DE1652750A1

DE1652750A1 - Vorrichtung zum Herstellen von dreidimensionalen Urmodellen

Info

Publication number: DE1652750A1
Application number: DE19651652750
Authority: DE
Inventors: Vertin Don Thomas
Original assignee: VERTIN DON THOMAS
Current assignee: VERTIN DON THOMAS
Priority date: 1964-07-17
Filing date: 1965-07-07
Publication date: 1970-05-06
Also published as: DE1480480B1; FR1458240A

Description

Patent-Ingenieur Hamburg -Altona Jüllui-Leber-Straße 21

AUSSCHEIDUNG aus Patentanmeldung

Aktenzeichen: V 28 835 Il/63c.45/01

Anmelder: Thomas Don Vertin

37540 Lake Shore Drive, Mt. Clemens, Macomb County, Michigan, U.S.A.

Vorrichtung zum Herstellen von dreidimensionalen Urmodellen.

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum^Herstellen von dreidimensionalen Urmodellen, insbesondere für Teile von Kraftfahrzeugkarosserien.

In der Stammanmeldung V 28 835 Il/63c,43/01 ist ein neues Verfahren zur Herstellung von dreidimensionalen Urmodellen durch

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folgende Schritte gekennzeichnet:

a) Schaffung eines Rohmodells aus spanabhebend bearbeitbarem Material,

b) maschinelle Herstellung von im Abstand angeordneten Längsnuten in der Oberfläche des Rohmodells mit einer vorbestimmten Tiefe in Übereinstimmung mit zweidimensionalen Daten (Zeichnungen, Bänder oder Schablonen),

c) maschinelle Herstellung von im Abstand angeordneten Quernuten in der Oberfläche des Rohmodells mit einer vorbestimmten Tiefe in Obereinstimmung mit zweidimensionalen Daten (Zeichnungen, Bänder oder Schablonen),

d) maschinelle Herstellung einer profilierten endgültigen Umrißfläche für das Rohmodell in Übereinstimmung mit zweidimensionalen Daten (Zeichnungen, Bänder oder Schablonen) und

e) Entfernen des zwischen den Längs- und Quernuten liegenden Materials des Rohmodells bis zum Nutengrund.

Zur maschinellen Ausführung des Verfahrens werden Vorrichtungen verwendet, die in drei Grundkomponenten verstellbar sind. Die vorliegende Erfindung betrifft demzufolge eine Vorrichtung zur Herstellung von dreidimensionalen Urmodellen unter Verwendung von

a) drei Komponenten, die so gesteuert werden, daß sie sich in einer geraden Linie bewegen, bestehend aus einer X-Komponente, die eine horizontale X-Bewegung in Längsrichtung ausführt, einer Y-Komponente, die eine vertikale. Y-Bewegung ausführt, und einer Z-Komponente, die eine horizontale Z-Bewegung ausführt, die um 90° gegenüber der !-Bewegung versetzt ist,

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b) einem Werkzeug, das an einer der Komponenten betriebsfähig gelagert iet,

c) Antriebemitteln, die mit jeder der drei Komponenten zur Bewegung der Komponenten in gesteuerten geradlinigen Bewegungen betriebsfähig verbunden sind,

d) einem Stellwerk für jede von zwei Komponenten zur Steuerung der jeweiligen Antriebsmittel,

e) einer ersten Quelle von zweidimensionalen Baten, die in einer senkrechten Ebene gelagert ist, und einer zweiten Quelle von zweidimensionalen Baten, die in einer anderen horizontalen Ebene gelagert ist, die sich senkrecht zu der ersten Bbene erstreckt, und

f) einem fühlelement für jedes Stellwerk, das an einer der Quellen zweidimensionaler Baten anliegt und auf diese Quelle anspricht, wodurch die von den Stellwerken gesteuerten Antriebsmittel ihre jeweiligen angeschlossenen Komponenten veranlassen, sich genau in Übereinstimmung mit den zweidimensionalen Baten zu bewegen, so daß eine dreidimensionale relative Bewegung zwischen dem Werkzeug und dem Werkstück erzeugt wird, wobei erfindungs-

« gemäß vorgesehen ist, daß

a) das Werkzeug und eines der Fühlelemente an der ersten Komponente betriebsfähig gelagert sind,

b) das andere Fühlelement an der zweiten Komponente gelagert ist, und

c) das Werkstück und die beiden Quellen der zweidimensionalen Baten an der dritten Komponente gelagert sind.

BAD ORJQlNAL

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Mit der vorgeschlagenen Vorrichtung lassen sich gemäß dem Verfahren der Stammanmeldung die Längs- und Quernuten sowie die endgültige UmriiSfläche eines dreidimensionalen Urmodelles einer Kraftfahrzeugkarosserie maschinell herstellen. Außerdem kann auch das zwischen den längs- und Quernuten liegende Material des Rohmodells bis zum Nutengrund mit der vorgeschlagenen Vorrichtung maschinell entfernt werden.

Das Fühlelement besteht erfindungsgemäß aus einem in abgelenkter Betriebsstellung und im Kontakt mit den Kontrollunterlagen ohne Betätigung des Stellwerks in axialer Richtung bewegbaren Organ (stilistische Schneidvorrichtung mit

Gemäß Weiterbildung der Erfindung besteht das Fühlelement aus

a) einem starren Längshalter (länglicher Körper des Tasters),

b) einer Längskante an dem starren Halter, die so ausgebildet ist, daß der starre Halter in axialer Richtung bewegbar ist, während die Längskante sich in abgelenkter Betriebsstellung und im Kontakt mit den Kontrollunterlagen (Schablonen usw.) befindet, und zwar, ohne daß

W das Stellwerk betätigt wird, und

c) einem Montageschaft, der an einem Ende des starren Halters angeformt ist.

In Weiterbildung der Erfindung besteht das Fühlelement aus

a) dem starren Längshalter (länglicher Körper des Tasters),

b) einer in axialer Richtung halbierten konischen Kontaktfläche, die an einer Längskante des starren Halters gebildet ist, und

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c) dem Montageschaft, der an einem Ende des starren Halters angeformt ist, wobei

d) die konische Kontaktfläche von der Längsachse des Montageschaftes winkelförmig nach außen gebogen ist und die Konizität der konischen Kontaktfläche zur Spitze hin entgegengesetzt zum Montageschaft ansteigt und

e) das Fühlelement in axialer Richtung beweglich ist, während die Kontaktfläche sich in abgelenkter Betriebsstellung befindet, ohne daß das Stellwerk betätigt wird.

Zur Herstellung der Formflächen an den Stirnseiten des Modells ist f erfindungsgemäß eine Winkelvorrichtung für einen Werkzeugkopf vorgesehen, der das Werkzeug trägt, wobei die Winkelvorrichtung "dazu dient, die Achse des drehbaren Werkzeuges immer in einen besonderen Winkel zu kippen und um die Achse des Werkzeugkopfes zu drehen, um gegenüberliegende Flächen an dem Rohmodell zu schneiden, wobei die Winkelvorrichtung aus

a) einem Körper, der an dem unteren Ende des Werkzeugkopfes drehbar gelagert und so angeordnet ist, daß er sich von dem Werkzeugkopf nach unten und außen erstreckt,

b) einer drehbaren Werkzeuglagerungsvorrichtung in dem unteren Ende des Körpers, die in der Lage ist, ein Werkzeug in einem Winkel zur Längsachse des Körpers drehbar zu halten, und

c) Vorrichtungen, die die Antriebsmittel in dem Werkzeugkopf mit der Werkzeuglagerungsvorrichtung zum Drehen des Werkzeuges betrieblich verbinden, besteht.

Die Winkelvorrichtung ist vaterhin mit einem Antriebsmittel ver-

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sehen, das mit dem Körper betriebsfähig verbunden ist, um den Körper zu drehen, so daß die Stellung des Werkzeuges verändert wird.

Weiterhin ist erfindungsgemäß die Vorrichtung mit einer Werkzeuglagerungseinrichtung zur betriebsfähigen lagerung"des Werkzeuges an einer der Komponenten versehen, die folgende Teile aufweist,

a) eine horizontal angeordnete Stellschiene,

b) einen Führungsschlitten, der an der StellschJaie beweglich gelagert ist,

c) einen Schlittenaufbau, der auf dem Führungsschlitten drehfc bar gelagert ist,

d) eine Drehschiene, die an dem Schlittenaufbau gleitbar gelagert ist,

e) einen Drehkopf, der an der Drehschiene für eine Bewegung auf einer halbkreisförmigen Bahn drehbar gelagert ist, und

f) einen Werkzeugkopf, der an dem Drehkopf drehbar gelagert ist.

