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Kopiermaschine.
Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung oder Wiedergabe einer Abbildung eines dreidimensionalen Gebildes in erhabener oder vertiefter Plastik und besteht in der Verwendung einer ein zweidimensionales Linienmuster tragenden Führungsplatte in einer Graviermaschine zur Beeinflussung der Bewegung eines Gravierwerkzeugs in den drei Dimensionen des Raumes. Die Führungsplatten sind dabei positive Kopien von Negativen, die in der Weise erhalten werden, dass man das aus gleich weit entfernten parallelen geraden Linien bestehende Linienmuster auf das Gebilde oder gegebenenfalls auf eine ebene Fläche projiziert und das Gebilde mit dem darauf projizierten Linienmuster von zwei Punkten aus photographiert. Nach den Negativen werden die Führungsplatten zur Beeinflussung der Bewegungen des Gravierwerkzeugs einer Graviermaschine angefertigt.
Die charakteristischen und wesentlichen Merkmale des-Verfahrens nach der Erfindung bestehen darin, dass die Kameras mit den Knotenpunkten der einfallenden Strahlen ihrer Linsen in der Knotenebene der Linse des Projektionsapparats in gleichen Entfernungen, jedoch zu entgegengesetzten Seiten des Knotenpunktes der von der Projektionslinse ausgesandten Strahlen angeordnet sind, und dass das Linienmuster aus parallelen geraden Linien gleichen Abstands besteht und so angeordnet ist, dass seine
Linien in einer zur Knotenebene der von der Projektionslinse ausgesandten Strahlen parallelen Ebene und im rechten Winkel zur gedachten Verbindungslinie zwischen den Knotenpunkten der Aufnahms- kameralinsen und dem Knotenpunkt der Projektionslinse liegen.
Die gedachte Verbindungslinie zwischen den Knotenpunkten der Kameralinsen liegt auf diese Weise in der Knotenebene der Projektionslinse und ihr Mittelpunkt fällt mit dem Knotenpunkt der Projektionslinse zusammen.
Fig. 1 der Zeichnung ist eine perspektivische schematische Ansicht der zwei Kameras und des
Projektionsapparates in der zur Erzielung von Photographien des Gebildes und des darauf projizierten verzerrten Bildes des Liniennetzes erforderlichen Anordnung. Fig. 2 zeigt ein Transparent, z. B. eine
Glasscheibe, die im Projektionsapparat verwendet wird, und das Linienmuster trägt. Fig. 3 und 4 zeigen
Darstellungen von Photographien eines Gipsabgusses, welche in rechts und links vom Projektionsapparat aufgestellten Kameras aufgenommen sind. Es ist daraus die Verzerrung der Linien des projizierten Linien- musters ersichtlich, wo dieses bei der Projektion erhabene Stellen der Plastik trifft. Zwecks Deutlichkeit der Darstellung sind nur einige der Linien dargestellt.
1 ist ein Schirm, auf welchem vorteilhaft die Ecken eines Quadrats oder Rechtecks von bekannten
Abmessungen bezeichnet sind, und dieses Quadrat bzw. Rechteck oder ein Teil innerhalb dieses Quadrates oder Rechtecks ist entfernbar, wobei das wiederzugebende Gebilde den freien Raum während der Zeit einnimmt, da es und das projizierte Linienmuster photographiert wird. Der Projektionsapparat 2 ist mit der optischen Achse seiner Linse 3 senkrecht zum Schirm 1 aufgestellt. Ein Transparent 4 (Fig. 2), auf welchem das aus einer Anzahl von parallelen, geraden Linien gleichen Abstands bestehende Linienmuster angebracht ist, ist im Projektionsapparat 2 senkrecht zur Achse der Linse 3 angeordnet und sein Bild wird auf den Schirm 1 projiziert.
Das Linienmuster ist auf dem Transparent entweder photographisch oder mechanisch angebracht.
