Mit einem Fühlermechanismus versehene, elektrisch betätigte Kopier-Bearbeitungsmaschine Kopier-Bearbeitungsmaschinen mit bisher übli chen Fühlermechanismen arbeiten meistens nach dem Vierrichtungs-Vorschubverfahren, bei welchem beim Kopieren der gekrümmten und geneigten Umrissteile der senkrechte Vorschub mit einem waagerechten Vorschub abwechselt, so dass das Werkzeug beim Kopieren der gekrümmten und geneigten Umrissteile eine Bahn beschreibt, welche aus feinen rechteckigen Stufen zusammengesetzt ist. Bei einem anderen, dem sogenannten Achtrichtungs-Vorschubverfahren, wech selt ein senkrechter Vorschub mit einem schrägen und waagrechten ab. Der schräge Nebenvorschub entsteht durch Zusammensetzung der beiden zuein ander senkrechten Paare der Grundvorschübe, welche gleichzeitig das Werkzeug oder Modell und Werk stück verschieben.
Beim Kopieren nach diesem Ver fahren umschreibt das Werkzeug eine Bahn, welche aus Abszissen zusammengesetzt ist, die miteinander Winkel von mehr als 900 einschliessen (Fig. 2). Aus Fig. 2 ist der Vorteil der Achtrichtungs-Vorschub- kopierung durch Vergleich der Umrisse beim Vier- richtungs-Vorschub (dünn gezeichnete stufenartige Linie) und beim Achtrichtungs-Vorschub ersichtlich, denn jede Fläche des am Werkstück kopierten Um risses bedeutet eine Vorschubumschaltung.
Zweck der Erfindung ist die Leistungserhöhung der bisherigen Kopiermaschinen bei Erhaltung einer möglichst hohen Kopiergenauigkeit.
Einen gewichtigen Nachteil der bisherigen elek trisch betätigten Kopiermaschinen bildet die Ver setzung des kopierten Umrisses in bezug auf den ge forderten Umriss. Wird z. B. eine Vertiefung von Halbkreisform kopiert, so kommt es bei der linken Hälfte des Halbkreises, wo das Werkzeug beim Ko pieren z. B. nach unten verschoben wird, zu keiner Versetzung der kopierten Form. Jedoch beim Kopie ren der rechten Hälfte des Halbkreises, wo das Werkzeug nach oben verschoben wird, tritt eine Ver setzung der kopierten Form derart ein, dass keine halbkreisförmige Vertiefung, sondern eine halbovale entsteht. Die Ursache der Versetzung des kopierten Umrisses liegt in der während der beim Kopieren entstandenen Versetzung des Werkzeuges gegenüber dem Fühler.
Die Grösse der Versetzung ist von der Spalte zwischen Kontakten für die Verschiebung nach unten und für die Verschiebung nach oben ab hängig. Wenn also der Fühler von einem sinkenden auf einen steigenden Modell-Umriss auffährt, kommt es zu einer Versetzung des Werkzeuges gegenüber dem Fühler infolge des Abstandes von Kontakten für den Vorschub nach unten und von Kontakten für den Vorschub nach oben. .
Die Erfindung betrifft nun eine mit einem Füh lermechanismus versehene, elektrisch betätigte Ko pier-Bearbeitungsmaschine mit elektromagnetischen Kupplungen für vier paarweise zueinander senk rechte Hauptvorschübe und vier schräge Nebenvor schübe, wobei der Fühlermechanismus zwei ver- schwenkbare Hebel enthält, von denen der eine ein armig und der andere doppelarmig ist und welche mit Kontakten versehen sind.
Dieser Fühlermechanismus ist dadurch gekenn zeichnet, dass Kontakte an den Hebeln unter sich ein Kontakt am einarmigen Hebel mit dem Kontakt an einem Bügel zur Steuerung aller acht Vorschübe zwei Hauptkontaktpaare bilden, wobei zur Begren zung der Verschwenkung des einarmigen Hebels und gleichzeitig zur Schaltung der Stromkreise der Kupp lungen des waagrechten oder senkrechten Vorschubes das eine dieser Kontaktpaare dient. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt.
Es zeigen Fig. 1 den Fühlermechanismus ; Fig. 2 ein Beispiel des Querschnittes durch ein kopiertes Werkstück ; Fig. 3 das Schema einer Vierrichtungs-Vorschub- kopierung ; Fig. 4 das Schema einer Achtrichtungs-Vor- schubkopierung ; und Fig. 5 ein Schaltbild zum Fühlermechanismus in Fig. 1.
