DE1927814U - Geraet zum fuehren eines zeichenstiftes oder eines werkzeuges auf einer elliptischen bahn. - Google Patents

Description

RA.496 973*21.9.65

DIPL.-ING. A. GRÜNECKER - DR.-ING. H. KINKELDEY

PATENTANWÄLTE

8000 MÜNCHEN 22, Maximilianstraße 43, Telefon 297100/2967 44 Telegramm-Adresse: Monapat Mündien

Friedrich Ruder, München 23, Belgradstr» 21

Gerät zum !uhren eines Zeichenstiftes oder eines Werkzeuges auf einer elliptischen Bahn

Diese !feuerung bezieht sich auf ein Gerät zum !uhren eines Zeichenstiftes oder eines Werkzeuges Tdzw. eines Teiles einer Maschine auf einer elliptischen Bahn, bestehend aus einem Gehäuse, an dem zwei sich kreuzende, Kulissen aufweisende Geradfuhrungsstege mit Abstand untereinander gelagert sind, ferner aus einem ersten, zwischen, den Geradführungsstegen in einer zu diesen parallelen Ebene befindlichen, stabförmigen Träger₅ mit zwei jeweils in einer der Kulissen der Geradfuhrungsstege eingreifenden lührungszapfen, und aus einem zweiten, unterhalb der Geradfuhrungsstege befindlichen, zum ersten parallelen, stabförmigen Träger für den Zeichenstift bzwο das Werkzeug bzw. das Maschinenteil, der mit dem ersten, mittels einer Verlängerung des in die Kulisse des unteren Geradführungssteges eingreifenden Führungszapfens verbunden ist.

— 2 —

Bei allen in der oben "beschriebenen Weise ausgebildeten bekannten Geräten zum Führen eines Zeichenstiftes, eines Werkzeuges oder eines Maschinenteiles auf einer elliptischen Bahn ist der obere Träger nur an den beiden Führungszapfen und der untere Träger ausschließlich an einem Ende an der Verlängerung des in den unteren Geradführungssteg eingreifenden Führungszapfens gelagert. Dies hat den Nachteil, daß Kräfte, welche die beiden Träger relativ zueinander zu verschwenken suchen, ausschließlich an dem sie verbindenden Führungszapfen aufgenommen werden müssen» Da der Abstand des Zeichenstiftes bzw. des Werkzeuges oder Maschinenteiles von dieser einzigen Lagerstelle des unteren Trägers verhältnismäßig groß sein kann, läßt sich eine Relativbewegung der beiden Träger bei dem bekannten Gerät nicht mit Sicherheit verhindern. Damit ist ein präzises Erzeugen einer Ellipse ausgeschlossen. Dies trifft bereits dann zu, wenn das Gerät zum Zeichnen von Ellipsen verwendet wird, da hier die Eeibung zwischen dem Zeichenstift und der Zeichenfläche eine, wenn auch nur geringfügige. Verschwenkung des unteren Trägers gegenüber dem oberen hervorrufen kann, so daß zumindest keine vollkommene Präzision erzielbar ist. In weit höherem Maße trifft dies jedoch dann zu, wenn das Gerät zum Mhren eines Werkzeuges benutzt wird, wo der Schnittdruck, der den unteren GB?äger gegenüber dem oberen zu verschwenken sucht, ganz erhebliche Werte annehmen kann. Die bekannten Geräte haben ferner den Nachteil, daß die Betätigung in allen Fällen von oben her und in Form einer geradlinigen Bewegung

erfolgen muß, und daß sie nicht die Möglichkeit bieten_s einen Zeichenstift, ein Werkzeug oder ein Maschinenteil außer auf elliptischen Bahnen auf einer Kreisbahn oder Geraden zu führen bzw« an einem Punkt festzuhalten.

Die Feuerung stellt sich somit die Aufgabe, ein Gerät der oben definierten Gattung so auszubilden, daß mit höchster Präzision ein Zeichenstift, ein Werkzeug oder ein Maschinenteil auf einer elliptischen Bahn, auf einer Kreisbahn oder Geraden geführt bzw. an einem Punkt festgehalten xferden kann. Dies wird neue rungs gemäß dadurch erreicht, daß jeder der beiden Träger auf einer Führungsstange angeordnet ist, deren eines Ende entlang einer am Gehäuse angeordneten kreisförmigen Führungsbahn geführt ist₅ und daß die beiden geführten Enden der Führungsstangen von außerhalb des Gehäuses entlang der Kreisbahnen gemeinsam bewegbar sind.

