Der Support 12 trägt ferner das
Steuergehäuse 17 mit dem winkelförmig ausgebildeten Taster 18, i9, dessen
Sgitze2o beispielsweise kugelförmig gestaltet ist und auf dem zu vervielfältigenden
:Auster 21 entlang gleitet. Der Tasterhebel 18, i g kann um die Achse -22 schwenken
und überträgt bei dem in Abb. i veranschaulichten Arbeitsgang durch seinen Schenkel
i9, der mit seinem Ende 23 gelenkig mit dem Steuerschieber 24 (Umfangsschieber)
verbunden ist, die durch den Vorbeigang der Musterform bewirkten Ausschläge der
Tasterspitze 2o auf den Steuerschieber 2.4. Bei 22 ist der Winkelhebel 18, iq mit
dem Steuerschieber 25 (Austief schieber) verbunden, der bei dem in Ahb. i dargestellten
Arbeitsvorgang in später näher zu erläuternder Weise durch eine Feststellvorrichtung
gegen axiale Verschiebungen gesichert ist. Das Steuergehäuse 17 ist in dem
Support 12 um den als Drehschieber ausgebildeten Zapfen 26 (Umsteuerschieber) schwenkbar
und kann durch geeignete, nicht dargestellte Mittel in unterschiedlichen Stellungen
festgehalten werden. Der Antrieb der Frässpindeln i o, i i erfolgt in beliebiger
Weise z. B. über eine Riemenscheibe 27 und in Abb. 2 gestrichelt angedeutete- Zahnräder
28 bis 30.
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Die Arbeitsflüssigkeit wird aus dem Behälter 31 über ein Filter
32 in an sich bekannter Weise von einer Zahnradpumpe 33 entnommen und einerseits
in die Leitung 3.4 gefördert, die mit der Nut 35 auf (lern Drehschieberzapfen 26
in Verbindung steht, und gelangt andererseits durch die Leitung 36 mit den Anschlüssen
37 und 38 ztt einem die Richtung und Geschwindigkeit des Vorschubs regelnden Verteilerschieber
39, der über den
Hebel 4o entweder von Hand oder selbsttätig
verstellt werden kann. Das aus dem Vorschubzylinder jeweils abfließende Drucköl
gelangt in -später genauer zu kennzeichnender Weise über die Anschlüsse 41 und 42,
die von dein Kolbenschieber 43 gesteuert werden, in die Leitung .4q. und von dort
über die den Abschluß in bekannter Weise dosierende Meßpumpe 45 zurück in den Sammelbehälter
31.
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Von der Tut 35 des Umsteuerschiebers 26 gelangt das Drucköl durch
eine parallel zu seiner Achse angebrachte Bohrung 46 in die Leitung 47, die über
den Anschluß 48 mit dem Umfangsschieber 24 in Verbindung steht, und andererseits
über das Ventil 5o, das beispielsweise mittels der Spindel 51 und des Bedienungsgriffes
52 von Hand betätigt werden kann, zu dem Anschluß 53 des Austiefschiebers 25.
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Bei dem in Abb.2 dargestellten Arbeitsvorgang wird ein Muster 21 abgetastet
und Werkstücke 55 und 56 bearbeitet, die vorwiegend in lotrechter Richtung profiliert
sind. Das Muster und die Werkstücke sind daher an einem entsprechenden Aufsatz auf
dem Arbeitstisch 5 befestigt. Die Vorschubbewegung wird- von dem Support r2 ausgeführt.
Zu diesem Zweck muß dem Arbeitskolben 16, der die Bewegung des Supports bewirkt,
Vorschubdrucköl zugeführt werden, d. h. Drucköl, das nicht durch die Bewegungen
eines der Steuerschieber 24 oder 25 moduliert ist. Der hierfür benötigte Druckölstrom
gelangt bei der bezeichneten Stellung des Schiebers 39 aus der Zuflußleitung 36
über den Anschluß 37 zu dem Anschluß 57 und in die Leitung 58, die bei 59 in einen
mittels des Hebels 6o von Hand einstellbaren Drebschieber 61 mündet. Bei der gezeichneten
Stellung des Drehschiebers 61 gelangt das Drucköl weiterhin zu dem Anschluß 62 der
Leitung 63, die bei 64 an den Abschnitt 65 des Drehschiebers 26 angeschlossen ist.
