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Vorrichtung zur Herstellung genauer Profile Die Erfindung bezweckt
die Herstellung genauer Profile, insbesondere ihre Einzelanfertigung, im Gegensatz
zu ihrer Herstellung im Kopierverfahren nach Meisterstücken, Schablonen usw., die
im wesentlichen nur für Massenherstellung geeignet sind.
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Bei den bekannten Einrichtungen zur Herstellung von Einzelstücken
nach gegebenem Profil erfolgt die Steuerung des Werkzeuges durch gleichzeitiges
Drehen zweier Gewindespindeln an kreuzweise angeordneten Schlitten. Je nach dem
Profilverlauf müssen die beiden Spindeln mit verschiedenen Geschwindigkeiten gedreht
werden. Auf diese Weise ist es auch bei größter Geschicklichkeit nicht möglich,
einen glatten, sondern nur einen stufenförmigen Profilverlauf zu erzielen, und bei
der geringsten Unvorsichtigkeit kann ein nahezu fertiggestelltes Profil verdorben
werden, wenn eine der beiden Spindeln etwas zu schnell oder zu langsam gedreht wird.
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Es ist auch bereits eine Profilschleifmaschine bekanntgeworden, bei
welcher die Schleifscheibe durch ein Pantographengestänge längs gegebener Profillinie
gesteuert und der Arbeitsgang durch ein einstellbares optisches Gerät laufend beobachtet
wird. Die Grobeinstellung der Schleifscheibe zum Werkstück erfolgt hierbei ebenfalls
durch Kreuzsupport. Die Feineinstellung vollzieht sich dabei durch nur punktweises
Abtasten einer vergrößerten Profilzeichnung durch einen Taststift, wobei eine zügige,
zitterfreie Bearbeitung von Bahnelementen fast ausgeschlossen ist.
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Die Mängel vorbekannter, artgleicher Einrichtungen werden gemäß der
Erfindung dadurch beseitigt, daß das Profil, ähnlich wie beim Zeichnen einer Kurve
mit dem Kurvenlineal, stückweise durch Bewegung nur eines Steuerorgans erzeugt wird.
Zunächst wird die Bewegungsform und Richtung des Werkzeuges bis zur Größe der im
Gesichtsfeld des optischen Systems angezeigten Sollform eingestellt, und dann wird
unter Beobachtung durch das optische System mit Hin- und Herbewegungen nur eines
Steuerorgans die Spanabnahme unter Beistellung des Bearbeitungswerkzeuges vorgenommen,
bis die Sollform für das betreffende Profilstück erreicht ist, worauf für ein weiteres
Profilstück in der gleichen Weise verfahren wird.
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Das hat zur Voraussetzung, daß der Werkzeugträger mit dem Werkzeug,
entsprechend dem Profilverlauf in jeder beliebigen Richtung und, im Interesse der
Herstellung von flachen Formstählen, unter Beibehaltung seiner Lage parallel zu
sich selbst, verschoben werden kann. Dazu ist die Führung des Werkzeugträgers durch
ein Doppelgelenkparallelogramm nach Art der Führung des Winkels einer Zeichenmaschine
geeignet.
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Zur Erzeugung verschiedener Profillinien, deren grober Verlauf in
verschiedenen Richtungen liegt, ist z. B. die mehr oder weniger exzentrische Drehung
eines Gleichecks in einer entsprechenden Ausnehmung einer Scheibe geeignet, die
auf verschiedene Winkel einstellbar ist. Am zweckmäßigsten dürfte ein dreiseitiges
Gleicheck mit erweiterten Eckpunkten in einer quadratischen Ausnehmung sein.
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Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die .Betrachtung
des Sollprofilverlaufes jeweils über das ganze Gesichtsfeld des optischen Systems
gleichzeitig mit dem Werkstück bei beliebiger Größe des Werkstücks mit direkter
Beobachtung erfolgt, während bei den bekannten Einrichtungen entweder bei direkter
Beobachtung das Sollprofil nur punktweise am Werkstück angezeigt oder Misch- oder
Schattenbilder verwendet wurden. Diese ergaben aber ätark herabgesetzte Kontraste
im Bild und infolgedessen ungenaue und erschwerte Arbeit. Diese Nachteile werden
dadurch vermieden, daß am Ort des reellen Bildes des feststehenden optischen Systems
eine in fester Verbindung mit dem Werkstück stehende Profilplatte angeordnet ist,
die mit dem Werkstück gegenüber dem feststehenden optischen System entlang der Profillinie
verschoben wird. Bisher hat man bei direkter Beobachtung eine sich mehr oder weniger
über das Gesichtsfeld erstreckende Profillinie nur in der Weise angewandt, daß die
Profilplatte oder ein Musterteil fest mit dem optischen System verbunden waren.