Die beiden Führungsstangen mit den darauf angeordneten Trägern, der die Träger verbindende Führungszapfen und das den Enden der !Führungsstangen zu gemeinsamer Bewegung verbindende Organ bilden zusammen einen steifen, im wesentlichen rechteckigen Rahmen. Dadurch ist sichergestellt, daß der untere Träger während des Arbeitens mit dem Gerät genau parallel zum oberen Träger bleibt. Ein Verschwenken des unteren Trägers relativ zum oberen kann selbst beim Auftreten starker Schnittdrücke in einer Werkzeugmaschine nicht vorkommen. Das erfindungsgemäße Gerät eignet sich daher zum Erzeugen von Ellipsen, Kreisen und Geraden höchster Präzision. Darüber hinaus ergibt sich infolge der gemeinsamen Führung der Enden der Führungsstangen entlang einer Kreis-

bahn die Möglichkeit, die Träger von der Seite her anzutreiben, und zwar mit einem rotierenden Antrieb. Dadurch ist das Gerät wesentlich besser an eine eventuelle Verwendung in Maschinen angepaßt.

Eine bevorzugte Ausführungsform der '. !Teuerung kennzeichnet sich dadurch, daß im Gehäuse zwei Ringe im Abstand untereinander drehbar gelagert sind, daß an jedem Ring das geführte Ende einer Fülirungsstange angelenkt ist, und daß die Ringe durch einen Gehäusedurchbruch synchron von außen antreibbar sind. Eine solche Ausführungsform dient nicht nur der Erhöhung der Arbeitsgenauigkeit des Gerätes, sondern es wird außerdem vermieden, daß durch die Einleitung einer Kraft in die Eührungsteile des Gerätes während des Antriebes dort elastische IPormveränderungen auftreten können» Außerdem ergibt sich durch diese Maßnahme auch die Möglichkeit, einen Motor zum Antrieb des Gerätes zu verwenden« Dazu können z.B„ die beiden Ringe auf ihrem Rücken eine Verzahnung tragen und über ein durch den Durchbruch im Gehäuse greifendes Getriebe zur gemeinsamen Bewegung verbunden sein.

Mit dem Gerät lassen sich jedoch auch Ellipsensektoren dadurch erzeugen, daß am Gehäuse eine Skala ringförmig angeordnet ist, die mit einer sich mit den Führungsstangen bewegenden ringförmigen Gegenskala zusammenwirkt.

Um eine genaue Einstellmöglichkeit des Zeichenstiftes bzw» des Werkzeuges und des oberen !Führungszapfens trotz ihrer Verstellbarkeit zu erreichen, ist es möglich und :_ -

neuerungsgemäß vorgesehen, daß der Abstand der Jührungszapfen voneinander und der Verlängerung des Führungszapfens vom Zeichenstift bzw. vom Werkzeug bzw. vom Maschinenteil in bekannter Weise veränderlich ist, und daß zum Verändern des Abstandes jeder Träger als längsgeschlitzte Einstellhülse ausgebildet ist, entlang welcher der Zeichenstift bzw, das Werkzeug bzw» das Maschinenteil mittels einer in der Hülse gleitenden Schloßmutter und einer damit zusammenwirkenden, drehbaren und gegenüber der Hülse axial festgelegten GexcLndespindel bewegbar ist_o

Endlich gestattet die besondere Ausbildung des Gerätes auch die Möglichkeit, verzerrte Ellipsen zu erzeugen, indem einer der Geradführungsstege in an sich bekannter Weise um die ideelle Mittelachse des Gehäuses schwenk- oder feststellbar ist.

Weitere Merkmale der Neuerung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung, in welcher schematisch ein Ausführungsbeispiel des Ueuerungsgegenstandes erläutert ist. Dabei zeigt

Fig. 1 das Gerat in räumlicher Darstellung, teilweise im Schnitt,

Fig. 2 und 3 die Erzeugung von verzerrten Ellipsen und

I¹Xg. 4- eine Draufsicht auf das Gerät in schematischer Darstellung.

