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Kopie rwerkze ugmaschine
Die Erfindung bezieht sich auf eine Kopierwerkzeugmaschine mit Fassungen für einen Kopierstift und für mindestens ein Werkzeug und mit einem Pantographen, von dessen Lenkern einer eine der Fassungen trägt und mit einem weiteren, an einem Festpunkt verankerten Lenker verbunden ist. Bei den bekannten Maschinen dieser Art kann man die wirksame Länge der Pantographenglieder verändern und damit die Bewegungsübersetzung zwischen den das Werkzeug und den Kopierstift tragenden Fassungen des Pantographen in einem bestimmten Verhältnis einstellen. Aus Fig. 1 und 2 ist unter anderem auch ein solcher üblicher Pantograph zu ersehen. Der Pantograph besteht aus vier Lenkern, 10, 12, 14 und 16, die miteinander gelenkig verbunden sind.
Der die Lenker 10 und 16 verbindende, senkrechte Gelenkzapfen 18 dient als Festpunkt und wird von einem Träger 20 gehalten, der gegebenenfalls um eine nicht dargestellte, waagrechte Achse auf dem Maschinenständer in bekannterWeise schwenkbar angeordnet ist. Am freien Ende des Lenkers 12 ist eine Fassung 24 vorgesehen. In der Längsrichtung des Lenkers 14 ist auf demselben ein Schlitten 26 verstellbar angeordnet, welcher in der eingestellten Lage durch eine Klemmschraube 28 feststellbar ist. Der Schlitten 26 trägt eine weitere Fassung 30.
Bei Kopierarbeiten unter Benutzung dieses bekann- ten Pantographen-wird in eine der Fassungen 24,30 der Kopierstift und in die andere Fassung das Werkzeug
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h.Verschiebung des Lenkers 16 in der zum Lager 18 gehörigen Führung), sowie durch Einstellung der Fassung 30 am Lenker 14 derart, dass die Bohrungen des Gelenks 18 und der Fassungen 30 und 24 in einer Flucht (strichpunktierte Gerade S) liegen, lässt sich in bekannterWeise erreichen, dass die Bewegungen des Punktes 24 im eingestellten Übersetzungsverhältnis durch den Punkt 30 nachgebildet werden und umgekehrt.
Das Übersetzungsverhältnis lässt sich zwar in den Grenzen zwischen etwa 1, 5 : 1 und 10 : 1 verändern, bekanntlich aber nicht auf 1 : 1-Verhältnis oder auf ein nahe bei 1 : 1 liegendes Übersetzungsverhältnis, z. B. auf eine Übersetzung 1, 1 : 1 einstellen, weil die Materialstärke der Lenker und Gelenke es nicht gestattet, den Pantographen so weit zusammenzuschieben, wie es das gewünschte geringfügige Übersetzungsverhältnis erfordern würde. Beim Übersetzungsverhältnis 1 : 1 würden Werkzeug und Kopierstift zusammenfallen.
Es lassen sich demzufolge an den üblichenPantographenmaschinen keine Nachbildungen herstellen, welche in der Grösse gleich dem Modell oder nur geringfügig von dem Modell abweichend sind, wie es beispielsweise für die Herstellung von mit kleinem Schwundaufmass versehenen Holzteilen, z. B. Holzmodellen häufig erforderlich wäre.
Es ist auch eine Maschinentyp bekannt mit einem Übersetzungsverhältnis, welches nahezu gleich 1 : 1 gewählt werden kann. Diese Type weist jedoch eine sehr schwerfällige Bauart auf, weil die Bewegung des Taststiftes auf den Werkstücktisch und nicht auf das Werkzeug übertragen wird.
Die Erfindung schafft hier Abhilfe. Erfindungsgemäss ist an dem mit Fassungen für Kopierstift und Werkzeug versehenen Pantographen, von dessen Lenkern einer eine der Fassungen trägt und mit einem weiteren, an einem Festpunkt verankerten Lenker verbunden ist, ein System von zusätzlichen Lenkern vorgesehen. Dieses System von zusätzlichen Lenkern weist unter anderem eine zweigliedrige, am einen Ende an einem weiteren Festpunkt verankerte und am andern Ende eine weitere Fassung tragende Lenkerkette auf. Dabei ist das verankerte Glied der Kette zu dem verankerten Pantographenlenker parallel ge-
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führt und das die weitere Fassung tragende Glied der Kette zu dem die eine der Fassungen tragenden Pan- tographen1ímker parallel geführt.
