DEB0021443MA - - Google Patents

Description

BUNDESKEPUBLIK DEUTSCHLAND

Tag der Anmeldung: 31. Juli 1952 Bekanntgemacht am 2. Februar 1956

DEUTSCHES PATENTAMT

Die bekannten Kopierdrehbänke arbeiten im allgemeinen so, daß ein in Abhängigkeit von der Vorschubbewegung eines Längssupports weiterbewegter Fühler die Schablone unmittelbar abtastet und die Bewegungen des Fühlers von einem Servoantrieb auf den Werkzeugschlitten übertragen werden. Bei diesem unmittelbaren Abtasten der Schablone durch den Fühler können nur Formen kopiert werden, deren eine Seite unter etwa 90⁰ und deren andere Seite unter etwa 30⁰ZUr Vorschubrichtung liegen. Es ist auch möglich, auf diese Kopiereinrichtung eine zweite Kopiereinrichtung in einem Winkel von etwa 90⁰ zu der ersten aufzubauen. Hierzu ist dann aber auch eine zweite Schablone oder eine Schablonennut erforderlich, da der Andruck der beiden Fühler nicht in einer Druckrichtung liegt.

Eine weitere Lösung zum Kopieren von Körpern mit zwei Flanken, die etwa senkrecht zur Drehachse liegen oder sogar unterschnitten sind, besteht darin, grundsätzlich mit zwei getrennten Kopiersupporten nacheinander zu arbeiten, wobei der eine Support für die Steuerung bei der einen Vorschubrichtung und der andere Support für die Steuerung bei der anderen Vorschubrichtung dient. Es ist auch bereits der Vorschlag gemacht worden, zwei

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unter je 45° zur Vorschubrichtung und übereinander angeordnete Kopiersupporte zu verwenden und beide Supporte gleichzeitig durch Abtasten einer Schablone zu steuern. Irgendwelche Einzelheiten, wie dieser Vorschlag verwirklicht werden kann, sind'aber nicht bekanntgeworden.

Bei Kopiervorrichtungen ist es bereits bekannt, dem die Schablone abtastenden Fühler eine der Schneidenform des Drehstahles angepaßte Form zu geben und den Fühler beim Abtasten der Schablone ständig .in der der Stellung des Werkzeuges entsprechenden Lage zu halten.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kopiervorrichtung für Werkzeugmaschinen, insbesondere für Drehbänke, bei der ein in Abhängigkeit von der Vorschubbewegung eines Längssupportes weiterbewegter Fühler mittels Servoantriebe die Bewegung des Werkzeugs in zwei vorzugsweise zueinander senkrechten Richtungen steuert, wobei die Form des Fühlers der Form der Schneide des Werkzeugs entspricht und der Fühler beim Abtasten der Schablone ständig in der der Stellung des Werkzeugs entsprechenden Lage gehalten wird. Die Erfindung ermöglicht die gleichzeitige Steuerung der Vorschubbewegungen des Werkzeugs in zwei verschiedenen Richtungen mittels eines einzigen Fühlers dadurch, daß der Fühler einen Zapfen hat, an dem zwei je unter einem spitzen Winkel zur Vorschubrichtung des Längssupportes auf diesem entgegen Federkraft verschiebbare Steuerglieder mit an ihnen vorgesehenen, sich senkrecht zu ihrer Verschieberichtung erstreckenden Linealen anliegen, daß jedes Steuerglied einen in gleicher Richtung verschiebbaren Schlitten steuert und daß der obere der übereinander auf dem Längssupport verschiebbar gelagerten Schlitten das Werkzeug trägt.

Der Antrieb des Fühlers in Abhängigkeit von der Vorschubbewegung des Längssupportes der Maschine kann auf verschiedene Weise erreicht werden. Eine besonders einfache und für die meisten Fälle ausreichende Bauart ergibt sich, wenn der durch die Federn der Steuerglieder gegen die Schablone gedrückte Fühler durch einen in Abhängigkeit vom Vorschub des Längssupportes schwenkbaren, mit einer Kulissenführung versehenen Hebel angetrieben wird.