Der ganze Fühlermechanismus (Fig. 1) ist im Kopf 1 gelagert. Der einarmige Hebel 2, welcher die Kontakte 3, 4 und 5 trägt, und der die Kontakte 3' und 7 tragende doppelarmige Hebel 6 sind schwenk bar in Lagern 9 bzw. 10 gelagert, welche im Körper des Kopfes 1 angeordnet sind. Der Fühler 11 stützt sich über eine Kugel 12 auf den doppelarmigen Hebel 6. Ein Kontakt 4' ist im Kopf 1 durch eine Feder 13 abgefedert und der Kontakt 7 am Hebel 6 durch eine Feder 14. Die Kontakte 5' und 7' am Bügel 15 sind mittels der Mutter 16 einer Schraube 17 gemeinsam verstellbar. Zu diesem Zweck ist der Bügel 15 schwenkbar im Lager 18 gelagert, welches im Körper des Kopfes 1 angeordnet ist.
Der mittlere Arm des Bügels 15 trägt die Kontakte 8 und 8'. Der Kontakt 8' ist durch die Feder 19 abgefedert. Die Federn 20 und 21 wirken auf die Hebel 2 und 6 ein. Die Feder 22 drückt den Arm des Bügels 15 gegen den Kopf der Schraube 17.
Bei den Kontaktpaaren 5-5' und 7-7' müssen die Spalte durch Verschwenkung des Bügels 15 entspre chend der Vorschubgrösse eingestellt werden. Zu die sem Zweck ist die Mutter 16, mittels welcher die Verschwenkung des Bügels 15 vorgenommen wird, mit einer Skala versehen, deren Teilung von der Vor- schubgrösse abhängig ist. Durch Verschwenkung des Bügels 15 wird die Einstellung des erforderlichen Spieles zwischen den beiden Paaren erleichtert, denn die unabhängige Einstellung zweier Spiele ist be schwerlich. Die Abfederung des Kontaktes 4' durch die Feder 13 gewährleistet eine sichere Berührung des Kontaktpaares 4-4' bei der Einstellung jedweden Spieles zwischen den Kontakten der Paare 5-5' und 7-7'.
In der Schaltung (Fig. 5) sind in parallelen Zwei gen die Kontaktpaare 3-3', 4-4', 5-5', 7-7' und als Hauptschalter das Paar 8-8' des Fühlermechanismus geschaltet, weiters die Spulen 24 und 25 der Schalt relais mit den Schaltelementen 24a und 25a, das Selbsthalterelais mit der Spule 26 und den Schalt elementen 26a, 26b,<I>26c, 26d</I> und 26e, die Wick lungen 27, 28 und 29 der Vorschubkupplungen, die Schalter 30 und 31 und die Widerstände 32 und 33.
Zwecks Vereinfachung der Beschreibung der Wir kungsweise der Schaltung werden im weiteren die ein zelnen Vorschübe gemäss Fig. 4 mit römischen Zif fern bezeichnet. Die Bezeichnung der einzelnen Vor schübe lautet: I für den senkrechten Vorschub nach unten,<B>11</B> für den schrägen Vorschub nach rechts unten, III für den waagrechten Vorschub nach rechts, IV für den schrägen Vorschub nach rechts oben, V für den senkrechten Vorschub nach oben. Die Vorschübe gemäss Fig. 4, d. i. VI, VII und VIII, werden in der Beschreibung nicht erwähnt, da sie bei dem ent gegengesetzten Kopiervorgang in Tätigkeit treten, d. i. wenn der waagrechte Vorschub nach links verläuft.
Die Funktion des Fühlermechanismus und der Schal tung ist jedoch hierbei eine analoge, wie nachstehend beschrieben wird, abgesehen davon, dass die Wick lung 28 eine Kupplung für den Vorschub VI ein schaltet.
Im Fühlermechanismus (Fig. 1) und im Schalt bild (Fig. 5) sind die Kontaktpaare des Fühlermecha- nismus im Zustand eingezeichnet, bei welchem sich der Fühler 11 ausser Berührung mit dem Modell be findet, und daher auch das Werkzeug ausser Be rührung mit dem Werkstück. Durch Einschalten des Schalters 31 wird die Schaltung an die Stromquelle 23 angeschlossen und der Strom fliesst nun sowohl durch die Widerstände 32 und 33 und die Kupplungs wicklungen 27 und 28 - was vorläufig für die Wir kungsweise der Einrichtung ohne Bedeutung ist als auch durch die Relaisspule 24, deren Schaltele ment 24a die Kupplungswicklung 27 für den Vor schub 1 jetzt über den Widerstand 33 an die Strom quelle 23 anschliesst.
