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Kopierdrehbank Die Erfindung betrifft eine Kopierdrehbank mit hydraulischer
Werkzeugverstellung, bei der der Fühler auf einem unter einem spitzen Winkel quer
zur Drehachse verschiebbaren Werkzeugschlitten untergebracht ist und das Druckmittel
für einen zwischen Horizontal- und Werkzeugschlitten vorgesehenen hydraulischen
Antrieb nach einer am Maschinenständer befestigten Schablone durch eine Einkantensteuerung
gesteuert wird.
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Die Anordnung des Werkzeugschlittens unter einem spitzen Winkel zur
Drehachse gestattet das Kopieren von ansteigenden rechtwinkligen Abstufungen am
Werkstück nur in der einen Richtung. Bei Durchmesserverkleinerungen kann aber nur
mit einem Kegelwinkel von maximal 30° zur Achse kopiert werden. Sind am Werkstück
rechtwinklige Abstufungen auf- und absteigend an der Schablone zu kopieren, so muß
die Kopierarbeit in zwei Stufen vorgenommen werden, wobei der Werkzeugschlitten
beim ersten Längsvorschub, schräg nach rechts gestellt, die aufsteigenden Abstufungen
kopiert und beim Rücklauf des Längsschlittens, schräg nach links gestellt, die absteigenden
Abstufungen nachformt.
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Bei einer bekannten Kopierdrehbank mit zwei einander gegenüberliegenden
Längsschlitten mit je einem schräg steilbaren Werkzeugschlitten kann jede rechtwinklige
Abstufung kopiert werden. Eine solche Drehbank arbeitet nach zwei Schablonen. Durch
die Verdoppelung des Längsschlittens und des Werkzeugschlittens samt hydraulischer
Zustellvorrichtung entsteht jedoch eine schwere und kostspielige Werkzeugmaschine
mit verhältnismäßig viel Aufwand nur zu dem Zweck, auf- und absteigende
rechtwinklige
Abstufungen nach beiden Vorschubrichtungen des Längsschlittens kopieren zu können.
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Ferner ist eine mechanische Kopierdrehbank bekanntgeworden, bei welcher
statt eines Fühlers zwei Zapfen angeordnet sind, die in Schlitzen einer 'festen
Führungsschablone zwangläufig geführt sind. Die Schablonen kommen bei dieser Kopierdrehbank
nacheinander zwecks Steuerung zweier von Hand quer verschiebbarer Drehstähle zur
Wirkung;. die nur an einer Seite des Werkstückes angreifen, aber auch nach zwei
Seiten hin scharfe Absätze abdrehen können. Das Werkstück wird dabei lediglich in
einer Vorschubrichtung abgedreht.
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Diesen bekanntenAnordnungen gegenübergestellt wird durch die Erfindung
die Aufgabe verfolgt, eine Kopierdrehbank mit hydraulischer Werkzeugverstellung
so einzurichten; daß mit-' möglichst einfachen konstruktiven Mitteln im Kopierdrehverfahren
scharfe an- und absteigende, beispielsweise rechtwinklige Abstufungen an einem Werkstück
herzustellen sind.
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Um diese Aufgabe zu lösen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, eine
Kopierdrehbank der eingangs erwähnten Gattung in der Weise auszubilden, daß der
um eine Achse hebelartig schwenkbare Fühler wahlweise mit einer Federkraft belastbar
ist,. welche ,ihn nach zwei entgegengesetzten Richtungen hin an der einen oder anderen
von zwei sich ergänzenden Schablonen zur Anlage bringt, und daß der Werkzeugschlitten
zwei um i8o° zur Werkstückachse versetzte, nacheinander beim Hin- und Hergang des
Horizontalschlittens am Werkstück angreifende Werkzeuge trägt.