Außerdem nimmt die Vorrichtung erfindungsgemäß auf

a) eine Verbindungsstückaufnahme, die an dem Drehkopf zur drehbaren Einstellung einstellbar gelagert ist, und

b) eine einstellbare Stellwerkslagerungsvorrichtung, die an der Verbindungsstückaufnahme betriebsfähig gelagert ist.

Eine weitere Ausführungsform ist erfindungsgemäß gegeben durch

a) die Verbindungsstückaufnahme, die an dem Drehkopf drehbar gelagert ist,

b) eine .Vorrichtung zum Festlegen der Verbindungsstückaufnahme in eingestellten Stellungen an dem Drehkopf,

c) eine längliche Verlängerungsstrebe, die an der Aufnahme

einstellbar gelagert ist,

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d) eine erste Drehschiene, die an der Verlängerungsstrebe gleitbar gelagert ist,

e) eine Drehaufnahme, die an der ersten Drehschiene drehbar gelagert ist,

f)" eine zweite Drehschiene, die an der Drehaufnahme drehbar gelagert ist,

g) einen Verlängerungsarm, der an der zweiten Drehschiene gleitbar gelagert ist,

h) ein Gleitstück, das an dem Verlängerungsarm gelagert ist, und

i) ein Tastermechanismus, der an dem Gleitstück betriebsfähig gelagert ist.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird im folgenden anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen näher erläutert.

Dabei zeigen:

Figur 1 eine perspektivische Darstellung, die die Herstellung einer seitlichen Außenkante des Urmodells nach dem Verfahren gemäß der Stammanmeldung zeigt;

Figur 2 eine perspektivische Darstellung einer Vorrich-. tung für die Herstellung von großen Urmodellen;

Figur 3 eine perspektivische Darstellung einer Maschine zur Herstellung von kleinen urmodellen;

Figur 4- eine vergrößerte perspektivische Darstellung einer Z-Schiene, eines Werkzeugkopfes und eines Stellwerkes, die auf einem Teilstück der Y-Schiene, der unter Figur 2 abgebildeten Maschine, montiert sind;

Figur 5 ein Teilstück eines Vertikalschnitts des Aufbaus gemäß Figur 4 nach der Linie 5-5 in Pfeilrichtung

gesehen: , ο

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ORlGfNAL JNSPECTEO

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Figur 6 ein Teilstück eines VertikalSchnitts des Aufbaus gemäß Figur 5 nach der Linie 6-6 in Pfeilrichtungj

Figur 7 ein Teilstück eines Vertikalschnitts des Aufbaus gemäß Figur 5 nach der linie 7-7 in Pfeilrichtung}

Figur 8 eine perspektivische Ansicht eines Z-Schlittens und ein Teilstück der Y-Stellschiene der Vorrichtung gemäß Figur 2;

Figur 9 eine perspektivische Darstellung einer Zwischenstückvorrichtung $

^ Figur 10 ein Teilstück eines Formschnitts durch Figur 9 ™ gemäß Linie 10-10 in Pfeilrichtung;

Figur 11 ein Teilstück eines Formschnitts nach der Linie 11-11 gemäß Figur 9 in Pfeilrichtung gesehen;

Figur 12 eine chematische Darstellung einer Kontrollanlage für die Vorrichtung gemäß Figur 2, wobei die Bearbeitungswerkzeuge durch ein Prüfwerkzeug ersetzt sind;

Figur 13 eine chematische Darstellung einer Kontrollanlage für die Bearbeitungsmaschine gemäß Figur 3»

Figur 14 eine Teilansicht, die das Schnittverhältnis einer kegelförmigen Fräser-Schneidvorrichtung und zweier Schneidvorrichtungen mit Messerklingen während der Herstellung einer dreidimensional verlaufenden Linie zeigt;

Figur 15 einen Schnitt nach der Linie 15-15 gemäß Figur 14»

Figur 16 eine Prinzipdarstellung einer Schneidvorrichtung mit Messerklingen;

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Figur 17 einen Schnitt gemäß der Linie 17-17 nach Figur 16 in Pfeilrichtung}

Figur 18 einen Schnitt nach der Linie 18-18 gemäß Figur 16 in Pfeilrichtung gesehen;

Figur 19 ein Diagramm einer Spitzfräsvorrichtung zur Bearbeitung einer Umrißfläche eines Urmodells gemäß Figur 1 j

Figur 20 die Anordnung zur Herstellung einer Umrißfläche unter Verwendung eines Spitzfräsers auf einer Sinus-Platte j

Figur 21 die Anordnung einer Winkelvorrichtung für einen

Werkzeugkopf zur Bearbeitung der gegenüberliegenden Flächen an dem Rohmodell.

In Figur 1 ist die Bearbeitung einer vorderen Umrißfläche 251 gemäß dem Verfahren nach der Stammanmeldung beschrieben, wobei alle verwendeten Bezugszahlen mit denen der Stammanmeldung übereinstimmen. Zur Bearbeitung wird eine Fräsmaschine gemäß Figur 2 verwendet. Die automatische und maschinelle Herstellung der Längs- und Quernuten am Rohmodell wird dabei anhand von zweidimensionalen Daten (Schablonen) vorgenommen. Die Verschiebungen der drei Maschinenteile % zur Ausführung von Bewegungen in der X-, Y- und Z-Koordinate sind in der Figur 1 durch Pfeile gekennzeichnet, die die Richtung der Bewegung angeben und durch Buchstaben entsprechend der besonderen Verschiebung identifizieren. Dabei ist das Modell 238 in einer Nut 56, 57 auf einem Schlitten 53 der Vorrichtung nach Figur 2 befestigt. Zur Bearbeitung der Umrißfläche wird gemäß Figur 1 eine X-Z-Schablone 247 verwendet, durch die ein Walzenfräser 249 gesteuert wird. Außerdem wird eine X-Y-Schablone 248 dazu benutzt, den Fräser 249 derart zu steuern, daß die Vorderkante 250 eines Rohmodells 238

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vollständig überdeckt ist. Die Umrißfläche 251 stellt noch nicht die endgültige Fläche dar, die für das Modell in diesem Bereich angefertigt wird, sondern umfaßt nur die erβte Stufe der Gestaltung der vorderen Umrißfläche des fertigen Modells. Gemäß Figur 1 sind die Schablonen 247, 248 an einem Schablonenträger 168 in geeigneter Weise befestigt. Kanten 252 und 253 der Schablonen 247, 248 stellen Vergleichsflächen zu den vorderen und seitlichen Vergleichsflächen einer Modellgrundkonstruktion dar.

Der Zylinderfräser 249 ist an einer Hohlwelle 76 eines Werkzeug- ^ kopfes 72 der in Figur 2 dargestellten Fräsvorrichtung arbeitsbereit eingesetzt. Zu seiner Bewegungssteuerung dient eine stilistische Schneidvorrichtung 254, die ebenfalls nahezu zylindrisch ausgebildet ist. Überdies ist sie mit einer nach außen zugespitzten zylindrischen Fläche versehen, die mit den Abschrägungen der stilistischen Schneidvorrichtungen 164, 165 gemäß Figur 14 übereinstimmt. Die stilistische Schneidvorrichtung 254 ist in eine bekannte X-Z-Stellvorrichtung 122 eingesetzt, eine kurze stilistische Schneidvorrichtung 164 ist einsatzbereit in einer X-Y-Stellvorrichtung 143 gezeigt. Als Ausgangspunkt für die an der Außenseite des w Modells 239 anzubringende Kontur dient der Punkt 255, wobei der Werkzeugkopf an einem Schlitten 60 der Vorrichtung gemäß Figur 2 befestigt ist. Die Stellvorrichtung 122 wird eingestellt, so daß die Tastfläche der stilistischen Schneidvorrichtung 254 an dem Schablonenausgangspunkt 256 steht. Die X-Y-Stellvorrichtung 143 wird in bekannter Art so eingestellt, daß die Anschlußfläche der stilistischen Schneidvorrichtung 164 an dem Schablonenausgangspunkt 257 steht. Sodann kann die vordere Peripherie-Kontur 251 des Modells 239 entsprechend der Form der Schablone 247 in an sich bekannter Weise geschnitten werden, bis die Punkte 258, 259, 260

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erreicht sind.

Das Schneiden der hinteren Umrißfläche 261 des Modells geschieht in gleicher Weise unter Verwendung entsprechend geformter Schablonen, die dem Verlauf der gewünschten Umrißfläche entsprechen.