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Die Erfindung und ein Ausführungsbeispiel dazu werden im folgenden
an Hand der Abbildungen beschrieben.
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Abb. 1 zeigt eine schematische Darstellung der Wirkungsweise des Erfindungsgegenstandes;
Abb. 2 zeigt eine Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes von der Seite; Abb.3
zeigt die entsprechende Ansicht von oben;
Abb. 4 zeigt eine Ausführungsform
der Einrichtung zur Einstellung des Werkzeuges auf die Bewegungsform und Bewegungsrichtung
von oben; Abb. 5 und 6 zeigen in vergrößertem Maßstab Be--wegungsformen, die dem
Werkzeug aufgezwungen werden können.
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In Abb. 1 bewegt sich auf einer Grundplatte 1 ein durch das Doppelgelenkparallelogramm
2, 2'. 3, 3' mit dem Zwischenstück 4 parallel zu sich selbst geführter Werkzeugträger
5 so, daß er in jeder beliebigen Richtung um einen bestimmten Betrag aus seiner
Normallage verschoben werden kann. Das mit dem Werkzeugträger verbundene Werkzeug
8 führt dabei die gleichen Bewegungen aus. Diese Bewegungen erfolgen durch Drehung
eines Gleichecks 6 um einen in der Grundplatte 1 gelagerten Bolzen, dessen Achse
gegenüber der gezeichneten Lage des Gleichecks von 01
bis 0, verschiebbar
ist, während sich das Gleicheck 6 spielfrei in einer quadratischen Ausnehmung einer
Scheibe 7 bewegt, die ihrerseits wieder auf verschiedene Winkel einstellbar im Werkzeugträger
5 gelagert ist.
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Wird z. B. das Gleicheck 6 um die Drehpunkte 0,
bis
0, aus der gezeichneten Mittellage um 90° im Uhrzeigersinn gedreht, so beschreibt
der Mittelpunkt O des z. B. radial abgerundeten Werkzeuges 8 die Kurven
01' bis O8'. Bei einer Drehung entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn entstehen
die entsprechenden Gegenkurven.
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Stellt man die Drehachse des Gleichecks nacheinander auf die Punkte
0, und 0 8 ein, so, kann man mit diesen zwei Einstellungen das über
das ganze Gesichtsfeld 9 reichende Profil A bis B am Werkstück 10
herstellen. Auf diese Weise und mit entsprechender Winkeleinstellung der Scheibe
7 gegenüber dein Werkstückträger 5 sowie der Verstellung der Grundplatte mit dem
Werkzeugträger 5 zum Werkstück 10 ist man in der Lage, jedes beliebige Profil nach
Form, Hauptrichtungsverlauf und Größe am Werkstück zu erzeugen. In der Regel wird
man Profilstücke bis zur Größe des Gesichtsfeldes des optischen Systems mit einer
Einstellung der Drehachse des Gleichecks 6 und der Scheibe 7 herstellen können.
Die zur Herstellung einer bestimmten Kurvenform und Richtung notwendige Einstellung
kann man sich an Hand einer Kurventafel vergegenwärtigen, bis man durch übung die
nötige Vorstellung davon hat, welche Einstellung notwendig ist. Die Feinkorrektur
kann während der Bearbeitung unter Beobachtung durch das optische System erfolgen.
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Bei der Ausführungsform der Erfindung gemäß den Abb. 2 und 3 ist das
Werkstück 10 auf einen Support 11 aufgespannt, das im dargestellten Fall ein flaches
Profilstück ist. Es kann aber auch ein flacher oder runder Formstahl sein. Im letzten
Fall wird auf dem Support 11 eine entsprechende Einrichtung mit Antriebsmotor befestigt.
12 ist das Bearbeitungswerkzeug, das in der Regel eine Schleifscheibe ist; es kann
aber auch ein Fräser oder ein Hobelstahl sein. Das Werkzeug 12 führt, wie durch
Pfeile angedeutet, in zur Senkrechten einstellbaren Winkeln eine auf und ab gehende
Bewegung aus, um Stähle und Lehren auf ihrer ganzen Dicke mit einem gleichbleibenden
Profil versehen zu können.
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Dem Werkzeugträger 5 (Abb. 1) entspricht der Getriebekasten 13 (Abb.