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Es sind auch schon Vorrichtungen zum Bearbeiten von einander gegenüberliegenden,
kurvenförmig oder mit wechselnder Neigung zur Vorschubrichtung verlaufenden Flächen
bekannt. Insbesondere ist bei einer Fräsmaschine eine mechanische Kopiervorrichtung
bekanntgeworden, bei der das Werkzeug auf dem Hin- und Rückgang von einem Fühler
gesteuert wird. Dieser Fühler liegt aber nach zwei entgegengesetzten Richtungen
an je einer Schablone an, so daß zwei einander gegenüberliegende Flächen beim Hin-
und Rückgang des Werkzeuges nacheinander bearbeitet werden können. Die Schablonen
sind in ihrer Form völlig unabhängig voneinander, da auch die zu bearbeitenden Werkstüekflächen
voneinander unabhängig sind und keine einheitliche Form ergeben sollen.
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Eine erfindungsgemäß eingerichtete hydraulisch gesteuerte Kopierdrehbank
hat den großen Vorteil eines sehr einfachen und gewichtsmäßig wesentlich leichteren
-Aufbaues. Mit einer solchen hydraulischen Kopiereinrichtung kann .innen- öder außenkopiert
werden. 'In besonderen Fällen kann hier an Stelle einer besonderen Schablone ein
als Muster angefertigtes Werkstück dienen, wobei das Steuerorgan der hydraulischen
Zustellvorrichtung mit einem gabelförmig gestalteten Taster ausgerüstet ist, dessen
-obere Schneide die obere Kante und dessen untere Schneide die untere Kante des
als Doppelschablone dienenden Musterwerkstückes abtastet.
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In den Zeichnungen- sind einige beispielsweise Ausführungsformen des
Erfindungsgegenstandes dargestellt, es zeigt Fig. i eine erste Bauform in Frontansicht,
Fig. 2 dieselbe Drehbank im Vertikalschnitt nach II-II, Fig.,3 eine zweite Bauform
in Frontansicht, -Fig. ¢ die Drehbank von Fig. 3 im Vertikalschnitt IV-IV, ' Fig.
5 und 6 je einen Schnitt durch das Steuerorgan der hydraulischen Zustellvorrichtung,
Fig. 7 ein weiteres Steuerorgan in Frontansicht und Fig. 8 das Steuerorgan von Fig.
7 im Schnitt. In den Fig. i und 2 ist mit i der Maschinenständer, mit 2 der Längsschlitten
und mit 3 der schräg gestellte Werkzeugschlitten bezeichnet. Der Werkzeugschlitten
3 bewegt sich in der Führungsplatte q., welche, um den Drehzapfen 5 schwenkbar,
im Längsschlitten 2 gelagert ist. Der Längsschlitten 2 ist als Ölbehälter ausgebildet,
in welchem auch die Druckpumpe 6 für die hydraulische Zustellung Platz findet. Die
Druckleitung 7 führt zum Drehzapfen 5 und durch denselben hindurch zum Teilstück
8 der Druckleitung, welches in den Kolben g für die Heb- und Senkbewegung des Werkzeugschlittens
3 mündet. Aus dem Kolben g gelangt das Druckmittel in den unteren Druckraum io und
weiter durch die Leitung i i zum Druckreduzierventil 12. Das letztere hält den Druck
im unteren Druckraum io des Kolbens g auf einem einstellbaren Wert gleichbleibend
fest: Bei normalem Betrieb strömt das Öl aus dem Druckreduzierventil 12 in den oberen
Druckraum 13 des Kolbens g und gleichzeitig durch die Leitung 14 zum Steuerorgan
15. Das Steuerorgan 15 wird betätigt durch einen Tasthebel 16, welcher um die Achse
17 schwenkbar ist. Die Feder 18 drückt das Steuerorgan 15 nach unten und bewirkt
dadurch ein Schließen der Steuerkante ig am Steuerorgan 15. Auf der dem Steuerorgan
gegenüberliegenden Seite des Tasthebels 16 ist ein Kolben 2o mit Feder 2i und Regulierschraube
22 angeordnet. Die Feder 21 ist stärker bemessen als die Feder 18, kann jedoch 'durch
die ' Regulierschraube 22 so stark entlastet werden, daß nur die Feder i8 wirkt.