Figur 2 zeigt eine Fräsmaschine, die zur Ausführung des Verfahrens gemäß der Stammanmeldung Verwendung findet. Die X-Komponente wird dabei durch die X-Führung eines Tisches 53 dargestellt, der in Längsrichtung auf eine» verlängerten Bett 54 verschiebbar montiert ist, und dabei durch V-Bahnen 55 geführt wird. Außerdem ist der Tisch 53 mit Längs-T-lfuten 56 und Quer-T-Nuten 57 für die Halterung eines Modells versehen. Der Tisch 53 wird auf dem Bett 54 durch manuell betätigte Kontrolleinrichtungen eines üblichen H.obeltisches vor- und rückwärts angetrieben, ggf. wird ein Motor kleiner Leistung eingesetzt.

An der Rückseite des Bettes 54 ist eine vertikal verlängerte Säule befestigt, die an der Vorderseite und einer Längsseite mit je einer Bahn 59 zur Bildung der vertikalen Richtung für die Y-Komponente versehen ist und mit einer Y-Stellschiene 60 zusammenwirkt, die sich > auf einer horizontalen Fläche befindet und mit einem Paar parallel verlaufender, vertikal unterteilter Bahnen 61 quer über das Gestell und senkrecht zur Säule 58 verläuft. Ein Z-Führungsschlitten 62 und Befestigungsmittel umfassen die Z-Komponente, wobei die Bewegung auf den Bahnen 61 vor- und rückwärts und bezüglich des X-Führungstisches 53 verschiebbar erfolgt. Der Schlitten 62 trägt den Werkzeugkopf und die Befestigungsmittel, die später noch ausführlich beschrieben werden .

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In Figur 3 ist eine weitere Ausführungsform einer Torrichtung zur Herstellung kleinerer Modelle dargestellt. Dabei umfaßt der X-Führungstisch 63 eine Präziaions-Anrißplatte, die einsatzbereit für Längslauf auf dem Y-Führungsknie 64 montiert ist. Wie in der Figur zu sehen ist, wird der X-Führungstisch 63 durch eine schwalbenschwanzartige Bahn 65 gelenkt, die auf der oberen Seite des Y-Führungsknies 64 gebildet wird. Der X-Führungstisch 63 ist mit üblichen längs-T-Futen 66 und Quer-T-Nuten 67 versehen, die genau ausgerichtet und unterteilt sind, um ein Modell auf dem X-Führungstisch 63 in Stellung zu bringen und zu halten. Der X-Führungstisch wird auf dem Y-Führungsknie durch allgemein übliche Antriebsmittel vor- und rückwärts angetrieben.

Die Maschine, die in Figur 3 gezeigt wird, ist mit einem kombinierten Säulenfuß, der durch 68 allgemein erklärt wird, und die vorher erwähnten X-, Y- und Z-Komponente unterstützt. Vertikal zur vorderen oder zur Bearbeitungsseite des Säulenfußes 68 befindet sich eine Führungsbahn 69, auf welcher das Y-Führungsknie verschiebbar montiert ist.

Auf der Spitze des kombinierten Säulenfußes befinden sich Bahnen 70, auf die ein Z-Stößelschlitten 71 verschiebbar montiert- ist. Ein Werkzeugkopf, der allgemein mit 72 angegeben ist, ist an der vorderen Seite oder an der Bearbeitungsseite des Z-Stößelschlittens 71 einsatzbereit montiert. In Figur 2 und 3 ist zu erkennen, daß der Stößelkopf 72 bei den beiden Maschinen in diesen Figuren auswechselbar ist, obwohl er auf verschiedenen Komponenten an jeder Maschine aufgebaut ist.

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In den Figuren 4 und 5 ist der Stößelkopf 72 beschrieben, der die vertikal gelagerte röhrenartige Konstruktion 73 zeigt, an deren oberen Ende ein Antriebsmotor 74 einsatzbereit montiert ist; es kann irgendein beliebiger elektrischer oder Strömungs-Motor sein. Die Kraftwelle des Motors 74 ist mit der Antriebswelle 75 verbunden, die mit einer konventionellen Nute in der Hohlwelle 16 verschiebbar angeschraubt ist. An der äußeren Fläche der Hohlwelle 76 ist die Zahnstange 77 angebracht, die mit dem Antriebskegelrad 78 eingekuppelt ist und mit der Handkontrolle 79 verbunden ist, um das Antriebskegelrad 78 in Betrieb zu setzen, damit die Hohlwelle 76 manuell auf- und abwärts zu bewegen ist. Die Hohlwelle kann in verstellbaren Positionen < ^ durch Verschlußmittel abgesperrt werden.

In Figur 5 ist der Stößelkopf an der Rückseite mit einer aus einem Stück bestehenden Fläche 80 versehen, die durch lösbare Schrauben am Drehkopf 82 befestigt ist. Der Drehkopf 82 hat eine runde ΙΕ-Nute 83, in der die Schraubenköpfe 81 befestigt sind. An der Rückseite der Stößelkopffläche 80 ist eine Führungsnabe 84$ die drehbar im passenden Führungsloch 85 anmontiert ist und an der Yorderseite des Drehkopfes 82 gebildet wird, Ss wird zum Ausdruck gebracht, daß der Stößelkopf 72 in irgendeiner beliebigen Winkelposition inner- \ halb 360° befestigt werden kann entsprechend zum Drehkopf 82, indem er um die Führungsnabe 84 drehbar gelagert werden kann und in dieser Position durch Anziehen der Schrauben 81 gehalten werden kann.

In den Figuren 4» 5 und 6 ist der Stößelkopf auf den Drehkopf 82 montiert, der an der Rückseite mit der Hohlfläche 86 versehen ist, die wiederum mit der gewölbten Fläche 87 an der vorderen Seite der Drehschiene 88 übereinstimmt. Die gewölbte Fläche 87 ist mit einem Paar T-Wuten 89, die quer unterteilt sind, versehen, worin die

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Schrauben 90 festgehalten werden. Es wird daraufhingewiesen, daß der Drehkopf 82 in irgendeiner beliebigen Winkelposition innerhalb 90 angebracht werden, entsprechend zur Drehschiene 88, und durch Anziehen der Schrauben 90 in dieser Position ghalten werden kann. Der Drehschlitten 88 ist so montiert, daß er auf den schwalbenschwanzartigen Bahnen 92 zu verschieben ist} diese Bahnen werden auf dem vorderen Schlittenaufbau 93 durch ein Paar vertikal unterteilter schwalbenschwanzartiger Befestigungsteile 91 gebildet.

In Figur 5 und 7 ist der Schlittenaufbau 93 auf der Rückseite mit der aus einem Stück bestehenden Führungsnabe 94 abgebildet, die drehbar im passenden Führungsloch 95 an der Vorderseite des Z-Fuhrungsschlittens 62 eingeschraubt ist. Der Schlittenaufbau 93 wird in entsprechenden Winkelpositionen zum Führungsschlitten (Z) 62. durch mehrere Schrauben 96 befestigt; die Schraubenköpfe bleiben dabei in der ringförmigen T-Nute 97 an der Vorderseite des Z-FührungsSchlittens 62.

Es wird zum Ausdruck gebracht, daß die Konstruktionseigenschaften der Einrichtung zwischen dem Z-Führungsschlitten 62 und dem Werkzeugkopf 72 dem letztgenannten Stößelkopf unwillkürlich die Möglichkeit geben, sich in verschiedene Richtungen zu bewegen; in horizontaler Lage kann er als Z-Schlitten angewendet werden und bei vertikaler Drehung kann er als Y-Schlitten benutzt werden. Jede andere Lage kann genommen werden; das Werkzeug kann unter Zeichnuhgskontrolle an der Fläche, die durch den Winkel am Schlittenaufbau 93 gebildet wird, bewegt werden.

Die Maschinen, die bei dieser Erfindung angewendet werden, müssen entweder linear oder drehbar zu führen sein, oder müssen eine An-

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triebskraft bestzen, z.B. Schrauben, Wellen, Zylinder usw., Mittel, die genau die entsprechende Entfernung der zu bewegenden Teile messen, um eine genaue Lagerung der- Teile für eine Bearbeitungsoperation gewährleisten zu können. Solche Lehren-Mittel gehören zu vielen Maschinen und stellen eine Art Ablesetafel dar, z.B. ein Messapparat, oder eine indirekte Ableseart würde durch einen Umlaufzähler ausge.übt.

Alle Komponsnte', die entweder das zu bearbeitende Modell halten oder in die richtige Lage bringen, oder beides ausführen, müssen so ausgerüstet sein, daß sie das Modell richtig verlagern können, um die Genauigkeit zu garantieren. Diese Mittel können wiederum solche Eigenschaften aufnehmen, die das Modell in dieser Stellung sichern} gewöhnliche T-Nuten werden für diese Zwecke abgeglichen und unterteilt.