Schliesslich ist die wirksame Länge der Glieder der Lenkerkette o gewählt, dass die Gerade zwischen der weiteren Fassung und dem weiteren Festpunkt parallel geführt ist zu der Geraden zwischen der einen der Fassungen und dem Festpunkt des Pantographen.
In Ausgestaltung der Erfindung erfolgt bei einer Ausführungsform der Kopierwerkzeugmaschine für ein Nachformverhältnis gleich l : l die Parallelführung des die Fassung tragenden Lenkers der Kette zum die Fassung tragenden Pantographenlenker über ein Parallelogrammsystem. Die'Erfindung erstreckt sich ferner auf bauliche Ausgestaltungen, wobei die Änderung des Übersetzungsverhältnisses unter anderem dadurch ermöglicht wird, dass zwei der zur Parallelführung des die Fassung tragenden Kettengliedes dienende Lenker in ihrer wirksamen Länge veränderlich einstellbar sind.
Durch die erfindungsgemässe Anordnung wird erreicht, dass die einerseits am Pantograph, anderseits am zusätzlichen Lenkersystem angeordneten Fassungen für das Werkzeug bzw. den Kopierstift einen stets genügend grossen Abstand voneinander haben, auch wenn im Verhältnis gleich oder nahezu gleich l s l gearbeitet wird.
In den Zeichnungen sind mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt u. zw. zeigen : Flg. 1 das Prinzipschema des Pamogrdpl1en und des angekuppelten Gelenksystems, Fig. 2-4 eine bauliche Aus-
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7 Prinzipschema und bauliche Ausführung eines dritten Ausführungsbeispiels.
Das zusätzliche Gelenksystem weist bei dem ersten Ausführungsbeispiel gemäss den Fig. 1 - 4 zunächst zwei aneinander gelenkte Glieder 32 und 34 auf, von denen das eine Glied 32 mit dem Träger 20 unter Zwischenschaltung der weiteren mit Träger 20 starr verbundenen Stütze 72 mittels Lager 36 gelenkig verbunden ist, so dass die Relativlage der Gelenkzapfen 18 und 36 zueinander konstant und insbesondere ihr Abstand immer gleich bleibt. Ferner weist das zusätzliche Gelenksystem drei Führungslenker 40, 42 und 44 auf, die zusammen mit dem erwähnten Lenker 34 ein Parallelogrammsystem bilden. Der Abstand der Gelenkzapfen des Lenkers 40 wie auch des Lenkers 42 ist so gross wie der Abstand zwischen den Gelenkzapfen 18 und 36.
Das freie Ende des Gelenkgliedes 34 ist als Fassung 38 zur Aufnahme des Kopierstiftes bzw. des Werkzeuges ausgebildet.
Die Verbindung zwischen dem zusätzlichen Gelenksystem und dem Pantographen wird durch zwei ebenfalls Teile des zusätzlichen Gelenksystems bildende Verbindungslenker 16a und 54 hergestellt, u. zw. stellt der Verbindungslenker 16a ein auf dem Pantographenlenker 16 schlittenförmig verschiebbares Verlängerungsstück desselben dar, derart, dass das im Ende des Verbindungslenkers 16a befindliche Gelenk 46 in einer Ebene mit den Gelenken 18 und 50 des Pantographenlenkers 16 liegt ; in Fig. l liegen also die Punkte 18,50 und 46 auf einer Geraden. Das Verlängerungsstück 16a ist gemäss Fig. 3 an einem Ende in Form eines Schlittens ausgebildet, der in einer entlang dem Pantographenglied 16 vorgesehenen Führung gleitet und in der gewünschten Lage mittels einer Klemmschraube 48 am Glied 16 festgestellt wird.
Durch Verschieben des Verlängerungsstückes 16a entlang dem Teil 16 lässt sich der Abstand zwischen den Achsen 46 und 50 und damit die wirksame Länge des Verbindungslenkers 16a an Hand einer Skala 16b einstellen. Es lässt sich das Glied 16a auf dem Pantographenlenker 16 auch so einstellen, dass der erwähnte Abstand auf Nullwert verkleinert wird, wobei sich dann das Lager 46 oberhalb des Lagers 50 befindet, d. h. dass die Achsen dieser Lager in einer Flucht liegen. Das Endgelenk 46 des Verbindungslenkers 16a stellt zugleich das Lager zwischen den Lenkern 40 und 44 dar.
Der zweite Verbindungslenker 54 ist am andern Pantographenlenker 14 drehbar und in seiner wirksamen Länge veränderbar angelenkt. Die wirksame Länge des Verbindungslenkers 54 ist dadurch veränderbar, dass an seinem einen Ende ein Schieber 58 in einer Führung 56 verstellbar angeordnet ist (Fig. 4).