Dieser ist in Abb.2 ebenso wie die Abschnitte 66, 67 und 68 des Drehschiebers 26
um go° in die Zeichnungsebene geklappt. Infolge der in der Zeichnung dargestellten
Lage des Steuergehäuses 17, das im Gegensatz zu der in Abb: i veranschaulichten
Stellung hier eine waagerechte- Lage einnimmt, verbindet der Abschnitt 65 des mit
ihm in Verbindung stehenden Drehschiebers 26 den Anschluß 64 der Druckmittelzuflußleitung
63 mit dem Anschluß 69 der beispielsweise bei 7o zu der Unterseite des Arbeitskolbens
16 in deri Zylinder 15 mündenden Leitung 71. Es findet demgemäß eine Aufwärtsbewegung
des Supports 12 statt, wobei das von der Oberseite des Arbeitskolbens 12 aus dem
Zylinder 15 verdrängte Drucköl bei 72 in die Leitung 73 eintritt, deren bei
74 zu d`enr -Drehschieberabschnitt 67- führende Abzweigung75 bei der gezeichneten
Stellung des Drehschiebers 26 abgeschlossen ist und von deren Anschluß 76 an den
Drehschieberabschnitt 66 das abfließende Drucköl über den Anschluß 77 der Leitung
78 dem Anschluß 79
des Drehschiebers 61 zugeführt- wird. Bei der gezeichneten
Stellung des Drehschiebers 61 gelangt das Drucköl von dem Anschluß 79
zu dem
Anschluß 8o der Leitung 81, die bei 82 an- den Verteilerschieber 39 angeschlossen
ist, so daß bei der gezeichneten Stellung des letzteren der Abfluß des Drucköls
über den Anschluß 42, die Leitung ¢q. und die Mehl pumpe 45 in den Sammelbehälter
3 i erfolgt.
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Falls der Arbeitskolben 16 in der gleichen Richtung eine Eilbewegung
ausführen soll, so kann diese in an sich bekannter Weise durch eine weitere Verstellung
des Hebels 4o nach rechts bewirkt werden, wobei die rechte Steuerkante des Kolbenschiebers
43 den Anschluß 83 des Abflußrohrs 84 freigibt, durch das der " abfließende Druckölstrom
ohne Drosselung durch die Meßpumpe dem Sammelbehälter 31 zugeführt wird. Eine Umkehr
der Vorschubbewegung des Arbeitskolbens 16 und des mit ihm verbundenen Supports
12 kann durch eine Verstellung des Hebels 4o nach links herbeigeführt werden. Die
linke Steuerkante des Steuerkolbens 85 gibt alsdann die Verbindung des Anschlusses
38 der Druckmittelzuflußleitung 36 mit dem Anschluß 82 der Leitung 81 frei, die
vorher Abflußleitungen gewesen waren, während der Anschluß 42 der Abflußleitung
44 von der rechten Steuerkante des Kolbenschiebers 43 abgedeckt wird, dessen linke
Steuerkante nunmehr den Anschluß 41 der Leitung 4.4. mit dem Anschluß 57 der Leitung
58 verbindet, die vorher Druckölzuflußleitung war. Hierbei wird der Anschluß 37
der Druckmittelzuflußleitung 36 durch den Kolbenschieber 86 abgedeckt. Auch bei
dieser Richtung der Vorschubbewegung kann durch weiteres Ausschwenken des Hebels
4o nach links' Eilvorschub bewirkt werden, wobei die jetzt das abfließende Drucköl
führende Leitung 58 von der linken Steuerkante des Kolbenschiebers 43 mit der Abflußleitung
84 verbunden wird.
