DE2323737C3 - Vorrichtung zum Gravieren rotationssymmetrischer Werkstücke - Google Patents

Description

Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 eine Seitenansicht einer Graviervorrichtung,

F i g. 2 eine Grundrißansicht der Graviervorrichtung nach F ig. 1, F i g. 3 einen Teilschnitt nach der Linie 3-3 in F i g. 2,

Fig.4 eine Ansicht in Richtung der Pfeile 4-4 in Fig. 3,

Fig.5 in größerem Maßstab eine Grundrißansicht eines Teils der Graviervorrichtung nach F i g. 2, F i g. 6 einen Teilschnitt längs der Linie 6-6 in F i g. i,

F i g. 7 eine perspektivische Teildarstellung, aus der die Beziehung zwischen dem Werkzeug und einer zu gravierenden Fläche ersichtlich ist,

Fi g. 8 einen vergrößerten Teilschnitt längs der Linie 8-8 in F ig. 1,

F i g. 9 eine perspektivische Darstellung einer Einrichtung zum Abstützen und Steuern eines Gravierwerkzeugs und

Fig. 10 eine perspektivische Darstellung eines typischen Werkstücks mit einer zu gravierenden, räumlich gekrümmten Fläche.

In Fig. 1 ist eine Graviervorrichtung 10 in einer Seitenansicht dargestellt. Zu dieser Vorrichtung gehört ein Unterbau 12, der mehrere Einrichtungen trägt, durch die eine erste Drehachse 16 festgelegt wird. Die Lage dieser ersten Drehachse wird an einem Ende der Graviervorrichtung durch einen ersten Zapfen 18 bestimmt, der auf einer durch den Unterbau 12 unterstützten Plattform 20 drehbar gelagert ist. Im mittleren Teil der Graviervorrichtung wird die Lage der ersten Drehachse 16 durch eine Welle 24 bestimmt, die in einem Gehäuse 26 drehbar gelagert ist. Am entgegengesetzten Ende der Graviervorrichtung wird die Lage der ersten Drehachse 16 durch eine Spannschraube 28 bestimmt, die von einer an dem Unterbau 12 befestigten Platte 30 getragen wird.

Ferner gehört zu der Vorrichtung eine erste Einrichtung zum Abstützen einer durch einen Graviervorgang abzubildenden Schablone od. dgl. Zu dieser Einrichtung können zwei durch einen Längsabstand getrennte Klötze 36 gehören, die stehend auf der Plattform 20 angeordnet sind. Gemäß F i g. 8 kann jeder der Klötze 36 mit einem kreisbogenförmig gekrümmten Schlitz 38 versehen sein, von dem kreisbogenförmig gekrümmte Schablonenelemente 40 so aufnehmbar sind, daß sie sich in dem Schlitz verschieben lassen. Die Schablonenelemente können gemäß Fig. 1 mit Hilfe von Spannzwingen 42 festgelegt werden.

Alternativ könnte man andere Einrichtungen zum Befestigen der Schablonenelemente bzw. der Schablone 40 an den Klötzen 36 benutzen.

Es ist zu bemerken, daß der Schlitz 38 nach Fig.8 längs eines Kreisbogens verläuft, dessen Mittelpunkt auf der ersten Drehachse 16 nach F i g. 1 liegt, d. h., daß die Schablonenelemente vorzugsweise längs eines Kreisbogens angeordnet werden. Jedoch lassen sich zufriedenstellende Ergebnisse auch erzielen, wenn man flache bzw. ebene Schablonenelemente benutzt, die so angeordnet sind, daß sie annähernd längs eines Kreisbogens verteilt sind.

Ferner ist eine Einrichtung zum Abstützen eines Gravierwerkzeugs vorhanden, zu der eine sich im rechten Winkel zu der ersten Drehachse 16 erstreckende Platte 44 gehört, die an der Welle 24 befestigt ist, μ deren Drehachse mit der ersten Drehachse 16 zusammenfällt. Die Platte 44 ist gemäß Fig. 2 verschiebbar mit einem Schiinen 46 verbunden, der im rechten Winkel zu der ersten Drehachse 16 in Richtung seiner Längsachse verschiebbar ist. Der Schlitten 46 kann längs der sich in einer radialen Richtung erstreckenden Platte 44 mit Hilfe einer Gewindespindel 50 verstellt werden, zu deren Betätigung eine Handkurbel 48 dient. Die Handkurbel stützt sich an einem Bauteil 52 ab, das von einer sich radial zu der ersten Drehachse 16 erstreckenden Platte getragen wird. Mit dem unteren Ende der Gewindespindel 50 ist ein nicht dargestellter Klotz verbunden, der auf bekannte Weise an dem Schlitten 46 befestigt ist Wird die Kurbel 48 gedreht, wird somit der Schlitten 46 gegenüber der sich in radialer Richtung erstreckenden Platte 44 verstellt. Am oberen Ende des Schlittens 46 unterstützen zwei in entgegengesetzten Richtungen nach außen ragende Ansätze 52a je ein langgestrecktes zylindrisches Lager 54. Diese Lager sind so angeordnet, daß sich ihre Achsen parallel zu der ersten Drehachse 16 erstrecken.

Auf den langgestreckten zylindrischen Lagern 54 ist ein Querschlitten 60 gelagert, der gemäß F i g. 2 als ein allgemein rechteckiges Bauteil ausgebildet ist und in seiner Mitte eine öffnung 62 hat, durch die die Platte 44 und der Schlitten 46 nach oben ragen können. An seinem einen Ende weist der Querschlitten 60 zwei nach vorn und schräg nach unten ragende Ansätze 64 und 66 auf. Der Querschlitten ist im wesentlichen hohl, und er trägt zwei durch einen Querabstand getrennte, parallel angeordnete Führungsstangen 68, die mit den langgestreckten zylindrischen Lagern 54 so zusammenarbeiten, daß sich der Querschlitten längs einer zu der ersten Drehachse parallelen Bahn hin- und herbewegen läßt.

