Stenervorrichtung für den Arbeitsvorschub des Werkzeuges gegenüber dem Werkstück an fühlergesteuerten Werkzeugmaschinen. Beim Bearbeiten von Hohlformen auf führergesteuerten Fräs-, Bohr- oder andern für Nachformzwecke geeigneten Maschinen wird der aus dem Werkstück herauszuarbei tende Werkstoff in Schichten abgetragen, die entweder parallel zur herzustellenden Werk- stückendform oder parallel zur relativen Vor schubrichtung zwischen Werkzeug und Werk stück liegen.
Besonders im ersteren Falle treten verhältnismässig lange Leerlaufwege des Werkzeuges auf, die dadurch bedingt sind, dass der Fühler bei jedem Hin- und Rücklauf wieder die Teile des von ihm ab gefühlten Musters mit überfährt, an denen das Werkzeug infolge der schichtweisen Tie fenzustellung noch nicht mit dem Werkstück in Eingriff kommt. Im letzteren Falle zeigen sich die erwähnten Leerlaufwege insbeson dere dann, wenn die in das Werkstück ein zuarbeitende Hohlform in der Längsvor schubrichtung nicht durch eine zu dieser senkrecht stehende, sondern eine zu ihr schräg liegende oder gewölbte Fläche begrenzt ist.
Das Werkzeug bewegt sich hierbei an den entsprechenden Stellen aus der Vertiefung im Werkstück heraus und streicht im Leer lauf über dessen Oberfläche hin, bis. der auf den längsten Auskesselweg in der Längs vorschubrichtung des Arbeitstisches gegen über dem Werkzeug eingestellte Anschlag eine Vorschubumkehr bewirkt.
Mit Hilfe der Erfindung sollen die erwähnten Leerlaufwege weitgehend besei tigt und somit die Wirtschaftlichkeit nach formender Werkzeugmaschinen gesteigert werden. Die Erfindung betrifft eine Steuer vorrichtung für den Arbeitsvorschub des Werkzeuges gegenüber dem Werkstück an fühlergesteuerten Werkzeugmaschinen, bei denen,der aus dem Werkstück 'herauszuarbei tende Werkstoff in mehreren Schichten ab getragen wird.
Die Vorrichtung gemäss der Erfindung ist. derart ausgebildet, dass jeweils unmittelbar nach dem Heraustreten des Werk- zeuges aus dem Werkstück durch Zusammen wirken eines einstellbaren, in Abhängigkeit von der Werkzeugbewegung verstellten An schlages mit einem ortsfest angebrachten, einstellbaren Anschlag selbsttätig eine Um kehr der relativen Vorschubbewegung zwi schen Werkzeug und Werkstück herbeige führt wird. .
Die Zeichnung veranschaulicht in Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel der Er findung an einer fühlergesteuerten Fräsma schine mit Hilfskraftverstellung des Werk zeuges und in Fig. 2 den Bearbeitungsvorgang in sinn bildlicher Darstellung.
Auf dem am Ständer 1 der Maschine höheneinstellbar befestigten Teil 2 sind in üblicher Weise verstellbar der Längstisch 3 und der Quertisch 4, welche Teile den Ar beitstisch bilden, angebracht. Der letztere trägt die Musterform 5 sowie das Werkstück 6.
An der Platte 7 des Ständers 1 ist in ent sprechenden Führungen verschiebbar der Trä ger 8 angebracht. der einerseits den einstell bar an ihm zu befestigenden Spindelstock 9 mit dem Werkzeug 10 und anderseits die in Führungen verschiebbare Steuervorrichtung 1-1 trägt. -Durch Druckmittelbeaufschlagung des mit seiner Kolbenstange 12 ortsfest am Maschinengestell aufgehängten, im Zy linder 13 des Trägers 8 untergebrachten Kol bens 14 von der einen oder der andern Seite her kann der Trägger nebst Spindelstock 9 und Werkzeug 10 gehoben oder gesenkt wer den.
Das Werkzeug 10: erhält seinen Antrieb von der im Spindelstock 9 gelagerten An triebsspindel aus, deren aus dem Spindel stock herausragendes oberes Ende 15 als Keilnutenwelle ausgebildet ist und in einen entsprechenden Keilnutenring des Schnecken rades 16 eingreift. Das Schneckenrad<B>1.6</B> wird von der Schnecke 17 und diese wiederum von dem nicht dargestellten Intriehsmotor aus angetrieben.
