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Selbstfahrender Brennschneidwagen Die Erfindung betrifft einen selbstfahrenden
Brennschneidwagen mit zwei getriebenen Laufrädern und einem Sporn, bei dem der Brenner
in der Mitte der die beiden Laufräder verbindenden Achse angeordnet ist.
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Selbstfahrende Gasbrennschneidmaschinen, bei denen der Brenner auf
einem unmittelbar auf dem Werkstück fahrenden Wagen in der Mitte der Achse von zwei
angetriebenen Rädern angeordnet ist und das Fahrgestell durch einen. Sporn abgestützt
ist, sind bekannt. Es ist auch nicht mehr neu, die Steuerung von Schneidbrennern,
durch lichtelektrische Zellen durchzuführen, die eine Linienführung abtasten. Änderungen
des. die Zelle treffenden Lichtes bewirken dabei eine Änderung im Steuersystem,
und das Werkzeug wird wieder auf die Linienführung zurückgeführt.
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Die bekannten Schneidmaschinen arbeiten mit gleichbleibender Geschwindigkeit
und sprechen verhältnismäßig träge an. Bei Linienführungen mit spitzen Winkeln treten
Abweichungen von dieser Linienführung ein.
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Um diesen Mangel zu beseitigen, wird nach der Erfindung vorgeschlagen,
unmittelbar vor lern Brenner eine lichtelektrische Abtasteinrichtung vorzusehen,
deren Impulse auf zwei Kupplungen Jeder der im Antrieb der beiden Laufräder symmetrisch
zur Wagenmitte angeordneten Differentialgetriebe einwirken, von denen die Wellenkupplung
den Korb des Differentials mit der Antriebswelle und die Fahrgestellkupplung den
die Trabantenräder tragenden Korb mit dem Fahrgestell des Wagens verbindet, die
Antriebswelle das eine und die Laufräderachse das andere Sonnenrad trägt, und bei
Geradeausfahrt (gleichbleibende Helligkeit der Abtasteinrichtung) die Wellenkupplungen
geschlossen, die Fahrgestellkupplung aber gelöst, bei Bogenfahrten (Helligkeitsänderung
der Abtasteinrichtung) die Kupplungen des auf der Außenseite des Bogens liegenden
Differentials ihre Stellung beibehalten, während von den Kupplungen des auf der
Innenseite des Bogens liegenden Differentials die Wellenkupplung gelöst und die
Fahrgestellkupplung geschlossen ist.
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Der Sporn besteht aus einer allseitig drehbaren. Kugel, die sich im
Fahrgestell gegen eine drehbare Scheibe eines Rundlaufpotentiometers abstützt, das
durch Drehen der Scheibe infolge seitlichen Ausschwenkens des Sporns Korrekturen
in die Schaltung der Kupplungen der Differentialgetriebe gibt. An Stelle der Scheibe
kann auch eine parallel zur Lauf-dachse angeordnete, axial gegen Federn verschiebhare
Rolle vorgesehen sein, die durch ihre Verschienung die Impulse erzeugt. Die Scheibe
oder die Rolle st von der Kugel durch einen Elektromagneten abiebbar. Die lichtelektrische
Abtasteinrichtung und der Brenner können, auf getrennten Wagen (Mutter- und Tochterwagen)
angeordnet sein.
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In der Zeichnung ist ein selbstfahrender Brennschneidwagen nach der
Erfindung in einem schematischen Ausführungsbeispiel dargestellt, und zwar zeigt
Abb. 1 die Draufsicht, Abh. 2 einen Schnitt in der Zeichnungsebene durch die Abb,
1, Abb. 3 den Sporn mit seiner Abstützung gegen die Rolle, Abb. 4 die Anordnung
des Rundlaufpotentiometers und Abb-. 5 eine andere Ansicht des Rundlaufpotentiometers.
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Der Schneidbrenner 17 und die fotoelektrischen. Tastköpfe
18 sind oberhalb der Antriebswellen 19
eines Fahrgestelles 20 angeordnet.
Die Tastköpfe 18
liegen symmetrisch zum Punkt 21 der Wellen
19, so daß der Bearbeitungsmittelpunkt des Brenners 17 und der Abtastpunkt
der Fotozellen praktisch in der Mittellinie der Antriebsachse des Fahrgestelles
und in der bei gegensinniger Drehrichtung der beiden Fahrgestell-Antriebsräder 19a
auf der Laufräderachse 16
vorhandenen ideellen, lotrecht zum Werkstück verlaufenden
Drehachse der Antriebsachse liegt.
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Die Tastköpfe zeigen in Laufrichtung. Der Abstand zwischen. den optischen
Tastnehmern 22 der Tastköpfe 18 und dem Flammenkegel des Schneidbrenners
17 ist klein gehalten.
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Jeder Tastkopf 18 besitzt eine Fotozelle 18 a, die über
Optiken die vorgeschriebene Musterlinie 23 abtasten. Zwei zusätzliche Fotozellen
24, die rechts und links der abzutastenden Musterlinien 23 liegen,
ermöglichen bei geknickter Linienführung eine Vorwahl
der einzuschlagenden
Fahrrichtung. Die Vorwahleinheiten sprechen durch Querstriche an der abzutastenden
Musterlinie vor der Knickstelle an.