Das- Werkzeug 23 bearbeitet das Werkstück 25 nach der Schablone 27; das Werkzeug
26 arbeitet nach der Schablone 2¢. In der in Fig. 1 und 2: dargestellten hydraulischen
Zustellvorrichtung- ist das Steuerorgan 15 mit einem Taster 16 ausgerüstet, welcher
rautenförmigen Querschnitt mit zwei nach den Zustellrichtungen gerichteten Schneiden
aufweist, die nacheinander die "beiden sieh ergänzenden, gegenüberliegenden Schablonen
2q: und 27 abtasten. Die Wirkungsweise ist hierbei folgende: Zu Beginn der Kopierarbeit
wird die Regulierschraube 22 zurückgedreht, bis die Feder 21 ganz entlastet ist
und nur noch die Feder 18 auf das Steuerorgan 15 drückt. Die Steuerkante ig wird
geschlossen, und der Flüssigkeitsdruck
im Druckraum 13 steigt an.
Der Werkzeugschlitten 3 wird angehoben, bis der Taster 16 die Schablone 27 berührt.
Die Schablone 27 verschiebt über den Taster 16 das Steuerorgan 15 gegen den Druck
der Feder 18 und öffnet die Steuerkante i9 so weit, daß die gesamte von der Druckpumpe
6 geförderte Flüssigkeitsmenge durch das Steuerorgan entweichen kann. Dadurch wird
der Werkzeugschlitten 3 in seiner Höhenlage entsprechend der Schablone 27 eingestellt.
Hernach wird der Längsvorschub der Drehbank eingeschaltet, wodurch der Taster 16
der Schablone 27 entlang gleitet. Die Schablone 27 verändert nach dem Verlauf ihres
Profils die Öffnung bei, der Steuerkante i9 und steuert dadurch die Bearbeitung
des Werkstückes 25. Nach dieser ersten Phase wird der Längsvorschub abgestellt und
die hydraulische Zustellvorrichtung umgeschaltet auf die zweite Schablone 24. Diese
Umschaltung erfolgt durch Anziehen der Regulierschraube 22. Die stärkere Feder 21
überwiegt nun die Wirkung der Feder 18 und drückt das Steuerorgan 15 nach oben,
bis die Steuerkante i9 öffnet und der Flüssigkeitsdruck absinkt. Der Werkzeugschlitten
3 senkt sich, bis der Taster 16 die Schablone 24 berührt, wie in Fig. 2 dargestellt.
Damit ist das Werkzeug 26 zugestellt, und es beginnt beim Rücklauf des Längsvorschubes
die zweite Phase der Kopierarbeit nach der Schablone 24. Am Ende des Rücklaufes
wird der Längsvorschub abgestellt, und die Kopierarbeit ist beendet. Der wesentliche
Unterschied der hydraulischen Zustellung liegt beim Kopieren nach der Schablone
24 darin, daß die Feder 21 das Steuerorgan 15 auf 'Öffnen, die Schablone 24 auf
Schließen der Steuerkante i9 steuert, also umgekehrt wie bei der ersten Phase des
Kopierens nach der Schablone 27. Mit dem Handrad 28 kann das Steuerorgan 15 mit
dem Tasthebel 16 verschoben werden zwecks genauer Einstellung der Werkzeuge 23 und
26. Durch einen am Schlitten 29 befestigten Handgriff 3o kann mittels eines Schwenkhebels
31 der Taster 16 willkürlich be@einflußt werden, wenn ein Eingriff in die Kopierarbeit
notwendig ist. Mit 32 ist die Rückleitung des Druckmittels vom Steuerorgan 15 und
vom Druckreduzierven.til 12 her bezeichnet.
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Fig. 3 und 4 zeigen ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes
zum Innenkopieren. Zu diesem Zweck trägt der Werkzeugschlitten einen zur Achse des
Werkstückes parallel gestellten Stahlhalter, welcher in bekannter Weise mit zwei
nach entgegengesetzten Richtungen zustellbaren Werkzeugen besetzt ist, so daß das
Werkstück nach zwei sich ergänzenden Schablonen in seinem Innern bearbeitet wird.