Auf dem Träger 8 ist ein Haltearm<B>18</B> angebracht, der einerseits eine Gewinde- Buchse 19 zur Aufnahme der an der Steuer vorrichtung 11 angreifenden Gewindespindel 20 und anderseits einen einstellbaren, mit einstellbar an der Platte 7 befestigten An- scblä.gen 2-1, ?? zusammenarbeitenden An schlag 2:3 trägt.
Mittels eines über Schnecke 24 und Schneckenrad ?'5 auf das mit Keil nuten versehene obere Ende 26 der Gewinde spindel ?() wirkenden Klinkenschaltwerkes ?7, ?8 kann die Gewindespindel 20 gedreht und damit in der Büchse<B>19</B> ;schrittweise hochgeschraubt werden, so dass die Steuer vorrichtung 11 in ihrer Führung am Träger 8 gleitend nach oben verstellt wird. Die Vor richtung 11 ist also gegenüber dem Anschlag 23 verstellbar. Die Betätigung des Klinken schaltwerkes 27, 2,8 erfolgt: von einem durch Kontaktschluss unter Strom zu setzenden Magneten 29 aus.
Die beim dargestellten Ausführungsbei spiel verwendete Steuervorrichtung 11 arbei tet hydraulisch und besteht aus einem mit dem Fühler 30 verbundenen, unter Feder wirkung auf das Muster 5 zu gedrückten Steuerschieber, dessen steuernde Kanäle mit entsprechenden Steuerkanälen im Steuerge häuse zusammenarbeiten. Beim Bearbeitungs vorgang wird der Längstisch 3 und damit. auch der Quertisch 4 nebst Muster 5 und Werkstück 6 abwechselnd in der Zeichnungs ebene nach links oder rechts bewegt. Der Fühler 30 gleitet: über da Muster 5 hinweg und wird der Musterform entsprechend unter oder entgegen der Wirkung der den Steuer schieber beaufschlagenden Feder in seiner Achsrichtung verschoben.
Erfolgt das -Ver stellen des Fühlers beispielsweise nach oben. so wird entsprechend der Steuerschieber nach oben bewegt. Seine steuernden Kanten geben einerseits den Durchfluss für das von einer Pumpe geförderte Arbeitsdruckmittel durch die Leitung <B>31</B> nach dem Zylinder 13, zur Beaufschlagung des Kolbens 1.1 frei, ander seits wird gleichzeitig die Leitung 32 an die nicht dargestellte, in den Druckmittelbehälter mündende Rücliflnssleitung angeschlossen. Der Träger 8 rieb t Spindelstoek 9 und Werk- zeug 10 werden angehoben.
Da an dieser Be- wegung auch das mit dem Träger 8 über die Spindel 20 und den Bock 18 verbundene Ge häuse der Steuervorrichtung 11 teilnimmt, während der Steuerschieber unter Federwir kung gegen das Muster 5 gedrückt -wird, also zurückbleibt, sperren,die steuernden Kanten von Steuerschieber und Steuergehäuse den Druckmittelfluss über die Leitungen 3'1, 32 wieder ab, sobald das Werkzeug 10 am Werk stück 6 die der Stellung des Fühlers 30 am Muster 5 entsprechende Lage erreicht hat.
Beim Verstellen des Fühlers 3,0 nach unter wird die Leitung 32 auf Druckmittelzu- und die Leitung 3,1 auf Druckmittelabfluss ge schaltet. Die hierdurch ausgelösten Vorgänge entsprechen den bereits beschriebenen, jedoch mit umgekehrter Bewegungsrichtung der ver- stellten Teile.
Die Verwirklichung des Erfindungsgedan kens, ist jedoch nicht von der Verwendung der beschriebenen hydraulischen Steuervor richtung abhängig, es können mit gleichem Vorteil an ihrer Stelle auch andere bekannte, z. B. elektrisch arbeitende Fühlersteuerungen mit Hilfskraftverstellung des Werkzeuges benutzt werden. Auch die beim Ausführungs beispiel als elektrische Kontakte ausgebilde ten Anschläge 21, 23 können durch andere. den beabsichtigten Zweck in gleicher Weise erfüllende Anschläge, wie beispielsweise me chanisch wirkende Anschläge oder Ventile, ersetzt werden.
