Hydraulische Kopiersteuereinrichtung Die vorliegende Erfindung betrifft eine hydrauli sche Kopiersteuereinrichtung für Werkzeugmaschinen, insbesondere für Kopierdrehbänke, mit einem am den Längsvorschub ausführenden Grundschlitten festen Arbeitskolben und am Kopierschlitten angeordneten, denselben nach mindestens einer Kopierschablone steu ernden Kopiersteuerschieber, wobei der Kopiertaster am freien Ende des einarmigen Tasterhebels sitzt, an dem auch ein Übertragungsorgan zur Betätigung des Kopiersteuerschiebers angeordnet ist, und wobei die Schwenkachse des Tasterhebels senkrecht zu einer Ebene steht, die durch zwei sich schneidende, je zur Vorschubrichtung des Grundschlittens und zur Querbe wegungsrichtung des Kopierschlittens parallele Gerade gegeben ist,
und wobei die Längsachse des Tasterhe bels angenähert senkrecht zur Verschiebeachse des Kopierschlittens steht.
Bei hydraulischen Kopiersteuereinrichtungen für Kopierdrehmaschinen finden Tasterhebel Verwendung für die Übertragung der an einer Kopierschablone oder an einem Musterstück abzutastenden Kontur auf die Bewegungen des die Werkzeugverstellung bewirkenden Kopiersteuerschiebers, wobei im allgemeinen die Tasterhebel-Verschwenkbewegungen, und damit auch die Verschiebebewegungen des Kopiersteuerschiebers ausserordentlich klein sind.
Bekannte Kopiersteuerungen verwenden Tasterhe bel, deren Schwenkachse parallel zur abzutastenden Kontur steht. Bei andern bekannten Kopiersteuerein richtungen liegt die Schwenkachse des Tasterhebels senkrecht zur abzutastenden Kontur. Diese letzteren Anordnungen weisen den Vorteil gegenüber den erst genannten auf, dass Konturen oder Kurven bis zur selbsthemmenden Steigung ohne Verklemmungen abge tastet werden können.
Oft aber ist es erwünscht, an Werkstücken auch Konturen zu kopieren, die mit den bis heute bekannten Tasterhebelanordnungen nicht mehr einwandfrei abge tastet werden können, weil einerseits Verklemmungen in der Tasterhebellagerung auftreten und andererseits Anfressungen an den Kopierschablonen entstehen. Bei derartig steilen Tasterbewegungen ist ein einwandfreies Funktionieren der hydraulischen Steuerungen nicht mehr gewährleistet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine hydraulische Kopiersteuereinrichtung zu schaffen, die das Abtasten von steilen Kurven gestattet, ohne dass sich die seitlichen Belastungen auf den Tasterhebel schädlich auswirken und ohne dass die Reibungswerte zwischen der Tasterspitze und der Schablone die er träglichen Grenzen übersteigen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch ge löst, dass die auf der abzutastenden Kontur der Kopierschablone gleitende Spitze des am Tasterhebel angeordneten Kopiertasters in bezug auf die Längs achse des Tasterhebels in Richtung von dem Dreh werkzeug weg zurückversetzt ist, wobei das Verhältnis des Abstandes von der Tasterhebelschwenkachse bis zur Tasterspitze einerseits zum vertikalen Abstand der Tasterspitze von der Tasterlängsachse andererseits an genähert 4,5:
1 beträgt und dass ferner das Verhältnis des Hebelarmes von der Schwenkachse des Tasterhe bels bis zur Tasterspitze einerseits zum Hebelarm von der Schwenkachse bis zum Übertragungsorgan des an genähert parallel zur Kopierschlittenzustellachse ver schiebbaren Kopiersteuerschiebers andererseits angenä hert 13:10 beträgt.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden beschrie ben. Es zeigen Fig. 1 eine Kopierdrehbank in Vorderansicht, Fig. 2 eine Seitenansicht von Fig. 1, Fig. 3 eine Teilansicht in Richtung des Pfeiles A in der Fig. 2 gesehen, Fig. 4 eine Teilansicht in Richtung des Pfeiles B in der Fig. 3 gesehen, Fig.5 eine schematische Darstellung der Anord nung des Tasterhebels in bezug auf die Kopierscha blone und des Drehwerkzeuges in bezug auf das Werkstück.
