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Kopierschleifmaschine
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Kopierschleifmaschine zum Schleifen
von Werkstücken aus Holz mit unregelmäßiger Körperform, bei der ein Modell und wenigstens
ein mit den Fasern in Längsrichtung verlaufendes Werkstück im gegenseitigen Abstand
parallel nebeneinander zwischen Einspannvorrichtungen um ihre Längsachse drehbar
gelagert und synchron angetrieben sind, und dem Modell zwei Tragarme und jedem Werkstück
ebenfalls mindestens zwei Tragarme zugeordnet sind, von welchen Tragarmen jeweils
ein dem Modell
zugeordneter Tragarm und mindestens ein dem Werkstück
zugeordneter Tragarm miteinander zu einer Einheit und an das Modell bzw. das zugeordnete
Werkstück andrückbar sind, wobei von den zu einer ersten Einheit verbundenen Tragarmen
der eine Tragarm eine das Modell abtastende Kopierrolle aufweist und jeder andere
Tragarm ein motorisch angetriebenes Bandschleifaggregat trägt, dessen endloses Schleifband
um eine Umlenk- und eine Kontaktrolle umläuft, und wobei von den zu einer zweiten
Einheit verbundenen Tragarmen der eine Tragarm eine das Modell gegenüber der ersten
Kopierrolle abtastende zweite Kopierrolle aufweist und jeder andere Tragarm ein
dem Bandschleifaggregat gegenüberliegendes zweites motorisch angetriebenes .1erkzeug
trägt.
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Aus der #T-AS 23 11 011 ist eine Kopierschleifmaschine der eingangs
genannten Art bekannt, bei der vornehmlich zwei Werkstücke neben einem Modell angeordnet
sind.
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Durch Abtasten des Modelles werden die Werkstücke jeweils aus einem
unbearbeiteten oder vorbearbeiteten Rohling hergestellt. Die dabei verwendeten Kopierrollen
werden, um eine möglichst große Kopiergenauigkeft zu erzielen, an das Modell relativ
stark angedrückt.
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Sollen nunmehr Werkstücke gefertigt werden, die neben im Durchschnitt
dickeren Werkstückzonen auch lange und dünne Werkstückzonen aufweisen, so kann die.Stabilität
des Modelles wegen der dann entsprechend dünnen Kopierzonen des Modelles Probleme
aufwerfen. Ein Beispiel für
derartige Werkstücke sind Paddeln Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, eine Kopiermaschine der eingangs genannten
Art so weit.erzubilden, dan. bei einer einfachen, wirtschaftlici:vn E^~.e''-gestaltung
und bei einer möglichst geringen Beanspruchung von Modell und Kopierrolle Werkstücke
mit unregelmäßiger Körperform und verhältnismäßig langen dünnen Werkstückzonen bearbeitet
werden können.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zum Bearbeiten
von Werkstücken mit langen dünnen Werkstoickzonen im Bereich dieser Werkstückzonen
parallel zum Werkstück für jede Einheit eine eigene Schablone vorhanden ist, der
eine am freien Ende eines mit der Einheit verbundenen Tragarms befindliche Abtastrolle
zugeordnet ist, wobei das Modell in dem der langen dünnen Werkstückzonen entsprechenden
Bereich so gestaltet ist, daß dort nur die den Schablonen zugeordneten Abtastrollen
mit diesen im Eingriff sind und umgekehrt.
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Die erfindungsgemäße Maschine ist einfach aufgebaut. Das Modell ist
für die Bearbeitung derjenigen Werkstückzonen gedacht, wo dieses eine unregelmäßige
Körperform dickeren Durchmessers besitzt, während die Schablonen die Bearbeitung
des Werkstückes in den langen und dünnen Werkstückzonen bestimmt. Die Steuerkanten
der Schablonen können dabei selbstverständlich auch kurvenförmig verlaufen. Wesentlich
ist dabei
nur, daß das Werkstück in diesen Zonen an allen Stellen
kreisförmigen Querschnitt haben kann.