Es kann der Anschlag 2,1 als in dass Leitungsnetz für den Druckmittelan trieb des Arbeitstisches eingeschaltetes Ven til ausgebildet sein.
Beim Bearbeiten der Vertiefung 33 des beispielsweise dargestellten Werkstückes 6 -irl der Werkstoff in mehreren zu der her zustellenden Endform 34 parallelen Schich ten 35 abgetragen, indem das Werkzeug während jeder Schicht in parallelen Zeilen 36 quer über das Werkstück bezw. entspre chend der Fühler über das Muster geführt wird, wobei nach Vollendung jeder Zeile selbsttätig eine Umkehr der relativen Bewe gungsrichtung zwischen Werkzeug und Werkstück bezw. Fühler und Muster unter gleichzeitiger relativer Querverstellung um Zeilenbreite erfolgt.
Ist auf diese Weise das Abtragen einer Schicht 3,5 beendet, so wird vorzugsweise selbsttätig die Länge des den Träger 8 und die Steuervorrichtung 11 ver bindenden Rückstellgestänges 18:, 2,0 ver kürzt, das Werkzeug also in später noch näher zu beschreibender Weise um Schicht stärke zugestellt und gleichzeitig die relative Quer- und Längsverschiebung zwischen Werkzeug und Werkstück bezw. Fühler und Muster umgekehrt.
Zu Berginn des Bearbeitungsvorganges wird mittels eines gegebenenfalls auf der Ge windespindel 210, 26 anzuordnenden, nicht dargestellten Handrades die Steuervorrich- tung 11 so weit nach unten verschoben, dass bei Anlage des Fühlers. 3'0 an dem Boden der Musterfarm 5 das Werkzeug 1,0 gerade auf der Oberfläche 4-8, des noch unbearbeiteten Werkstückes 6 aufsitzt.
Der Anschlag 21 wird so eingestellt, dass er hierbei an dem Anschlag 23 anliegt, während der Anschlag 22 auf einen der grössten zu erzeugenden Auskesseltiefe entsprechenden Abstand vom Anschlag 23 eingestellt wird. Nachdem der Längstisch 3 beispielsweise in seine rechte und der Quertisch beispielsweise in seine hin tere Endstellung bewegt ist, wird mittels des nicht dargestellten Handrades die Spindel 20 gedreht und so die Steuervorrichtung um einen der Stärke der erAten abzutragenden Werkstoffschicht entsprechenden Betrag zu-;
rückgestellt. Nach Einschalten der Druck- rnittelförderpumpe - wird das Werkzeug 10 in der bereits beschriebenen Weise um einen entsprechenden Betrag durch Verschieben des Trägers 8 auf das Werkstück zu bewegt. Bei der nun einsetzenden Vorschubbewegung des Längstisches 3 in der Zeichnungsebene nach links gleitet der Fühler 30 an der Ober fläche der Musterform 5 entlang.
Das Werk zeug 10 bewegt sich zunächst ohne Eingriff , mit dem Werkstück auf der der Musterform bezw. der herzustellenden Werkstückend- form entsprechenden Zeilenlinie 37 nach rechts relativ über das Werkstück 6 hin und kommt erst an der Stelle 38 mit diesem in , Eingriff, da sich der Fühler 3,0 nicht in glei- eher Höhenlabe mit dem Werkzeug 1 (-) be findet.
Wenn das Werkzeug um die Stärke der in Fig. 2 bereits abgetragen gezeichneten Schicht in dass Werkstück eingedrungen ist., sitzt der Fühler bereits auf dem Boden der Musterform auf. Ebenso tritt das Werkzeug bei 39 bereits wieder aus dem Werkstück aus, wenn der Fühler 3,0 \:sich auf der Lehre 5 erst um die Stärke der .eben abgetragenen Werkstoffschicht nach oben bewegt hat.