2), der auf dem Support 27 durch ein Döppelgelenkparallelogramm geführt, nach allen
Richtungen um ein gewisses Maß frei beweglich ist. Die Bewegung erfolgt z. B. durch
Schwenken des Steuerhebels 14, der mit dem Gleicheck 6 (Abb. 1) verbunden ist, dessen
im Support 27 gelagerte Achse durch die Spindel 15 (Abb.4) auf verschiedene Exzentrizitäten
eingestellt werden kann, während die Scheibe 7, in deren quadratischer Ausnehmung
sich das Gleicheck 6 bewegt, durch die Schneckenspindel 16 auf beliebige Winkel
eingestellt werden kann. Man kann natürlich die Anordnung auch so treffen, daß die
Scheibe 7 und das Gleicheck 6 in der Grundplatte 1 und der Zapfen im Werkzeugträger
5 bzw. 13 gelagert sind.
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Mit der im Support 27 gelagerten Achse 0, ist das Unterteil
eines Schlittens 31 verbunden, in dein das Oberteil 32 durch Spindel 15 verstellt
werden kann, und auf diesem Oberteil 32 ist das Gleicheck 6 befestigt, so daß das
Gleicheck 6 z. B. um die Achsen 0,
bis O$ (Abb. 1) gedreht werden kann und
so beim Schwenken des Hebels 14 dem Werkzeug 12 die verschiedenen, aus Abb. 1 ersichtlichen
Bewegungsbahnen aufgezwungen werden können.
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Die Abb. 5 und 6 zeigen die Bewegungsbahnen, die beispielsweise die
mit einem gleichseitigen Gleicheck 6 verbundenen Punkte <g1, A2, O, Il,
I. und 1T bzw. Al ', A.#I, O', IIz und 31 beschreiben, wenn das Gleicheck
in der feststehenden Scheibe 7 um 90' nach links> und rechts aus der gezeichneten
Stellung gedreht wird. Der Punkt O in Abb. 5 beschreibt ein Quadrat mit abgerundeten
Ecken. Wird das Gleicheck um die Fest punkte .dl, A., usw. bzw. A1', Az usw.
gedreht und die Scheibe 7 bewegt, indem sie dabei parallel zu sich selbst verschoben
wird, so beschreibt jeder Punkt der Scheibe 7 und des Werkzeuges 8 (Abb. 1) bzw.
12 (Abb. 2 und 3') dieselben Kurven, nur seitenverkehrt. Man verfügt also neben
der Geraden über Scharen von erhabenen und hohlen Krümmungen, Flammenlinien usw.,
die für Bewegung des Werkzeuges notwendig sind, um ein beliebiges Profil stückweise
zu erzeugen.
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Die Arbeitsstelle befindet sich immer unter dem Gesichtsfeld des ortsfest
angeordneten optischen Systems 17, 18. Die entsprechende Grobeinstellung der Schleifscheibe
erfolgt durch die Spindeln 19, 20. Am Ort des reellen Bildes im optischen System
befindet sich die mit dem Arbeitsstück in fester Verbindung stehende Bildplatte
21, die sich bei der Betätigung der Spindeln 22, 23 mit dem Werkstück entlang der
Profillinie gegenüber dem optischen System verschiebt. Enthält die Bildplatte das
Profil in unterbrochener Form, so kann man mit den Meßspindeln 24, 25 die Bildplatte
21 gegenüber dem Werkstück 10 entsprechend verstellen, während die Spindel 26 zur
genauen Höheneinstellung der Bildplatte dient.
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Man kann aber auch so arbeiten, daß man die Profilpunkte gegenüber
einer feststehenden Marke des optischen Systems koordinatenmäßig einstellt und die
Profilplatte 21 nur zum Anzeigen des Profilverlaufes an der betreffenden Stelle
benutzt.
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Das Profil der Platte 21, die aus Glas, Zelluloid od. dgl. bestehen
kann, kann auf mechanischem oder fotografischem Wege nach einer vergrößerten Profilzeichnung
hergestellt werden. Um zu große Zeichnungen zu vermeiden, kann das Profil in an
sich bekannter Weise gebrochen gezeichnet werden.
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Natürlich kann man bedarfsfalls mit im übrigen erfindungsgemäß ausgestatteten
Profilschleifmaschinen auch ohne die Profilplatte 21 arbeiten, indem man das Profil
nur punktweise durch ein Fadenkreuz und Einstellung nach Koordinaten durch die Spindeln
22, 23 anzeigt. Dabei kann man auch jeweils zwei Profilpunkte festlegen, indem man
ein optisches System verwendet, das außer einem festen Fadenkreuz ein
ihm
gegenüber koordinatenmäßig verstellbares Okular mit Fadenkreuz besitzt.
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Statt der direkten Beobachtung durch das optische System kann man
auch das Mischbild der Bearbeitungsstelle und der Profilanzeige auch auf einen Schirm
werfen und danach arbeiten.