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Der damit erzielte Vorteil ist augenfällig. Da die Schablonen für
einen gev ssen. Teil des Werkstückes ~fii£-Bearbeitung bestimmen, und bei diesen
Werkst#ckzonen lediglich die den Schablonen zugeordneten Abtastrollen mit diesen
in Eingriff stehen, während die Kontakt- und Kopierrollen vom Modell abgehoben sind,
genügt es, daß Modell lediglich in den übrigen Werkstückzonen ma.ßstiabsgenau und
kopiergerecht auszubilden. Die Kosten für das Modell können somit gesenkt werden.
Damit ist es auch denkbar, daß Modell selbst laurzer als das zu erstellende Werkstück
zu gestalten Im Bereich der Schablonensteuerung kann die Arbeitsdrehzahl für die
Werkzeuge also das Schleifband und den eventuell eingesetzten Fräser erheblich heraufgesetzt
werden, da bei dieser Bearbeitung lediglich eine rotationssymmetrische Körperform
hergestellt wird.
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Dies gilt ebenso für den Vorschub.
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Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen,
daß die Schablonen einstückig ausgebildet sind.
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Im Folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer
Zeichnung beschrieben. Es zeigt: Figur 1 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße
Kopierschleifmaschine,
Figur 2 einen Schnitt durch die in Figur
1 gezeigte Maschine gemäß der Linie II-II, und Figur 3 einen schematisierten Schnitt
durch ie in Figur 1 gezeigte Maschine re##ß dcr Linie III-III In der Zeichnung ist
die erfindungsgemäße Kopierschleifmaschine insgesamt mit 1 bezeichnet Auf einem
Gestell sind zwei Spannböcke 2 und 3 auf nicht gezeigten Führungen gegeneinander
verschiebbar und feststellbar gelagert. Im vorliegenden Fall besitzt jeder der beiden
Spannböcke zwei Mitnehmer 4, oder zwei Spanndorne 5, für ein Modell 6, und ein Werkstück
7. Im vorliegenden Fall ist das Werkstück aus Holz. Die Spanndorne 5 werden nitte'
hydraulisch oder pneumatisch betriebener Spannzylinder8a zum Einspannen des Modelles
bzw. des Werkstückes betätigt. Die Mitnehmer werden zum Beispiel von auf ihren Wellenstummeln
festsitzenden Kettenzahnrädern 8 und einer in diese eingreifenden Ketten 9 in gleichsinnige
und gleichförmige Drehung versetzt, so daß das Modell 6 und das Werkstück 7 mittels
eines Motores 10 synchron angetrieben werden.
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Zwischen den Spannböcken 2 und 3, neben dem Modell und dem Werkstück
ist noch ein Schablonenträger 11 angeordnet, der an seiner Ober- und Unterseite
jeweils eine Schablone 12 und 13 besitzt.
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Wie der Figur 2 gut zu entnehmen ist, ist das Werkstück 7 ein Paddel.
Dieses besitzt eine Werkstückzone a mit unregelmäßiger Körperform, die beim fertigen
Paddel die Schaufel bildet. Darüberhinaus besitzt sie noch eine lange, dünne T,Jerlrstick%one
b, die den Griffteil des Paddels darstellt.
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Das Modell ist nunmehr so gebildet, daß die Werkstück zone a durch
Abkopieren des entsprechenden Bereiches des Modelles hergestellt wird. Die lange
und dünne Werkstückzone b mit dem rotationssymmetrischen Durch messer wird dagegen
mit Hilfe der Schablonen 12 und 13 gestaltet. Im Überlappungabereich der beiden
Zonen beim Werkstück überlappen sich auch die jeweiligen Konturen des Modelles und
der Schablonen.
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Das Gestell weist auch noch Gleitführungen 14 für einen Kopierschlitten
15 auf, der mit Hilfe einer im Gestell drehbar, aber unverrückbar gelagerten Schraubenspindel
16 parallel zu sich in Längsrichtung des Modelles 6 hin- und herbewegbar ist. Diese
Schraubenspindel 16 wird über ein Getriebe 17, 18 von einem Motor 19 aus in Drehung
gesetzt und bewegt mittels einer in sie eingreifenden Mutter den Kopierschlitten
15 in Richtung des Vorschubes der Schleifwerkzeuge mit vorbestimmter Geschwindigkeit.