Beim vollkommenen Abfühlen der Muster form 5 würde das Werkzeug 10 sich jetzt noch so lange ausser Eingriff mit dem Werk stück weiterbewegen müssen, bis beispiels weise bei 40 am Ende der Zeile 3'7 nach vollkommenem Ablaufen des Fühlers 3G auf dem Muster 5 der Tischanschlag in bisher üblicher Weise die Umkehr der Arbeitstisch laufrichtunb bewirken würde.
Diese den Bearbeitungsvorgang erheblich verlängernden Leerläufe werden durch den Anschlag 2'1 vermieden. Unmittelbar nach. dem Heraustreten des Werkzeuges bei 3,9 aus dem Werkstück, also unmittelbar nach dem sein unteres Ende die Höhe der Werk stückoberfläche 48 erreicht, kommt der mit ihm in Verbindung :stehende Anschlag 23 an dem Anschlag 21 zur Anlage.
Hierdurch wird ein Kontakt geschlossen, der einerseits den Quertisch 4 um Zeilenbreite nach vorn verstellt und anderseits die, Richtung d relativen Längsvorschubes zwischen Fühler und Muster und damit zwischen Werkzeug und Werkstück. umkehrt. Das Werkzeug be wegt sich nun auf der zweiten Zeile 4-1 re lativ über das Werkstück hin. Jeweils beim Heraustreten des Werkzeuges auf die Werk stückoberfläche 48 wird im Verlauf der wei teren Zeilenbewegungen der Quertisch 4 um Zeilenbreite nach vorn verschoben und die Vorschubrichtung des Längstisches 3 um bekehrt.
Dieser Vorgang ist vollkommen un abhängig davon, ob das Werkzeug während des Eingriffes mit dem Werkstück bleiche oder unterschiedlich lange Zeilenwege zu rücklegt, d. h. die zu bearbeitende Auskes- selung durch eine senkrecht zur Vorschub richtung des Längstisches liegende ebene oder eine ganz beliebig geformte Fläche be grenzt wird.
Nachdem sodann die zeilenweise Quer- verschiebung des Tisches 4 so weit fortge schritten ist, dass der Fühler 30 das Muster in der besamten Breite abgetastet hat und das Werkzeug C über die gesamte Breite der Werkstückvertiefung 33 geführt ist, wird beispielsweise bei 4? durch den Anschlag 21 ausser der Umkehr der Längstischbewegung nun auch das bisher nur Leerbube ausfüh rende oder verriegelte Schaltwerk 27, 28 ausgelöst und gleichzeitig die Zustellrich- tung des Quertisches 4 umgekehrt,
so dass dieser sieh nun zeilenweise in der Zeichnungs ebene von vorn nach hinten bewegt. Zum Auslösen des Schaltwerkes<B>27,</B> 28 sowie zur Umkehr der Quertischzustellung können vom Quertisch 1 des Arbeitstisches betätigte, als Kontakte ausgebildete Anschläge dienen, die derart in einen Stromkreis mit den Kontak ten 21, 2:3 geschaltet werden, dass jeder von ihnen nur bei gleichzeitigem Schluss der Kon takte 21, ?3 wirksam werden kann, während die letzteren auch für sieh allein den ihnen zugeordneten Schaltvorgang auslösen können.
Durch Betätigen des Schaltwerkes 27, 28 wird die Gewindespindel 20 um einen ent sprechenden Winkel gedreht. Diese schraubt sich in der Gewindehülse 19 des Haltearmes nach oben und zieht hierbei das Gehäuse der Steuervorrichtung 11 ebenfalls nach oben. Auf diese Weise wird das zwischen das Werkzeug 11-) und die Steuervorrichtung mittelbar bezw. zwischen Träger 8 und Steuervorrichtung 11 unmittelbar zwischen geschaltete Verbindung;- bezw. Rückstellge stänge 20, 18 verkürzt. Durch Verschieben des Gehäuses der Steuervorrichtung 11 ist zwischen den Kanälen des Steuerschiebers und des Steuergehäuses der Durchfluss für das Druckmittel über die Leitung 32 nach dem Zylinder 13 freigegeben worden.
Der Träger 8 nebst Spindelstoek 9, Werli#zeug 10 und Steuervorriehtungsgehä.use werden so lange nach unten verstellt, bis in der ent sprechenden gegenseitigen Lage von Steuer- sehieber und Steuergehäuse der Druckmittel- durchfluss nach der Leitung 32 wieder ab gesperrt ist.