Für das Kopieren schwieriger Werkstückformen empfiehlt es sich jedoch, die Anordnung so zu treffen, daß der Fühler an dem Längssupport senkrecht zur Längsvorschubrichtung verschiebbar gelagert und um eine senkrecht zur Längsvorschubrichtung liegende Achse schwenkbar und mit Umschaltkontakten versehen ist, durch die bei Schwenkung des Fühlers im einen oder anderen Sinne je ein Magnet zum Feststellen eines Lineals geschaltet wird, die am Längssupport nach Art der Lineale der Steuerglieder verschiebbar angeordnet sind und in festgestelltem Zustand die Verschiebung des Fühlers senkrecht zur Längsvorschubrichtung steuern. In diesem Falle empfiehlt es sich, den Fühler und die auf dem Längssupport verschiebbaren Schlitten mitsamt ihren Steuergliedern auf einem besonderen Schlitten anzuordnen,. der auf dem Längssupport in der' Vorschubrichtung verschiebbar ist. Die Lineale, die die Verschiebung des Fühlers senkrecht zur Längsvorschubrichtung steuern, werden in diesem Falle an dem Längssupport selbst verschiebbar gelagert. Der auf dem Längssupport gelagerte Längsschlitten kann hierbei mit dem Längssupport über federnd nachgiebige Mittel gekuppelt sein, so daß er bei auftretendem Widerstand gegenüber diesem zurückbleiben kann. Statt einer federnden Kupplung kann auch ein hydraulischer Zylinder vorgesehen sein, dessen Druckraum über ein Überdruckventil mit einer Ablaufleitung verbunden ist.

Die Erfindung sei an Hand der Zeichnungen, in denen Ausführungsbeispiele dargestellt sind, näher erläutert.

Fig. i. zeigt eine Ansicht einer Kopiervorrichtung nach der Erfindung, von oben gesehen,

Fig. 2 die gleiche Vorrichtung, gleichfalls von oben gesehen, jedoch nach Abnahme der Kreuzsupporte,

Fig. 3 einen Schnitt durch die Vorrichtung nach der in Fig. 1 eingezeichneten Schnittlinie A-B,

Fig. 4 eine Ansicht der Vorrichtung in Richtung des in Fig. 1 eingezeichneten Pfeiles und

Fig. 5 ein anderes Ausführungsbeispiel in einer Fig. 2 entsprechenden Darstellung.

Auf dem Bett 1 der Drehbank ist ein Längssupport 2 verschiebbar, der über eine Mutter 4 mit der Leitspindel 3 der Maschine gekuppelt ist. Auf dem Längssupport 2 ist unter einem spitzen Winkel zur Vorschubrichtung' des Supportes ein Schlitten 5 verschiebbar. Mit dem Schlitten 5 ist ein hydraulischer Kolben verbunden, der in einem auf dem Längssupport 2 befestigten Zylinder 9 geführt ist und durch einen Steuerschieber 8 in seiner Beaufschlagung, geregelt wird. Der Steuerschieber 8 ist in dem Schlitten 5 parallel zu dessen Gleitführung verschiebbar gelagert und steht unter Wirkung einer Druckfeder 20. An seinem freien Ende weist der Steuerschieber 8 ein senkrecht zu seiner Verschieberichtung angeordnetes Lineal 7 auf, das unter Wirkung der Feder 20 an einem Zapfen 6 anliegt. Das Druckmittel für die Beaufschlagung des Zylinders 9 wird durch eine Leitung 10 zugeführt. Mit 11 ist eine Rückleitung für das Druckmittel zum Pumpensumpf bezeichnet.

Auf dem Schlitten 5 ist unter einem Winkel von etwa 90⁰, jedenfalls gleichfalls unter einem spitzen Winkel zur Vorschubrichtung des Längssupportes 2, ein weiterer Schlitten 12 angeordnet, auf dem das Werkzeug eingespannt ist. Auch der Schlitten 12 steht mit einem hydraulischen Kolben in Verbindung, der in einem auf dem Schlitten 5 befestigten Zylinder 13 geführt ist. Die Beaufschlagung des Zylinders 13 mit Druckmittel wird durch einen Steuerschieber 14 geregelt, der parallel zur Gleitführung des Schlittens 12 in diesem verschiebbar geführt ist und unter Wirkung einer Feder 21 steht. An seinem freien Ende trägt der Steuerschieber 14 ein senkrecht zu seiner Verschiebeeinrichtung angeordnetes Lineal 15, das unter Wir-

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kung der Feder 21 an dem erwähnten Zapfen 6 anliegt. 10' ist die Zuleitung und 11' die Rückleitung für das Druckmittel.

