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Fühleinrichtung für NachformWerkzeugmaschinen, insbesondere Fräsmaschinen,
zum Umrißbearbeiten Beim Kopierfräsen von Plankurven, dem Kontur-oder Umrißfräsen,
mittels Fühleinrichtung, die das Kommando Einwärts, Quer und Vorwärts geben, haben
die durch diese Kommandos ausgelösten Kopierbewegungen in jedem Quadranten eine
andere Richtung. Das Kommando Anwärts muß stets eine Bewegung des Werkzeuges in
Richtung auf das Werkstück, das Kommando Vonwärts eine Bewegung vom Werkstück fort
auslösen.
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Um stets die gewollte Bewegung des Werkzeuges in bezug auf das Werkstück
zu veranlassen, hat man an diesen Maschinen einen von Hand zu betätigenden sogenannten
Quadrantenwähler angeordnet, der jeweils auf den Quadranten eingestellt wird, in
welchem das Werkzeug arbeitet. Beim Umfahren eines Kreises würde der Quadran.tenwähler
vier Stellungen durchlaufen. Dieses Schalten von Hand erfordert eine große Aufmerksamkeit
und auch eine gewisse Geschicklichkeit, da bei nicht einwandfreier Bedienung am
Werkstück Absätze entstehen und auch das Werkstück verdorben werden kann. Es sind
auch Umrißsteuerungen bekannt, bei denen durch elektrische Schalteinrichtungen erst
nach jeweils i8o° eine Umschaltung nötig ist. Es ist bekannt, einen vor dem Fühler
herlaufenden Hilfsfühler vorzusehen, um die Handverstellung ganz zu vermeiden. Dieser
wird federnd mit der Schablone in Anlage gehalten und verschwenkt eine auf die Fühlerspindel
einwirkende Feder derart, daß sie die Fühlerspindel stets auf die Schablone zu zieht.
Am anderen Ende trägt die Fühlerspindel einen Kontaktring, der mit vier um 9o° zueinander
versetzten, im Fühlergehäuse angebrachten Kontakten zusammenarbeitet, die die Bewegungen
des Werkzeuges
in der entsprechenden Richtung steuern. Bei dieser
Einrichtung kann sich der vorlaufende Hilfstaster in Ecken unter Umständen festlaufen.
Einer. Wechsel der Vorschubrichtung, also rechts oder links herum, läßt diese Einrichtung
nicht ohne weiteres zu, da der Hilfsfühler vor dem Fühler bleiben und durch eine
Feder gegen die Kontur gezogen werden muß.
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Es ist auch bekannt, ohne Hilfsfühler zu arbeiten und« die Steuerimpulse
für den Leitvorschub und für den Fühlervorschub zum Laden und Entladen von Kondensatoren
oder zum Verstellen von Kontaktarmen in der einen und in der anderen Richtung zu
benutzen, um eine Umschaltung auf den benachbarten Quadranten zu erreichen.
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Weiterhin hat man an Fühlern, die für zwei senkrecht zueinander stehende
Richtungen. je eine Steuereinrichtung aufweisen, wobei die Vorschubgeschwindigkeit
in diesen beiden Richtungen umgekehrt und in Abhängigkeit voneinander durch ein
Reglergetriebe verstellt wird, eine Verbindung des Reglergetriebes mit einer Schaltwalze
vorgesehen. Hierbei wird die Stellung des Reglers und damit die Lage der hieraus
resultierenden Vorschubbewegung auf die Schaltwalze übertragen, die mit Schaltsegmenten
derart besetzt ist, daß an den entsprechenden Stellen der Kontur auf den benachbarten
Quadranten umgeschaltet wird.
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Diese Einrichtungen setzen den Aufwand erheblicher Mittel voraus,
machen den Aufbau verwikkelt und verlangen die fehlerfreie Zusammenarbeit einer
Vielzahl von Teilen.