Ein Muster von zirka 40 Linien auf den Zentimeter hat sich als zweckmässig erwiesen. Vorzugsweise werden Linien in bestimmten Abständen, etwa jede fünfte Linie, etwas stärker als die andern gemacht, um dem Bedienungsmann der Graviermaschine das Verfolgen der Linien auf den Führungsplatten zu erleichtern. Das Transparent besitzt auch an den Ecken eines Quadrats oder Rechtecks angebrachte
Bezugsmarken und es sind auch eine oder mehrere Linien rechtwinklig zu der Schar von parallelen geraden
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Linien gleichen Abstands gezogen, wie in Fig. 1, 2 gezeigt ist.
Die Bezugsmarke und die Normallinien dienen zur Einstellung der photographischen Apparate und zur Anfertigung der Führungsplatten. Das Muster auf dem Transparent 4 wird auf das Gebilde projiziert, wobei es in einer zur Knotenebene der Projektionslinse 3 parallelen Ebene liegt und wobei seine Linien senkrecht sind zur gedachten Verbindungslinie der Knotenpunkte der Kameralinsen und durch den Knotenpunkt der Projektionslinse hindurchgehen. 5, 6 sind Kameras, welche rechts und links vom Projektionsapparat 2 aufgestellt sind, wobei die Knotenpunkte ihrer Linsen gleichen Abstand vom Knotenpunkt der Projektionslinse. 3 haben und in der Knotenebene der Projektionslinse liegen.
Die Knotenpunkte der Kameralinsen liegen also an den Eckpunkten eines gleichschenkeligen Dreiecks, dessen drittes Eck in der Oberfläche des Schirmes liegt, wobei der'Knotenpunkt der Projektionslinse im Mittelpunkt der Basis des Dreiecks liegt, somit genau gegenüber dem Eckpunkt, der in der Fläche des Schirmes 1 liegt. Wenn die Photographien des Gebildes und des Linienmusters aufgenommen sind, u. zw. je eine in jeder Kamera, werden die lichtempfindlichen Platten einem der üblichen Entwicklungsverfahren unterzogen. Von den Negativen werden Positive angefertigt ; diese werden vorzugsweise auf durchsichtigem oder durchscheinendem Material, etwa Opalglas angefertigt und sind entweder direkte (Kontakt-) Drucke oder werden durch Projektion in einem Vergrösserungsapparat erhalten.
Wenn die Positive durch das letzterwähnte Verfahren gewonnen werden, so wird die erforderliche Korrektur zur Ausgleichung des fehlenden Parallelismus zwischen den optischen Achsen der Kameralinsen und der Projektionslinse und der Winkelneigung der Ebenen der lichtempfindlichen Platten zu der des Transparent beim Photographieren des Gebildes und des Linienmusters in bekannter Weise ausgeführt. Bei Anfertigung der Positive müssen ihre Ecken mit den Ecken eines vollkommenen Quadrates oder eines Rechtecks der richtigen Grösse übereinstimmen, um sie in der Graviermaschine verwenden zu können.
Ist dies der Fall, so stellen die Positive Führungsplatten dar und jede trägt ein System von Linien wechselnden Verlaufs (Fig. 3,4) in der Art, dass jede solche Linie eine genaue Annäherung eines Schnittes des körperlichen Gebildes darstellt, u. zw. in vollem oder geändertem Mass- stab der Plastik, entsprechend dem Abstand der Kameras 5, 6 und des Projektionsapparats 2 untereinander und der Entfernung des Projektionsapparats 2 vom Schirm 1. Die zwei Führungsplatten weichen von- einander ab, da die eine nach einem Negativ aus der Kamera rechts des Projektionsapparates und die andere nach einem Negativ aus'der Kamera linker Hand hergestellt ist.
Die Verzerrungen der
Linien, wie sie die Führungsplatten, die von den Negativen rechts und links des Projektionsapparates gewonnen wurden, aufweisen, liegen bezüglich rechts bzw. links von der unverzerrten Lage jeder Linie.
Vorausgesetzt, dass die Kameralinsen von gleicher Brennweite sind und dass die Führungsplatten erforder- lichenfalls korrigiert wurden, weichen diese beiden verzerrten Linien in keiner andern Hinsicht von- einander ab.
Die Maschine, in welcher die in der beschriebenen Weise angefertigten Führungsplatten benützt werden, soll im folgenden mit bezug auf Fig. 5-13 beschrieben werden.