Ein Teil des Lehren-Materials wird für die genaue Messung der vorher erwähnten Entfernung eingesetzt (Figur 8). In dieser Figur ist eine Perspektiv-Aiisicht des Z-Führungsschlittens 62 und ein Bruchteil der Y-Stellschiene 60 der Maschine, die in Figur 2 abgebildet ist, dargestellt. 98 in Figur 8 verkörpert einen allgemeinen Mess-Stock, der an der Vorderseite der I-Stellschiene 60 angebracht ist. An einer Seite des Z-Führungsschlittens 62 ist eine Feinstell-Messeinrichtung 99 angebracht, die durch passende Kittel am Sehlitten befestigt ist, und die dafür bestimmt ist, mit dem Mess-Stock 98 zusammenzuarbeiten, um dem Maschinenarbeiter die Messung des Z-Führungsschlittens 62 im Verhältnis zur Y-Stellschiene 60 zu ermöglichen. 100 stellt ein anderes Messgerät dar: ein allgemeines Hessrad-Instrument, das die Entfernung misst, die der Z-Führungsschütten 62 im Verhältnis zur Y-Stellschiene 60 zurücklegt. Das Messrad 100 wird durch passende Mittel am Z-Führungsschütten 62 befestigt, z.B. durch einen Auf-

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satz 101. Es sollte darauf geachtet werden, daß das Messrad 100 mit einem Drehglied versehen ist, das mit Y-Stellschiene 60 ständig in Kontakt ist, weil sich der Z-Führungsschlitten 62 entsprechend zur Y-Stellschiene bewegt.

Eine indirekte Art Lehren, z.B. ein Umlaufzähler, kann ebenfalls dazu benutzt werden, die vorher erwähnte Entfernung zu messen. In Figur 4, 5 und 8 wird der Y-Führungsschlitten 62 durch eine allgemein übliche Schraube und Muttern angetrieben. Eine Mutter 102, die am besten in Figur 5 zu sehen ist, ist an der Rückseite des Z-Führungsschlittens befestigt und mit der Führungsschraube 103 eingegriffen, die in der Y-Stellschiene 60 eingearbeitet ist. Die Führungsschraube 103 wird durch den Motor 104 angetrieben, der elektrisch oder mit einem Flüssigkeitsgetriebe gefahren werden kann. Ein Umlaufzähler 106 ist mit der Motorwelle 104 verbunden, die als mechanische Welle abgebildet ist, obwohl zum Ausdruck gebracht wird, daß jede andere Art genommen werden kann, z.B. ein ferngesteuerter Elektronenzähler.

Die vorhergenannten X-, Y- und Z-Komponente und beliebige Maschinenteile, die sich in Beziehung zueinander bewegen und die zusammen diese Methode bearbeiten, wurden mit dem Lehren-Mittel nach Figur 8 ausgerüstet.

In Figur 9 ist eine XZ-Vorrichtung und ein Aufbau eines Verbindungsstückes gezeigt, die einsatzbereit zu einem Auszug des Stößelkopfes und dem Montageunterbau stehen. 106 beschreibt eine Verbindungsstück-Aufnahme, die mit dem Verbindungs-Sabelkopf 107 ausgerüstet ist, damit die Aufnahme des Verbindungsstückes an der passenden Fläche 108 erfolgen kann (Figur 5). Diese Aufnahme wird an der Vorderseite des Zier.)"-fee 66 gebildet (vergl. Figur 4 und 5).

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In dem Aufbau des Verbindungsstückes in Figur 9 ist weiterhin die Verlängerungsstrebe 109 einbegriffen (vergl. Figur 10 und 11), die regulierbar auf der Verbindungsaufnahme 106 durch mehrere schwalbenschwanzartige Muttern 110 befestigt ist, die wiederum mit lochschrauben 111 angeschraubt sind. Eine Vorrichtungs-Drehschiene 112 ist verschiebbar auf die Verlängerungsstrebe montiert und ist so befestigt, daß sie durch die schwalbenschw_anzartige Mutter 113 reguliert wird, die wiederum durch eine der hexagonalen Kopfschrauben 114· an Ort und Stelle befestigt ist. Die Drehschiene 112 ist mit einer ganzen, nach außen verlängerten Steuerung 115 versehen, auf die die Drehaufnahme 116 so montiert ist, daß sie umgedreht werden kann. Die Aufnahme 116 ist so abgebildet, daß sie durch das Keilschloß 117 und durch das Spannschloß 118 lösbar auf die Steuerung befestigt wird.

Eine zweite Vorrichtungs-Drehschiene 119 ist am äußeren Ende der Aufnahme 116 in derselben Art und mit einer ähnlichen Konstruktion wie in Figur 11 angebracht und die Aufnahme 116 mit der Drehschiene 112 verbindet. In Figur 9> 10 und 11 ist ein Verlängerungsarm regulierbar an der Außenseite der zweiten Drehschiene 119 anmontiert und mit einer ähnlichen schwalbenschwanzartigen Mutter wie in 113 befestigt. Eine schwalbenschwanzartige Aufnahme des Verbindungsstückes 121 ist am unteren Ende des Verlängerungsarms 120 einsatzbereit anmontiert, um eine schwalbenschwanzartige zur Konstruktion passende hydraulische Vorrichtung 122 zu erhalten.

Es wird zum Ausdruck gebracht, daß die XS-Vorrichtung und die Struktur des Verbindungsstückes, die in Anlehnung an die Maschine in Figur 3 gezeigt ist, dieselbe XZ-Vorrichtung und Struktur darstellen, wie sie für die Maschine unter Figur 2 in Frage kommen, und

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in derselben Art an den Werkzeugkopf 72 befestigt werden, wie es in Figur 9 erklärt ist.

In Figur 4 ist eine XY-Vorrichtung und ein Einstell-Mechanismus werden an der Y-Stellschiene 60 im Einsatz gezeigt-, die einen XY-Vorrichtungsschlitten 123 umfasst, der verschiebbar auf der Bahn an der Y-Stellschiene 60 befestigt ist. Dieser Vorrichtungsschlitten 123 ist so an der Bahn 61 befestigt, daß er durch ein normales Keilschloß 124 in die gewünschte Position gebracht werden kann. Dieses Keilschloß 124 wird durch die Schraube 125 festgehalten. Die Bchwalbenschwanzartigen Bahnen 126 sind bei diesem XY-Vorrichtungsschlitten 123 an der vorderen Seite oder an der Seite des Operateurs angebracht, die mit den gleichartigen Bahnen 127 an der Rückseite der vertikalen Schiene 128 in der XY-Vorrichtung übereinstimmen. Die vertikale Schiene 128 ist durch das Kurbelrad 129 manuell auf und ab zu verstellen, das mit der Achse 130 in Verbindimg steht, und am inneren Auslauf mit dem Gewinde 131 versehen ist. Das Gfewinde 131 ist mit dem Gewinderad 132 eingekuppelt, das fest an die Achse 133 montiert ist, und am entgegengesetzten Ende das Kegelrad 134 trägt, das wiederum mit dem passenden Kegelrad 135 verkuppelt ist. Das Kegelrad 135 sitzt fest am unteren Ende der Führungsschraube 136, die mit der Mutter 137 an der vorderen Seite des XY-Vorrichtungsschlittens 123 verschraubt ist.

In Figur 4 wird das Grundgestell des XY-Vorrichtungsschlittens gezeigt, das durch beliebige passende Hilfsmittel am unteren Ende der vertikalen Schiene 128 befestigt werden kann. Dieses Grundgestell 138 »fAS^an der Vorderseite schwalbenschwanzartige Bahnen 139 vor, an denen der XY-Vorrichtungsschlitten 140 verschiebbar montiert ist. Der XY-Vorrichtungsschlitten 140 kann durch das Kurbelrad 141 manuell eingestellt werden; dieses Kurbelrad ist mit der Führungsschraube

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verbunden und durch eine Mutter verschraubt (nicht abgebildet), die an der Rückseite des XY-Vorrichtungsschlittens HO befestigt und der Mutter 137 ähnlich ist. Die XY-Vorrichtung 143 wird durch den XY-VorrichtungsBChlitten HO getragen-und kann mit allen passenden Hilfsmitteln befestigt werden. Die XY-Vorrichtung 143 ist eine übliche hydraulische Vorrichtung, die der Vorrichtung 122 ähnelt.

Ähnlich in der Durchführung dieser Methode zeigt die Maschine unter Figur 3 einen Ein3tell-Mechanismus (Figur 4), der am Grundpfeiler in jeder gewünschten Lage anmontiert werden kann. Es soll hiermit klar zum Ausdruck gebracht werden, daß, wenn die Modelle, die auf der Maschine gemäß Figur 3 gefertigt werden, sich in einem kleineren Umfang bewegen, der Einstell-Meehanismus der XY-Vorrichtung entsprechend kleiner gehalten werden muß.

