DE131079C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

ΛΙ131079 KLASSE 49</.

Es sind Einrichtungen bekannt, um eine kugelige Fläche dadurch zu erzeugen, dafs man das Werkstück rotiren läfst und das Werkzeug so an ihm vorbeiführt, dafs die Werkzeugspitze einen Kreisbogen beschreibt, der den Radius der zu erzeugenden Kugelfläche besitzt, seinen Mittelpunkt in der Rotationsachse des Werkstücks hat und von dieser Achse geschnitten wird. Die gebräuchlichen Anordnungen zur Führung des Werkzeuges in Bogen gestatten aber nicht, den Radius der zu erzeugenden Kugelfläche unbeschränkt zu vergröfsern. Diese Forderung zu erfüllen ist der Zweck der Erfindung.

Das Mittel zur Lösung dieser Aufgabe ist ein bekannter Mechanismus, der für einen verwandten Zweck gebraucht wird, nämlich um den Zeichenstift auf der Papierebene in einem Kreisbogen zu führen, der durch drei seiner Punkte gegeben ist. Nachdem dieser Cyclograph als für den Erfindungszweck brauchbar erkannt war, blieb neben seiner constructiven Ueberführung aus der kraftschlüssigen in die zwangläufige Form nur noch eine solche Umgestaltung vorzunehmen, die der Raumbeanspruchung des rotirenden Werkstückes Rechnung trägt, besonders dem Umstände, dafs die herzustellende Kugelfläche bei dem bisherigen Cyclographen den Zeichenstift von seiner Spitze aus und dann den centralen Theil des Instruments durchschneiden würde.

Zu dem in Rede stehenden Cyclographen hat die Umkehrung eines bekannten Satzes aus der Lehre vom Kreise geführt, nämlich des Satzes von der Gleichheit der Peripheriewinkel über derselben Sehne. Fig. 1 stellt die entwickeltste Ausführungsform des Instruments, nämlich den sogen. Bauernfeind'schen Einschneidezirkel (Lueger's Lexicon, Bd. 2, S. 189) im Grundrifs dar. Seine beiden Schenkel a und b sind durch ein Gelenk verbunden und greifen aufserdem an der Gelenkstelle zu beliebiger Verstellung ihres Neigungswinkels mit Schnecke und Schneckenrad in einander. Denkt man sich durch die das Papier berührende Spitze des Zeichenstiftes eine zur Papierebene senkrechte Gerade gelegt, so beschreiben alle Punkte dieser Geraden, die mit A bezeichnet ist, denselben Kreisbogen wie die Stiftspitze. Mit der Senkrechten A fällt die geometrische Achse des Gelenks zusammen. Zwei andere gerade Linien, B und C, in Wirklichkeit dünne, in das Zeichenbrett gesteckte Nadeln, sind an den Endpunkten der Sehne des Kreisbogens senkrecht zur Papierebene errichtet. Mit ihnen hat man beim Gebrauch des Zirkels die einander zugekehrten Flächen der Schenkel a und b in Berührung zu erhalten. Da diese Gleitflächen, verlängert gedacht, sich in der Linie A schneiden, so fallen sie stets in die durch die Parallelen A und B einerseits und A und C andererseits gegebenen Ebenen. Diese Ebenen werden im Nachstehenden als Führungsebenen des einen und anderen Schenkels, ihre Parallelen B und C aber als die festen Führungslinien für den Schenkel α bezw. b bezeichnet werden. Mit der Neigung der Führungsebenen zu einander ändert sich der Radius des von den Punkten der Linie A beschriebenen Kreisbogens.

Fig. 2 zeigt im Grundrifs ein Ausführungsbeispiel des zwangläufigen Mechanismus, der