Die Fig. 1 und 2 zeigen eine Vorderansicht und eine Seitenansicht einer Kopierdrehmaschine mit einer erfindungsgemässen hydraulischen Kopiersteuereinrich tung. Auf einem Ständer 1 mit einem nicht näher be schriebenen Spindelstock 2 und einem Seitenschild 5 ist ein Drehmaschinenbett 3 angeordnet. Auf Gleitbah nen des letzteren ist ein Grundschlitten 7 durch nicht näher beschriebene Mittel parallel zu einer Werkstück drehachse 10 längsverschiebbar. Auf Gleitbahnen 8 des Bettes 3 ist ein Reitstock 4 längsverschiebbar und durch nicht näher beschriebene Mittel festklemmbar. Ein Werkstück 9 kann zwischen dem Spindelstock 2, beispielsweise durch ein Spannfutter 11 gehalten und angetrieben, und dem Spindelstock 4 eingespannt sein.
Auf dem Grundschlitten 7 ist eine Gleitbahn 12 für einen Kopierschlitten 13, der ein Drehwerkzeug 14 trägt, vorgesehen. In nicht dargestellter Weise ist ein in Fig. 3 andeutungsweise dargestellter Arbeitskolben 15, bzw. dessen Kolbenstange 16, am Grundschlitten 7 fest angeordnet und der Kopierschlitten 13 ist demnach als Arbeitszylinder ausgebildet (Fig. 3 und 4), der auf dem Arbeitskolben 15 in Richtung des Doppelpfeiles 17 auf einer Zustellachse 18 verschiebbar ist. Je nach der Art der auf der Kopierdreh-Maschine auszuführenden Kopierarbeit, kann die Zustellachse 18 senkrecht zur Werkstückdrehachse 10 oder unter einem andern Win kel dazu angeordnet sein.
Im dargestellten Ausfüh rungsbeispiel beträgt der Zustellwinkel 30 der Zustell achse 18 zur Werkstückachse 10 60 .
Auf einem nicht näher beschriebenen Träger 19 oberhalb des Ständers 1 und des Seitenschildes 5 ist eine Kopierschablone 20 in an sich bekannter, jedoch nicht dargestellter Weise einstellbar gehalten. Anstelle der Kopierschablone 20 könnte indessen auch ein Musterstück verwendet werden.
Die Fig. 3 und 4 zeigen Einzelheiten der erfin- dungsgemässen hydraulischen Kopiersteuereinrichtung. Am Kopierschlitten 13 ist ein Steuerschiebergehäuse 22 fest angeordnet, indem in einer Bohrung 24 eine Steuersäule 23 durch nicht dargestellte Mittel in Rich tung parallel zur Bewegungsrichtung des Arbeitszylin ders 13 längsverstellbar ist. Die Steuersäule 23 dient zur Vornahme von Korrekturen beim Einstellen der Maschine, d. h. zum Einstellen des Abstandes zwischen Taster und Schablonenkontur einerseits und Werkzeug und Werkstück andererseits. In der Steuersäule 23 ist ein Kopiersteuerschieber 25, der durch eine als Über tragungsorgan dienende Stange 26 mit dem Tasterhebel 21 in Verbindung steht, verschiebbar.
Auf der Steuersäule 23 ist eine winkelförmige Klemmbride 27 fest angeordnet mit zwei als Schwenk achse dienenden Lagerbolzen 28, 29 für den Tasterhe bel 21, der die für die hydraulische Steuerung des Kopierschlittens 13 erforderlichen kleinen Ver- schwenkbewegungen um die Lagerbolzen 28, 29 herum ausführt.