Fig. 5 zeigt eine Draufsicht, Fig. 6 eine Vorderansicht, Fig. 7 eine Ansicht von links, Fig. 8 einen Mittelschnitt und Fig. 9 eine Draufsicht auf den Wagen, wobei einzelne Teile abgenommen sind, Fig. 10
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aus welcher Figur ein Doppelwerkzeugträger mit verschiedenen Antrieben für die beiden Werkzeuge ersichtlich ist. Fig. 12 zeigt eine rechtsseitige Ansicht der Fig. 11 und Fig. 13 einen in grösserem Massstabe gezeichneten Schnitt durch die Mutter, durch welche der Schlitten verschoben wird.
Die Vorrichtung besitzt ein feststehendes Bett, das aus einer Grundplatte 12 besteht, auf der zwei parallele Seitenteile 10, 11 und ein vorderes Querstück 13 angebracht sind. Der zu bearbeitende Materialblock 14 ist zwischen den Seitenteilen 10, 11 eingelegt und an der Grundplatte 12 befestigt. Der Vorderteil 13, der längs seiner oberen Kante eine schwalbenschwanzförmige Nut 15 aufweist, hält die Träger 17 für die beiden Führungsplatten 16 (Fig. 5). Diese Träger 17 sind paarweise angeordnet und jeder reicht durch einen wagrechten Schlitz 18 im Teil 73 hindurch und ist in diesem einstellbar befestigt.
Die Führungsplatten 16 sind zwischen die Träger 17 eingeschoben, so dass die Linien des Linienmusters parallel zu der Querbewegung eines Schlittens 33 verlaufen, auf welchem das Werkzeug befestigt ist ; sie sind ferner so angeordnet, dass entsprechend der Stellung in Fig. 3 und 4 das obere Ende der einen Führungsplatte dem unteren Ende der andern Führungsplatte benachbart ist.
20, 21 sind Winkelstücke, welche auf den Seitenteilen 10, 11 verschiebbar angeordnet und an ihren vorderen und hinteren Enden durch ein Flacheisen 23 bzw. durch eine Rundstange 22 miteinander verbunden sind. Die Teile 20, 21, 22, 23 bilden einen Wagen, der in der Längsrichtung auf den Seitenteilen 10, 11 vermittels Spindeln 24 beweglich ist, die in den Seitenteilen 10, 11 drehbar gelagert sind und mit nicht drehbaren Muttern in Eingriff stehen, welche von den Winkelstücken 20, 21 getragen werden. Die Spindeln 24 stehen am Hinterende der Vorrichtung durch Kegelgetriebe 26 und eine Welle 25 in Verbindung und werden von einer an der Vorderseite der Vorrichtung gelagerten Welle 27 und einem Kegelgetriebe 28 angetrieben.
Die Welle 27 ist in dem Seitenteil 11 parallel mit der Spindel 24 angeordnet und an ihrem Ende ist ein Sperrad 29 und ein lose drehbarer Handgriff 30 angebracht, der eine mit dem Sperrrad 29 zusammenwirkende Klinke 31 trägt. Wenn der Handgriff 30 um die Welle 27 verschwenkt wird, greift die Klinke. 31 abwechselnd in das Sperrad 29'ein und gleitet über dasselbe, so dass die Welle 27 absatz-
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weise gedreht wird. Die Bewegung der Welle 27 wird durch das Kegelgetriebe 28 auf die Welle 25 und von der Welle 25 durch die Kegelgetriebe 26 auf die Spindeln 24 übertragen.
Die Bewegung des Handgriffes 30 ist begrenzt und genügt, um die Spindeln 24 bei jeder Betätigung der Welle 27 um einen solchenwinkel zu bewegen, dass der Wagen 20-23 längs der Seitenteile 10, 11 um ein Stück bewegt wird, welches gleich ist dem Abstand zwischen zwei benachbarten Linien des Linienmusters. 32 ist ein an einem Ende der Welle 25 befestigter Handgriff, vermittels dessen diese Welle direkt angetrieben und der Wagen 20-23 rascher bewegt wird, als dies der Fall ist, wenn das beschriebene Getriebe verwendet wird.
