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Die Erfindung betrifft eine mechanische Nachführvorrichtung zur verkleinernden
übertragung der Form eines in einer Bezugsebene liegenden Musters auf ein Werkstück,
das in einer zur Bezugsebene parallelen Ebene liegt, mit einem in einer ebenfalls
zur Bezugsebene parallelen Ebene beweglichen Wagen, der ein Werkzeug relativ zum
Werkstück führt und von einem Arm bewegt wird, dessen eines Ende aus zwei längsverschieblich
ineinander geführten Teilen besteht, von denen der eine an einem einstellbaren Bezugspunkt,
der andere am Wagen allseits schwenkbar angelenkt ist, und dessen anderes, teleskopartig
ausziehbares Ende entlang dem Muster in der Bezugsebene bewegbar ist.
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Bekannte Vorrichtungen dieser Art, die zur übertragung der Form eines
in der Bezugsebene liegenden Musters auf ein Werkstück dienen - und zwar gewöhnlich
unter gleichzeitiger maßstäblicher Verkleinerung -, durch entsprechende Führung
eines Werkzeugs in bezug auf das ortsfeste Werkstück (oder umgekehrt), litten an
konstruktiv bedingten Schwächen der gelenkigen Halterung des Armes in Verbindung
mit der erforderlichen Einstellbarkeit des Bezugspunktes relativ zum Wagen und der
Bezugsebene. So war bei einer älteren Nachführvorrichtung der eingangs geschilderten
Gattung der Arm in einem höheneinstellbaren Kardangelenk durch eine Führungshülse
längsverschieblich gelagert, um die zwangläufig auftretenden Änderungen des Abstandes
vom Kardangelenk zum Anlenkpunkt am Wagen ausgleichen zu können. Die Güte der Führung
hängt von der Länge der Hülse ab, denn je länger die Führung ist, um so geringer
ist das Spiel des Armes im Gelenk. Die Größe dieses Lagerspiels wiederum bestimmt
die Exaktheit der Übertragung einer Bewegung der Spitze des Nachführstiftes am freien
Ende des Armes auf das Werkzeug bzw. Werkstück und ist daher wesentlichstes Kriterium
für die Qualität und Qualifikation einer Kopiereinrichtung der vorliegenden Art.
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Bei der vorerwähnten bekannten Nachführvorrichtung sind jedoch der
Hülsenlänge durch die erforderliche Verstellbarkeit des Kardangelenks relativ zum
Bezugspunkt zum Zwecke der Maßstabsänderung Grenzen gesetzt. Je länger man die Hülse
macht, damit das Spiel des darin gleitenden Armes möglichst wenig verfälschende
Wirkung hat, um so mehr schränkt man die Verstellmöglichkeit der Hülse für Maßstabsänderungen
ein. Das bekannte Gerät besitzt daher auch nur eine relativ kurze Hülse, und man
nahm in Kauf, daß das Spiel zwischen Hülse und Arm erheblich in Erscheinung tritt.
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Demgegenüber liegt der Erfindung bei einer eingangs umrissenen Vorrichtung
die Aufgabe zugrunde, trotz ausreichend langer und damit praktisch spielfreier Führung
des einen Teils im anderen Teil des einen Armendes die Einstellbarkeit von gegen
Unendlich gehenden Verkleinerungsmaßstäben zu ermöglichen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die längsverschiebliche
Führung der beiden Teile des einen Armendes auf der dem Bezugspunkt abgekehrten
Seite des Wagens angeordnet ist, wobei sich der im Bezugspunkt angelenkte eine Teil
mit seinem freien Ende durch das Gelenk des anderen Teils am Wagen erstreckt.
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Auf diese Weise kann der Bezugspunkt bis in den Gelenkpunkt am Wagen
verschoben werden (Verkleinerungsmaßstab oo), ohne daß der Länge der Führung der
beiden Teile des Armendes ineinander irgendwelche Beschränkungen auferlegt sind.
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Besonders vorteilhaft ist der Erfindungsgedanke angewendet, wenn in
an sich bekannter Weise der Wagen zwischen Bezugspunkt und Bezugsebene angeordnet
ist. In diesem Falle steht zur Führung des einen Teils im anderen Teil des einen
Armendes praktisch der gesamte restliche, sich zwischen Wagen und Bezugsebene erstreckende
Arm bis nahezu zu dessen anderem Ende zur Verfügung.