DerSchieber 58 ist in der ausgewählten Stellung mittels einer Klemmschraube 60 am Lenker 54 feststellbar. Der Schieber 58 ist um einen Zapfen 62 drehbar, welcher mittels einer Schelle 64 am Pantographenglied 14 mit der Schraube 68 befestigt ist. Dabei liegen die Verbindungspunkte 50,62 und 70 auf einer Geraden. Zum Einstellen der wirksamen Länge des Verbindungslenkers 54, d. h. zum Einstellen des Abstandes der Lagerzapfen 62 und 52 durch Verschieben des Teiles 54 dient die Skala 54a. Auch der Lenker 54 lässt sich derart einstellen, dass seine wirksame Länge, d. h. der Abstand zwischen den Achsen der Gelenke 52 und 62 auf Nullwert gebracht wird.
Die Schelle 64 ist am Pantographenglied 14 so befestigt, dass der Abstand der Lager 50 und 62 gleich dem Abstand der Gelenkzapfen 46 und 52 des zusätzlichen Gelenksystems ist. Wegen der erwähnten gleich eingestellten wirksamen Längen der Verbindungslenker 16a und 54 ist somit erreicht, dass die Zusatz- und Verbindungslenker 32,16a, 54 ein Parallelsystem zu den Pantographenlenkern 16 und 12 bilden und ebenso die Zusatzlenker 34 und 44 ein Parallelsystem zu den Pantographenlenkern 10 und 14, während die Lenlier 40 und 42 der Verbindungsstrecke der Festlager 18 und 36 parallel sind.
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Die baulichen Einzelheiten dieser erfindungsgemässen Anordnung sind aus Fig. 2,3 und 4 ersichtlich.
Das Gelenksystem ist als ein abnehmbares Zusatzaggregat ausgebildet, welches nur bei Bedarf an der Ma- schine angebracht wird. Zu diesem Zweck ist der als ein Gelenkzapfen ausgebildete Festpunkt 36 des Ge- lenksystems an einem abnehmbaren Halter 72 gelagert. Dieser Halter wird bei Benutzung des Gelenks- stems auf eine Führung 74 des Pantographenträgers 20 aufgeschoben und mittels einer Klemmschraube 76 in der eingestellten Lage festgezogen. Der Festpunkt 36 des Gelenksystems ist hiedurch mit dem Fest- punkt 18 des Pantographen fest verbunden. Es bleibt jetzt nur noch die Verbindung der übrigen Lenker mit dem Pantographen herzustellen.
Dies geschieht in der Weise, dass der Schlitten 16a in die entlang dem Pantographejglied 16 verlaufenden Führungen eingesetzt, ausgerichtet und mittels Klemmschraube 48 in der erforderlichen Stellung festgezogen wird und dass der Lenker 54 mittels der Schelle 64 am Pantographenglied 14 befestigt wird.
Wenn nun mit der Maschine eine l : 1-Kopierarbeit auszuführen ist, dann sind die Abstände zwischen den Punkten 50 und 46 sowie 62 und 52 auf Nullwert einzustellen, d. h. das Pantographengliea 14 befindet sich genau unterhalb des Lenkers 44, wie il1 Fig. 1 strichpunktiert angegeben. In die Fassung 30 wird beispielsweise die Werkzeugspindel 78 und in die Fassung 38 der Kopierstift 80 eingesetzt. Wird nun vom Bedienenden der Pantograph in seiner Ebene bewegt, so wird auch das Gelenksystem mitbewegt. Die Gelenkglieder 32 und 34 führen dabei eine Bewegung aus, welche parallel mit der Bewegung der Panto- graphenglieder 16 und 14 verläuft. Auf diese Weise wird auch erreicht, dass Kopierstift und Werkzeug, die in den Punkten 30 und 38 eingesetzt sind, zueinander parallele Bewegungen ausführen.
Es kan-1 somit nach einem Modell 82 eine l : 1-Nachbildung am Arbeitsstück 84 ausgeführt werden.
Wenn in einem andern Falle nicht eine l : 1-Arbeit auszuführen ist, sondern eine zum Modell geringfügig vergrösserte oder verkleinerte Nachbildung hergestellt werden soll, beispielsweise eine Arbeit im Übersetzungsverhältnis l, l : l, wie es beispielsweise bei Anfertigung von mit einem Schwundmass versehenen Holzteilen häufig vorkommt, dann ist der Pantograph und das Gelenksystem auf die in Fig. 1 in vollen Linien eingetragene Stellung zu bringen. Die Glieder 16a und 54 sind mit Hilfe der Skalen 16b und 54a auf die, dem gewünschten Übersetzungsverhältnis entsprechende wirksame Länge gebracht und in der jeweiligen Einstellage festgeklemmt, die Fassung 30 entsprechend auf Lenker 14 eingestellt.