Der Fühler 11 und das nicht gezeichnete Werkzeug bewegen sich nun in Richtung des Vorschubes I zum Werkstück und zum Modell. Infolgedessen wird der Fühler 11, dessen Ende an den Punkt a am Modell angelangt ist, in bezug auf das Werkzeug nach oben geschoben, oder seitlich ausgeschwenkt, was für die Wirkungsweise des Füh- lermechanismus gleichbedeutend ist, und dadurch kommt es zur Öffnung des Kontaktpaares 4-4' (Fig. 1 und 5), was einstweilen jedoch ohne jedwede Wir kung ist. Der Fühler 11 bewegt sich nach unten in Richtung des Vorschubes I und sein Fühlende be schreibt dabei genau die Bogenstrecke a-b (Fig. 2) am Modell.
Ebenso das Werkzeug bewegt sich nach unten, aber geradlinig (Vorschub I Fig. 2). Bei seiner Bewegung nach unten wird der Fühler seitlich aus gelenkt und im Punkte b erreicht diese Auslen- kung einen Wert, bei welchem es zum Schliessen des Kontaktpaares 5-5' kommt. Dadurch wird die Relais spule 25 an die Stromquelle 23 angeschlossen und das Schaltelement 25a der Spule 25 schaltet über den Widerstand 33 die Kupplungswicklung 28 für den Vorschub III ein.
Nunmehr sind gleichzeitig zwei zueinander senkrechte Vorschübe I und III einge schaltet und es entsteht der resultierende Vorschub 1I (Fig. 2 und 4). Beim Anlangen des Fühlers 11 am Punkt c am Modell wird wieder der Vorschub I eingeschaltet, denn es ist während und wegen des Vorschubes 1I zum Öffnen des Kontaktpaares 5-5' gekommen. Die beiden Vorschübe I und 1I werden abwechselnd ein- und ausgeschaltet, bis der Fühler 11 an dem Punkt d anlangt.
Hier wird der Fühler 11 in bezug auf das Werkzeug noch weiter nach oben verschoben, oder seitlich ausgeschwenkt, und es kommt nunmehr zum nochmaligen Schliessen des Hauptkontaktpaares 5-5' und zur Öffnung des Hauptkontaktpaares 3-3', was die durch Abschalten der Relaisspule 24 von der Stromquelle 23 hervor gerufene Umschaltung des Schaltelementes 24a in die in Fig. 5 eingezeichnete Lage und so die Aus schaltung des Vorschubes I bedeutet, während der waagrechte Vorschub III andauert. Der Fühler 11 sowie das Werkzeug (nicht gezeichnet) bewegen sich, den Vorschüben 11, III entsprechend, weiter nach un ten, infolge des abwechselnden Schliessens und Öff- nens des Hauptkontaktpaares 3-3'.
Der Fühler 11 (sein Ende) folgt genau dem bogenförmigen Modell- umriss, während das Werkzeug zufolge der Vor schübe 1, 11, III den Werkstückumriss, vom Punkt a ausgehend, erzeugt. Aus dem eben erwähnten geht hervor, dass beim Kopieren eines sinkenden Umrisses nur die Hauptkontaktpaare 3-3' und 5-5' in Tätigkeit waren.
In Fig. 2 ist der bogenförmige Modellumriss B , ,also die Fühlerbahn, durch eine dünne Linie darge stellt, während die Werkzeugbahn durch eine dik- kere Linie veranschaulicht wird. Die unterschiedlichen Bahnen des Fühlers und des Werkzeuges rufen die axialen und seitlichen Schwingungen des Fühlers her vor, welche an den Fühlermechanismus übergetragen, die Tätigkeit der Kontaktpaare ermöglichen.
Beim Nähern des Fühlers an den Punkt e am Modell ist nur der Vorschub III eingeschaltet, wobei das Hauptkontaktpaar 3-3' offen und das Hauptkontaktpaar 5-5' geschlossen ist.