Eine durch die Lagerbolzen 28, 29 führende, ge dachte Längsachse 31 des Tasterhebels 21 steht ange nähert senkrecht zur Verschiebe- oder Zustellachse 18 des Kopierschlittens 13. Seitlich am Tasterhebel 21 (Fig. 4) ist in einem Tasterhebelarm 32 ein Taster 33 beispielsweise durch Klemmschrauben 34 gehalten. Im dargestellten Ausführungsbeispiel steht die nach der Seite der Kopierschablone 20 und damit auch nach der Seite des Werkzeuges 14 (Fig. 1, 2, 5) weisende Tasterspitze 35 von der Längsachse 31 des Tasterhe bels 21 zurück.
Das Verhältnis des Abstandes 43 zwi- sehen der Schwenkachse 28, 29 des Tasterhebels 21 und der Tasterspitze 35 einerseits, zum senkrechten Abstand 44 der Tasterspitze 35 von der Längsachse 31 des Tasterhebels 21 andererseits, beträgt angenähert 4,5:1; als optimaler Zahlenwert z. B. l30:29 mm.
Am Tasterhebel 21 ist eine als Übertragungsorgan der Tasterhebelbewegungen auf das Kopiersteuerventil 25 wirkende Stange 26 angeordnet. Das Verhältnis des Hebelarmes 43 von der Schwenkachse 28, 29 des Tasterhebels 21 bis zur Tasterspitze 35 einerseits, zum Hebelarm 45 von der Schwenkachse 28, 29 bis zum Übertragungsorgan 26 andererseits, beträgt angenähert 13:10.
Die Fig. 5 zeigt, schematisch dargestellt, die Stel lung des Tasterhebels 21 mit der Tasterspitze 35 und die Kontur der abzutastenden Kopierschablone 20. Ausschnittweise sind die Konturen des Rohlings 40, sowie die Fertigkontur 41 des um die Werkstückdreh achse 10 rotierenden Werkstückes 9 dargestellt. Der Zustellwinkel 30 des Kopierschlittens 13 zur Dreh achse 10, und somit auch des Kopierdrehwerkzeuges 14 beträgt 60 . Der Spitzenwinkel 36 der Tasterspitze 35 beträgt 27,5 . Einen gleichgrossen Spitzenwinkel muss auch das Kopierdrehwerkzeug 14 aufweisen. In vielen Fällen ist es erwünscht, an der Übergangsstelle von einer zylindrischen Partie des Werkstückes 9 auf einen rechtwinklig dazustehenden Bund 38 überzuge hen und dabei eine Hinterdrehung 39 anzubringen.
Dies insbesondere, um bei der der Drehoperation nachfolgenden Schleifoperation das Auslaufen der Schleifscheiben sowohl beim Längsschleifen, wie auch beim Planschleifen zu gestatten.
Wie aus der Fig. 5 hervorgeht, kann beispielsweise an einem Werkstückrohling mit der Kontur 40, der an der Übergangsstelle zum Bund 38, von der vorange gangenen Schmiede- oder Pressoperation herrührend, eine sehr grosse Werkstoffzugabe enthält, mittels eines zusätzlichen Einstechwerkzeuges 42 die oft unregel- mässige Werkstoffzugabe vorbearbeitet werden. Mit dem Kopierdrehwerkzeug 14 kann die durch die Kopierschablone 20 vorgeschriebene Kontur mit der Hinterdrehung 39 am Bund 38 einwandfrei erzeugt werden.
Die Wirkungsweise der hydraulischen Kopiersteu erung, wie sie in der Fig. 3 bruchstückweise dargestellt ist, ist an sich bekannt und wird deshalb nicht näher erläutert.
Die Vorteile der erfindungsgemässen hydraulischen Kopiersteuerung liegen darin, dass durch die, in bezug auf die Tasterhebellagerung versetzte Stellung der Tasterspitze das Kopieren wesentlich steilerer Kontur übergänge ermöglicht wird, was bei den bis heute be kannten Kopiersteuerungen nicht möglich war.
Die auf die Tasterhebellagerung einwirkenden seitlichen Kräfte bleiben in zulässigen Grenzen und auch die dadurch auftretende Reibung zwischen der Tasterspitze und der Kopierschablone liegt .im, den Werten, die ein einwand- freies Arbeiten der Kopiersteuerung gestatten.