Wird nun das Pantographensystem bewegt, so wird durch die erfindungsgemäss vorgesehenen Lenker erreicht, dass die Bewegungsübersetzung zwischen den Punkten 30 und 38 entsprechend der Einstellung um ein bestimmtes Mass von 1 : 1 verschieden ist, beispielsweise im Verhältnis 1, 1 : 1 erfolgt.
Die Skalen 16b und 54a können entweder die jeweilige Üoersetzung oder aber unmittelbar Schwundprozentwerte angeben, so dass man je nach Art oder Verwendungszweck der Maschine die Einstellung leicht und einfach vornehmen kann. Die Teile des zusätzlichen Gelenksystems sind dabei derart bemessen, dass sich unter Benutzung dieses Gelenksystems eine Übersetzung im Bereich von 1 : 1 bis etwa
1, 5 : 1 erreichen lässt. Wie bereits einleitend erwähnt, wird bei Benutzung des Pantographensystems allein, also bei abgenommenem Zusatzgelenksystem, eine Bewegungsühersetzung in dem Bereich von
1, 5 : 1 bis etwa 10 : 1 erzielt.
Man kann also unter Benutzung des Pantographen und bei zusätzlicher Anwendung des Gelenksystems Arbeiten im Übersetzungsverhältnis von 1 : 1 bis 10 : 1 an der gleichen.
Maschine ausführen. Mit der Maschine lassen sich also praktisch alle vorkommenden N2. chformar eiten ausführen. bei der Ausführung von solchen Kopierarbeiten wird der an der Fassung 24 angebrachte Handgriff 86 vom Bedienenden erfasst und das Pantographen- und Gelenksystem dadurch bewegt. Infolge der grossen Übersetzung zwischen den Punkten 24 und 30, wird erreicht, dass die Bewegung des Kopierstiftes und des Werkzeuges über dem Modell und dem Arbeitsstück mit geringstem Kraftaufwand bewirkt werden kann.
Dadurch wird die Bedienung der Maschine erleichtert.
Es ist einleuchtend, dass die Anschaffung des zusätzlichen Gelenksystems, welches aus nur wenigen einfachenGliedem besteht, keine erheblichen Mehrkosten verursacht. Darüber hinaus lässt sich auch seine Ankupplung an dasPantographensystem sehr leicht und schnell herstellen, weil als Verbindun & smittelhie- zu die am Pantographensystem bereits vorhandenen Führungen benützt werden. Darstellungsgemäss ist dabei die Anordnung auch vorteilhaft so getroffen, dass die zur Aufnahme des Kopierstiftes bzw. Werkzeuges benützten Punkte nicht mit den Gelenk-bzw. Anlenkpunkten zwischen den beiden Systemen zusammenfallen. Dadurch lassen sich einerseits die Gelenke selbst einfach ausführen und anderseits die Kopierstiftbzw. Werkzeugfassung robust ausbilden.
Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 weist ganz entsprechende Bauelemente, wie das erste Ausführungsbeispiel auf. Das Pantographensystem 10, 12, 14, 16 ist bei beiden Ausführungsformen das gleiche.
Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 5 besitzt der Lenker 32 im Gegensatz zum entsprechenden Lenker 32 der Fig. l, nicht eine konstante wirksame Länge, sondern ist in einer Führung am Lagerzapfen 36 genau
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so verschiebbar wie das parallele Pantúgraphenglied 16 in semer Führung am Lager 18. Die wirksamen Längen der Lenker 32 und 16 können so einander gleich gemacht werden. Ein weiterer Unterschied besteht darin, dass der in seiner wirksamen Länge veränderbare Verbindungslenker 16a nicht die Verlängerung des Pantographengliedes 16, sondern die Verlängerung des Lenkers 32 darstellt.
Ebenso ist dar andere, in seiner wirksamen Länge veränderbare Verbindungslenker 54 nicht wie beim ersten Ausführungsbeispiel am Pantographenglied 14, son- dern am Gelenkzapfen zwischen den Zusatzlenkern 44 und 42 angebracht. Mit dem Ausführungsbeispiel der Fig. 5 lassen sich genau dieselben Kopierarbeiten wie mit dem Beispiel gemäss Fig. 1 ausführen.