Wie aus Figo 1 ersichtlich, sind in einem Binggehäuse 1 im Abstand übereinander zwei sich im rechten Winkel kreuzende Geradführungsstege 2 und 3 angeordnet, welche durch die ideelle Achse des Ringgehäuses 1 verlaufen. Unterhalb des

oberen Geradführungssteges 2 ist in einer Ringnut des Gehäuses ein Ring 4· konzentrisch drehbar zum Gehäuse gelagert. Sin gleicher Sing 5 ist im Gehäuse unterhalb des unteren Geradführungssteges 3 angeordnet. Die beiden Ringe 4 und 5 sind mittels Wälzlager 6 in den Ringhüllen des Gehäuses 1 leicht laufend, jedoch praktisch spielfrei gelagert und tragen an ihrem Rücken gleich ausgebildete Stirnverzahnungen 7 und 8, die mit Kitzeln 9 und 10 kämmen. Diese Ritzel 9, 10 sind auf einer gemeinsamen Habe 11 angeordnet und mittels Wälzlager 15 in einem Gehäuseansatz 14- drehbar gelagert, wobei der Boden 13 des Gehäuseansatzes 14 die Lauffläche für die Wälzlager 15 bildet. Zur axialen Festlegung der Ritzel 9 und 10 dient eine durch den Boden 13 geführte, in der Habe 11 angeordnete Terschraubung 12. Die Ritzel 9 und 10 ragen durch einen Durchbruch des Gehäuses in den Bereich der Ringe 4 und 5° Das obere Ritzel 9 trägt einen Knopf 16, welcher aus einer Öffnung des Gehäuseansatzes 14 ragt und zum Drehen der Ritzel 9 und 10 dient. Es ist jedoch auch möglich, anstatt eines Handantriebes einen Motor zu verwenden»

Im oberen Ring 4 ist mittels einer Schwenkachse eine lührungsstange 17 angelenkt, welche sich zwischen die Geradführungsstege 2 und 3 erstreckt und mit diesen, von der Seite gesehen, parallel verläuft. Am unteren Ring 5 ist eine mit der Schwenkachse 18 fluchtende untere Schxtfenkach.se 20 angebracht, welche zur Anlenkung einer weiteren Führungsstange 19 dient, welche parallel zur Führungsstange I7 verlaufend unter dem unteren Geradführungssteg 3 angeordnet

istc Mit der Stange 17 ist eine Iängsgeschlit2te Einstellhülse 23, mit der Stange 19 eine ähnliche längsgeschlitzte Einstellhülse 24 fest verbunden, Datei ragen die Stangen 17 und 19 axial durch die Einstellhülsen 23 und 24, wobei jedoch die Führungsstangen 17 und 19 als Führung einer mit einem Außengewinde versehenen Schraubenhülse dienen (nicht gezeichnet), welche auf den Führungsstangen I7 und 19 jeweils drehbar, aber längsunverschieblich gelagert sind. Das eine Ende dieser Schraubenhülsen ragt aus dem Stirnende der Einstellhülse 23 bzw. 24 und ist mit einem gerändelten Einstellknopf 29 bzw. 36 versehen. Auf der in der Einstellhülse 23 angeordneten Schraubenhülse ist eine Schloßmutter (nicht gezeichnet) angeordnet, die mit einem nach oben aus dem Längsschlitz der Einstellhülse 23 ragenden Zapfen 28 verbunden ist 5 welcher in einer geraden Kulisse 27 des oberen Geradführungssteges 2 geführt ist. Soweit der Zapfen 28 einen kreisrunden Querschnitt aufweist, dient er selbst als !Führungselement in der Kulisse 27. Es ist jedoch zur Erzielung einer noch genaueren führung auch möglich, in der Kulisse einen Gleitstein bekannter Art (nicht gezeichnet) anzuordnen, in welchen der Zapfen 28 eingreift.

In der Nähe der gerändelten Einstellknöpfe 29 und 36 sind die beiden Einstellhülsen 23 und 24 und damit auch die Führungsstangen 17 und 19 durch einen Zapfen 25 miteinander verbunden, welcher durch den unteren Geradführungssteg 3 ragt und mit einer im Steg angeordneten geraden Kulisse 26 geführt ist.

8 -

Jede der Einstellhülsen 23 und 24 ist mit einer Längenskala 21 und 22 "versehen, mit Hilfe welcher eine genaue Einstellung des Zapfens 28 "bzw» des Zeichenstiftes bzw. Werkzeuges 31 "vorgenommen werden kann.

Außerdem trägt sowohl das Gehäuse 1 als auch der obere Ring 4 jeweils eine übereinstimmende Gradeinteilung, welche das genaue Zeichnen von Ellipsenbogenstücken ermöglichen.

Das Gehäuse 1 ist mit drei 3?üßen 32, 33 und 34 "versehen, welche zur Justierung des Gerätes, z.J3. mit Hilfe einer Schraube ₅ höhenverstellbar ausgebildet sein können und am Ende mit einer Spitze ausgerüstet sind₅ um ein Verrutschen des Gerätes während des Betriebes zu verhindern.