Wie Fig. 2 zeigt, ist auf dem Drehbankbett 1 eine Schablone 23 befestigt. Zum Abtasten dieser Schablone dient ein Fühler 22, der die Form der Schneide des Werkzeuges hat und durch eine am Drehbankbett 1 befestigte Parallelführung 16 ständig in der der Stellung des Werkzeugs entsprechenden Lage gehalten wird. Der Fühler 22 ist mittels eines an ihm drehbar gelagerten Gleitstückes in der Kulisse eines auf einem Zapfen 19 an dem Drehbankbett 1 gelagerten Kulissenhebels 18 geführt und weist den nach oben ragenden, weiter oben bereits erwähnten zylindrischen Zapfen 6 auf. In die Kulisse des schwenkbaren Hebels 18 greift ein an einem Ansatz 2_a des Längssupportes 2 vorgesehener Zapfen 17 ein, so daß der Hebel 18 bei der Verschiebung des Längssupportes 2 um den Zapfen 19 geschwenkt wird. Der Fühler 22 kann auf einem den Zapfen 6 aufweisenden Bolzen 24 (vgl. Fig. 3) lösbar befestigt sein, damit er gegen einen anderen Fühler mit der Form der Schneide eines anderen Werkzeugs ausgewechselt werden kann.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Vorrichtung ist folgende: Durch die Schwenkung des Hebels 18 beim Vorschub des Längssupportes 2 wird der mit seinem Gleitstück in der Kulisse des Hebels geführte Fühler 22 an der abzutastenden Kante der Schablone 23 entlang geführt. Die Anlage des Fühlers 22 an der Schablone 23 wird dabei durch die an dem Zapfen 6 des Fühlers anliegenden Lineale 7 und 15, die unter Wirkung der Federn 20 und 21 stehen, erzwungen, und zwar suchen die Federn den Fühler 22 stets in der Kulisse des Hebels 18 nach außen, also von dem Drehpunkt 19 des Hebels weg, zu drücken. Durch die Parallelführung 16 wird der Fühler 22 in jeder beliebigen Abtaststellung genau in der der Stellung des Werkzeugs, dessen Schneidenform er aufweist, entsprechenden Lage gehalten.

Infolge der beschriebenen Führung des Fühlers 22 gleitet dieser an der abzutastenden Kante der Schablone 23 entlang und bewegt sich, wenn die Schablonenkante einer zu drehenden Seitenfläche entspricht, an dieser Kante abwärts. Die Abwärtsbewegung wird dabei durch die Schrägstellung des Hebels 18 mehr und mehr freigegeben. Zu beachten ist dabei, daß der Fühler 22 beim Abtasten verschieden gerichteter Kanten der Schablone 23 mit ganz verschiedenen Punkten seiner äußeren Form an der Schablone anliegt. Gelangt der Fühler 22 bei seiner Abtastbewegung gegen die in Fig. 2 links befindliche Kante des Ausschnittes der Schablone, so ist inzwischen durch die Weiterbewegung des Längssupportes 2 der Hebel 18 so weit geschwenkt worden, daß er eine entgegengesetzte Schräglage zu der in Fig. 2 dargestellten Lage einnimmt und bei seiner weiteren Schwenkbewegung mittels des Gleitstückes den Fühler 22 zwingt, sich unter Abtastung der Kante in Richtung auf den Drehpunkt 19 des Hebels 18 zu bewegen.

Es sei hier kurz bemerkt, daß die Längenverhältnisse des Hebels 18 und des Vorsprunges 2_a des Längssupportes 2 in der Abbildung nicht maßstäblich wiedergegeben sind, damit eine bessere Übersicht und damit ein besseres Verständnis des Ausführungsbeispieles möglich wird.

