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Modellkopiermaschine zur Herstellung von Formt eilen aus Holz mit
vornehmlich unregelmaßiger Körperform, wie z.B.
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Schuhsohlen, Golfschläger, Gewehrschäfte u.dgl.
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Die Erfindung betrifft eine Modellkopiermaschine zur 11erstellung
von Formteilen aus Holz mit vornehmlich unregelmäßiger Körperform, wie z.B. Schuhsohlen,
Golfschlägern, Gewehrschäften u.dgl., bei der ein Orlginalmodell und ein oder mehrere
zu bearbeitende Holzrohlinge bzw.
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formgefräste Formteile in Abständen voneinander mittels Sinssoiannvorrichtunjgen
um ihre Längsachsen drehbar gelagert und synchron angetrieben sind und eine das
Originalmodell abtastende Kopierrolle mittels einer Übertragungseinrichtung mit
einem oder mehreren, motorisch angetriebenen Werkzeugen zum vorzugsweise foringleichen
Fräsen und Schleifen beviegungsschlüssig verbunden sind. Es ist bekannt, daß auf
diesen Modellkopiermaschinen hölzerne Formteile nicht nur allseits formgefräst sondern
auch formgeschliffen werden können. Nun ist es aber z.B. bei Schuhsohlen, Golfschlägern,
Gewehrschäften und verschiedenen Gestell- und; Möbelteilen erwünscht, daß bestimmte
Teilflächen der Formteiloberfläche unbearbeitet bzw. formgefräst also ungeschliffen
bleiben. Es sollen somit solche i'ormteile entweder unbearbeitete oder zumindest
ungeschliffene Teilflächen auf der Formteiloberfläche aufweisen.
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Diese Forderung ist durcn die bekannten Modellkopierinaschinen nicht
erfüllbar.
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Um diesem Mangel abzuhelfen, wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen,
die Werkzeuge w:hrend der Bearteitung der Holzrohlinge bzw. der formgefrästen Formteile
von vorbestimmten Teilflächen der Formteiloberfläche mittels mindestens eines von
der Form des Originalmodells an den. in Frage kommenden Stellen der Modelloberfläche
abweichenden Abhebemodelles und mindestens einer dessen oberfläche abtastenden Kopierrolle
selbsttätig abzuheben, wobei dieses Abhebemodell bzw. diese Abhebemodelle mit dem
Wriginalmodell und den zu bearbeitenden ormteile synchron anzutreiben sind und die
dem Abhebemodell bzw. den Abhebemodellen zugeordneten Kopierrollen durch die Übertregungseinrichtung
mit der Kopierrolle des Originalmodelles bzw. aen werkzeugen bewegungsschlüssig,
gegebenenfalls ausschaltbar verbunden sind.
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Die Erfindung kann bei Modellkopiermaschinen auf verschiedene Weise
ausgeführt werden. So z.#. kann das Abhebemodell in weiterer Ausgestaltung der Erfindung
in der vertikalen liängsmittelebene des Originalmodelles in einem Abstand unter
diesem drehbar gelagert und mit dessen Antrieb gekuppelt sein, wobei die dem Abhebemodell
zugeordnete Kopierrolle in der gleichen Vertikalebene wie die Kopierrolle des Originalmodelles
beweglich gelagert und beide Kopierrollen miteinander gegebenenfalls lösbar verbunden
sind.
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Eine andere Ausführungsvariante der Erfindung besteht darin, daß
das bzw. die Abhebemodelle anstelle eines bzw. mehrere Holzrohlinge in die Einspannvorrichtung
der Arbeitsspindeln der #aschine einspannbar sind und an diesen Stellen der erkzeugsteuerung
das bzw. die Werkzeuge gegen je eine Kopierrolle austauschbar sind.
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In der Leichrlung sind die für die bralarung der i;rfirldung weseiftlicher#
Merkmale einei Modellikopiermaschine an zwei verschiedenen Ausführungsbeispielen
schematisch veranschaulicht, wobei als Werkstück ein Golfschläger dargestellt ist.