Im Punkte e am Modell kommt es infolge des Überganges des Fühlers vom sinkenden auf den stei genden Modellumriss zum weiteren Ausschwenken (oder Verschieben nach oben) des Fühlers 11. Da durch wird das Kontaktpaar 7-7' einmalig geschlos sen und der Strom fliesst nun durch die Relaisspule 26, wodurch die Schaltelemente 26a, 26c und 26e geschlossen und die Schaltelemente 26b und 26d geöffnet werden. Durch das Öffnen des Schaltelemen tes 26d ist nun das geschlossene Hauptkontaktpaar 5-5' von der Wicklung 28 der Kupplung für den Vor schub 111 abgeschaltet, welcher zum Stillstand kommt und das Schaltelement 26e schaltet das geschlossene Hauptkontaktpaar 5-5' an die Wicklung 29 der Kupplung für den Vorschub V.
Nachdem sich nun mehr Werkzeug und Fühler in der Richtung vom Werkstück, resp. vom Modell zu verschieben begin nen, kommt es wieder zum Öffnen des Hauptkon taktpaares 7-7' und nach der Schliessung des Haupt kontaktpaares 3-3' zum Öffnen des Hauptkontakt paares 5-5', wobei der Fühler in die vorherige Lage zurückkehrt. Durch das Öffnen des Hauptkontakt paares 7-7' ändert sich nichts am bisherigen Zustand der Schaltung, nachdem das Schaltelement 26a ein geschaltet bleibt und die Spule 26 daher dauernd erregt bleibt. Wie schon angeführt, ist jetzt das Hauptkontaktpaar 5-5' offen und das Hauptkontakt paar 3-3' geschlossen, so dass durch die Schalt elemente 24a (die Relaisspule 24 ist erregt) und 26a die Wicklung 28 der Kupplung für den Vorschub III über den Widerstand 33 eingeschaltet wird.
Durch die Auslenkung (oder Verschiebung) des Fühlers im Punkte f kommt es wiederholt zum Schliessen des Hauptkontaktpaares 5-5'. Dadurch wird die Re laisspule 25 erregt und das Schaltelement 25a ge schlossen und hierdurch die Wicklung 29 der Kupp lung für den Vorschub V über den Widerstand 33 eingeschaltet. Es sind nun zwei Vorschübe III und V eingeschaltet, so dass der resultierende Vorschub IV entsteht. Durch das wiederholte Schliessen und Öff nen der beiden Hauptkontaktpaare 3-3' und 5-5' werden die drei Vorschübe III, IV und V ein- und ausgeschaltet, bis der Fühler in dem Punkt , g an langt.
Hier ist nur der Vorschub V eingeschaltet und der Fühler (auch das Werkzeug) beginnen das Mo dell (auch das Werkstück) zu verlassen und der Füh lermechanismus kehrt in seine ursprüngliche Lage (in Fig. 1) zurück. Dabei kommt es zum Schliessen des Kontaktpaares 4-4', was ein Kurzschliessen oder Aberregen der Selbsthalterelaisspule 26 bedeutet, wo durch die Schaltung in ihren Anfangszustand (in Fig. 5) kommt.
Aus dem Angeführten ist offensichtlich, dass am Kopieren des sinkenden sowohl auch, des steigenden Umrisses nur die beiden Hauptkontaktpaare 3-3' und 5-5' beteiligt waren. Die Kontaktpaare 4-4' und 7-7' traten nur einmalig und indirekt in Tätigkeit beim Übergang vom steigenden zum sinkenden Um- riss oder umgekehrt.
Der Ohmsche Widerstand 33 wird derart gewählt, dass nach seinem Anschluss an irgendwelche der Wicklungen 27, 28 oder 29, gegebenenfalls an zwei dieser Wicklungen, die Relaisspulen 24 und 25 eine genügende Spannung zum Ansprechen und Halten der Schaltelemente 24a und 25a haben, welche den Anschluss des Widerstandes 33 an die angeführten Wicklungen vermitteln. Weiters ist das gegenseitige Verhältnis der Widerstandswerte des Widerstandes 33 und des Widerstandes der Spule 24, gegebenen falls der Spule 25, ein derartiges, dass die Haupt kontaktpaare 3-3' und 5-5' die minimalen Leistungen abschalten, welche bloss zur Erregung der Spulen 24 und 25 erforderlich sind. Der Widerstand 32 dient bloss zur Begrenzung des Stromes beim Schliessen des Paares 4-4'.
Nach Abschalten des Schalters 30 kann der ganze Mechanismus nach dem an sich be kannten Vierrichtungs-Vorschubverfahren arbeiten.
Das Kontaktpaar 8-8' dient als Sicherheitsend- schalter bei abnormaler Fühlerauslenkung.