Während der Fühler 22 in der beschriebenen Weise an der Kante der Schablone 23 entlang geführt wird, befinden sich unter Wirkung der Federn 20 und 21 die Lineale 7 und 15 der Steuerschieber 8 und 14 ständig in Anlage an dem zylindrischen Zapfen 6 des Fühlers 22. Führt nun der Fühler 22 eine von der geradlinigen Vorschubbewegung abweichende Abtastbewegung aus, so wird durch den Zapfen 6 des Fühlers das Lineal 7 oder das Lineal 15 oder aber beide Lineale gleichzeitig unter Wirkung oder entgegen der Wirkung der Federn 20 bzw. 21 verstellt. Auf diese Weise werden die Steuerschiebers und 14 einzeln oder zugleich verstellt, so daß die hydraulischen Zylinder 9 und 13 entsprechend beaufschlagt werden und so eine genau gleiche Verschiebung der Schlitten 5 und 12 bewirken. Auf diese Weise wird das auf dem Schlitten 12 befestigte Werkzeug genau entsprechend der Bewegung des Fühlers 22 bzw. seines Zapfens 6 gesteuert, so daß ein Werkstück mit einer der Form der Schablone 23 genauestens entsprechenden Form gedreht wird.

Das in Fig. 5 dargestellte Ausführungsbeispiel weicht von dem beschriebenen einerseits dadurch ab, daß der Fühler 33, der hier eine andere Form hat, in diesem Falle in einem an dem Längssupport 2 vorgesehenen Ansatz mittels eines Gleitstückes 34, das unter Wirkung einer Feder 35 steht,, verschiebbar geführt ist. Durch diese Führung ist erreicht, daß der Fühler 33 ständig eine der Stellung des Werkzeugs entsprechende Lage einnimmt. Andererseits sind in diesem Falle für die Führung des Fühlers 33 senkrecht zur Vorschubrichtung Lineale 27 und 28 vorgesehen. Diese Lineale erstrecken sich bei dem Ausführungsbeispiel unter einem Winkel von etwa 90⁰ zueinander unter *°5 spitzen Winkeln zur Vorschubrichtung. Das Lineal 27 ist an einem am Längssupport 2 senkrecht zum " Lineal 27 verschiebbar geführten Schieber 25 befestigt, der unter Wirkung einer Zugfeder 29 steht. 38 ist ein Elektromagnet, durch den der Schieber 25 in jeder beliebigen Stellung blockiert bzw. festgehalten werden kann.

In entsprechender Weise' ist das Lineal 28 an einem Schieber 26 befestigt, der unter Wirkung einer Zugfeder 30 steht und durch einen Elektro- ^1:L5 magneten 40 blockiert bzw. festgestellt werden kann.

Die beiden Lineale 27, 28 wirken mit einer an dem Fühler 33 gelagerten Rolle 31 zusammen und steuern dessen Verschiebung senkrecht zur Vor-Schubrichtung des Längssupportes 2. Wird beispielsweise das Lineal 27 durch Blockieren des Schiebers 25 mittel des Elektromagneten 38 festgestellt, so bewirkt es bei der weiteren Vorschubbewegung des Längssupportes 2, daß der Fühler 33 ^la5 entgegen der Kraft der Feder 35 verstellt wird.

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Entsprechend bewirkt das Lineal 28, wenn es mittels des auf den Schieber 26 wirkenden Magneten 40 festgestellt wird, bei der weiteren Vorschubbewegung eine stetige Freigabe des Fühlers 33, so daß sich dieser unter Wirkung der Feder 35 nach außen verschieben kann.

Der Fühler 33 ist bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 in der in der Abbildung oben dargestellten Weise um eine senkrecht zur Vorschubrichtung liegende Achse schwenkbar gelagert und weist an seinem unteren Ende einen Umschaltkontakt auf, der mit zwei Gegenkontakten zusammenarbeitet. Diese Kontakte dienen dazu, bei Schwenkung des Fühlers 33 im einen oder anderen Sinne den einen oder den anderen der beiden Magneten 38, 40 einzuschalten.

Die Wirkungsweise des Ausführungsbeispieles nach Fig. 5 ist folgende: Trifft der Fühler 33 bei seiner Abtastbewegung auf eine von der Vorschubrichtung abweichende, beispielsweise hierzu senkrecht verlaufende Kante der Schablone 23,,, so wird er in seinem oberen Teil entgegen der Vorschubrichtung geschwenkt, so daß über den linken Kontakt die zu dem Magneten 38 führende Leitung 37 Strom erhält und infolgedessen das Lineal 27 in der erwähnten Weise festgestellt wird. Durch das sich weiter vorschiebende Lineal 8 wird nunmehr der Fühler gez\vungen, die Seitenkante der Schablone abzutasten.