Hydraulic copy control device The present invention relates to a hydraulic-specific copy control device for machine tools, especially for copy lathes, with a working piston fixed on the longitudinal feed executing base slide and arranged on the copy slide, the same copy control slide controlling at least one copy template, the copy button being at the free end of the one-armed button lever on which a transmission element for actuating the copy control slide is also arranged, and wherein the pivot axis of the pushbutton lever is perpendicular to a plane which is given by two intersecting straight lines, each parallel to the feed direction of the basic slide and the direction of transverse movement of the copy slide,
and wherein the longitudinal axis of the Tasterhe lever is approximately perpendicular to the displacement axis of the copy carriage.
In hydraulic copier control devices for copier lathes, pushbutton levers are used to transfer the contour to be scanned on a copying template or on a sample to the movements of the copying control slide effecting the tool adjustment, with the button lever pivoting movements, and thus also the displacement movements of the copying control slide, being extremely small in general.
Known copy controls use Tasterhe bel whose pivot axis is parallel to the contour to be scanned. In other known Kopiersteuerein directions, the pivot axis of the probe lever is perpendicular to the contour to be scanned. These latter arrangements have the advantage over the former that contours or curves can be scanned up to the self-locking slope without jamming.
Often, however, it is desirable to copy contours on workpieces that can no longer be properly scanned with the button lever assemblies known to date, because on the one hand jamming occurs in the button lever mounting and on the other hand there are pitting on the templates. With such steep button movements, proper functioning of the hydraulic controls is no longer guaranteed.
The invention is based on the object of creating a hydraulic copy control device that allows the scanning of steep curves without the lateral loads on the probe lever having a damaging effect and without the friction values between the probe tip and the stencil exceeding the acceptable limits.
According to the invention, this object is achieved in that the tip of the copy button arranged on the button lever, sliding on the contour to be scanned, is set back in the direction of the rotary tool in relation to the longitudinal axis of the button lever, the ratio of the distance from the button lever pivot axis to to the stylus tip on the one hand to the vertical distance of the stylus tip from the longitudinal axis of the stylus on the other hand to approximate 4.5:
1 and that the ratio of the lever arm from the pivot axis of the Tasterhe lever to the probe tip on the one hand to the lever arm from the pivot axis to the transmission element of the copy control slide, which can be moved parallel to the copy carriage feed axis, on the other hand is approximately 13:10.
An embodiment of the invention is shown in the drawing and will be described below ben. 1 shows a front view of a copying lathe, FIG. 2 shows a side view of FIG. 1, FIG. 3 shows a partial view in the direction of arrow A in FIG. 2, FIG. 4 shows a partial view in the direction of arrow B in FIG 3 seen, FIG. 5 is a schematic representation of the arrangement of the push button lever with respect to the copying template and the rotary tool with respect to the workpiece.
1 and 2 show a front view and a side view of a copy lathe with a hydraulic copier control device according to the invention. On a stand 1 with an unspecified headstock 2 and a side plate 5, a lathe bed 3 is arranged. On Gleitbah NEN of the latter, a base slide 7 is longitudinally displaceable parallel to a workpiece axis of rotation 10 by means not described in detail. A tailstock 4 is longitudinally displaceable on slideways 8 of bed 3 and can be clamped by means not described in detail. A workpiece 9 can be held and driven between the headstock 2, for example by a chuck 11, and the headstock 4.
On the base slide 7, a slide track 12 for a copy slide 13, which carries a turning tool 14, is provided. In a manner not shown, a working piston 15, which is indicated in FIG. 3, or its piston rod 16, is fixedly arranged on the base slide 7 and the copying slide 13 is accordingly designed as a working cylinder (FIGS. 3 and 4), which on the working piston 15 in the direction of the double arrow 17 is displaceable on an infeed axis 18. Depending on the type of copy work to be carried out on the copy-lathe machine, the feed axis 18 can be arranged perpendicular to the workpiece axis of rotation 10 or at another angle to it.