Das Stellwerk, das bei dieser Methode eingesetzt wird und die Bewegungen der Y- und Z-Teile genau in Übereinklang mit den Kontroll-Informationen bringt, ist an und für sich bekannt und kann für hydraulische Vorrichtungen, photo-elektrische Taster, elektromagnetische Gewinde, Lochkarten, Bandaufnahmen usw, angewendet werden. Eine geeignete photoelektrische Vorrichtung ist bei der Firma Westinghouse Canada Ltd. erhältlich; Die Firma Electronic Division of Seneca Falls Machine Co. of Seneca Falls, Wisconsin, hält/fe"S^e eignete elektromagnetische Vorrichtung auf Lager. Geeignete elektrische Übermittlungssysteme, die für diese Erfindung in Frage kommen, werden in den US-Patenten Nr. 2,959,191 und 3,017,863 in Einzelheiten beschrieben und gezeigt. Ein passendes hydraulisches Servo-Antriebssystem, las für numerische Kontrolle bestimmt ist, wird im US-Patent lir. 2,994,304 in Einzelheiten beschrieben und

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gezeigt. Auf die Darstellung des Stellwerkes wird daher verzichtet.

Die Vorrichtungen gemäß Figur 2 und 3, die für die Ausführung des Verfahrens nach der Stammanmeldung eingesetzt werden, sind so erklärt worden, daß die Verschiebung der Z- und Y-Teile durch automatische Mittel während der Bearbeitungsoperation kontrolliert werden, wogegen die Steuerung des X-Komponenten weiterhin in die Richtung und in der Geschwindigkeit verläuft, die vom Maschinenarbeiter eingestellt wird.

Die automatisch kontrollierten Teile der Maschinen, die in Figur und 3 gezeigt werden, ähneln ihnen insofern, da sie so angetrieben und kontrolliert werden, daß dieselbe Richtung eingehalten wird, jedoch physikalisch verschieden konstruiert sind.

Die Drehschiene 88 der Vorrichtung gemäß Figur 2, 4 wird an den schwalbenschwanzartigen Bahnen auf dem Schlittenaufsatz 93 durch den hydraulischen Zylinder 14-4 angetrieben, der an einer Seite an dem Schlittenaufsatz 93 mit seiner Zylinderstange befestigt ist, die wiederum an der Drehschiene 88 sitzt. Die Operation des hydraufc lischen Zylinders 144 wird durch die XY-Vorrichtung 122 kontrolliert (Figur 9)ι die durch die Abweichung angetrieben wird, die durch die Verbindung einer stilistischen Schneidvorrichtung mit dem Umriß einer XZ-Schablone hervorgerufen wird.

In der Konstruktion nach Figur 3 wird der Z-Stößel-Schlitten 71 vor- und rückwärts durch Hilfe des hydraulischen Z-Zylinders 146 angetrieben, der an dem Z-Stößel-Schlitten 71 befestigt ist; der Zylinder 147 ist an der Grundsäule 68 befestigt. Die Operation des Z-Zylinders 146 wird durch XZ-Vorrichtung 122 in derselben Weise

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kontrolliert, wie die XZ-Vorriclitung 122 (Figur 9) den Z-Zylinder für die Maschine gemäß Figur 2 kontrolliert.

Diese Figur 2 zeigt, wie dli Y-Stellsehiene 60 auf- und abwärts auf den Bahnen 59 durch den hydraulischen Y-Zylinder 148 angetrieben wird, der auf dem Aufbau der Y-Säule 58 befestigt ist| das Verbindungsstück 149, das an der Y-Stellschiene 60 befestigt ist, unterstützt diese Operation. Die Operation des Y-Zylinders 148 wird durch die XY-Vorrichtung 143 und der XY-Schablone, die später beschrieben wird, kontrolliert«,

In Figur 3 wird das Y-Sehlittenknie durch den Y-Zylinder 150 auf- und abwärts angetrieben, der sich an der Grundsäule 68 und am -Verbindungsstück 151 des Y-Zylinders 150 befindet, der wiederum am Y-Schlittenknie 64 befestigt ist. Die Operation des Y-Zylinders 150 wird durch die XY-Vorrichtung 143 und durch die XY-Sclstolone kontrolliert.

Die Vorrichtung nach Figur 3 ist mit einer konventionellen Handrad-Einstellvorrichtung 152 und 153 versehen, die den X-Schlittentisch in Längs- und Querrichtung genau einstellt, jenachdem wie ein Modell, das auf dem X-Schlittentisch 63 angeordnet ist, in Beziehung zu dem Werkzeugkopf gebracht werden soll.

Alle Maschinenteile, die vorher beschrieben wurden und für die Bearbeitung eines Modells eingesetzt werden, sind mit den vorher erwähnten manuellen Hilfsmitteln, versehen, um diese !Deile in eine genaue Anfangaposition zu bringen., aua der der Maschinenarbeiter oder der vorher erwähnte Vorrichtungs-Kontroll-Mechanismus die Verschiebungen der genannten Teile kontrolliert.

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Figur 12 und 13 stellen schematische Kontroll-Diagramme für die Maschinen gemäß Figur 2 und 3 dar. Wie sehen vorher angegeben, müssen gewisse Teile dieser Maschine unter Kontrolle des Stellwerks stehen, das nach zweidimensionalen Unterlagen geleitet wird, um dadurch bestimmte Stufen dieser Erfindung ausführen zu können.

Figur 12s die Verschiebung des X-Schlittens 53 steht unter Kontrolle des Maschinenarbeiters, wogegen die Y- und Z-Bewegungen automatisch kontrolliert werden. Der hydraulische Flüssigkeitsbehälter 154 befindet sich am oberen Ende im automatischen Kontrollsystem für die Y- und Z-Verschiebungen; an diesen Behälter ist die Y-Pumpe 155 einsatzbereit anmontiert. Die Y-Pumpe 155 zieht Flüssigkeit aus dem Behälter 154 und leitet sie unter Druck durch die hydraulische Zufuhrleitung 156 zum Ventil der XY-Vorrichtung 143» Aufgrund der Ventillage in der XY-Vorrichtung 143 läuft die Flüssigkeit entweder durch die hydraulische Zufuhrleitung 157 oder 158, um entsprechend das Zylinderstück 149 auf- und abwärts zu bewegen. Die Auf- und Abwärtsbewegung des Zylinderstücks 149 hebt oder senkt die Y-Stellschiene 60 auf der Säule 58 in Übereinstimmung mit der Ventillage in der XY-Vorrichtung 143. Nehmen wir an, daß die hydraulische Flüssigkeit unter Druck in das obere Stück des Zylinders 148 durch die .Leitung 157 zugeführt wird, so wird die hydraulische Flüssigkeit aus dem unteren Stück des Zylinders 148 durch die hydraulische Leitung herausgepumpt, - die Richtung wird durch das Ventil an der XY-Vorrichtung 143 bestimmt - und läuft dann durch die Auspuffleitung 15.9 in den Behälter 154 zurück.

Das Kontrollsystem gemäß Figur 12 sieht vor, daß die Operation der Vorrichtung so eingestellt ist, daß der Y-Schlitten 60 immer abwärts zuführt, es sei denn, daß eine Aufwärts- oder Halteeinstellung

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erfolgte. Daher wird die stilistische Schneidvorrichtung I64, befestigt an der XY-Vorrichtung 143, in dieser Anordnung immer in Verbindung mit der Umrißkante der Schablone 166 stehen. Die Schaflone 166 wird durch die Schablonen-Einsfcll-vorrichtung 168 auf den !-Schlitten 53 montiert, und eine entsprechende Bewegung zwischen der Schablone 166 und der stilistischen Schneidvorrichtung 164 erfQlgt durch die Verschiebung des X-Schlittens 53. Da die tJmrißkante der Schablone 166 dahin tendiert, die stilistische, Schneidvorrichtung 164' zu verlagern, stellt sich eine geringe Abweichung ein, die die Ventillage in der XY-Vorrichtung 143 verändert und so die gesamte Bewegung in dem Y-Schlitten 60 hervorruft. Zum Bei- j spiel, wenn die stilistische Schneidvorrichtung 164 in Verbindung mit einem horizontalen Bereich der Ümrißkante der Schablone 166 steht, wird sie in der Position abgelenkt, wobei das Ventil geschlossen bleibt; keine Flüssigkeit kann weder durch Leitung 157 noch durch Leitung 158 laufen und der Y-Schlitten 60 bleibt in Einstellposition. Wenn die stilistische Schneidvorrichtung I64 einen aufwärts gerichteten oder schrägen Teil der Umrißkante der Schablone berührt, wird sie in der Position abgelenkt, wobei das Ventil geöffnet ist und Flüssigkeit unter Druck durch die Leitung 158 einlaufen und durch die Leitung 157 wieder auslaufen läßt? dadurch entsteht { eine Aufwärtsbewegung des Zylinder-Endstücks 149 und des Y-Schlittens 60. Wenn iie stilistische Schneidvorrichtung I64 mit einem abwärtsgehenden Bereich der Umrißkante der Schablone 164 in Berührung kommt, wird das Ventil der XY-Vorrichtung 143 unwillkürlich in die entgegengesetzte Richtung gelenkt, um die stilistische Schneidvorrichtung mit der Umrißkante in Verbindung zu halten; dabei strömt Flüssigkeit vom Zylinder 148 durch die Leitung 158 aus und wird unter Druck in Leitung 157 zugeführt, um so das Zylinder- ' Endstück 149 und den Y-Schlitten oO abwärts zu verlagern. Die XY-

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Vorrichtung 143 ist an dem Y-Schlitten 60 durch vorher beschriebenen XY-Vorrichtungseinstellmechanismus befestigt, der in Einzelheiten in Figur 4 gezeigt ist; es sollte darauf hingewiesen werden, daß sich diese zwei Teile in vertikaler Richtung als eine Einheit Wegen.