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Mit Hilfe des Drehschiebers 61 läßt sich in ähnlicher Weise über die
Leitungen 115 und 116 dem Arbeitszylinder 7 Drucköl für die Ausführung einer Vorschubbewegung
zu- bzw. von ihm abführen. In diesem Fall wird der Hebel 6o in seine linke Endlage
gelegt, wobei einerseits die Anschlüsse 59 und 117, andererseits die Anschlüsse
8o und i 18 verbunden werden, während die Anschlüsse 62 und 79
abgeschaltet
sind.-Falls eine -Zufuhr von Drucköl für den Vorschub zu dem Arbeitszylinder 8 erforderlieh
ist,
verbleibt der Drehschieber 61 in der in Abb.2 dargestellten Lage, während das Steuergehäuse
17 in lotrechter Lage geschwenkt wird, so daß die Drehschieberabschnitte 65 bis
65 gegenüber der in Abb. 2 dargestellten Lage eine Drehung um 9o° erfahren. Dies
hat zur Folge, daß die Anschlüsse 76 und 69 der Leitungen 73 und 71, die zu dem
Arbeitszylinder 15 führen, abgeschaltet werden, während die Anschlüsse i i9 und
i2o der Leitungen 121 und r22 nunmehr über die Mittelbohrungen 123 und 124 der Drehschieber
66 und 65 mit den Vorschubdruckölleitungen 78 und 63 verbunden werden. Die Anschlüsse
125 und 126 der Leitungen 121 und 122 sind hierbei von den Drehschiebern
6; und 68 abgedeckt. Bei dieser Lage des Steuergehäuses 17 und des Handhebels
6o kann außer dem Zylinder 7, der in später genauer zu beschreibender Weise über
die Leitungen i io und 107 mit moduliertem Drucköl versorgt werden kann,
auch der Arbeitszylinder 15 über die Leitungen 75, 3 bzw. i27, 71 mit moduliertem
Drucköl versorgt werden. Die :Modulation dieses Drucköls erfolgt entsprechend den
in lotrechter Richtung verlaufenden Ausschlägen der Tasterspitze 2o durch den Umfangsschieber
24 über die Leitungen 128 und 129, die mit in dem Umsteuerschieber 26 angebrachten
axialen Bohrungen 130 und rar in Verbindung stehen. Die Bohrung 130 mündet
in die Mittelbohrung 132 des Drehschiebers 67, die Bohrung 131 in die Mittelbohrung
133 des Drehschiebers 68. Auf diese Weise werden die Leitungen 75 und
127 und damit der Zylinder 15 mit moduliertem Druckmittel gespeist. Eine
dementsprechende Lage des Steuergehäuses 17 ist in Abb. i veranschaulicht,
wobei der Steuerschieber 25 außer Betrieb gesetzt und festgestellt ist, da Beanspruchungen
der Tasterspitze in axialer Richtung nicht auftreten, so daß der Arbeitskolben 6
in dem Zylinder 7 festgelegt werden kann. Zur Übertragung der in der Vorschubrichtung
auftretenden Profilkurve des Musters 21 auf die Werkstücke 55 und 56 wird die Tasterspitze
2o gemäß Abb. 2 ständig unter einem regelbaren, gleichbleibenden Druck gegen das
Muster 21 gepreßt. Zu diesem "Zweck ist hinter dem Kolbenschieberabschnitt 87 des
Steuerschiebers 25 eine Druckkammer 88 angeordnet, die über ein regelbares Drosselventil
89 und eine Leitung 9o mit der Druckmittelzuflußleitung 47 in Verbindung steht,
während ein federbelastetes Überdruckventil 9i mit der Leitung 92 in Verbindung
steht, die über die axiale Bohrung 93 des Drehschiebers 26 zu der Nut 94 desselben
führt. An die letztere ist bei 95 die Abflußleitung 96 angeschlossen, die zu dem
Sammelbehälter 31 führt.
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Bei dem in Abb.2 dargestellten Arbeitsgang ist angenommen, daß die
Konturen des Musters 2i lediglich durch axiale Verschiebungen des Tasterarms 18
abgetastet werden können. Der Steuerschieber 24. ist daher durch eine Feststellvorrichtung
97 in seiner Mittellage festgehalten. Die Feststellvorrichtung ist in Abb. 2 der
Einfachheit halber als eine Schraube veranschaulicht, die in eine Nut 98 des Kolbenschieberabschnitts
99 eingreift. Zur Verhinderung von Bedienungsfehlern und daraus sich ergebenden
Beschädigungen der Tastereinrichtung bzw. der Fräser kann die Feststellvorrichtung
auch nachgiebig in der Weise ausgebildet werden, daß beim Auftreten erheblicher
seitlicher Kräfte auf die Tasterspitze 2o die Festhaltekraft durch deii Steuerschieber
24 überwunden wird. Der Steuerschieber 24 steht im übrigen unter der Wirkung einer
Rückstellkraft, die bestrebt ist, ihn stets in seine Mittellage zurückzuführen.
Sie wird beispielsweise durch eine Doppelfeder ioo ausgeübt, die auf das Ende 23
des Tasterschenkels i9 wirkt und an einem vorspringenden Arm ioi an dem Steuergehäuse
17 befestigt ist. Diese Rückstellvorrichtung sowie der Arm ioi sind in Abb.
i der Übersichtlichkeit halber fortgelassen.
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Bei der in Abb.2 dargestellten Lage des Austiefschiebers 25 findet
über die Leitung 34, die Nut 35, die axiale Bohrung 46, die Leitung 47, das geöffnete
Ventil 5o und den Anschluß 53 Druckmittelzufluß zu der Leitung rot statt, die mit
dem den Kolben 103 enthaltenden Zylinderraum io4 in Verbindung steht, so
daß der auf den Steuerschieber 25 wirkende Festhaltezapfen 105 entgegen der Wirkung
der Feder roh zurückgeschoben wird. Der Steuerschieber 25 kann sich somit frei bewegen.