An seinem von den Ansätzen 64 und 66 abgewandten Ende trägt der Querschlitten 60 eine stehend angeordnete Platte 70, die gemäß Fig.2 mit einer senkrecht verlaufenden, schwalbenschwanzförmigen Führungsnut 72 versehen ist. Die Platte 70 und die Führungsnut 72 halten den Querschlitten 60 in Verbindung mit einer Schablonenabtasteinrichtung, während er auf die erste Drehachse 16 zu oder von ihr weg bewegt wird. Die zu diesem Zweck vorhandene Anordnung wird im folgenden mit weiteren Einzelheiten beschrieben.

Gemäß F i g. 3, 4 und 5 legen die von dem Querschlitten 60 aus nach vorn und schräg nach unten ragenden Ansätze 64 und 66 eine zweite Drehachse 76 fest, welche im rechten Winkel zu der ersten Drehachse 16 verläuft, jedoch in einer Ebene liegt, die durch einen Abstand von der ersten Drehachse getrennt ist und zu einer die erste Drehachse enthaltenden waagerechten Ebene parallel ist. Wie erwähnt, läßt sich der Abstand zwischen der ersten Drehachse 16 und der zweiten Drehachse 76 dadurch ändern, daß die Kurbel 48 gedreht wird, um den Schlitten 46 zusammen mit dem Querschlitten 60 zu verstellen.

Auf dem Querschlitten 60 ist ein Spindelträger 78 so gelagert, daß er um die zweite Drehachse 76 geschwenkt werden kann. Zu dem Spindelträger 78 gehört ein erster, im wesentlichen senkrecht angeordneter Schenkel 80, der an seinem unteren Ende 82 mit dem Ansatz 64 des Querschlittens 60 durch einen Lagerzapfen 84 verbunden ist. Der Schenkel 80 trägt einen nach oben und schräg nach außen ragenden Arm 86, auf dem zwei Riemenscheiben 88 und 90 drehbar gelagert sind, von denen gemäß F i g. 2 auf jeder Seite des Arms 86 je eine angeordnet ist.

D°r Schenkel 80 weist gemäß F i g. 4 einen zweiten Arm 92 auf, der sich auf der nach dem Arm 86 abgewandten Seite des Schenkels aus schräg nach oben erstreckt und einen Teil einer AussDarune 94 aberenzt.

in der ein Halter 96 für ein Gravierwerkzeug 106 angeordnet ist. Auf der entgegengesetzten Seite der Aussparung 94 ist gemäß F i g. 4 ein dem Arm 92 entsprechender Arm 98 vorhanden, der mit einem senkrecht angeordneten Arm 100 versehen ist. Das untere Ende 102 des Arms 100 ist mit dem Ansatz 66 des Querschlittens 60 durch einen Zapfen 104 drehbar verbunden.

Die Achsen der beiden Zapfen 84 und 104 fallen mit der zweiten Drehachse 76 zusammen, so daß der Spindelträger 78 um die zweite Drehachse geschwenkt werden kann, um eine entsprechende Schwenkbewegung des Halters 96 und der Schneidfläche eines darin angeordneten Gravierwerkzeugs 106 herbeizuführen.

Das untere Ende 82 des Schenkels 80 weist gemäß Fig. 5 einen nach vorn, ragenden Lagerzapfen 110 und einen nach hinten ragenden Lagerzapfen 112 auf; auf diesen Lagerzapfen ist ein Bauglied 114, das der Oberfläche des zu gravierenden Werkstücks folgt, auf eine noch zu erläuternde Weise gelagert.

Gemäß F i g. 5 ist das Bauglied 114 quer zu der ersten Drehachse 16 angeordnet, und es weist zwei Schenkel 116 und 118 auf. Jeder dieser Schenkel endet in einem großen Buchsenabschnitt 120 bzw. 122. Diese Buchsenabschnitte sind gleichachsig angeordnet, auf den Lagerzapfen 110 und 112 gelagert und bestimmen eine dritte Drehachse 126. Diese dritte Drehachse verläuft parallel zu der ersten Drehachse 16, ist jedoch gegenüber der ersten Drehachse in der aus Fig. 5 ersichtlichen Weise versetzt. Gemäß Fig. 4 und 5 schneiden sich die zweite Drehachse 76 und die dritte Drehachse 126 im rechten Winkel.

Der Hauptkörper 128 des Baugliedes 114 ersrreckt sich gemäß F i g. 5 quer zu der ersten Drehachse 16. An seinem von den Buchsenabschnitten 120 und 122 abgewandten Ende weist das Bauglied 114 zwei nach oben abgewinkelte Schenkel 130 und 132 auf, die gemäß F i g. 5 durch einen Abstand getrennt und zu beiden Seiten der Arme 98 und 100 des Spindelträgers 78 angeordnet sind, so daß sie einen Schlitz abgrenzen, durch den hindurch die Arme 98 und 100 des Spinueiiragers in das Bauglied 114 eingeführt werden können.

An jeden der senkrecht angeordneten Schenkel 130 und 132 schließt sich ein waagerecht nach außen ragender Arm 134 bzw. 136 an.

Ferner ist eine Einrichtung vorhanden, die dazu dient, das Bauglied 114 so vorzuspannen, daß es bestrebt ist. eine Schwenkbewegung um die dritte Drehachse 126 in Richtung auf die erste Drehachse 16 auszuführen. Zu dieser Einrichtung gehören bei der bevorzugten Ausführungsform zwei Spiralzugfedern 138 und 140.