In Figur 12 bedient der Behälter ebenfalls eine hydraulische Z-Pumpe 160, die dem Behälter Flüssigkeit entnimmt und sie unter Druck durch die hydraulische Zufuhrleitung 161 zum Ventil der XZ-Vorrichtung 122 führt. Das Ventil der XZ-Vorrichtung 122 führt die Flüssigkeit wahlweise unter Druck zur Leitung 162 oder 163 und zum hydraulischen Zylinder 144ι um das Zylinder-Endstück 145 und den Z-Schlitten 88 übereinstimmend mit der Lage des besagten Ventils entsprechend zu bewegen. Wenn die Flüssigkeit in den Zylinder 144 durch die Leitung 162 zugeführt wird, läuft die Flüssigkeit am entgegengesetzten Ende des Zylinders durch die Leitung 162 ab, wird durch das Ventil der XZ-Vorrichtung 122 gelenkt, dann zur Auspuffleitung 159 und zurück zum Behälter 154. Die Funktion der XZ-Vorrichtung 122 ist dieselbe wie die vorher beschriebene XY-Vorrichtung 143 und veranlaßt den Werkzeugkopf 72, sich in Querrichtung entsprechend zum X-Schlitten 53 zu verlagern. Die XZ-Vorrichtung ist mit dem Drehkopf durch den vorher beschriebenen Vorrichtungs-Verbindungsmechanismus (gemäß Figur 9) einstellbar verbunden. Die XZ-Vorrichtung 122 wird mit einer stilistischen Schneidvorrichtung 165 gezeigt. Die stilistische Schneidvorrichtung 165 verbindet die Umrißkante der XZ-Schablone 167, die am Schablonenhalter 168 auf dem X-Schlitten 53 befestigt ist.

Figur 13 ist ein schematisches Diagramm des Steuerkreises für eine Maschine, die der Maschine unter Figur 2 ähnlich ist. Die Teile

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des Steuerkreises in Figur 13, die den Teilen des Steuerkreises in Figur 12 ähneln, sind gleich numeriert. Die Bewegung des X-Schlittens 63 steht in ähnlicher Art unter Kontrolle des Maschinenarbeiters wie die Verschiebungs-Kontrolle des X-Schlittens 53 für die Maschine in Figur 12. Die XZ-Vorrichtung 122 kontrolliert die Verlagerung des Stößel-Schlittens 71 in derselben Art, wie es für die XZ-Vorrichtung 122 und für den Z-Schlitten 88 in Figur 12 beschrieben wurde; sie wird mit denselben Mitteln an dem Werkzeugkopf 72 befestigt, wie es in Figur 12 gezeigt ist. Die XZ-Vorrichtung 122 wird durch dieselbe Schablonenanordnung in Bewegung gesetzt, wie in Figur 12 beschrieben ist, nur mit der Ausnahme, daß die Scha- j blone 167 auf einen separaten Aufsatz montiert ist. Das Y-Schlittenknie 64 wird ebenso vpn der XY-Vorrichtung 143 kontrolliert, wie es für den Y-Schlitten 60 und für die XY-Vorrichtung 143 in Figur 12 beschrieben wurde. Jedoch ist die XY-Vorrichtung 143 (Figur 13) auf eine Grundsäule 68 montiert und verschiebt sich nicht mit dem Y-Schlittenknie 64. Ebenso ist zu sehen, daß die Schablone 166 auf einen separaten Aufsatz 168 montiert ist.

Obwohl der automatische Steuerkreis derselbe ist, unterscheidet. sich die Anordnung zwischen den Maschinenkonstruktionen der I Figuren 2 und 3» was deutlich in Figur 12 und 13 zu erkennen ist.

Die Steuerung der Werkzeuge und der verschiedenartigen Bewegungen in der X-, Y- und Z-Komponente erfolgen in an sich bekannter Weise, wie bei Kopierfräsmaschinen und dergl.. Zur Steuerung der Bewegung der verwendeten Werkzeuge, insbesondere der kegelförmigen Fräser, nach einer Schablonenform wird eine Anordnung verwendet, wie sie in Figur Η beschrieben ist und die im folgenden als "stilistische Schneidvorrichtung mit Messerklingen" bezeichnet wird. Dabei zeigt

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Figur H ein Teilstück eines Motorhaubenmodells 12 und einen Schablonenhalter .168 auf der Oberfläche des Tisches 53 (Figur 2). Der kegelförmige Fräser 208 wird einsatzbereit am Modell gezeigt, eine lange stilistische Schneidvorrichtung 165 und eine kurze stilistische Schneidvorrichtung 164· sind einsatzbereit auf zwei Schablonen 167, 166 dargestellt, die auf dem Schablonenhalter 168 befestigt sind. Eine Spitze 209 des Fräsers 208 befindet sich an einem Punkt, der die gewünschte Fläche 210 darstellt, wobei eine unbearbeitete Fläche 211 des Modells 12 durchschnitten wird. Eine hypothetische, horizontale Niveaulinie 212 durch den Schnittpunkt

^ der gewünschten Fläche 210 und die Spitze 209 ist horizontal nach rechts verlängert gezeichnet, wodurch ersichtlich ist, daß die maßgebende Fläche der Schablone 167 auf dieser Linie 212 liegt. Die Linie 212 schneidet sich weiterhin mit der Konturkante der Schablone 166. Die lange Schneidvorrichtung 165 ist einsatzbereit an der Konturkante der Schablone 167 in einer abweichenden Position gezeigt, wobei die Mittellinie 213 der Schneidvorrichtung 165 entsprechend der Winkellage der vertikalen Mittellinie 216 einer Stellvorrichtung 122 bekannter Art ausgerichtet ist, die die Schneidvorrichtung 165 an ihrem Montageschaft 192 trägt. Eine ver-

P tikale Linie 215 wird durch den Schnittpunkt der gültigen Schablonenfläche 166 und der Linie 212 gebildet; dabei verlaufen die vertikalen Linien 214, 215 parallel zur Mittellinie des Fräsers 208,

Die kurze stilistische Schneidvorrichtung 164- liegt an der Schablonenkante 166 in abweichender Position an, wobei die Mittellinie 216 der Schneidvorrichtung 164 winklig zur horizontalen Niveaulinie 212 dargestellt ist. In Figur 14 sind die Verbindungskanten der stilistischen Schneidvorrichtungen 164, 165 genau lotrecht zu ihrer Schablonenfläche so dargestellt, als ob sie die

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Schablonen -166, 167 miteinander verbinden. Sie können axial verschoben werden, ohne daß dabei eine Abweichung auftritt.

In Figur 12 ist die Anordnung gemäß Figur 14 eingezeichnet. Die stilistische Schneidvorrichtung 165 dient zur Steuerung der bekannten Stellvorrichtung 122 für die X-Z-Koordinaten. Sie ist an einem Werkzeugkopf 72 befestigt und kann diesen in Bewegung setzen. Horizontal wird der Werkzeugkopf 72 durch eine Spindel 145 bewegt, vertikal durch die Y-Stellschiene 60, sobald eine Verschiebung · durch eine Spindel 149 erfolgt. Die kurze stilistische Schneidvorrichtung 164 ist an einer bekannten Stellvorrichtung 143 für die X-Y-Koordinaten befestigt, die an der Y-Stellschiene 60 montiert ist und sich mit der Schiene weiterbewegt, sobald beides in Bewegung gesetzt wird. Die Schneidvorrichtung 164 wird daher nur vertikal gesteuert, sie kann Jedoch vor einer Bearbeitungsoperation axial verlagert werden.