Das Werkzeug 10 und der Füh ler<B>3,0</B> befinden sieh jetzt in einem um Schichtstärke geringeren Höhenabstand von einander, so dass das Werkzeug beim Ab fühlen des Musters um Schichtstärke tiefer in das Werkstück eindringen kann. Unter je weiliger Umkehr der Längsvorschubrichtung und gleichzeitiger Querzustellung beim Aus treten des Werkzeuges aus dem Werkstück an den durch die Punkte 43, 44 bezeichneten Querkanten der Auskesselung wird nunmehr die zur herzustellenden Werkstückendform parallele Schicht 45 in zueinander parallelen Zeilen abgetragen.
Nachdem dies erfolgt ist, findet beispielsweise bei 4,6 wieder das Be- tätigen des Schaltwerkes 27, 28 und damit eine neuerliche Zustellung des Werkzeuges unter gleichzeitiger Umkehr der Vorschub richtung von Längs- und Quertisch statt. Die beschriebenen Vorgänge wiederholen sich nun so lange, bis nach Abtragen der noch erforderlichen Anzahl von Schichten 46, 47 die Vertiefung 36. fertig herausgearbeitet ist.
Nach dem Zustellen des Werkzeuges kommt beim bezw. nach dem Abtragen der letzten Schicht der Anschlag 28 an dem Anschlag 22 zur Anlage, der den Stromkreis zum Betäti gen des Schaltwerkes 27, 2'8 unterbricht und den Maschinenantrieb abschaltet, also die Maschine stillsetzt, sobald das Werkzeug die erforderliche Auskesseltiefe im Werkstück erreicht hat.
Falls das zu bearbeitende Werkstück eine Mehrzahl von Vertiefungen aufweist, die durch zwischen ihnen und auf gleicher Höhe mit der Werkstückoberfläche liegende Teile getrennt sind, kann das Auslösen der Bewe gungsumkehr des das Muster und das Werk stück tragenden Längstisches 3 beim Inein- griffgelangen der Anschläge 23, und 21 für eine bestimmte Anzahl von Berührungen zwischen den genannten Anschlägen verhin dert werden. Dies kann durch Verwendung eines Klinkenschaltwerkes oder einer ähn lichen Zählvorrichtung bewirkt werden, die beim Heraustreten des Werkzeuges aus dem Werkstück an den Punkten, an denen eine Bewegungsumkehr nicht stattfinden soll, Leerhübe ausführt.
Zu dem gleichen Zweck können auch Überzüge oder Auflagen aus leitendem oder nicht leitendem Werkstoff an e den entsprechenden Stellen des Musters Ver wendung finden, die durch Berührung mit der sodann als Kontakt auszubildenden Ta sterspitze einen Stromkreis schliessen oder unterbrechen, der über Relais oder derglei chen die normalerweise von den Anschlägen bezw. Kontakten 21, 2'2' bewirkte Auslösung von Schaltvorgängen verhindert.
Auf diesem Wege wird e s möglich, eine Mehrzahl hin tereinanderliegender Vertiefungen zu bear beiten und hierbei den Fühler bezw. das Werkzeug erst an der äussern Anschlusskante der letzten Vertiefung zur Umkehr zu veran lassen und gleichzeitig die Zeilenzustellung durchzuführen.
Mit Hilfe der beschriebenen Vorrichtung ist es also möglich, Vertiefungen in Werk stücken .ohne die bisher erforderlichen, zeit raubenden Leerläufe von Fühler und Werk zeug herzustellen und dabei den Fühler je weils nur über .die Teile des Musters hinweg zuführen, an denen sieh das Werkzeug mit dem Werkstück in Eingriff befindet. Es ist dabei gleichgültig, ob die herzustellende Ver tiefung in der Längs- und/öder Querrich- tung durch ebene oder ganz beliebig anders geformte Flächen begrenzt wird.
Die vorge schlagene Einrichtung ist dabei nicht etwa nur für Maschinen der vorgeschlagenen Art verwendbar, sie ist vielmehr mit gleichem Vorteil auch für alle andern nachformenden, spanabhebenden Werkzeugmaschinen, wie Drehbänke, Schleif-, Bohrmaschinen oder dergleichen, zu gebrauchen.