Jede dieser Spiralzugfedern wird gemäß F i g. 1 und 4 von einem Block 142 getragen, der auf dem Ansatz 66 des Querschlittens 60 in Fluchtung mit der zweiten Drehachse 76 angeordnet ist. Der Bock 142 erstreckt sich gegenüber dem Ansatz 66 nach vom und hinten, und er trägt zwei Spulen 144 und 146. Die Spiralzugfedern unterscheiden sich von gewöhnlichen Federn dadurch, daß sie ohne Rücksicht darauf, wie lang der abgewinkelte oder aufgewickelte Teil ist, jeweils eine konstante Kraft aufbringen.

Gemäß F ig-9 weist der Hauptkörper 128 des Baugliedes 114 in der Mitte eine öffnung 140 auf, die gemäß Fig.4 von einem Ring 152 umgeben ist, der gemäß Fig. 7 hohl und mit mehreren radial nach innen gerichteten öffnungen 154 versehen ist, damit der Arbeitszone des Gravierwerkzeugs ein Kühlmittel zugeführt werden kann. Das verbrauchte Kühlmitte wird gemäß Fig. 1 in einer Auffangschale 15f gesammelt. Der Ring 152 ist mit einer Führungseinrich tung versehen, die gewährleistet, daß die Achse de; Graviei Werkzeugs ihre rechtwinklige Lage zu der zi gravierenden Fläche beibehält. Zu dieser Führungsein richtung gehören gemäß Fig. 7 zwei Ansätze 156 unc 158, die gegenüber der Unterseite des Rings 152 vorspringen. Die Ansätze 156 und 158 sind auf Radier

ίο angeordnet, die in einer Ebene liegen, die auch die erst« Drehachse 16 enthält, und sie befinden sich aul entgegengesetzten Seiten des Gravierwerkzeugs 106 Eine durch die beiden Ansätze verlaufende waagerechte Ebene enthält außerdem die zweite Drehachse 76, se daß die Schneidfläche des Gravierwerkzeugs stets arr Schnittpunkt zwischen der ersten Drehachse 16 und dei zweiten Drehachse 76 angeordnet ist. Gemäß Fig.Ί kann der Ring 152 an dem Bau- bzw. Folgeglied 114 ζ. Β mit Hilfe von Schrauben 164 befestigt sein.

Gemäß Fig.4 ist ein Z-förmiger Anschlag 16t vorhanden, der mit seinem abgewinkelten unterer Schenkel 168 an dem Folgeglied 114 befestigt ist, unc dessen abgewinkelter oberer Schenkel 170 mit einerr Ansatz 172 des Spindelträgers 78 zusammenarbeitet Der Anschlag 166 verhindert Schwenkbewegungen de; Folgegliedes 114 um die dritte Drehachse 126 unter derr Einfluß der Spiralzugfedern 138 und 140. Somit könner die Spiralzugfedern zwar gemäß F i g. 4 das Folgegliec 114 im Uhrzeigersinne schwenken, doch wird diese Schwenkbewegung dadurch begrenzt, daß der Schenke 170 des Anschlags 166 zur Anlage an dem Ansatz 172 des Spindelträgers kommt.

Der Halter 96 ist auf dem Spindelträger 7f angeordnet. Das Werkzeug 106 zum Gravieren vor Glas hat eine schlanke Form, es ragt durch den Halter 96, und es ist in dem Halter so gelagert, daß es hin- unc hergehende Bewegungen längs eines von der erster Drehachse 16 ausgehenden Radius ausführen kann. Mil dem von der Schneidfläche abgewandten Ende des Gravierwerkzeugs 106 ist eine Riemenscheibe 176 drehfest verbunden, die angetrieben werden kann, urr das Gravierwerkzeug in Drehung zu versetzen. Das Gravierwerkzeug kann gegenüber dem Halter % in senkrechter Richtung verlagert werden. Um dies zu ermöglichen, ist gemäß Fig. 4 ein Gestängeglied 178 vorhanden, in das ein Zapfen 180 eingebaut ist, der durch einen senkrechten Schlitz 182 des Halters % nach innen ragt und mit dem Gravierwerkzeug 106 gekuppelt ist. Da die Verbindung zwischen dem Zapfen 180 und dem Gravierwerkzeug 106 auf bekannte Weise hergestellt ist und nicht einen Gegenstand der Erfindung bildet, dürfte sich eine nähere Erläuterung erübrigen; es sei nur bemerkt, daß der Zapfen 180 mit einem Drucklager verbunden ist, das es dem Gravierwerkzeug ermöglicht sich ungehindert zu drehen während es längs seiner Achse bewegt wird.

Damit sich das Gravierwerkzeug 106 längs seiner Achse bewegen läßt, ist gemäß F i g. 4 ein abgewinkelter Arm 184 vorhanden, der auf dem Werkzeughalter 96 mit

ho Hilfe eines Lagerzapfens 186 gelagert ist. Das Gestängeglied 178 ist mit dem Arm 184 durch einen Bolzen 188 gelenkig verbunden. Das freie Ende des Arms 184 kann mit einem Kugelgriff 190 od. dgl. versehen sein. Wird der Arm 185 um den Lagerbolzen 186 geschwenkt, wird das Gravierwerkzeug 106 gegenüber dem Halter % gehoben bzw. gesenkt. Die Schneidfläche des Gravierwerkzeugs 106 liegt zwischen den Ansätzen 156 und 158, und sie befindet sich stets im

wesentlichen an dem Schnittpunkt zwischen der zweiten Drehachse 76 und einem von der ersten Drehachse 16 ausgehenden Radius, so daß Gewähr dafür besteht, daß sich das Gravierwerkzeug stets im rechten Winkel zu der zu gravierenden Fläche erstreckt.