Die iig. 1 und 2 zeigen in Seitenansicht und in Stirnansicht das Originalmodell
und das Abhebemouell in einer vertikalen Langsmittelebene im Abstand übereinander
angeordnet zusammen mit ihren Kopierrollen. Die zweite Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes
ist in Fig. 3 schematisch dargestellt, bei welcher das Originalmodell, das Abhebemodell
und ein zu bearbeitender Formteil in einer gemeinsamen Horizontalebene nebeneinander
im Querschnitt schematisch veranschaulicht sind. In den Fig. 4 und 5 sind die für
die Enlärung der Erfindung erforderlichen Maschinenelemente einer Modellkopiermaschine
einerseits in Front ansicht auf die Kopierrollen und einen Schleifkörper bei übertrieben
groß dargestellten Querschnitten des Originalmodelles, des Abhebemodelles und eines
Formteiles, anderseits im Grundriß mit dem Kopierschlitten und den von ihm getragenen
Tragarmen samt Kopierrollen und Werkzeug schematisch dargestellt. Die Fig. 6 zeigt
einen zweiteiligen Tragarm mit ausrückbarer Kopierrolle schematisch.
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Von dem Maschinengestell einer Modellkopiermaschine sind in den ig.
4 und 5 der Zeichnung nur zwei in einem Abstand voneinander aufrechtstehend angeordnete
Lagerwände 1 und 2 dargestellt. In der Lagerwand 1 sind in einer Horizontalebene
in vorbestimmten Abständen nebeneinander eine Modellspindel 3 und die Arbeitsspindel
4 drehbar gelagert. Diese
Modellspindel 3 und die Arbeitsspindelh4
weisen an den wandaußenseitigen Enden je ein Getrieberad 5 bzw. 6 auf und tragen
auf den wandinnenseitigen Enden je ein als Mitnehmer ##usgebildetes Spannglied,
z.B. ein zwirn 7 bzw.8 der Linspannvorrichtung. In der gegenüberliegenden Lagerwand
2 sitzen achsgleich mit den Spanngliedern 7 bzw. 8 eine gleiche Anzahl Spanndorne
12 bzw. 13, die drehbar und mittels einer pneumatisch oder elektrimagnetisch betätigbaren
Spann ein richtung 14 zum Einspannen der Holzrohlinge 15 bzw. zum Freigeben der
bearbeiteten Formteile axial verschiebbar sind.
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Das Originalmodell 16 bleibt in seiner Linspannvorrichtung 7,12 dauernd
eingespannt. Weiters sind zu beiden Seiten des vom Originalmodell 16 und den Formteilen
15 eingenommenen Arbeitsbereiches zwei Schraubenspindeln 17 mm Maschinengestell
bzw. in aessen liagerwänden 2 drehbar und axial unverschiebbar gelagert. Beide Schraubenspindeln
17 liegen zueinander und zu den Längsachsen der Formteile 15 parallel ausgerichtet
im aschinerlgestell und greifen in je ein Muttergewinde der vertikalen Wänae 18
eines Kopierschlittens ein. Jede der beiden Schraubenspindeln 17 besitzt ein Getrieberad
19 und eine endlose, beide Getrieberäder 19 miteinander und mit einem Getrieberad
21 eines Antriebes 22 verbindende Kette 20. Dadurch wird erreicht, daß aie beiden
Schraubenspindeln 17 synchron in Drehung versetzt und dadurch der Kopierschlitten
18 parallel zu sich mit einer vorbestimmten \~orschubgeschwindigkeit in längsrichtung
des
Modelles 16 und naser h'ormteile 15 bewegt werden. Der Kopierschlitten
18 besitzt eine seine beiden Wände miteinander verbindende Schwenkachse 23, von
aer eine Anzahl Tragarme 24 radial abstehen. Ber eine Tragarm trägt an seinem freien
Ende eine das Originalmodell 16 abtastende Kopierrolle 25, wogegen die anderen Tragarme
24 (von denen nur einer in der Zeichnung dargestellt ist) am freien Ende ein motorisch
angetriebenes Werkzeug 26, z.B.einen Fräser oder einen Schleifkörper bzw. die Andrückrolle
eines Schleifandes tragen. Für den Antrieb dieses Werkzeuges 26 ist ein die Werkzeugwelle
mit einem auf der Schwenkachse frei drehbar sitzenden Getrieberad verbindender Übersetzungstrieb
37, z.B. ein Keilriementrieb vorgesehen, der über einen weiteren Keilriementrieb
36 von einem am Kopierschlitten 18 sitzenden Motor 35 angetrieben wird. Während
der herstellung der Formlinge 15 aus Holzrohlingen tastet die Kopierrolle 25 mit
entsprechendem Anpreßdruck die lantelfläche des Originalmodells 16 ab, wobei das
Originalmodell und die formlinge mit vorbestimmter Geschwindigkeit synchron rotieren
und die Werkzeuge 26 mittels der Kopierrolle 25 zwangsläufig formgesteuert werden
bzw.