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Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus
den Patentansprüchen.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt.
Es zeigt F i g. 1 eine perspektivische Gesamtansicht der Vorrichtung, F i g. 2 eine
teilweise geschnittene Teilansicht der Vorrichtung von vorn und F i g. 3 einen Schnitt
durch die Lagerung des Armes gemäß der Linie 3-3 in F i g. 1.
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Der Gehäuserahmen 10 hat eine obere Rahmenplatte 10 a und eine
kastenförmige Grundplatte 10 b,
in die oben ein Glastisch 11 eingesetzt ist,
welcher von innen her erleuchtet wird. Die Oberfläche des Glastisches 11 bildet
die Bezugsebene.
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Zu bearbeitende Werkstücke werden auf Werkstücktischen 12 a und 12
b mit ebenen, parallel zum Glastisch 11 verlaufenden Arbeitsflächen 15 a
und 15 b befestigt. Die Werkstückstische 12 a und 12 b sind an Säulen 16
a und 16 b angebracht und daran vertikal bewegbar; ihre Höhenlage
ist durch Gestänge 14 a und 14 b einstellbar. Meßgeräte 17 a und 17
b zeigen Veränderungen der Höhenlage an. Mittels Knöpfen 18 a und 18 b können die
Werkstücktische 12 a und 12 b in einer gewünschten Arbeits-Höhenlage arretiert,
und durch Lösen von Schrauben 13 a und 13 b (vgl. F i g. 2) können
sie von den Säulen 16 a und 16 b abgenommen werden.
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Der im Ganzen mit 100 bezeichnete Werkzeugwagen besteht aus einem
oberen Wagenrahmen 102 und einem unteren Wagenrahmen bzw. dem eigentlichen Wagen
104, die mittels Werkzeughaltern 106 und 108 fest verbunden sind. Der obere Wagenrahmen
102 ist durch einen abnehmbaren Deckel 110 abgeschlossen. An die dadurch gebildete
Kammer ist ein flexibles Staubabsaugrohr 25 für Ablagerungen in den Werkzeughaltern
angeschlossen. Die Werkzeuge, z. B. ein Gravierwerkzeug 101, werden von einem
Motor 26, der an einem Motorblock 28 befestigt ist, angetrieben, und zwar mittels
flexibler Bänder und Rollen, von denen nur die Rolle 112 a sichtbar ist.
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Der Werkzeugwagen 100 ist parallel zum Glastisch 11 in allen Richtungen
bewegbar, und zwar durch den Arm 200, dessen freies Ende mit Hilfe eines transparenten
Schiebesteins 202 entlang der auf der Bezugsebene (Glastisch 11) ausgespannten
Vorlage geführt wird.
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Zwei federbelastete, jeweils in einer an der oberen Rahmenplatte 10
a angeordneten Buchse 144 gelagerte Stützen 300 dienen zum Halten des Werkzeugwagens
100 an der oberen Rahmenplatte 10 a; sie können bei schweren Fräsarbeiten um zwei
weitere gleichartige Stützen ergänzt werden.
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Der Aufbau und die Anlenkung des Armes 200 gehen aus F i g. 2 und
3 hervor. Das eine (obere) Ende des Armes besteht aus der Hülse 208 und dem
darin
längsverschieblich geführten Hebel 214, der im Bezugspunkt 246 mittels einer kleinen
Kugel 212 gelagert ist. Der Führung dienen die Lager 216 und 218, die relativ großen
Abstand voneinander haben. Das Lager 216 besteht aus einem kolbenartigen, in der
Hülse 208 gleitenden Ring, welcher von einem Sprengring 219 am Ende des Hebels
214 auf diesem gehalten wird. Das Lager 218 besteht aus einer Buchse, welche
mit der Hülse 208 durch eine übergreifende Hülse 210 verbunden ist; zur Befestigung
dienen Stiftschrauben 218 a und 218 b. Mit der Stiftschraube 218 b
kann außerdem das Lagerspiel im Lager 218 kompensiert werden.
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Zwischen dem am Hebel 214 befestigten Ring des Lagers 216 und der
mit der Hülse 208 verbundenen Buchse des Lagers 218 ist eine Druckfeder
122 eingesetzt, welche sowohl die Hülse 208 als auch die Hülse
210 in Richtung auf die Lagerkuppel 212 des Hebels 214 vorspannt.