Wie erwähnt, wird das Gravierwerkzeug beim Gravieren eines Glases angetrieben, so daß es sich dreht; auch beim Gravieren von Metall kann das Werkzeug unter bestimmten Bedingungen gedreht werden.

Zum Antreiben des Gravierwerkzeugs dient gemäß F i g. 1 ein Motor 1%, der durch einen in F i g. 6 gezeigten Bock 198 mit dem Schlitten 46 verbunden ist. Der Bock 198 weist einen Ansatz 2(X) auf, der durch Schrauben mit einer Seite des Schlittens 46 verbunden ist. Außerdem ist der Bock mit einem nach außen vorspringenden L-förmigen Arm 202 versehen.

Auf der Welle des Motors 196 sitzt eine Antriebsriemenscheibe 204.

Der L-förmige Arm 202 trägt auf seiner Innenseite eine Einstellplatte 210, die gemäß Fig.3 eine langgestreckte Form hat und gelenkig mit dem L-förmigen Arm 202 so verbunden ist, daß sie Schwenkbewegungen um eine Achse ausführen kann, die mit der Drehachse der Antriebsriemenscheibe 204 zusammenfällt. Gemäß Fig. 3 wird ein senkrechtes Verstellen der Platte 210 durch einen in ihr ausgebildetes Längsschlitz 212 ermöglicht.

Auf dem oberen Ende der Platte 210 sind zwei Riemenscheiben 216 und 218 drehbar gelagert, die drehfest miteinander verbunden und um eine gemeinsame Achse drehbar sind. Zwar hat die Riemenscheibe 216 gemäß F i g. 3 einen größeren Durchmesser als die Riemenscheibe 218, doch ist dies ohne Bedeutung. Mit anderen Worten, man kann Riemenscheiben von jedem für zweckmäßig gehaltenem Durchmesser vorsehen; hierdurch ist es möglich, die Drehzahl des Gravierwerkzeugs im Vergleich zur Drehzahl des Motors 196 zu bestimmen.

Über die Riemenscheiben 204 und 216 läuft ein Haupttreibriemen 228, so daß es möglich ist den Motor 196 einzuschalten, um die Riemenscheiben 216 und 218 anzutreiben. Über die Riemenscheibe 218 läuft ein zweiter Treibriemen 230, dessen beide Stränge über Riemenscheiben 222 und 224 laufen, die auf dem Ansatz 64 des Querschlittens 60 gelagert sind. Von dort aus erstrecken sich die Stränge des Treibriemens 230 zu auf dem Spindelträger 78 gelagerten Riemenscheiben 88 und 90. Schließlich läuft der zweite Treibriemen 230 gemäß F i g. 3 und 4 über die Riemenscheibe 176, um das Gravierwerkzeug 106 anzutreiben. Wird der Motor 196 eingeschaltet, wird somit das Gravierwerkzeug über den Haupttreibriemen 228 und den zweiten Treibriemen 230 angetrieben. Hierzu ist zu bemerken, daß die Drehachse der Riemenscheibe 224 auf dem Querschiitten 60 mit der zweiten Drehachse 76 zusammenfällt, so daß sich die Spannung des zweiten Treibriemens 230 nicht ändert, wenn der Spindelträger 78 um diese Achse geschwenkt wird, damit das Gravierwerkzeug dem Verlauf der zu gravierenden Fläche folgt

Gemäß Fig.3 gehört zu der Vorrichtung eine Einrichtung zum Spannen des zweiten Treibriemens 230 mit einem Spannarm, der einen langgestreckten hohlzylindrischen Abschnitt 236 aufweist, welcher mit einem Gabelteil 238 drehbar verbunden ist Das Gabelteil 238 übergreift ein der Riemenscheibe 222 benachbartes Bauteil. In dem zylindrischen Abschnitt 236 ist eine als Schraubenfeder ausgebildete Druckfeder 240 angeordnet. Ferner ist eine Stange 242 vorhanden, deren eines Ende mit einem Bauteil 244 (Fig. 3) gelenkig verbunden ist. Das Bauteil 244 ist seinerseits gelenkig mit dem freien oberen Ende der verstellbaren Platte 210 so verbunden, daß es sich um die Drehachse der Riemenscheiben 216 und 218 drehen kann. Der zweite Treibriemen 230 wird somit durch die Druckfeder 240 gespannt, die mit dem ihr benachbarten Ende der Stange 242 zussammenarbeitet. Es sei bemerkt, daß sich die beschriebene Riemenspanneinrichtung ungehindert in Abhängigkeit von Dreh- oder Translationsbewegungen des Querschlittens 60 gegenüber der ersten Drehachse 16 bewegen kann. Auch wird die Riemenspanneinrichtung nicht durch Bewegungen des Spindelträgers 78 oder des Folgegliedes 114 um drehen Drehachsen beeinflußt.

Die Verbindungen zwischen der Stange 242 und dem Bauteil 244 sowie zwischen dem rohrförmigen Abschnitt 236 und dem Gabelteil 238 sind gelenkig, so daß man diese beiden Teile radial nach außen schwenken kann, ohne daß das Bauteil 244 und das Gabelteil 238 außer Eingriff mit der Platte 210 bzw. der Riemenscheibe 222 kommen.