Der Kopierschlitten 15 besitzt eine in den Schlittenwangen drehbar gelagerte Welle
20, die sich aus insgesamt drei Wellenabschnitten zusammensetzt. Die jeweiligen
Wellenabschnitte
sind mit einem der Tragarme 21, 22 und 23 verbunden.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel besitzen die Tragarme 21 und 23 an ihrer Verbindungsstelle
zu der Welle 20 jeweils eine Gabel 24 und 25. Am freien Ende des¢Tragarmes 21 ist
drehbar ein £cheibe#cf#'ser 2z gelsgert, während am freien Ende des Tragarmes 23
eine Kopierrolle 27 drehbar angeordnet ist. Am freien Ende des Tr#garmes 22 befindet
sich dagegen eine Abtastrolle 28 zum Abtasten der dazugehörigen Schablone 12.
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Wie Figur 2 entnommen werden kann, ist jeweils für den Fräser 26 und
die Kopierrolle 27 ein eigenes Antriebsaggregat 29 vorgesehen, das über einen Keilriemen
#:0 und eine Keilriemenscheibe jl, sowie eine nicht gezeigte, im Inneren der Tragarme
verlaufende Welle den Fräser 26 und die Kopierrolle 27 antreibt. Die untere Keilriemenscheibe
31 ist dabei so in die Drehachse der Welle 20 hineingelegt, daß auch bei Nachführbewegungen
aufgrund der vorgegebenen Körperform des Modells die Kraftübertragung beim Keilriementrieb
gewährleistet bleibt. Die Antriebsaggregate sind in Figur 1 der Übersichtlichkeit
wegen weggelassen.
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Wie Figur 2 entnommen werden kann, besitzt die Maschine auch einen
unteren Kopierschlitten 32, der auf den oberen Gleitführungen 14 entsprechenden
unteren Gleitführungen 33 in der gleichen Weise verfahrbar ist, wie der obere Kopierschlitten
15.
Auch der untere Kopierschlitten kann in gleicher xareise von einer Schraubenspindel
34 über ein Getriebe 35, 36 und einen Antriebsmotor 37 in Drehung versetzt werden.
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Auch bei dem Schlitten 32 ist zwischen den beiden Schlittenwangen
eine nur aus Figur 2 ersichtliche Welle 38 frei drehbar gelagert, auf der, ähnlich
wie bei der Welle 20 ein Bandschleifaggregat 7)9, eine Abtastrolle 40 und eine Kopierrolle
41 verschwenkbar angeordnet sind.
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Die Verbindung der eben aufgeführten Rollen und des Bandschleifaggregates
mit der Welle geschieht, wie bei der Welle 23 mit Hilfe von tragarmen, Der zu dem
Bandschleifaggregat 39 gehörige Tragarm 42, ist in Figur 2 gezeigt.
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Er ist m förmig ausgebildet und besitzt an den freien Enden des Steges
der T-Form jeweils eine Umlenkrolle 43 und -44 um die ein Schleifband 45 gelegt
ist. Das freie Ende des Armes der T-Form stellt die Verbindung zu der Welle 38 her.
Der der Abtastrolle 40 zugeordnete tragarm 46 ist in Figur 3 lediglich angedeutet,
ebenso der Tragarm 47 der Kopierrolle 41.
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Allen Tragarmen ist gemeinsam, daß sie in nicht gezeigter Weise z.B.
durch Federkraft, Hydraulik- oder Pneumatik-Kolben- Zylindersysteme in Richtung
auf das zugehörige Werkstück oder Modell oder die dazugehörige Schablone vorgespannt
sind.
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Ähnlich wie bei dem Fräser 26 und der Kopierrolle 27 ist auch das
Bandschleifaggregat über einen Neilriemenantrieb 48 und ein Antriebsaggregat 49
in Drehung veraetztbar.
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Die Abtastrolle ILO und die Kopierrolle 41 laufen dagegen frci um.
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In Figur 1 der Zeichnung ist aus Gründen der ebersichtlichkeit der
untere Kopierschlitten 32 mit seinen dazu£ehörigen Teilen lediglich durch das izendschleifagg«egat
39 und die Kopierrolle 4-1 angedeutet. Der Rest ist weggelassen.