Gelangt der Fühler 33 an eine entgegengesetzt verlaufende Kante der Schablone 23_a, so wird er unter der Wirkung der ihn gegen die Schablone drückenden Feder 35 in entgegengesetzter Richtung geschwenkt, so daß durch Schließung des rechten Kontaktes der Magnet 40 über die Leitung 39 . Strom erhält. Auf diese Weise wird dann das Lineal 28 festgestellt, so daß dieses bei der weiteren Vorschubbewegung den Fühler 33 nur nach und nach der Wirkung der Feder 35 folgen läßt.

Auf die beschriebene Weise wird der Fühler 33 an der abzutastenden Kante der Schablone 23_ß entlang geführt. Der obere Zapfen 6_a des Fühlers 33 wird auch in diesem Falle durch die Lineale 7 und 15 der Steuerschiebers und 14 (vgl. Fig. 1) ständig abgefühlt, so daß in der oben beschriebenen Weise die Verschiebung des Werkzeuges entsprechend der Bewegung des Fühlers 33 gesteuert wird. ■ ,

Zum Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 ist noch darauf hinzuweisen, daß der Fühler 33 einen geeigneten, in der Vorschubrichtung schiebbaren, unter Feder- oder Öldruck stehenden Schlitten erhalten kann, so daß derselbe die Vorschubbewegung des Schlittens 2 nur mitmacht, wenn er durch die Schablone nicht gehindert wird. Statt dieses Schlittens kann selbstverständlich auch ein Hebel verwandt werden.

Die Lineale 27, 28 können unter einem beliebigen spitzen Winkel zur Vorschubrichtung angeordnet werden. Beispielsweise kann der spitze Winkel jedes Lineals zur Vorschubrichtung 30⁰ und somit der Winkel zwischen beiden Linealen 120⁰ betragen. Von der Winkelstellung dieser Lineale ist die Verschieberichtung der beiden Schlitten 5 und 12 vollkommen unabhängig. Diese Schlitten können also unter anderen spitzen Winkeln zur Vorschubrichtung verschiebbar vorgesehen werden.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Kopiervorrichtung für Werkzeugmaschinen, insbesondere für Drehbänke, bei der ein in Abhängigkeit von der Vorschubbewegung eines Längssupportes angetriebener Fühler über Servoantriebe die Bewegung des Werkzeuges in zwei vorzugsweise zueinander senkrechten Richtungen steuert, wobei die Form des Fühlers der Form der Schneide des Werkzeuges entspricht und der Fühler beim Abtasten der Schablone ständig in der der Stellung des Werkzeuges entsprechenden Lage gehalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Fühler (22, 23) einen Zapfen (6, 6_a) hat, an dem zwei je unter einem spitzen Winkel zur Vorschubrichtung des Längssupportes (2) auf diesem entgegen Federkraft verschiebbare Steuerglieder (8, 14) mit sich senkrecht zu ihrer Verschieberichtung erstreckenden Linealen (7, 15) anliegen, daß jedes Steuerglied einen in gleicher Richtung verschiebbaren Schlitten (5, 12) steuert und daß der obere der übereinander auf dem Längssupport verschiebbar gelagerten Schlitten das Werkzeug trägt.

2. Kopiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Fühler (22) durch einen in Abhängigkeit vom Vorschub des Längssupportes (2) schwenkbaren, mit einer Kulissenführung versehenen Hebel (18) angetrieben ist.

3. Kopiervorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Fühler (33) an dem Längssupport (2) senkrecht zur Längsvorschubrichtung verschiebbar gelagert und um seine senkrecht zur Längsvorschubrichtung liegende Achse schwenkbar und mit Umschaltkontakten versehen ist, durch die bei Schwenkung des Fühlers (33) im einen oder anderen Sinne je ein Magnet (38, 40) zum Feststellen je eines Lineals (27, 28) eingeschaltet wird, die am Längssupport (2) verschiebbar angeordnet sind und in festgestelltem Zustand die Verschiebung des Fühlers (33) senkrecht zur Längsvorschubrichtung steuern.

Angezogene Druckschriften:

Britische Patentschrift Nr. 670 500;

USA.-Patentschrift Nr. 2 025 748;

Zeitschrift »American Machinist« vom 10. Dezember 1951, S.152,155;

Zeitschrift »Europäischer Maschinenmarkt«, Vaduz, F. L., Deutsche Ausgabe, Nr. 4, vom Juli 1952, S/14.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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