Die Einrichtung zum Kopieren des Musters bzw. der Schablone 40 ist am deutlichsten aus F i g. 1 und 32 ersichtlich. Zu der Abtasteinrichtung gehört ein Taststift 250 von langgestreckter zylindrischer Form, der an seinem unteren Ende eine Spitze zum Abtasten der Schablone aufweist. Das obere Ende des Taststiftes ist mit einem langgestreckten zylindrischen spulenförmigen Bauteil 252 verbunden, das einen radialen Schlitz 254 aufweist.

Das Gehäuse 258 für den Taststift hat einen im wesentlichen rechteckigen Hauptkörper 260, der mit einem langgestreckten Schlitz 262 versehen ist. Zu dem Hauptkörper 260 gehört ein gemäß F i g. 2 nach vorn ragender Arm 264, der an seinem freien Ende eine zylindrische Aussparung 266 besitzt. Der mittlere Teil des Taststiftes 250 ist in der Aussparung 266 so geführt, daß er sich nur in Richtung seiner Längsachse bewegen kann. Der Hauptkörper 260 ist gelenkig mit einem Ende eines Steuergliedes 268 verbunden, dessen anderes Ende an einem langgestreckten Steuerarm 274 angelenkt ist.

Der Steuerarm 274 ist auf dem Zapfen 18 so gelagert, daß er sich um die erste Drehachse 16 schwenken läßt. Hierbei ist der Steuerarm mit dem Zapfen 18 durch einen Bolzen 276 so verbunden, daß er in die in F i g. 1 mit gestrichelten Linien angedeuteten Stellungen geschwenkt werden kann. Der Steuerarm weist einen ersten Einstellschlitz 278 auf, mit dem das schon erwähnte äußere Ende des Steuergliedes 268 zusammenarbeitet, das nach dem Einstellen längs des Schlitzes 278 mit Hilfe einer Mutter 280 festgelegt werden kann. Zwar bestimmt die Mutter 280 die Lage des äußeren Endes des Steuergliedes 268 längs des Schlitzes 278, doch Iä3t sich das Steuerglied um die Achse der Mutter schwenken.

Ferner weist der Steuerarm 274 einen unteren Einstellschlitz 284 auf, gegenüber welchem sich das äußere Ende eines unteren bzw. weiteren Steuergliedes 286 in einem festen Abstand von der ersten Drehachse 16 mit Hilfe einer Mutter 288 festlegen läßt die auf ähnliche Weise zur Wirkung kommt wie die Mutter 280, so daß das untere Steuerglied 286 ungehindert Schwenkbewegungen gegenüber dem Steuerann 274 ausführen kann.

An seinem oberen Ende weist der Steuerarm 274 einen Schlitz 292 auf, der sich in rechten Winkel zu den

Schlitzen 278 und 284 erstreckt.

Der Hauptkörper 260 des Taststiftgehäuses weist einen nach oben und schräg nach vorn ragenden Arm 294 mit einem Schlitz 2% auf. Mit diesem Schlitz arbeitet ein waagerecht angeordneter Zapfen zusammen, der in ein Ende eines langen Arms 300 zum Abheben des Taststiftes 250 eingebaut ist. Der Arm 300 ragt durch den radialen Schlitz 254 und den Schlitz 292 des Steuerarrns 274. Wird der Arm 300 um seine Lagerachse in dem Schlitz 296 geschwenkt, wird somit die Spitze am unteren Ende des Taststiftes in oder außer Berührung mit der abzutastenden Schablone od. dgl. gebracht.

Gemäß Fig. 2 ist ein Führungsteil 304 mit einem schwalbenschwanzförmigen Ansatz in der schwalbenschwanzförmigen Führungsnut 72 der Platte 70 verschiebbar gelagert. Wie erwähnt, ist die Platte 70 fest mit dem Querschlitten 60 verbunden. Das Führungsteil 304 weist einen nach hinten ragenden Arm 306 auf, an dem eine nach hinten ragende Stange oder Schiene 308 befestigt ist, die in dem Schlitz 262 des Hauptkörpers 260 des Taststiftgehäuses gleitend geführt ist, so daß das Taststiftgehäuse längs der Schiene 308 parallel zu der ersten Drehachse 16 bewegbar ist.

Mit dem Arm 306 ist gemäß Fig. 1 eine Mutter 310 verbunden, mittels welcher das linke Ende des unteren Steuergliedes 286 gelenkig mit dem Arm 306 verbunden ist.

F i g. 10 zeigt ein mit einer Gravierung zu versehenes Werkstück, z. B. einen Becher 314. der gemäß F i g. 1 und 4 zwischen Backen 316 und 318 eingespannt werden kann. Gemäß Fig.4 kann die Backe 316 drei in Winkelabständen verteilte, sich in radialen Richtungen erstreckende Arme 320 aufweisen. Diese Arme sind mit mehreren konzentrischen Aussparungen versehen, damit sie ein Werkstück, z. B. den Becher 314, so aufnehmen können, daß seine Längsachse mit der ersten Drehachse 16 zusammenfällt. Zu diesem Zweck ist eine Spannschraube 322 vorhanden, damit die Welle 24 zusammen mit der Backe 316 gegenüber der ersten Drehachse 16 in einer bestimmten Winkelstellung festgelegt werden kann. Die Backe 318 ist längs der ersten Drehachse 16 dadurch bewegbar, daß sie an einer Gewindespindel 326 befestigt ist, die mit einem Innengewinde eines an der Platte 30 befestigten zylindrischen Bauteils 328 zusammenarbeitet und gegebenenfalls mit einem Drehknopf 330 versehen sein kann.