Wie aus Figur 14 ersichtlich, läuft die stilistische Schneidvorrichtung 165 während eines dreidimensionalen Bearbeitungsvorganges axial und vertikal} die tiefste Lage der Schneidvorrichtung ist mit 217, die höchste Lage mit 218 bezeichnet. Die Schneidvorrichtung 165 wird vor Beginn eines Bearbeitungsvorganges derart eingestellt, daß sie die Umrißkante der Schablone 167 unter axialer Auf- und Abwärtsbewegung auf ganzer Länge abtasten kann. Im Gegensate dazu verschiebt sich die kurze Schneidvorrichtung 164 während eines Bearbeitungsvorganges nicht in axialer Richtung, demzufolge ist sie kürzer als die Schneidvorrichtung 165, alle anderen Eigenschaften sind jedoch identisch»

In Figur 16 ist die lange Schneidvorrichtung 165 mit einem Teil

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eines Steuervorrichtungsventils 122 an der Umrißkante der Schablone 167 anliegend gezeigt. Dabei verläuft die Mittellinie 213 der Schneidvorrichtung 165 koaxial mit der Mittellinie 196 des Ventils 122. Die Außenkontur der Schneidvorrichtung 165 verläuft auf ihrer ganzen Länge gegenüber der genauen Mittellinie 213 und der Anschlußkante 194 konisch. Diese Abweichung ist in Figur 16 übertrieben dargestellt, sie beträgt in der Praxis ungefähr 6/1000 eines Inch pro Längeh-Inch, was von der Besonderheit des Steuervorrichtungsventils 122 abhängt.

Die Bewegungen der stilistischen Schneidvorrichtungen 164» 165 wer-" den, wie aus den Figuren 12 und 13 ersichtlich, auf Steuerventile 122, 143 übertragen und beeinflußen damit in an sich bekannter Weise die Bewegungen der einzelnen Schlitten der Fräsmaschine in der X-, Y- und Z-Richtung in der bereits beschriebenen Weise.

Aus den Figuren 17 und 18 ist ersichtlich, daß die Anschlußfläche der Schneidvorrichtung 165 in Verbindung mit der Umrißkante 219 der Schablone 167 steht. Sie hat einen konstanten Radius, der aus dem Schnitt der Mittellinie 213 und der Koordinaten-Mittellinie berechnet wird. Die Entfernung von der Mittellinie 213 bis zur Umrißkante der Schablone 167 (Figur 18) ist aufgrund der zuvor erwähnten Abschrägung größer als die Entfernung, die in Figur 17 gezeigt ist.

In Figur 19 ist das Urmodell 13 des Kotflügels im Grundriß gezeigt, und zwar so, daß es auf einem Feinflächentisch liegt, der dem Tisch 53 in Figur 2 ähnelt. Das Schneiden der Fläche wird so dargestellt, daß es durch die Winkelvorrichtung 266 und durch den Kegelfräser 208 ausgeführt wird, die nahe der Ausgangsposition

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an der Grundfläche des Bleches gezeigt wird. Dieselbe Vorrichtung und Schneidemaschine werden in Phantom-Linien nahe des Endpunktes an der Fläche des Bleches gezeigt. Derselbe kegelförmige Präser wird in Phantom-Linien von einer mittleren Ausgangsstellung aus an der Seitenfläche des Urmodells 13 gezeigt} sie ist direkt an der Hohlwelle 76 befestigt.

Eine Alternative im Schneiden der Kopf- und Fußflächen ohne Anwendung der Winkelvorrichtung 266 wird in Figur 20 gezeigt. Der Formschnitt des Urmodells 13 für den Vorderkotflügel wird schiefwinklig auf der Sinus-Platte 315 gezeigt, die an der Fläche des Tisches 53 befestigt ist und dazu dient, nichts von der gültigen Fläche zu entfernen. Derselbe kegelförmige Fräser 208 wird benutzt, er ist direkt an der Hohlwelle 76 des Werkzeugkopfes 72 befestigt. Es wird darauf hingewiesen, daß die Kontroll-Schablone im entsprechenden Winkel montiert werden muß.

Aus Figur 19 und 20 ist zu ersehen, daß diese Methode durch handelsübliche Maschinen und bestimmte Vorrichtungen an den Maschinen ausgeführt werden kann. Es wurde jedoch festgestellt, daß eine größere Erleichterung durch die Anwendung spezieller Winkelvorrichtungen am Werkzeugkopf 72 geschaffen wird, die die Achse des kegelförmigen Fräsers 208 immer schräg in einem bestimmten Winkel stellt und sich um die Achse des Werkzeugkopfes 72 dreht, um die gegenüberliegenden Flächen zu schneiden. Solch eine Winkelvorrichtung wird in Einzelheiten in Figur 21 gezeigt.

Dabei wird eine Winkelvorrichtung 316 am Werkzeugkopf 72 dargestellt, wobei das Grundgestell 317 verschiebbar auf der Hohlwelle 76 montiert ist, und die Antriebswelle 318 ist mit dem oberen

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Ende der Welle einsatzbereit in der Hohlwelle 76 befestigt. Das Riemenvorgelege für die Regulierung 319 ist an der gegenüberliegenden Seite der Welle 318 befestigt. Der Regulierriemen 320 ähnelt den üblichen V-Riemen mit der Ausnahme, daß die Innenfläche des Riemens Zahnräder hat, die mit den Rädern am Rienöivorgelege 319 und 321 in Eingriff stehen. Der Regulierriemen 320 ist mit der Regulierwelle 319 eingekuppelt und geht über die Riemenspanner hinaus, wobei er zur Regulierwelle an der Spitze der Antriebswelle 323 zurückgeleitet wird. Der kegelförmige Fräser 208 ist am unteren Ende der Welle 323 befestigt, er wird durch den Motor 74-des Werkzeugkopfes 72 angetrieben. Mit dem oberen Teil des Grundgestelle 317 ist ein größeres Riemenvorgelege 324 fest verbunden, das mit dem Regulierriemen 325 verkuppelt ist, der wiederum mit dem Riemenvorgelege 326 in Verbindung steht. Das Regulier-Riemenvorgelege 326 ist mit dem unteren Ende der Antriebswelle 327 des Einstellmotors 328 verbunden; der Motor kann entweder ein elektrischer oder ein mit Flüssigkeit angetriebener Motor sein. Der Einstellmotor 328 sitzt fest am Befestigungsring 329, der am gegenüberliegenden Ende mit dem Befestigungsloch 330 liegt und fest auf einer entsprechenden Fläche am Werkzeugkopf 72 aufsitzt, so daß er nicht bewegt werden kann. Der Einstellmotor 328 wird durch den Bearbeiter von einem entfernten Platz kontrolliert.

Figur 21 zeigt, daß die Bewegung des Motors 328 das Grundgestell der Winkelvorrichtung in Bewegung setzt und dabei den Fräser 208 , wie gewünscht verschiebt. Die Aufgabe des Bearbeiters besteht darin, den EinsiELlmotor in einer üblichen nicht turnusmäßigen Kontrolle zu überwachen, die eine sehr geringe Winkeldrehung des Grundgestells 317 durch einen kurzen Druck auf den Kontrollknopf erlaubt. Durch Anhalten des Drucks am Kontrollknopf kann das Grundgestell 317 um

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360 gedreht- werden. Die Winkelvorrichtung 316 wird am Werkzeugkopf 72 durch das feste Ansitzen der Antriebswelle 318 in der Hohlwelle 76 in der richtigen Position gehalten. Die Hohlwelle 76 dreht sich im Innern des Grundgestells 317 frei auf einem Lagerj eine entsprechende Drehung der Winkelvorrichtung 316 wird durch die Regulierwelle 325 und durch den nicht aufgeladenen Einstellmotor verhindert.