Auf der Rundstange 22 ist ein Rahmen 33 verschiebbar, der sich über das Flacheisen 23 erstreckt und auf diesem mittels einer am Rahmen 33 angebrachten Rolle 34 aufruht. Der Rahmen 33 bildet einen auf dem Wagen 20-23 verschiebbaren Schlitten und bewegt sich mit diesem, ist aber auch unabhängig von dem Wagen 20-23 beweglich. Diese Bewegung vollzieht sich rechtwinkelig zu jener des Wagens 20-23 und wird durch eine Gewindespindel 35 bewirkt, welche in den Winkelstücken 20, 21 gelagert ist und von einem auf dem Winkelstück 21 angeordneten Elektromotor 36 angetrieben wird. Die Spindel 35 ist mit dem Schlitten 33 durch eine in einem Ansatz 39 des Unterwagens untergebrachte Mutter 40 verbunden.
Die Mutter 40 sitzt frei auf der Spindel 35, so dass sie sich mit dieser drehen kann ; sie kann gegen Drehung festgehalten werden und treibt dann den Schlitten 33 in einer von der Drehrichtung der Spindel 35 abhängigen Richtung. Die Verbindung der Mutter 40 mit dem Schlitten 33 wird selbsttätig gelöst, wenn der letztere sich dem Ende seiner Querbewegung nähert, und sie wird wieder selbsttätig mit dem Schlitten 33 verbunden, wenn die Drehrichtung der Spindel 35 umgekehrt wird. Die Stelle, an welcher die Mutter 40 selbsttätig aus ihrer Triebverbindung mit der Spindel 35 gelöst wird, ist einstellbar. Die Mutter 40 (Fig. 13), die längliche Gestalt besitzt, ist an beiden Enden aussen mit Gewinde versehen, auf welche Sperräder 41, 42 aufgeschraubt sind.
Auf einer von dem Schlitten 33 getragenen Stange 45 sind Klinkenarme 43, 44 drehbar angeordnet, die über eine von den Winkelschienen 20, 21 gehaltene Stange 46 reichen. Jeder der Klinkenarme 43, 44 arbeitet mit einem der Sperräder 41, 42 zusammen, welch letztere sich auf der Mutter 40 drehen können. Wenn ein Sperrad durch seinen Klinkenarm festgehalten wird, so dreht sich die Mutter 40 zuerst mit der Spindel 35 und schraubt sich in das Sperrad ein, bis Mutter und Sperr-
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hindurchreicht und ausserhalb desselben mit einem Schieber 72 verbunden ist.
Die Schieber 72 sind je an einem von dem Schlitten 33 getragenen Träger 74 (Fig. 6 und 7) angeordnet und gleiten auf diesem unter Zwischenschaltung von Kugeln 75, von den je drei zwischen jedem Schieber und seinem Träger vorgesehen sind. Jeder der Schieber 72 trägt ein Mikroskop 73 und ein Gegengewicht 76. Die Mikroskope sind mit Fadenkreuzen versehen und im Gebrauch hält der Arbeiter bei Betätigung des Handgriffes 53, wenn der Schlitten 33 quer über den Wagen 20-23 bewegt wird, diese Fadenkreuze über eine der Linien des Linienmusters eingestellt. Die Betätigung des Handgriffes 53 bewirkt auch die Betätigung des Werkzeuges 52, das in Übereinstimmung mit der Verzerrung der Linie gehoben oder gesenkt wird.
Der Arbeiter wird beim Feststellen der Linie, welche er zieht, durch einen einstellbar in der Schwalbenschwanznut 15 im Teil 13 angeordneten Zeiger 86 unterstützt.
Einer der Schieber 72 ist mit einer Skala 77 und der Schlitten 33 mit einem festen Zeiger 78 versehen. Die Skala 77 regelt das Relief, in dem die Kopie gearbeitet wird. Bei Beginn der Arbeiten wird die Reliefskala ausgewählt, das Werkzeug in Tätigkeit gesetzt und veranlasst, in das Werkstück einzudringen, bis die Skala in bezug auf den Zeiger zu jener Stelle gelangt ist, welche die Relieftiefe anzeigt.