Das innere Ende der Gewindespindel 326 kann mit einer Gewindebohrung zum Aufnehmen einer Schraube 32a versehen sein, auf der eine Spannmutter 334 angeordnet ist so daß es die Gewindespindel 326 ermöglicht, die Backe 318 so anzuordnen, daß Werkstücke von ähnlicher Größe eingespannt werden können. Die Spannmutter 334 ermöglicht auf bequeme Weise ein schnelles Lösen des in die Backen eingespannten Werkstücks.

Soll ein Werkstück mit einer Gravur versehen werden, werden die entsprechenden Schablonen in die Klötze 36 nach Fig.8 eingebaut Da diese Klötze mit den gekrümmten Schlitzen 38 versehen sind, erstreckt sich die gesamte Schablone längs eines Kreisbogens, dessen Krümmungsmittelpunkt im wesentlichen mit der ersten Drehachse 16 zusammenfällt

Dann wird z.B. ein Becher 314 der in Fig. tO gezeigten Art zwischen den Backen 316 und 318 eingespannt Hierbei bringt die Backe 316 den Becher in eine solche Lage, daß seine Längsachse mit der ersten Drehachse 16 zusammenfällt.

. Hierauf wird der Taststift 250 zur Anlage an dem jeweils nachzuformenden Schablonenteil gebracht. Zu diesem Zweck wird der Arm 300 zusammen mit dem Steuerarm 274 betätigt.

Mit Hilfe der Handkurbel 48 wird der Querschlitten 60 gesenkt, bis die Ansätze 156 und 158 nach F i g. 7 an der Außenfläche des Bechers anliegen. Wenn beide Ansätze diese Fläche berühren, erstreckt sich das Gravierwerkzeug, wie erwähnt, im rechten Winkel zu der Fläche, und zwar ohne Rücksicht auf ihre Krümmung oder Konizität. Dies ist darauf zurückzuführen, daß das Gravierwerkzeug zwischen den Ansätzen so angeordnet ist, daß sich seine Schneidfläche um die zweite Drehachse 76 dreht.

Eine Bewegung des Querschlittens 60 im rechten Winkel zu der ersten Drehachse 16 ist ohne jede Bewegung der Schablonenabtasteinrichtung möglich, da die Platte 70 gegenüber dem Führungsteil 304 senkrecht verschiebbar ist. Das Steuerglied 268 wird längs des Schlitzes 278 des Steuerarms 274 so eingestellt, daß es eine im wesentlichen waagerechte Lage einnimmt, wenn sich der Taststift 250 in der Mitte zwischen dem höchsten und dem tiefsten Teil der Schablone befindet.

Wird der Taststift gegenüber der Schablone bewegt, wird seine Bewegung auf das Taststiftgehäuse 258 und von dort aus durch das Steuerglied 268 auf den Steuerarm 274 übertragen. Das Taststiftgehäuse 258 wird bei seiner Bewegung durch die Schiene 308 geführt, die durch den Schlitz 262 ragt, doch ist keine direkte Verbindung zwischen dem Taststiftgehäuse und dieser Schiene vorhanden. Die Bewegung des langgestreckten Steuerarms 274 wird auf die Schiene 308 und das Führungsteil 304 durch das untere Steuerglied 286 übertragen. Durch Verstellen der Mutter 288 längs des Schlitzes 284 ist es möglich, das Verhältnis zwischen der Bewegung des Taststiftes 250 und der Bewegung des Führungsteils 304 längs der ersten Drehachse 15 zu bestimmen. Auf die Bedeutung dieser Tatsache wird im folgenden näher eingegangen.

Nunmehr wird der Motor 196 eingeschaltet, so daß der Haupttreibriemen 228 und der zweite Treibriemen 230 das Gravierwerkzeug 106 antreiben.

Die Bewegung des Führungsteils 304, die durch die Bewegung des Taststiftgehäuses 258 bestimmt und durch die Beziehung zwischen dem unteren Steuerglied 286 und dem langgestreckten Steuerarm 274 beeinflußt wird, wird durch die Platte 70 auf den Querschlitten 60 übertragen.

so Die Bewegung des Gravierwerkzeugs 106 in Abhängigkeit von der Bewegung des Taststiftes 250 läßt sich anhand von F i g. 9 zusammenfassend beschreiben, wo der Querschlitten 60, der Spindelträger 78 und das Folgeglied 114 schematisch dargestellt sind. Gemäß Fig.9 kann das Gravierwerkzeug 106, daß in die öffnung 150 des Folgegliedes 114 eingebaut ist Schwenkbewegungen um die erste Drehachse 16 ausführen, da der Querschlitten 60 mit Hilfe der sich quer zu der ersten Drehachse erstreckenden Platte 44 und des Schlittens 46 um die erste Drehachse 16 schwenkbar gelagert ist Ferner kann das Gravierwerkzeug Schwenkbewegungen um die zweite Drehachse 76 ausführen, da der Spindelträger 78 gegenüber dem Querschlitten 60 um die zweite Drehachse 76 schwenkbar ist Eine Translationsbewegung des Gravierwerkzeugs parallel zu der ersten Drehachse 16 kann durch Verschieben des Querschlittens 60 gegenüber den langgestreckten zylindrischen Lagern 54 herbeigeführt

werden.