aus dem soeben beschriebenen Cyclographen j für den Zweck der Erzeugung von Kugelfiä'chen abgeleitet ist. Fig. 3 bis 5 sind zugehörige senkrechte Schnitte an den in Fig. 2 bezeichneten Stellen. Die beiden Schenkel a^l und b^l sind auch bei diesem Getriebe' durch ein Gelenk (Bolzen c) verbunden. Zur Verstellung und Feststellung des Neigungswinkels der beiden Führungsebenen A B und A C ist der Schenkel d¹ über das Gelenk hinaus verlängert und durch eine beliebige Klemmvorrichtung d verstellbar mit dem Bogen e verbunden, der an dem Schenkel b¹ . befestigt ist und mit einer Scala der den verschiedenen Schenkelstellungen entsprechenden Kugelradien versehen sein mag. Die Schnittlinie A der Führungsebenen fällt wie bei dem betrachteten Cyclographen mit der Gelenkachse zusammen und die feste Führungslinie . B des Schenkels a^l mit der geometrischen Achse des festen Zapfens _/, der mittels Consols von der Grundplatte g getragen wird. Diese Grundplatte, die man sich auf dem Wangenschlitten einer Drehbank montirt denken mag, stützt übrigens auch die beiden Schenkel noch an dem Gelenkzapfen c (Fig. 3). Auf einem den Zapfen^/" umschliefsenden Stein A (Fig. 4) ist der Schenkel a¹ mit einer geeignet prohlirten, zur Führungsebene A B parallelen Nuth geführt. Die feste Führungslinie C des Schenkels b^l wird gebildet durch die geometrische Achse der in einem Consol (Fig. 5) an ' der Grundplatte g gelagerten Büchse z, die in ihrem oberen Theile eine Schlittenführung für den zur Führungsebene AC parallelen Schenkel b^l besitzt. In der Büchse i ist die Welle eines Trieblings k (Fig. 5) gelagert, der seinen Antrieb durch ein am anderen Ende der Welle befestigtes Schneckenrad / von einer (in dem dargestellten Beispiel durch Hand zu bewegenden) Schnecke m erhält und seinerseits die mit dem Schenkel b¹ starr verbundene Zahnstange η und dadurch beide Schenkel in Bewegung setzt. Der Werkzeughalter 0 mit dem Werkzeug .0° ist auf einem seitlichen Aufbau ρ des Schenkels a¹ angebracht, so dafs seine Spitze in der geometrischen Achse des Gelenkbolzens c liegen kann, die ja zugleich die Schnittlinie A der Führungsebenen AB und AC ist. Der seitliche Aufbau ρ läfst hinreichend Platz für ein Werkstück nicht blos mit convexer Kugelfläche (durch Punktirung in Fig. 2 und 3 angedeutet), sondern auch mit concaver. Aendert man den Neigungswinkel der Führungsebenen, so bleibt doch die Werkzeugspitze in der Schnittlinie A dieser Ebenen. Um das entfernt gewesene Werkzeug mit seiner Spitze bequem wieder in die Linie A bringen zu können, ist an dem Aufbau ρ eine Marke q (Fig. 2 und 3) angebracht, die sich aus der (punktirten) Gebrauchsstellung seitlich verschieben und dann zurückklappen läfst (in die dargestellte Lage).

Fig. 6 stellt ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung im Grundrifs dar, Fig. 7 bis 9 sind senkrechte Schnitte. Hier ist der Raum für das Werkstück nicht mehr durch Heben der Werkzeugspitze in der mit der Gelenkachse zusammenfallenden Schnittlinie A der beiden Führungsebenen, sondern dadurch geschaffen, dafs' die Linie A und mit ihr die Werkzeugspitze aus dem Gelenk herausgerückt ist. Die Führung des Schenkels 2>² ist dieselbe wie bei dem Schenkel b¹ des ersten Beispiels, nur die Antriebsvorrichtung hat mit der festen Führungslinie C ihre Lage gewechselt. Zur Führung des Schenkels a² parallel seiner Führungsebene AB ist die feste Führungslinie B zur Achse eines in der Grundplatte g¹ drehbaren Zapfens f¹ (Fig. 8) gewählt, der in derselben Achse eine Rolle A und aufserhalb derselben zwei Rollen A⁰ trägt. Zwischen der Rolle A einerseits und den Rollen h° andererseits findet der Schenkel ä¹ Führung. Der Halter o¹ des Werkzeuges o° ist conaxial zum Gelenkzapfen c¹ auf dem Schenkel a² drehbar gemacht, weil das Werkzeug bei einer Aenderung der Neigung der beiden Führungsebenen mit seiner Spitze aus der Linie A heraustritt und dann von Neuem eingestellt werden mufs. Die dazu erforderliche Drehung des Werkzeughalters o¹ in Bezug auf den Schenkel d² mag man an einer (nicht gezeichneten) Scala und die weiter erforderliche Längsverschiebung des Werkzeuges o° mit Hülfe des Anschlages q¹ bemessen, der in der Führungsebene A B drehbar angeordnet ist. In der Zeichnung ist übrigens für die erforderliche Drehung des Werkzeughalters o¹ eine bei der Verstellung des Schenkels a¹ am Bogen e selbsttätig wirkende Zahnräderkupplung zwischen dem Schenkel Z>² und dem Werkzeughalter o¹ angegeben. Da die Gelenkachse, die auch die Achse des Werkzeughalters ist, in einer Ebene angeordnet ist, die durch die Linie A geht und den Winkel halbirt, den die beiden Führungsebenen A C und A B mit einander bilden, so ist bei jeder Aenderung dieses Winkels eine gerade halb so grofse Drehung des Werkzeughalters auf dem Schenkel a^% erforderlich. Diese Drehung bewirken die Zahnräder rs tu, von denen die beiden mittleren auf ein und derselben am Schenkel d²· gelagerten Welle sitzen, während r mit dem Schenkel b² und der Sector u mit. dem Werkzeughalter o¹ verschraubt ist.