Zur weiteren Erläuterung der Arbeitsweise des Gerätes sei die Schwenkachse des Zapfens 25 mit A₅ diejenige des Zapfens 28 mit B und die Spitze mit P bezeichnet.

Um mittels der Spitze P eine Ellipse beschreiben zu können, werden durch Drehen am Knopf 16 die Zahnräder 9 und 10 und damit auch die Hinge 4 und 5 miteinander in Bewegung gesetzt. Dabei werden über die Achsen 18 und 20 die an diesen angeschlossenen Enden der 3?ührungsstangen I7 und 19 mitgenommen. Die weitere Lage der beiden Führungsstangen, die ständig parallel zueinander verbleiben, wird durch die Zapfen A und B bestimmt«, Dabei bewegt sich die Achse A ständig entlang dem Geradfuhrungssteg 3 und die Achse B entlang dem Steg 2. Der Punkt P beschreibt dabei, wie aus 3?ig. 4 ersichtlich, eine Ellipse entsprechend der Einstellung der Achse B bzw. der Spitze P. Die Stellung der Achse B auf der Skala 21

gibt das Verhältnis des großen Halbmessers zum kleinen Halbmesser an« Dieses Verhältnis kann somit auf der Skala 21 abgelesen werden, es beträgt im Beispiel nach Fig. 1 9*2. Durch Drehen am Rändelknopf 29 kann ohne Schwierigkeit jedes gewünschte andere Halbmesserverhältnis eingestellt werden»

Um die absolute Größe der Ellipse, d„h„ der Halbachsen, genau einstellen zu können, wird der Stift P mittels des Rändelknopfes 36 entlang der Skala 22 eingestellt. Soll nun beispielsweise ein Ellipsenbogen bestimmter Größe beschrieben werden, so kann dies mit Hilfe der Gradeinteilung auf dem Ring 4- bzw. am feststehenden Gehäuse 1 abgelesen werden» In Fig, 2 ist die Konstruktion einer verzerrten Ellipse mittels des Gerätes dargestellt, wobei P innerhalb der Strecke A, B liegt ο Die Geradführungen 3 und 4- sind dabei mit χ bzw» j bezeichnet» A bewegt sich auf der x-Achse, B auf der y-Achse, Bei einer Verschiebung der Strecke A, B mit A auf der Achse χ und B auf der Achse j besehreibt der Punkt P die normale Ellipse e„

Durch Drehen der Ordinate y in die Richtung y^r besehreibt jedoch der auf der Strecke A¹, B* liegende Punkt P* die verzerrte Ellipse e*o In einem solchen Fall kreuzen sich die Geradführungsstege 2 und 3 nicht mehr in einem rechten Winkel, sondern schiefwinklig.

Die Fig. 3 zeigt eine entsprechende Darstellung der Ellipsenkonstruktion k bzw. k" für den Fall, daß P außerhalb der Strecke A, B bzw« P" außerhalb der Strecke A", B" liegt.

- 10 -

Eine solche .änderung des Kreuzungswinkels zwischen den Stegen 2 und 3 läßt sich "beispielsweise dadurch vornehmen, daß der obere Steg 2 auf der Oberseite des Ringgehäuses um die ideelle Achse desselben verschwenkbar und feststellbar gelagert ist» Das Gerät bietet außerdem die Möglichkeit, beispielsweise für die Erzeugung von Ornamenten oder von mathematischen Kurven bestimmter Art einen ITührungssteg 2 oder 3 zu verwenden, der in einer bestimmten Art gekrümmt verläuftο Auf diese Art und Weise können geschlossene Eurvenzüge erzielt werden, die einer normalen Ellipse überlagert sind,

Ferner ist es auch möglich, aus Punkten von Ellipsen verschiedener Größen und Halbmesserverhältnissen bestehende „ Kurvenzüge zu beschreiben, indem die Einstellknöpfe 29 oder/ und 36, z.B. mittels Elektromotoren gleichmäßig angetrieben werden, während der Punkt P sich bewegt« Weiterhin kann auch ZoBo der obere Steg 2 in im Kreuzungswinkel zum unteren Steg 3 kontinuierlich verstellt werden, so daß der Punkt P einen aus verzerrten Ellipsenteilen bestehenden Eurvenzug.beschreibt,

Besonders muß endlich betont werden, daß mit dem Gerät nicht nur Ellipsen verzeugt werden können, sondern-auch Kreise aller Größen, bis zum Punkt, aber auch Gerade« Zum Erzielen von Kreisen ist es nur erforderlich, den Punkt B so einzustellen, daß die Halbmesser gleich groß sind. Dabei wandert der Drehzapfen 25 in das Zentrum des Einggehäuses 1, doho er befindet sich im Schnittpunkt der beiden Geradführungsstege 2 und 3 (von oben gesehen). Die Größe des Kreises

- 11 -

kann durch Verschieben des Punktes P mittels des Kändelknopfes 36 eingestellt werden.