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Fühleinrichtung für Nachformwerkzeugmasch
inen, insbesondere Fräsmaschinen zum Umrißbearbeiten mit einem allseitig auslenkbaren
Fühler. Ihr liegt eine Einrichtung als Aufgabe zugrunde, die unabhängig von der
Dauer und der Häufigkeit der Schaltimpulse unter Verwendung einfacher Mittel den
jeweils in Frage kommenden Quadranten einschaltet. Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen,
da.ß eine in ihrer Mittelstellung gerastete Fühlerspindel durch ihren Anschlag an
wenigstens einem von vier in den Hauptrichtungen der Ebene (West, Ost, Nord, Süd)
angeordneten Kontakten nach Art von Quadrantenwählern die Richtung der einleitenden
Vorschubbewegungen, der An- und der Vorwärtsbewegung zwischen Fühler und Muster
bzw. Werkzeug und Werkstück und durch größer werdenden Ausschlag in dieser Richtung
die an sich bekannte Reihenfolge dieser Bewegungen schaltet. Damit wird die Richtung
der Auslenkung des Fühlers benutzt, die etwa senkrecht zu der durch den Berührungspunkt
des Fühlers mit der Schablone gelegten Tangente steht, um die Richtung des. Fühlvorschubes
zu bestimmen, d. h. um die für diese Stelle richtige Schaltfolge einzuschalten.
Der Fühler kann so in beliebiger Richtung an eine Kontur anfahren, stets wird der
Fühler in der beschriebenen Richtung ausgelenkt und schaltet damit selbsttätig auch
den richtigen Quadranten ein. Dabei ist der Aufwand an Mitteln und Schalteinrichtungen
außerordentlich gering. Nach einer Einzelheit der Erfindung kann diese Einrichtung
so ausgebildet werden, daß die Fühlerspindel ein Kontaktstück trägt, das gegen elastische
Stiele von Hammerkontakten (Quadrantenwähler) wirkt und die mit einer kegelförmigen
Austiefung versehene Stirnseite der Fühlerspindel über eine Kugel mit einer ebenfalls
kegelförmigen Austiefung eines die Kontakte für die Bewegungen zwischen Fühler und
Muster bzw. Werkzeug und Werkstück tragenden Hebels zusammenarbeitet. Infolge dieser
Anordnung läßt sich die Einrichtung sehr raumsparend unterbringen, wodurch sich
der Fühler den jeweiligen Erfordernissen gut anpassen läßt. Dadurch, daß der Kontakt
für die einleitende Schaltbewegung im Fühler eingebaut ist, schaltet sich diese
einleitende Vorschubbewegung selbsttätig ab, sobald der Fühler durch Anfahren gegen
die Schablone ausgelenkt wird.
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Dadurch, daß erfindungsgemäß die Kontakte eines von Hand einstellbaren
Vorwählers (zusätzlicher Quadrantenwähler) den Kontakten des Fühlersp-indelgehäuses
parallel geschaltet sind und der Kontakt für die einleitende Vorschubbewegung des
Hebels beim Öffnen die Wirksamkeit des Vorwählers unterbricht, da sie der geschlossene
Kontakt des Quadrantenwählers der Fühlerspindel übernimmt, wird erreicht, daß ohne
Umstände die bisher für den von Hand verstellten Quadrantenwähler vorgeseheneEinrichtungbeibehalten
werden kann und beide Einrichtungen nebeneinander abwechselnd verwendet werden,
können. Das ist dann von wesentlichem Vorteil, wenn auf einen Quadranten umgeschaltet
werden soll, der zwar nicht dem von der Kontur vorgeschriebenen Quadranten entspricht,
aber der doch vom Bedienungsmann aus Bearbeitungsgründen verlangt wird.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch
dargestellt.
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Fig. I zeigt die Fühleinrichtung im Schnitt; Fig. 2 stellt das Schaltschema
dar.
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Im röhrenförmigen Fühlergehäuse r r ist eine kugelförmige Pfanne 12
angeordnet, in welcher der Fühlhebel 13 gelagert ist. Dieser trägt an dem
einen Ende den Fühler 14 und am anderen Ende ein Kontaktstück 15, welches hier einzelne
miteinander verbundene Kontakte trägt, die auch als. Ring ausgebildet sein können.