Bei jeder der vorstehend beschriebenen Bewegungen behält das Gravierwerkzeug eine Lage bei, in der es sich im rechten Winkel zu der Außenfläche des Bechers 314 erstreckt. Die durch die Spiralzugfedern 138 und 140 auf das Folgeglied 114 aufgebrachten, nach unten wirkenden Kräfte gewährleisten, daß die Ansätze 156 und 158 des Rings 152 ständig in Berührung mit der zu gravierenden Fläche stehen, so daß das Gravierwerkzeug in Abhängigkeit von jeder Änderung der Krümmung dieser Fläche Schwenkbewegungen um die zweite Drehachse 76 ausführt. Somit steht das Werkzeug stets senkrecht auf der Oberfläche, ohne Rücksicht darauf, ob sie eine konvexe oder konkave oder konische Form hat. Es sei bemerkt, daß es sich bei der hin- und hergehenden Bewegung des Querschlittens 60 und seiner Schwenkbewegung um die erste Drehachse 16 um zwangsläufig zur Wirkung kommende Eingangssignale für das Gravierwerkzeug handelt, die bei einer entsprechenden Bewegung des Taststiftes 250 gegenüber der nachzuformenden Schablone entstehen. Dagegen richtet sich die Schwenkbewegung um die zweite Drehachse 76 und um die dritte Drehachse 126 ausschließlich nach der Krümmung der zu gravierenden Fläche.

Das untere Steuerglied 286 hat zwei Aufgaben zu erfüllen, von denen eine darin besteht, die Bewegungen des Taststiftes 250 über den langgestreckten Steuerarm 274 auf den Querschlitten 60 zu übertragen.

Die zweite Aufgabe des unteren Steuergliedes 286 besteht darin, die Höhe der Gravierung gegenüber der Höhe der Schablone zu ändern. Dies ist erforderlich, um eine Verzerrung der Gravur auf der zu gravierenden Fläche zu vermeiden.

Die Gründe hierfür ergeben sich aus der folgenden J5 Beschreibung. Soll z. B. gemäß F i g. 1 der Buchstabe H auf einem Werkstück, z. B. dem Becher 314 nach F i g. 10, nachgebildet werden, wird der Becher zwischen den Backen 316 und 318 eingespannt, und dann wird der Querschlitten 60 gesenkt, bis das Folgeglied 114 zur Anlage an dem Becher kommt. Der Querbalken des Buchstabens Werstreckt sich nach dem Gravieren über einen Kreisbogen, der sich über den gleichen Winkelbereich erstreckt wie bei der Schablone. Dies ist darauf zurückzuführen, daß sich die gesamte Graviervorrichtung als Ganzes um die erste Drehachse 16 dreht. Die tatsächliche Länge des gravierten Kreisbogens richtet sich nach dem Durchmesser des zu gravierenden Bechers. Bei einem Becher mit einem größeren Durchmesser erhält der Kreisbogen eine größere Länge als bei einem Becher mit einen kleineren Durchmesser.

Solange kein Ausgleich herbeigeführt wird, erhalten die eingravierten senkrechten Striche des Buchstabens H die gleiche Länge, wie sie bei der Schablone vorhanden ist. In bestimmten Fällen ist dies erwünscht, doch in den meisten Fällen ist es erforderlich, die Höhe der senkrechten Striche so zu verändern, daß sie im richtigen Verhältnis zur Länge des Querbalkens stehen. Diese Notwendigkeit kann sich z. B. ergeben, wenn ein Becher mit einem kleinen Durchmesser graviert werden soll. Wäre keine Ausgleichseinrichtung vorhanden, würden sämtliche Buchstaben schmal und sehr hoch werden.

Zu dem genannten Zweck kann die Verbindungsstelle zwischen dem unteren Steuerglied 286 und dem langgestreckten Steuerarm 274 nach dem Lösen der Mutter 288 verstellt werden. Befindet sich die Mutter 288 am oberen Ende des Schlitzes 284, erhalten die gravierten Buchstaben die gleiche Länge, wie sie bei der Schablone vorhanden ist. Wird die Mutter 288 dagegen in Richtung auf den Lagerbolzen 276 verstellt, erhalten die gravierten Buchstaben eine Länge bzw. Höhe, die geringer ist als diejenige der Buchstaben der Schablone. Dies ist darauf zurückzuführen, daß sich das Gravierwerkzeug längs der ersten Drehachse 16 längs einer Strecke bewegt, die gleich der Bewegungsstrecke der Mutter 288 längs der ersten Drehachse ist. Wird die Mutter 288 näher an den Lagerbolzen 276 herangerückt, werden die Längsbewegungen des Gravierwerkzeugs in Abhängigkeit von den Längsbewegungen des Taststiftes entsprechend verkleinert.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Gravieren rotationssymmetrischer Werkstücke, die um eine ihrer Symmetrieachse entsprechende erste Achse drehbar einspannbar sind, mit einem Gravierwerkzeug, das auf einem Folgeglied angeordnet ist, das um eine zur ersten Achse parallele dritte Achse schwenkbar an einem Träger gelagert ist, der um eine zur dritten Achse senkrechte zweite Achse schwenkbar an einer Platte gelagert ist, die um eine weitere Achse schwenkbar gelagert ist, mit einer Schablone und mit einem Taststift für die Schablone, der kinematisch mit dem Gravierwerkzeug verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Gravierwerkzeug (106) eine Führungseinrichtung aufweist, die aus zwei auf dem Werkstück (314) abstützbaren Ansätzen (156, 158) besteht, die jeweils auf entgegengesetzten Seiten des Gravierwerkzeugen angeordnet sind und in einer von Gravierwerkzeug und erster Achse (16) gebildeten Ebene liegen, wobei die Enden der Ansätze in Arbeitsstellung auch mit der zweiten Achse (76) in einer gemeinsamen Ebene liegen, daß die weitere Achse mit der ersten Achse zusammenfällt und daß die Platte (44) einen zur ersten Achse radial verstellbaren Schlitten (46) aufweist, auf dem ein zur ersten Achse parallel verschiebbarer Querschlitten (60) angeordnet ist, der die um die zweite Achse schwenkbare Lagerung des Trägers (78) übernimmt, daß die Schablone (40) konzentrisch um die erste Achse gekrümmt ausgebildet ist und daß die kinematische Verbindung des Taststifts (250) mit dem Gravierwerkzeug über ein zur ersten Achse radial verschiebbares Führungsteil (304) erfolgt, das eine parallel zur ersten Achse verlaufende Schiene (308) aufweist, auf der der Taststift verschiebbar gelagert ist, an dem das eine Ende eines Steuergliedes (268) angelenkt ist, dessen anderes Ende mit einem Steuerarm (274) gelenkig verbunden ist, der sowohl um die erste Achse als auch um eine dazu senkrechte Achse schwenkbar ist und dtr mit dem einen Ende eines weiteren Steuergliedes (286) verbunden ist, dessen anderes Ende am Führungsteil angelenkt ist.