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Nach Abb. 2 werden die Antriebswellen 19 des Drehgestelles
20 durch einen Synchronmotor .angetrieben. Zwischen dem Antrieb und den Laufrädern
befindet sich je ein Differentialkorb25 mit je zwei elektrischen Kupplungen 26 und
27. Die Kupplungen ermöglichen abwechselnd: je nach Beaufschlagung eine starre Verbindung
zwischen den Antriebswellen 19 und den Differentialkörben 25 öder zwischen den Differentialkörben
25 'und - dem Fährgestell 20. Auf jeder Laufradachsel6-befindet sich an beiden Seiten
innerhalb des Differentialkorbes 25 das Sonnenrad 15. Auf der Antriebswelle 19 befindet
sich das andere Sonnenrad 14. Mit. den. Sonnenrädern 14 und 15 kämmen die-Trabantenräder
12 -und 13. Durch diese Anordnung ist eine plötzliche Änderung der Drehrichtung
der Räder 19a zu erreichen. Die Fotozellen 18a und 24 und die elektrischen Kupplungen
26 und 27 sind über bekannte Verstärkereinheiten gekoppelt. Durch Vertauschen der
Impulse, . die die Kupplungen 26 und 27 betätigen, können spiegelbildliche Konturen
hergestellt werden.
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In dem Sporn 28 (Abb. 1) ist eine Kugel 29 (Abb.3) allseitig drehbar
gelagert. Die Kugel 29
rollt auf der zu bearbeitenden Fläche. Die Kugel 29
des Spornes 28 am Fahrgestell 20 stellt neben den Rädern
19 a des Wagens den dritten Wagenauflagepunkt dar und sorgt für die Stabilität
des .Wagens.
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Das Fahrgestell 20 kann mit Magneten versehen werden, um es an senkrechte
Werkstückseiten zu kleben.
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Es liegt im Rahmen der Erfindung, einen Brennschneidwagen als Mutterwagen
mit der Abtasteinrichtung und einen oder mehrere Tochterwagen mit Bearbeitungswerkzeugen
zu benutzen. Der Mutterwagen wird unmittelbar auf eine Vorlage gebracht, um in Abhängigkeit
von der Linienführung 23 Steuerimpulse an die Tochterwagen zwecks Bearbeitung abzugeben.
Die abgetasteten Steuerimpulse können unmittelbar einer oben beschriebenen Schneidbrennereinheit
zugeführt werden, die dann die -Bewegung entsprechend der Linie 23 der Zeichnung
vornimmt. Die Speisefrequenz der Synchronmotore ermöglicht eine innige Kopplung
der Vorgänge. Durch ihre Veränderung zwischen dem Mutterwagen und dem Tochterwagen
werden Verkleinerungen oder Vergrößerungen durchgeführt.
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Um den Lauf der Tochterbrennereinheit bei Unebenheiten in, der Laufbahn
des Tochterwagens zu korrigieren, ruht nach dem Ausführungsbeispiel gemäß Abb. 3
auf der Kugel 29 eine zwischen Federn 31 angeordnete Rolle 30, deren Stirnseiten
Kontakte .32a und 32 b bei axialer Verschiebung der Rolle 30 betätigen. Die Rolle
ist parallel' zur Achse der Laufräder der Brennereinheit gelagert, so daß bei seitlicher
Bewegung des Spornes 28 über die Kugel 29 und Rolle 30 ein Kontakt 32a oder
32b geschlossen wird. Die Kontakte steuern die -Kupplungen 26 und 27 der Differentialgetriebe.
Die Kugel 29 mit der Rolle 30
ermöglicht eine Korrektur der Laufrichtung.
Die Geradführung der Brennereinheiten wird stabilisiert und unabhängig von örtlichen
Unebenheiten der zu bearbeitenden Fläche gemacht.
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Die Rolle 30 kann über einen Elektromagneten 33 angelüftet
werden, so daß sie nicht mehr auf der Kugel 29 aufliegt. Sie wird nach dem Anheben
durch die Federn 31 in ihre mittlere Lage geschoben. Dieses Anlüften ist nach Beendigung
der Bogen- oder Winkelfahrt erforderlich, um den, geraden Brennerschnitt der Tochterwagen
durch Eigenkorrektur zu stabilisieren.
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Um auch eine Korrektur bei bogenförmigen oder winkelförmigen Musterlinien
zu ermöglichen, wird gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Abb. 4 und 5 die Rolle 30
-durch eine drehbare Scheibe 34 ersetzt, die mit ihrer einen flachen Seite auf der
Kugel 29 ruht. Diese Scheibe 34 trägt an der anderen Seite einen Schleifring 35,
der mit der Scheibe 34 fest verbunden ist. Der Schleifring 35 trägt einen Schleifer
36, welcher den Schaltarm eines Rundlaufpotentiometers darstellt. Über einen (nicht
gezeichneten) Kontakt erhält der Schleifring 35 Spannung, die über den Schleifer
36 auf das Potentiometer 37 geführt wird.
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Die seitliche Drehbewegung der Kugel 29 verstellt den Schleifer 36.
Diese Verstellung erfolgt bei Unebenheiten auf der Bearbeitungsfläche des Tochterwagens.
Ergibt sich beim elektrischen Vergleich der Schleiferstellungen von Tochter- und
Mutterwagen ein- Potentialunterschied, erfolgt eine Korrektur des. Tochterwagens
so lange, bis kein Potentialunterschied mehr vorhanden ist. Damit stimmt die Linienführung
des -Mutterwagens mit dem Tochterwagen wieder überein. Durch Lüften der Scheibe
34 von der Kugel. 29 wird dem Schleifer 36 mittels einer Feder und
einer Mechanik eine bestimmte Ausgangsstellung gegeben.