Das Kontaktstück 15 arbeitet mit den Kontakten 16, 17, 18, roh zusammen,
die den Quadrantenwähler bilden. An der Stirnseite ist der Fühlhebel 13 mit
einer kegelförmigen Ausnehmung 2o versehen, die mit Kugel 2 1 zusammenarbeitet,
welche in dem kurzen Arm 22 eines um Stift 22' drehbaren Hebels fest gelagert ist,
während der lange Arm 23, der durch Feder 24 angezogen wird, einen Kontakt 25 trägt,
der mit dem federnden Gegenkontakt 26 zusammenarbeitet und die durch einen Vorwähler
27 bestimmte einleitende Vorschubbewegung bei Auslenkung des Fühlhebels
13 unterbricht. Kontakt 28 veranlaßt bei Berührung mit Gegenkontakt 29, der
federnd gelagert ist, eine Anwärtsbewegung, damit eine Bewegung auf das Werkstück
zu, und Kontakt 2,9 bei Berührung mit lern Gegenkontakt 3o eine Vonwärtsbewegung,
also
eine Bewegung vom Werkstück fort. Befindet sich der Hebelarm 23 in der Mittelstellung,
erfolgt eine Ouerbewegung des Werkzeuges. Der Gegenkontakt 30 ist in einer
Leiste 31 gelagert, die einen Kontakt 32 aufweist und gegen den Gegenkontakt 33
gedrückt wird. Drückt der Kontakt 29 bei zu großer Auslenkung des Fühlhebels 13
zu stark gegen seinen Gegenkontakt 30, so entfernt sich der Kontakt 32 von seinem
Gegenkontakt 31 und setzt damit die Vorschubbewegung der Maschine still. Um beim
Umrißkopieren eine möglichst gleiche Auslenkung des Fühlhebels 13 nach allen Seiten
zu erreichen, wird zweckmäßig der Drehpunkt 22' so gelegt, daß sich der Mittelpunkt
der Kugel ei in der Stellung Anwärts und in der Stellung Vonwärts auf der Mittelachse
des Systems befindet.
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Bevor der Fühler an die Schablone anläuft, sind alle Kontakte des
Quadrantenwählers geöffnet. Die Kontakte 25, 26 sind geschlossen, ebenso die Kontakte
28, 29. Der Fühler steht auf Anwärts. Die Richtung, in welcher die Anwärtsbewegung
stattfinden soll, wird durch den Vorwäh.lschalter 27 bestimmt, der über seine Kontakte
l bis IV mit dem entsprechenden Relais, I bis IV verbunden werden kann. Beim Anfahren
gegen die Schablone wird der Fühler ausgelenkt und schließt je nach Richtung der
Auslenkung über Kontaktstück 15 Kontakte 16, 17, 18 oder i 9. des Quadran.tenwählers,
welche ebenfalls mit den Relais I bis, IV in Verbindung stehen. Nun öffnet durch
die Auslenkung des Fühlhebels 13 auch das Kontaktpaar 25, 26, womit der Vorwählschalter
außer Funktion gesetzt wird und der Quadrantenwähler die Steuerung der Richtungen
übernimmt. Hierbei bleibt das. Kontaktpaar 28, 29 durch die Federung noch geschlossen
und öffnet sich erst bei größerer Auslenkung, wenn diese die Größe der Federung
überschreitet. Beim Umfahrers einer Kontur wechselt die Richtung der Auslenkung
und schließt immer den entsprechenden Kontakt des Quadrantenwählers. Sind zwei Kontakte
des Quadrantenwählers geschlossen, tritt eine Diagonalbewegung des Werkzeuges ein,
welche praktisch Absätze beim Übergang von einem zum anderen Quadranten vermeidet
und damit wesentlich zur Erzielung einer guten Oberfläche am Werkstück beiträgt.