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mittels des Kopierschlittens 18 in Vorschubrichtung bewegt werden.
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Um auf einer solchen Modellkopiermaschine den e!findur.gsgemäß angestrebten
Effekt der Erhaltung von unbearbeiteten bzw. ungeschliffenen Teilflächen der geschliffenen
Formteilmantelfläche zu erreichen, wird minaestens ein zweites Modell 16a und eine
diesem zugeordnete Kopierrolle 29 vorgesehen welches Modell als Abhebemodell 16a
an vorbestimmten Teililächen
von der Form des Originalmodells 16
abweichende Erhöhungen 28 aufweist, die ein stufenloses Abheben und Aufsetzen der
Kopierrolle 29 und damit auch der Werkzeuge 26 von den von der jeweiligen Bearbeitung
ausgenom:llenen Teilflächen der Fonateiloberfläche gewährleisten.
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Nach dem in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungabeispiel ist
in der vertikalen ägsmittelbene des Originalmodelles 16 in einem Abstand darunter
dieses Abhebemodell 16a mit der im Iviaschinengestell drehbar gelagerten Modellspindel
27 drehungsfest verbunden. Diese Moaellspindel 27 steht durch einenÜbersetzangstrieb
30,31 mit der modell spindel 3 des Originalmodelles 16 in zwangläufiger Verbindung,
so daß sich beide Modelle 16 und 16a synchron drehen. Das Abhebemodell 16a weicht
an vorbestimmten, mit x und y bezeichneten Stellen von der Porm des Originalmodelles
16 ab, d.h. es besitzt an diesen Stellen der Mantelfläche aie im Querschnitt mit
kreuzweiser Schraffur gekennzeichneten Brhöhungen 28. Die Kopierrolle 25 des Originalmodells
16 ist durch einehiragarm 24 gehalten und die Kopierrolle 29 des Abhebemodells 16a
sitzt drehbar am Ende eines zum Tragarm 24 parallel angeordneten und um eine im
Kopierschlitten 18 gelagerte Achse 33 schwenkbaren Tragarm 32, der mit dem l'ragarm
24 durch Lenker 34 verbunden ist, so daß beide Kopierrollen 25 und 29 durch das
so gebildete Lenkerparallelogramm zwangläufig und parallel zu sich in vertikaler
Richtung bewegbar sind. Beim gewählten Beispiel sollen die flächen x und y an einem
Golfschläger ungeschliffen bleiben,
Hier sei eingefügt, daß die
mit 42 bezeichntete Fräswerkzeuge (Fig.4) in einer unter den 1modellen 25 und 29
sowie den Formteilen 15 liegenden Ebene angeordnet sind und daher mittels einer
eigenen jedoch dasselbe Originalmodell 16 abtastenden Kopierrolle 40 steuerbar sind.
Mit diesen 'räswerkzeugen 42 können somit die Holzrohlinge zu Golfschlägern 15 formgefräst
werden, wobei natürlich die Schleifwerkzeuge 26 den Fräsweikzeugen im Vorschubs
inne nacheilen bzw. erst nach dem Fräsen zum einsatz gebracht werden können. Jedenfalls
bleibt das Abhebemodell 16a für den Fräsgang unwirksam, wogegen es für den Schleifgang
das Abheben der Schleifwerkzeuge 26 im Bereich des Winkels i von den gefrästen Formt
eilen mittels der Kopierrolle 29 selbsttätig abhebt und wieder aufsetzt, wodurch
die teilflächen x und y der Formteile ungeschliffen bleiben. Die Erhöhungen 28 des
Abhebemodelles 16a sind dabei so angelegt, daß das -Abheben und Absenken der Werkzeuge
26 stufenlos erfolgt.