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Gravieren rotationssymmetrischer Werkstücke, die um eine ihrer Symmetrieachse entsprechende erste Achse drehbar einspannbar sind, mit einem Gravierwerkzeug, das auf einem Folgeglied angeordnet ist, das um eine zur ersten Achse parallele dritte Achse schwenkbar an einem Träger gelagert ist, der um eine zur dritten Achse senkrechte zweite Achse schwenkbar an einer Platte gelagert ist, die um eine weitere Achse schwenkbar gelagert ist, mit einer Schablone und mit einem Taststift für die Schablone, der kinematisch mit dem Gravierwerkzeug verbunden ist.

Eine derartige Graviervorrichtung ist aus der DE-PS 78 306 bekannt. Durch eine solche Vorrichtung lassen sich Gravuren auf zylindrischen oder konischen Werkstücken geometrisch ähnlich der Vorlage exakt aufbringen, weil das Gravierwerkzeug ständig senk- _h5 recht zur gravierenden Oberfläche gehalten werden kann. Weicht jedoch die zu gravierende Oberfläche von der exakten zylindrischen oder konischen Gestalt ab, wie dies häufig bei Gläsern der Fall ist, dann ergeben sich bei Verwendung der bekannten Graviervorrichtungen Verzerrungen der Gravuren, die um so mehr optisch störend in Erscheinung treten, je mehr das rotationssymmetrische Werkstück von der zylindrischen bzw. konischen Gestalt abweicht Eine solche starke Abweichung von der zylindrischen bzw. konischen Form findet sich bei zahlreichen Trinkglasfcrmen, insbesondere bei Dessertgläsern, Cognacschwenkern, Pokalen u.dgl, welche häufig eine stark ausgeprägte bauchige Form haben, die mit Hilfe der bisher bekannten Graviervorrichtungen nicht bearbeitet werden konnte, so daß man darauf angewiesen war, bei solchen Gläsern die Gravuren durch Hand einzuschneiden.

Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs bezeichneten Gattung zu schaffen, die geometrisch genau das Muster einer Schablone auf ein beliebig gekrümmtes rotationssymmetrisches Werkstück verzerrungsfrei überträgt

Gemäß der Erfindung wird die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, daß das Gravierwerkzeug eine Führungseinrichtung aufweist, die aus zwei auf dem Werkstück abstützbaren Ansätzen besteht, die jeweils auf entgegengesetzten Seiten des Gravierwerkzeuges angeordnet sind und in einer von Gravierwerkzeug und erster Achse gebildeten Ebene liegen, wobei die Enden der Ansätze in Arbeitsstellung auch mit der zweiten Achse in einer gemeinsamen Ebene liegen, daß die weitere Achse mit der ersten Achse zusammenfällt und daß die Platte einen zur ersten Achse radial verstellbaren Schlitten aufweist, auf dem ein zur ersten Achse parallel verschiebbarer Querschlitten angeordnet ist, der die um die zweite Achse schwenkbare Lagerung des Trägers übernimmt, daß die Schablone konzentrisch um die erste \chse gekrümmt ausgebildet ist und daß die kinematische Verbindung des Taststifts mit dem Gravierwerkzeug über ein zur ersten Achse radial verschiebbares Führungsteil erfolgt, das eine parallel zur ersten Achse verlaufende Schiene aufweist, auf der der Taststift verschiebbar gelagert ist, an dem das eine Ende eines Steuergliedes angelenkt ist, dessen anderes Ende mit einem Steuerarm gelenkig verbunden ist, der sowohl um die erste Achse als auch um eine dazu senkrechten Achse schwenkbar ist und der mit dem einen Ende eines weiteren Steuergliedes verbunden ist, dessen anderes Ende am Führungsteil angelenkt ist.

Durch das Zusammenwirken dieser Merkmale wird erreicht, daß unter automatischer Anpassung an die beliebig gestaltete Werkstückkontur stets eine verzerrungsfreie Gravur beliebiger Größe erzeugt werden kann, indem das Gravierwerkzeug in jedem Augenblick im wesentlichen senkrecht zu der Tangentialebene des jeweiligen Gravierpunktes gehalten wird.

Somit wird es durch die Erfindung erstmalig möglich, bei rotationssymmetrischen Werkstücken Flächen der verschiedensten Form vorlagegetreu zu gravieren, sowohl zylindrische als auch konisch ausgebildete oder beliebig gekrümmte Flächen, und zwar sowohl konvexe als auch konkave Flächen. In jedem Fall folgt das Gravierwerkzeug genau der zu gravierenden Fläche, so daß sich Gravuren von hoher Genauigkeit herstellen lassen. Auch können Werkstücke beliebigen Durchmessers graviert werden und die Proportionen der gravierten Muster können im Vergleich zu der benutzten Schablone in jeder gewünschten Weise eingestellt werden.

Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der