Von dem Anschluß 53 wird ferner das zuströmende Drucköl der Leitung 107 zugeführt,
die bei io8 in den Arbeitszylinder 7 mündet und den Kolben 6 und damit den Arbeitstisch
5 mit dem Muster 2i und den Werkstücken 55, 56 nach links verschiebt. Das hierbei
von der vorderen Seite des Arbeitskolbens 6 verdrängte Drucköl verläßt bei io9 den
Zylinder 7 und gelangt über die Leitung iio, deren einer Anschluß iii durch den
Kolbenschieber 112 verdeckt ist, zu dem Anschluß i i 3, der durch den Steuerschieber
25 mit der Leitung 114 verbunden wird. Diese steht mit der an dem Überdruckventil
9i vorbeigehenden Abflußleitung 9,2 in Verbindung.
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Bei einem Ausschlag der Tasterspitze 2o in entgegengesetzter, axialer
Richtung gelangt in die Leitung i io über den dann von der linken Seite des Kolbenschiebers
112 freigegebenen
Anschluß i i i Drucköl aus der Zuflußleitung
47 über das geöffnete Ventil 5o und den ebenfalls freigegebenen Anschluß 53, während
derAbfluß aus der Leitung 107 über den Anschluß 134 zu der Leitung 114 und 92 erfolgt,
nachdem die linke Steuerkante des Kolbenschiebers 135 den Anschluß 134 freigegeben
hat und der Anschluß 113 der Leitung ilo von der rechten Steuerkante des Kolbenschiebers
87 überdeckt worden ist.
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Soll bei der in Abb. 2 veranschaulichten Lage des Steuergehäuses 17
eine seitliche Schwenkung der Tasterspitze 2o zur Steuerung eines entsprechenden
Kopiervorganges, d. h. zur modulierten Beaufschlagung des Arbeitszylinders 8 herangezogen
werden, so geschieht dies in folgender Weise: Eine Ausschwenkung der Tasterspitze
in der Zeichenebene nach oben bewirkt eine Verstellung des Umfangsschiebers 24,
dessen Festhaltevorrichtung 97 selbstverständlich vorher gelöst wurde, aus der Mittellage
nach links. Hierdurch wird der Anschluß 136 der Leitung 129 mit dem Anschluß 48
der Druckmittelzuflußleitung 47 verbunden. Aus der Leitung 129 fließt das Druckmittel
zu der axialen Bohrung 131 in den Drehschieber 26, um dann über die Mittelbohrung
133 des Drehschieberabschnitts 68 und den Anschluß 126 in die bei 137 in den Arbeitszylinder
8 mündende Leitung 122 zu strömen. Der Druckmittelabfluß aus dem Arbeitszylinder
8 erfolgt gleichzeitig durch die bei 138 an ihn angeschlossene Leitung 121, den
Anschluß i25, die Mittelbohrung 132 des Drehschieberabschnitts 67, die axiale Bohrung
13o des Drehschiebers 26 und die Leitung 128, die über den Anschluß 139 mit dem
Anschluß 14o der Abflußleitung 114, 92 in Verbindung steht.
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Ganz entsprechend findet bei einer Abwärtsbewegung der Tasterspitze
2o ein Herausziehen des Steuerschiebers 24 nach rechts aus seiner Mittellage statt,
wobei anstatt des Anschlusses 136 der Leitung 129 nunmehr der Anschluß 14o der Leitung
128 an die Druckmittelzuflußleitung 47 angeschlossen wird, während entsprechend
anstatt des Anschlusses 139 der Leitung 128 jetzt der Anschluß 141 der Leitung 129
an die Druckmittelabflußleitung 114. 9a angeschlossen wird, so daß eine Umkehr der
Bewegung des Arbeitskolbens 9 erfolgt.
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In ähnlicher Weise kann der Umfangsschieber24 bei der in Abb.i wiedergegebenen
Lage des Steuergehäuses 17 zur Modulation eines dem Arbeitszylinder 15 zuzuführenden
Druckölstroms verwendet werden, wobei lediglich in der bereits früher erwähnten
Weise infolge Drehung der Drehschieberabschnitte 65 bis 68 anstatt der Leitungen
131, 122 die Leitung 73, 71 an die axialen Bohrungen 130,
131 und damit an
den von dem Umfangsschieber 24 modulierten Druckölstrom angeschlossen werden.