Der Grundrifs Fig. 10 und die zugehörigen Schnitte Fig. 11 und 12 zeigen eine etwas abweichende Einrichtung zum Wiedereinstellen der Werkzeugspitze in die Linie A. Das Werkzeug ο ist wieder um die geometrische Achse des Schenkelgelenks drehbar, und zwar ist

unter Fortlassung eines eigentlichen Werkzeughalters der Gelenkbolzen c² zur Befestigung des Werkzeuges o° auf dem Schenkel α^Ά benutzt. Eine Marke q² ist so angeordnet, dafs sie nicht blos, wie der Anschlag q¹ bei dem vorhergehenden Beispiel, die Längsverschiebung des Werkzeuges begrenzt, sondern auch seine Drehung bemifst, also die Lage der Spitze vollständig bestimmt. Dazu ist die Marke q'² zunächst auf einer auf dem Schenkel a^s befestigten Schiene ν längsverschieblich (an den Enden dieser Schiene auch drehbar, um sich zurückklappen zulassen), sodann aber trägt sie ein Anschlagstück q°, das beim Verschieben der Marke gegen den Schenkel b^s stöfst und dadurch die Lage der Markenspitze in der Linie A anzeigt. Diese,Einrichtung wird allerdings unzuverlässig, wenn gelegentlich Kugelflächen von sehr grofsem Radius erzeugt werden sollen, so dafs der Neigungswinkel der Führungsebenen A B und AC sich dann i8o° nähert. Wo so grofse Radien vorkommen, wird man auf das Anschlagstück q° verzichten und zur richtigen Einstellung der Markenspitze auf der Schiene ν eine Scala anbringen.

Bei einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung, das Fig. 13 im Grundrifs und Fig. 14 in einem senkrechten Schnitt darstellen, liegt die Linie A wie im ersten Beispiel in der geometrischen Achse des Gelenks und der Raum für das Werkstück wird dadurch gewonnen, dafs nun die Werkzeugspitze aus der Linie A herausgerückt ist, und zwar in folgender Weise: Der Gelenkzapfen c⁸ greift als ein Mitnehmer in den Werkzeughalter o² ein, der als Oberschlitten auf einem quer dazu auf der Grundplatte g² gleitenden Unterschlitten n> montirt ist. Vermöge dieser Anordnung vermag der Werkzeughalter o² sich selbst parallel der Bewegung des Gelenkzapfens zu folgen, und da jeder mit dem Werkzeughalter starr verbundene Punkt denselben Kreisbogen beschreibt wie ein jeder Punkt der Linie A, diese aber in der geometrischen Achse des Gelenk- und Mitnehmerzapfens c³ verbleibt, so ist die Nachstellung des Werkzeuges, bei etwaiger Aenderung des Neigungswinkels der Führungsebenen nicht mehr erforderlich.

Claims (6)

1. Patent-Ansprüche:

   i. Einrichtung zur Erzeugung einer kugeligen Fläche an einem rotirenden Werkstück mittels eines in einem Kreisbogen geführten Werkzeuges, dadurch gekennzeichnet, dafs — um den Radius beliebig (bis 00) _Vergröfsern zu können — zur Führung des Werkzeuges ein zwangläufiges Getriebe dient, das von dem als Bauernfeindscher Einschneidezirkel bekannten Cyclographen abgeleitet ist.
2. 2. Eine Ausführungsform der Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dafs wie bei dem Bauer nfeind'schen Einschneidezirkel die geometrische Achse des Gelenkbolzens, der, senkrecht zur Ebene der Bogenführung stehend, beide Schenkel dieser Führung verbindet, auch die Schnittlinie^ der Führungsebenen (AB und A C) beider Schenkel ist.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dafs der eine Schenkel das Werkzeug (o°) in solcher Anordnung trägt, dafs zwischen dessen in die Schnittlinie (A) der Schenkelführungsebenen (A B und A C) zu bringender Spitze und dem Gelenkbolzen (c) Raum für das Werk^- stück bleibt (Fig. 2 bis 5).
4. 4. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dafs der Gelenkbolzen (c^s) als Mitnehmerzapfen in einen das Werkzeug tragenden Schlitten (o'²) greift, der als Oberschlitten auf einem senkrecht dazu geführten Unterschlitten (w) verschieblich ist (Fig. 13 und 14).
5. 5. Eine Ausführungsform der Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dafs dadurch Raum für das Werkstück geschaffen ist, dafs die Schnittlinie (A) der Führungsebenen beider Schenkel der Bogenführung, in der die Werkzeugspitze liegt, aus der geometrischen Achse des Gelenkbolzens herausgerückt ist (Fig. 6 bis 9 und 10 bis 12).
6. 6. Eine Ausführungsform der Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dafs zum Antriebe der Bogenführung ein Zahnrad (k) und eine Zahnstange (n) angeordnet sind, von denen die letztere an dem einen Schenkel parallel zu dessen Führungsebene (A C) befestigt ist, während die Achse des ersteren mit der festen Führungslinie (C) für diesen Schenkel zusammenfällt.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.