Zum Erzeugen eines Striches muß der Punkt P nur entweder fluchtend unter den Drehzapfen 28 oder unter den Drehzapfen 25 gebracht werden. In dem einen Fall verläuft der Strich parallel zum Steg 2, in dem anderen Falle parallel zum Steg J.

Diese Möglichkeiten, mit dem Gerät auch Striche oder Kreise erzeugen zu können, ist deshalb von beträchtlicher Bedeutung, weil dann das Gerät nicht abgehoben werden muß, wenn abwechselnd Kreise, Gerade und elliptische Kurven beschrieben werden müssen.

- 12 -

Claims (5)

RA.406 973*219. Schutzansprüche %

1. Gerät zinn !Führen eines Zeichenstiftes_s eines Werkzeuges oder eines Maschinenteiles auf einer elliptischen Bahn₅ bestehend aus einem Gehäuse, an dem zwei sich kreuzende, Kulissen aufweisende Geradführungsstege im Abstand untereinander gelagert sind, ferner aus einem ersten, zwischen den Geradführungsstegen in einer zu diesen parallelen Ebene befindlichen, stabfö'rmigen Träger mit zwei jeweils in eine der Kulissen der Geradführungsstege eingreifenden Führungszapfen, und aus einem zweiten iinterhalb der Geradführungsstege befindlichen, zum ersten parallelen, stabförmigen Träger für den Zeichenstift bzw. das Werkzeug bzw» das Maschinenteil, der mit dem ersten mittels einer Verlängerung des in die Kulisse des unteren Geradführungssteges eingreifenden Führungszapfens verbunden ist, dadurch gekenn zeichnet , daß jeder der beiden Träger (23 bzw. 24) auf einer lührungsstange (17 bzw. 19) angeordnet ist, deren eines Ende entlang einer am Gehäuse (1) angeordneten kreisförmigen Führungsbahn geführt ist, und daß die beiden geführten Enden der Führungsstangen von außerhalb des Gehäuses entlang der Kreisbahnen gemeinsam bewegbar sind. 2» Gerät nach Anspruchi, dadurch gekennzeichnet j daß im Gehäuse (1) zwei Ringe (4- bzw. 5)

- 13 -

im Abstand untereinander drehbar gelagert sind₅ daß an jedem Ring das geführte Ende einer IFührungsstange (17 "bzw. 19) angelenkt ist, und daß die Singe durch einen Gehäusedurchbruch synchron von außen antreibbar sind, 3° Gerät nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet _s daß am Umfang jeder der beiden Singe (4 bzw«, 5) eine Verzahnung angebracht ist, in die ein durch den Durchbruch im Gehäuse (1) greifender Antrieb (7_? 8, 9, 10) eingreift»

4. Gerät nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3? dadurch gekennzeichnet, daß am Gehäuse (1) eine Skala ringförmig angeordnet ist, die mit einer sich mit den Führungsstangen (17 bzxir, 19) bewegenden ringförmigen Gegenskala zusammenwirkt.

5 ο Gerät nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Mhrungszapfen (25, 28) voneinander und der Verlängerung des lührungszapfens (25) "vom Zeichenstift (P) bzw„ vom Werkzeug bzw. vom Maschinenteil in bekannter Weise veränderlich ist und daß zum Verändern des Abstandes jeder Träger (23 bzw« 24-) als langsgeschlitzte Einstellhülse ausgebildet ist, entlang welcher der Zeichenstift bzw_o das Werkzeug bzw. das Maschinenteil mittels einer in der Hülse gleitenden Schloßmutter und einer damit zusammenwirkenden, drehbaren und gegenüber der Hülse axial festgelegten Gewindespindel bewegbar ist ο

6o Gerät nach wenigstens einem der Ansprüche 1 "bis 5? dadurch gekennzeichnet , daß einer der Geradführungsstege (2 "bzw. 3) in an sich bekannter Weise um die ideelle Mittelachse des Gehäuses (1) schwenk- und feststellbar ist.