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Das zweite, in 2'ig. 3 dargestellte Ausführungsbeispiel der Erfindung
zeigt eine weitere Möglichkeit der Anordnung eines zusätzlichen Modells, welche
besonders dort mit Vorteil anwendbar ist, wo es sich um eine bereits in Betrieb
stehende Modellkopiermaschine handelt. Hier wird zwischen dem als Mitnehmer wirkenden
Zwirl 8 einer Arbeitsspindel 4 und dem Spanndorn 13 anstelle eines Holzrohlings
das Abhebemodell 16a eingespannt, das dadurch unmittelbar neben dem Originalmodell
16 liegt. Der zugeordnete Tragarm 24 erhält anstelle eines Werkzeuges die Kopierrolle
29, die die Manteliläche des Abhebemodelles abtastet und dadurch das rormgerechte
Steuern
der Kopierrolle 25 des Originalmodelles 16 z.B. im Bereich
des Winkels ~ #dann ausschaltet, wenn sie durch die erhöhung 28 des Abhebemodelles
16a in der bereits beschriebenen Weise angehoben wird.
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In den Fig. 3 und, 4 ist auch angedeutet, daß unterhalb der beiden
iodelle 16 und 16a und der Formteile 15 ebenfalls eine im Kopierschlitten 18 gelagerte
Schwenkachse 38 mit von ihr radial abstehenden Tragarmen 39 angeordnet ist.
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zwei der Tragarme 39 tragen je eine dem Originalmodell 16 oder dem
Abhebemodell 16a zugeordnete Kopierrolle 40 bzw. 41, wogegen die anderen Tragarme
39 Fräswerkzeuge 42 führen, die über einen flbersetzungstrieb 44,45 von einem Motor
43 in Rotation versetzt werden.
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In Fig. 6 ist schematisch angedeutet, daß der eine die Kopierrolle
47 tragende Tragarm 39 aus zwei mit ein ander durch ein Gelenk verbundenen; fireilen
bestehen kann, die durch eine pneumatischeioder elektromagnetisch betätigbare Stelleinrichtung
46 zum Ein- bzw. Ausdrücken der Kopierrolle 41 zueinander winkelverstellbar sind.
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In der in Fig. 4 dargestellten Lage der Kopierrollen 40,41 und der
Werkzeuge 42 ist der Fräsgang beendet und die Formteile 15 sind für den Schleifgang
bereit.
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Die dargestellte Drehlage der Formteile 15 des Originalmodelles 16
und des Abhebemodoelles 16a zeigt, daß die Kopierrollen 25 und 29 sowie auch der
Schleifkörper-26 durch die ~;Er)nohung 28 des Abhebemodelles 16a gon aer gefrästen
Teilfläche x abgehoben wurden und auch von der gefrästen Fläche y
abgehoben
bleiben, So daß ein Aufsetzen der Kopierrolle 25 am Originalmodell 16 bzw. des werkzeuges
26 am Formteil 15 erst nach dem Verlauf der Erhöhung 28 des Abhebemoctelles 16a
erfolgt.
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Dieser Vorgang des Abhebens eines Werkzeug es von vorbestimmten Teilflächen
der Formteiloberfläche kann selbstverständlich auch für das Fräsen zutreffen. So
z.B.
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kann durch das formgesteuerte Schroppfräsen die unbearbeitet bleibende
fläche gebildet werden, die dann beim Einfräsen durch Einschalten der Kopierrolle
des Abhetemodelles 16a von der weiteren Bearbeitung ausgespart bleibt. Sollten verschiedene
Teilflächen eines Werkstückes bzw. eines hölzernen Formteiles untereinander verschiedener
Bearbeitung unterzogen werden, die durch ein Abhebemodell nicht ausgespart werden
können, dann können gemäß dem in den 'teig. 3 und 4 dargestellten Beispiel auch
mehrere Abhebemodelle neben dem Originalmodell mit Arbeitsspindeln 4 in Verbindung
zu bringen sein und bedarfsweise bzw. gleichzeitig zum Einsatz gebracht werden.
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Die Anwendung eines Abhebemodelles ist ebenso variabel wie die zu'bearbeitenden
Formteile selbst, so daß die vielen zur Verfügung stehenden Varianten hier nicht
angeführt werden können.