Der Maschinenständer 40 trägt den längs beweglichen Schlitten 41 mit der um einen
Drehzäpfen 42 schwenkbaren Führungsplatte 57 des Werkzeugschlittens 43. Die hydraulische
Zustellvorrichtung besteht hier aus dem Kolben 44, dem Druckreduzierventil 45 und
dem Steuerorgan 46. Druckpumpe, Zuleitungen und Taster 47 arbeiten in genau gleicher
Weise wie bei dem Ausführungsbeispiel i und 2. Die am Maschinenständer 4o befestigten
Schablonen 48 und 49 ergänzen sich zum vollständigen Bild der Kopierarbeit. Der
Werkzeugschlitten 43 trägt den Stahlhalter 50 mit den beiden Drehstählen
51 und 52. Das Werkstück 53, eingespannt durch ein Spannfutter 54, wird vom Motor
55 angetrieben. Durch einen Handhebel 56 kann der Taster 47 willkürlich beeinflußt
werden. In Fig. 3 ist durch punktierte Linien mit Pfeil angedeutet, wie die Werkzeuge
5 i und 52 in das Werkstück 53 einfahren und die Bearbeitung vornehmen. Üblicherweise
wird beim Längsvorschub nach rechts der Drehstahl 51 nach der Schablone 49 die Kopierarbeit
beginnen und beim Rücklauf der Drehstahl 52 nach der Schablone 48 die Arbeit beenden.
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Die Umstellung der hydraulischen Zustellvorrichtung bzw. des Steuerorgans
von einer Schablone auf die andere kann auch gemäß Fig. 5 und 6 bewerkstelligt werden.
Das Steuerorgan 6o wird von der Feder 61 nach unten gedrückt. Auf den Taster 62
wirkt aber ein Kolben 63 mit einer wesentlich stärkeren Feder 64 im entgegengesetzten
Sinn. In Fig. 5 arbeitet der Taster nach der Schablone 66, da die Wirkung der Feder
64 diejenige der Feder 61 überwiegt und das Steuerorgan 6o nach oben drückt, bis
der Taster 62 auf der Schablone 66 mit dem Kopiervorgang beginnt. Um die Zustellvorrichtung
nach der Schablone 65 arbeiten zu lassen, muß die Feder 64 ausgeschaltet werden,
was durch einen Nocken 67 geschieht. Fig. 6 zeigt den Nocken 67 in eingeschwenkter
Lage und den Taster 62 in Berührung mit der Schablone 65. An die Stelle des Nockens
67 kann natürlich auch ein anderes Element treten mit derselben Wirkung, beispielsweise
ein Doppelhebel oder eine Druckschraube.
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Fig. 7 und 8 zeigen ein Steuerorgan 7o mit einem gabelförmig gestalteten
Taster 71, dessen obere Schneide 72 die obere Kante 73 und dessen untere Schneide
74 die untere Kante 75 eines als Doppelschablone dienenden Musterwerkstückes 76
abtastet. Die obere Feder 77 arbeitet mit dem Steuerorgan 70 zusammen, wenn
die Schneide 74 kopieren soll. Die untere Feder 78, ausschaltbar durch den Nocken
79, wirkt mit dem Kolben 8o auf den Taster 71 und das Steuerorgan 70, wenn die obere
Schneide 72 des Tasters 71 kopiert. Fig. 8 zeigt den Nocken 79 in ausgeschwenkter
Lage, so daß die stärkere Feder 78 die Wirkung der oberen, schwächeren Feder 77
überwiegt. Die Kopiereinrichtung gemäß Fig. 7 und 8 ist natürlich nur verwendbar
bei Musterstücken mit beschränktem !Durchmesser, bietet aber in solchen Fällen den
Vorteil, daß sie die Herstellung von besonderen Schablonen entbehrlich macht.