Bei der Ausführung nach Fig. 6 fehlen die veränderlichen Stücke 16a und 54, sowie auch der Len- ker 44. Die Parallelführung der beiden Kettenglieder 32 und 34 erfolgt lediglich über die Zusatzlenker 40 und 42. Wegen derParallelogrammführungen 18-36, 16, 40,32 und 40,14, 42, 34 führt die Fassung 38 nach
Grösse und Richtung gleiche Bewegungen wie die Fassung 30 aus, und es findet damit eine 1 : 1- Übertra- gung statt. Auch bei dieser Ausführungsform. ergibt sich der Vorteil, dass Werkzeug und Kopierstift einen genügend grossen Abstand voneinander besitzen. Diese besonders einfache Ausführungsform ist für ein un- veränderliches Nachformverhältnis 1 : 1 bestimmt.
Fig. 7 zeigt diese Ausführungsform in perspektivischer
Darstellung. Im Gegensatz zu Fig. 2 fehlt der Lenker 54, und die Achse 52 ist direkt auf der Schelle 64 befestigt. Weiterhin ist der Lenker 16a stets so auf dem Pantographenglied 16 befestigt, dass das Gelenk 46 genau über dem Pantographengelenk 50 liegt,
Es sind noch weitere Verwendungsmöglichkeiten im Rahmen des Erfindungsgegenstandes möglich. Es können etwa in die Fassungen 24,30, 38 in beliebiger Reihenfolge Kopierstift und Werkzeuge eingesetzt werden und damit gleichzeitig mehrere Werkstücke in voneinander gegebenenfalls verschiedenem Nach- formverhältnis bearbeitet werden. Ferner ist es durch Anbringung weiterer Lenker am Zusatzsystem oder am Pantographen möglich, die Zahl der Fassungen zu erhöhen.
Werden beispielsweise in der jeweiligen
Mitte der Lenker 40 und 42 der Ausführungsform nach Fig. 1 zwei weitere Gelenke angebracht und diese mit einem über die am Lenker 42 befindliche Lagerstelle um die Strecke 33 - 38 hinausragenden Lenker verbunden, so lässt sich am Endpunkt dieses hinausragenden Lenkerteils eine der Fassung 38 entsprechende weitere Zusatzfassung anbringen, welche dieselben Bewegungen wie die Fassung 38 ausführt. In die Fas- sung 38 und die Zusatzfassung können dann zwei Werkzeuge eingesetzt werden und damit zwei Werk- stücke gleichzeitig bearbeitet werden. Darüber hinaus können an Stelle der Fassung 38 und der Zusatz- fassung je ein Gelenk vorgesehen und diese Gelenke mittels eines weiteren Lenkers verbunden werden, der somit zu sich selbst parallel geführt ist und dieselbe Bewegung wie Gelenk 38 ausführt.
An letztge- nanntem Lenker lassen sich mehrere Werkzeuge anbringen, die alle dieselbe Bewegung wie Punkt 38 aus- führen und zur gleichzeitigen Bearbeitung entsprechend vieler Werkstücke dienen.
Eine ganz ähnliche weitere Lenkeranordnung, wie soeben für die Anordnung der Fig. l beschrieben, ist auch möglich für die Anordnung der Fig. 5, wobei jedoch der neu hinzukommende, die Lenker 40 und 42 verbindende Lenker über die Lagerstelle am Lenker 42 nur um die Strecke 52'- 30 hinausragt,
Am Ende des hinaubragenden Lenkerteils kann dann eine der Pantographenfassung 30 entsprechende Zu- satzfassung angebracht werden, die dieselbe Bewegung wie Fassung 30 ausführt.
Durch Anbringen voa
Lagerstellen an Stelle der Fassung 30 und der Zusatzfassung und Verbinden mit einem. mehrere Fassungen tragenden Lenker ist es auch hier möglich, die Zahl der Fassungen zu vervielfachen. ei den bisher beschriebenen Ausführungsbeispielen der Fig. 1 - 7 sind die Festlager 18 und
36 jeweils an dem um eine waagrechte Achse drehbaren Träger 20 angebracht. Diese Ausführungsbei- spiele gestatten damit räumliche Kopierarbeiten. In vielen Fällen, beispielsweise bei der Bearbeitung ebener Oberflächen ist ein solcher um eine waagrechte Achse drehbarer Träger 20 nicht notwendig, son- dern es genügt, dass die Gelenke 18 und 36 als im Raum feststehend angeordnete Festlager ausgebildet sind.
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