Dadurch wird die Kugel 220,
welche zusammen mit der Lagerpfanne 112 das Gelenk
des von der Hülse 208 gebildeten äußeren Teils am oberen Armende darstellt, in die
Lagerpfanne 112 gedrückt. Die Lagerpfanne 112 ist mit Hilfe einer Buchse 114 und
Stellschrauben 114 a im unteren Wagenrahmen 104 befestigt. Eine Dichtung 124 oberhalb
der Buchse des Lagers 218 hält dieses von Schmutzpartikeln frei.
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Das andere (untere) Ende des Armes 200 ist als Nachführstift
ausgebildet. Es besteht aus dem Stift 204, der in einem unter Zwischenschaltung
einer Buchse 207 in der Hülse 208 an deren unterem Ende befestigten Rohr 206 gleitend
geführt ist und an seinem zugespitzten Ende zu einer kleinen Kugel 204
a geformt ist, die in der Pfanne 202 a des Schiebesteines 202 ruht. F
i g. 2 zeigt mit strichpunktierten Linien, wie der Stift 204 teleskopartig
aus dem Rohr 206 tritt, wenn der Schiebestein 202 über die die Bezugsebene bildende
Oberfläche des Glastisches 11 seitwärts bewegt wird.
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Da sich die Feder 122 über die Buchse des Lagers 218, die Hülse
210 und die Lagerkugel 220 am vertikal unverschieblichen Wagenrahmen 104 abstützt,
zieht sie über den kolbenförmigen Ring des Lagers 216 den Hebel 214 mit dessen Lagerkugel
212 herunter und in die Hülse 210, welche in die Lagerkugel 220 eingepreßt
ist. An einer Abwärtsbewegung wird die Lagerkugel 212 jedoch von einer entsprechend
ausgebildeten Hülse 246 a gehindert, welche zusammen mit einem Stopfen 246
b den Sitz der Lagerkugel 212 bildet. Die Hülse 246 a
ist in einem Kolben 250 befestigt, welcher in einem Zylinder 251
vertikal
beweglich ist und als Einstellvorrichtung für die Lagerkugel 212 und damit den Bezugspunkt
246 dient. Die Bewegung des Kolbens 250 unterliegt der Einstellung
an einer im ganzen mit 240
bezeichneten Mikrometereinrichtung, deren Spindel
244 mit Hilfe eines Lagers 256, einer konischen Druckfeder
252, einer Unterlegscheibe 254 und eines Sprengrings 255 im Kolben
250 gehalten wird, wobei das Ende der Mikrometerspinde1244 sich über eine Kugel
248 auf dem Stopfen 246 b des Lagersitzes der Lagerkugel
212 abstützt. Das Lager 256 wird mittels Hülse 258 und Sprengring
260 auf der Mikrometerspinde1244 gehalten. Mit Hilfe des Riegels 262 kann
der Kolben 250 im Zylinder 251 arretiert werden.
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Durch Verdrehen der Mikrometereinrichtung wird die Lagerkugel 212
vertikal verlagert, so daß sich ihr Abstand zur Bezugsebene auf der Oberfläche des
Tisches 11 verändert. Dabei bewegt sich die Lagerkugel 212 in die in der Lagerkugel
220 befestigte Hülse 210 hinein, wenn der Verkleinerungsmaßstab gegen Unendlich
vergrößert werden soll. Sobald die Mittelpunkte der Lagerkugeln 212 und
220 zusammenfallen, ist dieser ausgezeichnete Punkt erreicht, d. h. bei einer
auf die Hülse 208 übertragenen Bewegung des Stiftes 204 findet keine
entsprechende seitliche Bewegung des Wagenrahmens 104 mehr statt.
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Bei einer Verstellung der kleinen Lagerkugel 212,
die den Bezugspunkt
246 bildet und oberhalb des Gelenks 112, 220 am Wagenrahmen 104 angeordnet
ist, im Sinne einer Vergrößerung des Verkleinerungsmaßstabes verlängert sich gleichzeitig
der Abstand zwischen den auf der anderen Seite des Wagens angeordneten Lagern
216 und 218, wodurch der Verfälschung des Maßstabes durch Lagerspiel,
dessen Einfluß bei Vergrößerung des Verkleinerungsmaßstabes zunimmt, entsprechend
entgegengewirkt ist.