Das Werkzeug wird dann in seiner eingestellten Stellung gehalten, während die erste verzerrte Linie des Linienmusters gezogen wird.
83 ist ein auf einer der Stangen 59 befestigter Lagerarm, der eine in ihm verstellbare Schraube 84 hält, die in einer Linie mit der Zahnstange 66 liegt. Die Zahnstange 66 trägt gleichfalls eine einstellbare Schraube 85 an ihrem der Schraube 84 zugekehrten Ende. Durch Einstellung der Schrauben 84, 85 in solcher Weise, dass sie in Anlage kommen, wenn die Skala und der Zeiger in der richtigen Stellung sind, wird verhindert, dass der Arbeiter zufälligerweise zu tief in das Material hineinarbeitet.
Eine auf dem Winkelstück 21 drehbar angeordnete Scheibe 87 (Fig. 5), welche mit einer Skala versehen ist und schrittweise in bezug auf einen Zeiger 88 durch ein von dem Handgriff 30 betätigtes
Getriebe bewegt werden kann, ist so eingeteilt und wird so angetrieben, dass sie die Anzahl der Linien des Linienmusters, welche der Arbeiter gezogen hat, anzeigt.
In manchen Fällen kann es erwünscht sein, gleichzeitig zwei Abbildungen eines Körpers auf derselben Vorrichtung herzustellen, in welchem Falle zwei Elektromotoren 51 und zwei Werkzeuge 52 vorgesehen sind, die je an einer Seite des Schlittens 33 angebracht werden, wie dies in Fig. 11 und 12 dargestellt ist. Die Werkzeuge 52 werden durch Getriebe 61, 62, wie oben beschrieben, gehoben und gesenkt.
Die Welle 57 erstreckt sich über den Schlitten 33 hinaus und trägt an ihren Enden die Zahnräder 61, welche von gleicher Grösse sein können, in welchem Falle die beiden Abbildungen identisch sind, oder ein Zahnrad 61 kann grösser als das andere sein, in welchem Falle die Reliefhöhe der beiden Kopien ver- schieden ist. Rückdrücke in den zwei Getriebesätzen 61, 62 werden durch Federn 80a, 80b aufgenommen.
Die Feder 80a, welche zu dem einem Getriebesatz 61, 62 gehört, ist an einem Ende mit dem oberen Teil des Motorgestells und an dem andern Ende mit einem von dem Teil 63 getragenen Zapfen 90 verbunden.
Die Feder 80b ist an einem Ende mit einem von einer lotrechten Gleitstange 92 getragenen Zapfen 91 verbunden, während das andere Ende mit einem von einem festen Träger 94 getragenen Zapfen 93 ver- bunden ist. Der Träger 94 trägt den Teil 63, in welchem der Werkzeugkopf drehbar gelagert ist. Die Federn 80a, 80b wirken in entgegengesetzten Richtungen und nehmen demzufolge Rückdrücke in beiden
Richtungen auf. Um Zahnräder verschiedener Grösse verwenden zu können, sind die Träger 94 vermittels Zapfen-und Selitzverbindungen 95, 96 gegen die Welle 57 einstellbar (Fig. 12).
Der Arbeiter kann mit einem beliebigen der Mikroskope 73 arbeiten, wählt jedoch jene Führungs- platte, welche am besten die zu arbeitende Linie zeigt. Wenn vertiefte Abbildungen hergestellt oder reproduziert werden, so werden die Führungsplatten in der Maschine in den gleichen Stellungen wie für
Reliefarbeit angeordnet, jedoch um eine in der Ebene der Platte liegende Achse um 1800 verdreht.
Die Einstellung der Führungsplatten d. h. die Unterbringung der in der linken und rechten Kamera aufgenommenen Platten an den Stellen, an welchen sich sonst normalerweise die in der rechten bzw. linken
Kamera aufgenommenen Platten befinden, ermöglicht es, Abbildungen herzustellen oder zu reproduzieren, welche von rechts nach links verkehrt sind. Dies gilt sowohl für die Herstellung von erhabenen als auch von vertieften Plastiken.
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