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Das Modell 6 und die Schablonen 12 und 13 sind jeweils so aufeinander
abgestimmt, daß für die Bearbeitung der Werkstückzone a lediglich die Kopierrollen
27 und 41 mit dem Modell in Eingriff sind, während für die Bearbeitung der Werkstückszone
b lediglich die Abtastrollen 28 und 40 sich in Anlage an die dazugehörigen Schablonen
12 und 13 befinden. Wie bereits ausgeführt, sind in dem t#erlappungsbereich zwischen
der Werkstückzone a und b sowohl die Kopierrollen 27 und 41 als auch die Abtastrollen
28 und 40 im Eingriff um einen gleitenden Übergang von der durch das Modell gesteuerten
Bearbeitung zu der durch die schablonengesteuerte Bearbeitung sicher zu stellen.
Beim Betrieb der erfindungsgemäße Kopierschieifmaschine befinden sich beide Schlitten
in einer der beiden möglichen Endlagen, im vorliegenden Fall am linken Ende der
Gleitführungen 14.
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Durch Einschalten der Vorschubantriebe 19 und 37 werden die Spindeln
14 und 34 und damit auch die Kopierschlitten 15 und 32 in Bewegung gesetzt, d.h.
die Kopierschlitten bewegen sich langsam nach rechts Gleichzeitig wurden auch die
jeweiligen jC':.C## gen Antriebe f.'-r die Werkzeuge nd die Kopierrollen in Gang
gesetzt, d.h. es bewegen sich sowohl der Fräser 26, die Kopierrolle 27 als auch
das Bandachleifaggregat 39. Beim Einsetzen des Antriebes 10 werden auch noch das
Modell 6 und das Werkstück 7 gedreht.
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Verfahren nunmehr die Kopierschlitten 15 und 36 nach rechts, so wird
im vorliegenden Fall zuerst mit Hilfe der Kopierrollen 27 und 41 das Modell 6 abgegriffen,
während die Abtastrollen 28 und 40 noch nicht in Eingriff mit dem dazuehörigen Schablonen
12 und 13 sind. In diesem Stadium wird die eine unregelmäßige Körperform beinhaltende
Werkstückzone a hergestellt, wobei der Fräser mit seiner Bearbeitung jeweils, wie
Figur 2 entnommen werden kann, dem Bandschleifaggregat etwas voreilt, da der Fräser
beim Werkstück die Grobebearbeitung und das Bandschleifaggregat die Feinbearbeitung
übernimmt.
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Nähern sich nunmehr die Werkzeuge derjenigen Stelle, wo die Werkstückzone
a zu Ende geht und die Werkstückzone b beginnt, so geraten auch die Abtastrollen
28 und 40 in Anlage an die dazugehörigen Schablonen 12 und 13, während bei stetigem
Fortschreiten dann die Kopierrollen 27. und 4-1 außer Eingriff vom Modell 6 kommen.
Dies geschieht im Rahmen eines gleitenden
Übergangs. Befinden sich
nunmehr die Werkzeuge, bei der Bearbeitung des Hangriffs des Paddels, d.h. sind
sie innerhalb der Werkstückzone b tätig, so wird selbsttätig der Vorschub durch
Erhöhen der Arbeitsgeschwindigkeit der Antriebe 19 und 37, und der jeweiligen für
die Werkzeuge bestimmten ntriebe erhöht. Gleichzeitig läuft auch die Antriebrinaschire
10 schneller, so daß sich das Werkstück 7 ebenfalls sc'1nellcrdreht.
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Die Erfindung ist nicht auf das gezeigte Ausführungabeispiel beschränkt.
Es ist möglich, die das Modell abtastenden Kopierrollen 27 und 41 gegenüber den
übrigen, auf der gleichen Welle 20 bzw. 38 gelagerten Rollen und Werkzeugen abknickbar
zu gestalten, um so die Kopierrollen für die Bearbeitung im Bereich der Schablonensteuerung
im ausreichendem MaBe außer Eingriff mit dem Modell zu bringen, Dadurch wird erreicht,
daß das Modell in dem Bereich der Schablonensteuerung erheblich stärker ausgeführt
werden kann,als dies bei einer starren Koppelung aller Rollen und Werkzeuge auf
den Wellen 20 und 28 möglich wäre. Das Abknicken der Kopierrollen kann mit Hilfe
üblicher Maßnahmen, wie Führungsschlitten, Schablonen, Gleitbahn usw. gelöst und
automatisch eingeleitet werden.
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(Patentansprüche)
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