In the exemplary embodiment shown, the infeed angle 30 of the infeed axis 18 to the workpiece axis 10 is 60.
On a carrier 19, not described in detail, above the stand 1 and the side plate 5, a copy template 20 is held adjustable in a manner known per se, but not shown. Instead of the template 20, however, a sample could also be used.
3 and 4 show details of the hydraulic copier control device according to the invention. On the copying carriage 13, a control slide housing 22 is fixedly arranged by a control column 23 in a bore 24 by means not shown in Rich device parallel to the direction of movement of the Arbeitszylin 13 is longitudinally adjustable. The control column 23 is used to make corrections when adjusting the machine, i. H. for setting the distance between the button and the template contour on the one hand and the tool and workpiece on the other. In the control column 23, a copy control slide 25, which is in connection with the pushbutton lever 21 by a rod 26 serving as a transmission element, is displaceable.
On the control column 23 an angular clamp clamp 27 is fixedly arranged with two bearing bolts 28, 29 serving as a pivot axis for the Tasterhe bel 21, which executes the small pivoting movements around the bearing bolts 28, 29 required for the hydraulic control of the copying carriage 13.
A through the bearing bolts 28, 29 leading, ge thought longitudinal axis 31 of the button lever 21 is approaching perpendicular to the displacement or feed axis 18 of the copy carriage 13. On the side of the button lever 21 (Fig. 4) is a button 33 in a button lever arm 32, for example by clamping screws 34 held. In the illustrated embodiment, on the side of the template 20 and thus also on the side of the tool 14 (Fig. 1, 2, 5) pointing probe tip 35 from the longitudinal axis 31 of the Tasterhe lever 21 is back.
The ratio of the distance 43 between the pivot axis 28, 29 of the button lever 21 and the button tip 35 on the one hand, to the vertical distance 44 of the button tip 35 from the longitudinal axis 31 of the button lever 21 on the other hand, is approximately 4.5: 1; as an optimal numerical value z. B. 130: 29 mm.
A rod 26 acting as a transmission element for the movements of the button lever movements on the copy control valve 25 is arranged on the button lever 21. The ratio of the lever arm 43 from the pivot axis 28, 29 of the feeler lever 21 to the probe tip 35 on the one hand, to the lever arm 45 from the pivot axis 28, 29 to the transmission member 26 on the other hand, is approximately 13:10.
Fig. 5 shows, shown schematically, the stel ment of the button lever 21 with the stylus tip 35 and the contour of the template 20 to be scanned. The contours of the blank 40 and the finished contour 41 of the workpiece 9 rotating about the workpiece axis 10 are shown in detail. The infeed angle 30 of the copying carriage 13 to the axis of rotation 10, and thus also of the copying rotary tool 14, is 60. The tip angle 36 of the stylus tip 35 is 27.5. The copy-turning tool 14 must also have an equally large tip angle. In many cases, it is desirable to hen at the transition point from a cylindrical portion of the workpiece 9 to a right-angled collar 38 überzuge and to apply an undercut 39.
This is particularly so in order to allow the grinding wheels to run down during the grinding operation following the turning operation, both during longitudinal grinding and during surface grinding.
As can be seen from FIG. 5, for example on a workpiece blank with the contour 40, which contains a very large amount of material at the transition point to the collar 38 from the previous forging or pressing operation, by means of an additional piercing tool 42, the often irregular - A moderate amount of material has to be pre-machined. With the copying turning tool 14, the contour prescribed by the copying template 20 with the undercut 39 on the collar 38 can be produced perfectly.
The operation of the hydraulic Kopiersteu erung, as it is shown in fragments in Fig. 3, is known per se and is therefore not explained in detail.
The advantages of the hydraulic copy control according to the invention are that the offset position of the probe tip with respect to the probe lever mounting enables copying of significantly steeper contour transitions, which was not possible with the copy controls known to date.
The lateral forces acting on the button lever mounting remain within permissible limits and the resulting friction between the button tip and the copying template is within the values that allow the copier control to work properly.