In Figur 21 ist die Winkelvorrichtung 316 um 180° verlagert durch Phantom-Linien an der gegenüberliegenden Seite des Modells dargestellt. Mit diesem Mechanismus ist es möglich, einen Schablonenschnitt durch das Modell 13 am Punkt 331 unter Kontrolle der entsprechenden Schablonen zu starten, .so daß die vertikale Fläche bis zum Punkt 333 bearbeitet werden kann. Am Punkt 333 wird der Einstellmotor 328 durch den Masehienarbeiter angehalten und das Grundgestell 317 wird mit dem Fräser 208 um 180° um diesen Punkt 333 gedreht. Der Schnitt wird bis zum Punkt an der Fläche entlang bis zur linken Seite fortgeführt, ungefähr bis zum Punkt 334, wo das Grundgestell 317 wiederum zusammen mit dem Fräser 208 um 180° verlagert wird, zurück in die Position, die am Anfang des Schnitts gfezeigt wurde. Dabei kann die abgeschrägte Fläche 335 bis Punkt 336 weiter bearbeitet werden. Am Punkt 336 wird das Grundgestell 317 zusammen mit dem Fräser 208 erneut um 180° gedreht, um an der Schräge 337 herunterzufahren. Der Schnitt wird mit dem Grundgestell 317 und dem Fräser 208 in dieser Stellung fortgeführt und stellt dabei den Schnitt am Punkt 338 mit dem Werkzeugkopf 72 und der Winkelvorrichtung 316 fertig, (Figur 21). Aus dieser Operation geht hervor, daß der Schnitt am Punkt 331 begonnen wurde und einwandfrei bis Punkt 338 mit nur kurzen Unterbrechungen an den zurückliegenden Punkten 333, 334 und 336 aus-

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geführt wird. Eine einheitliche Eigenschaft der Winkelvorrichtung 316, die diese Operation ermöglicht, ist die Tatsache, daß die Bearbeitungsspitze des kegelförmigen Fräsers 208 genau auf der Mittellinie des Werkzeugkopfes 72 liegt, und sobald das Grundgestell 317 mit dem Fräser 208 gedreht wird, "bleibt die Spitze des kegelförmigen Fräsers 208 genau auf der Mittellinie.

Patentansprüche

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Claims

165275C PATENTANSPRÜCHE

1. Vorrichtung zum Herstellen von dreidimensionalen Urmodellen, insbesondere für Teile von Kraftfahrzeugkarosserien mit

a) drei Komponenten, die so gesteuert sind, daß sie sich in einer geraden Linie bewegen, bestehend aus einer X-Komponente, die eine horizontale X-Bewegung in Längsrichtung ausführt, einer Y-Komponente, die eine verti- M kale Y-Bewegung ausführt, und einer Z-Komponente, die eine horizontale Z-Bewegung ausführt, die um 90°. gegenüber der X-Bewegung versetzt ist,

b) einem Werkzeug, das an einer der Komponenten betriebsfähig gelagert ist,

c) Antriebsmitteln, die mit jeder der drei Komponenten zur Bewegung der Komponenten in gesteuerten geradlinigen Bewegungen betriebsfähig verbunden sind,

d) einem Stellwerk für jede von zwei Komponenten zur Steuerung der jeweiligen Antriebsmittel, ™

e) einer ersten Quelle von zweidimensionalen Daten, die in einer senkrechten Ebene gelagert ist, und einer zweiten Quelle von zweidimensionalen Daten, die in einer anderen horizontalen Ebene gelagert ist, die sich senkrecht zu der ersten Ebene erstreckt, und

f) einem Fühlelement für jedes Stellwerk, das an einer der Quellen zweidimensionaler Daten anliegt und auf diese Quelle anspricht, wodurch die von den Stellwerken

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gesteuerten Antriebsmittel ihre jeweiligen angeschlossenen Komponenten veranlassen, sich genau in Übereinstimmung mit den zweidimensionalen Daten zu bewegen, so daß eine dreidimensionale relative Bewegung zwischen dem Werkzeug und dem Werkstück erzeugt wird, dadurch gekennzeichne t,daß

a) das Werkzeug (208) und eines der Fühlelemente (165) an der ersten Komponente (62, 71) betriebsfähig gelagert sind,

b) das andere Fühlelement (164) an der zweiten Kompo- ^ nente (60, 64) gelagert ist, und

c) das Werkstück und die beiden Quellen (166, 167) der zweidimensiohalen Daten an der dritten Komponente (53» 63) gelagert sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß das· Fühlelement aus einem in abgelenkter Betriebsstellung und im Kontakt mit den Kontrollunterlagen ohne Betätigung des Stellwerks in axialer Richtung bewegbaren Organ (stilistische " Schneidvorrichtung mit Messerklingen 164» 165) besteht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2,
dadurch gekennze ichne t, daß das Fühlelement aus

a) einem starren längshalter (länglicher Körper des Tasters 164» 165),

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b) einer Längskante (194) an dem starren Halter, die so ausgebildet ist, daß der starre Halter in axialer Richtung bewegbar ist, während die längskante sich in abgelenkter Betriebsstellung und im Kontakt mit den Kontrollunterlagen (Schablonen 166, 167 usw.) befindet, und zwar, ohne daß das Stellwerk (122, 143) betätigt wird, und

c) einem Montageschaft (192), der an einem Ende des starren Halters angeformt ist, besteht.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, f| dadurch gekennzeichnet, daß das Fühlelement aus

a) dem starren Längshalter (länglicher Körper des Tasters 164, 165),

b) einer in axialer Richtung halbierten konischen Kontaktfläche, die an einer Längskante (194) des starren Halters gebildet ist, und

c) dem Montageschaft (192), der an einem Ende des starren

, Halters angeformt ist, besteht, wobei -

d) die konische Kontaktfläche von der Längsachse des Kontage-schaftes winkelförmig nach außen gebogen ist und die Konizixät der konischen Kontaktfläche zur Spitze hin entgegengesetzt zum Montageschaft ansteigt und

5. Vorrichtung nach einem oder mehrerer der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

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daß eine Winkelvorrichtung (316) für einen Werkzeugkopf (72) vorgesehen ist, der das Werkzeug (208) trägt, wobei die Winkelvorrichtung dazu dient, die Achse des drehbaren Werkzeugs (208) immer in einen besonderen Winkel zu kippen und um die Achse des Werkzeugkopfes (72) zu drehen, um gegenüberliegende Flächen an dem Rohmodell zu schneiden, wobei die Winkelvorrichtung besteht aus

a) einem Körper (317)ι der an dem unteren Ende des Werkzeugkopfes (72) drehbar gelagert und so angeordnet ist, daß er sich von dem Werkzeugkopf nach unten und außen erstreckt,

b) einer drehbaren Werkzeuglagerungsvorrichtung (323) in dem unteren Ende des Körpers (317)ι die in der Lage ist, ein Werkzeug (208) in einem Winkel zur Längsachse des Körpers drehbar zu halten, und

c) Vorrichtungen (318, 319, 320, 321, 322), die die Antriebsmittel in dem Werkzeugkopf mit der Werkzeuglagerungsvorrichtung zum Drehen des Werkzeuges (208) betrieblich verbinden.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (316) mit einem Antriebsmittel (328) versehen ist, das mit dem Körper betriebsfähig verbunden ist, um den Körper zu drehen, so daß die Stellung des Werkzeuges verändert wird.

7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit einer Werkzeuglagerungseinrichtung zur betriebsfä-

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BAD ORIGINAL

165275C

higen Lagerung des Werkzeugs (208) an einer der Komponenten (62, 71) versehen ist, die folgende Teile aufweist:

a) eine horizontal angeordnete Stellschiene (60),

b) einen Führungsschlitten (62), der an der Stellschiene (60) beweglich gelagert ist,

c) einen Schlittenaufbau (95), der auf dem Führungsschlitten (62) drehbar gelagert ist,

d) eine Drehschiene (88), die an dem Schlittenaufbau (93) gleitbar gelagert ist,

e) einen Drehkopf (82), der an der Drehschiene (88) für eine Bewegung auf einer halbkreisförmigen Bahn (87) drehbar gelagert ist, und '

f) einen Werkzeugkopf (72), der an dem Drehkopf (82) drehbar glagert ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7,
gekennzeichnet durch

a) eine Verbindungsstückaufnahme (106), die an dem Drehkopf (82) zur drebaren Einstellung einstellbar gelagert ist, und

b) eine einstellbare Stellwerkslagerungsvorrichtung (109 i bis 121), die an der Verbindungsstückaufnahme betriebsfähig gelagert ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8,
gekennzeichnet durch

a) die Verbindungsstückaufnahme (106), die an dem Drehkopf (82) drehbar gelagert ist,

b) eine Vorrichtung (107) zum Festlegen der Verbindungsstückaufnahme (106) in eingestellten Stellungen an dem Drehkopf (82),

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c) eine längliche Verlängerungsstrebe (109), die an der Aufnahme (106) einstellbar gelagert ist,

d) eine erste Drehschiene (112), die an der Verlangerungsstrebe (109) gleitbar gelagert ist,

e) eine Drehaufnahme (116), die an der ersten Drehschiene (112) drehbar gelagert ist,

f) eine zweite Drehschiene (119)» die an der Drehaufnahme (116) drehbar gelagert ist,

g) einen Verlängerungsarm (120), der an der zweiten Drehschiene (119) gleitbar gelagert ist,

h) ein Gleitstück (121), das an dem Verlangerungsarm (120)

gelagert ist, und
i) ein Tastermechanismus (122), der an dem Gleitstück (121) betriebsfähig gelagert ist.

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