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Mehrfach-Ausmeißelmaschine
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Die Erfindung betrifft eine Mehrfach-Ausmeißelmaschine, mit horizontal,
transversal bewegbarer Werkzeug-Arbeitsgruppe, ferner mit für diese Bewegbarkeit
vorgesehenem Hebelsystem und Gelenkeliederviereck, wobei die Arbeitsgruppe der Werkzeuge
auf einem von einer Welle getragenen Pantographen gehaltert ist.
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Die Werkzeug-Arbeitsgruppe einer automatischen Vielfach- bzw. Mehrfach-Ausmeißelmaschine
muß gleichzeitig eine Vielfalt bzw. eine Vielzahl von Gegenständen ausarbeiten,
die mit einem Mustergegenstand identisch sind; sie muß sich daher in allen Richtungen
frei bewegen können, d.h. in beliebiger Weise zu den theoretischen Raumachsen x,
y, z.
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Bei den bekannten Ausmeißelmaschinen wird die horizontale Bewegung
y in frontaler Richtung zur Maschine erzielt, die vertikale Richtung z wird erzielt,
indem man die Werkzeug-Arbeitsgruppe auf einem gegliederten, schwingenden Pantographen
montiert, während die horizontale, transversale Bewegung x der Maschine dadurch
erzielt wird, daß man die ganze Arbeitsgruppe mit dem Pantographen auf zwei horizontal-vertikalen
Führungen gleiten läßt, die an den Seitenwänden der Ausmeißelmaschine angebracht
sind
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf diese dritte horizontal-transversale
Bewegung, bei der heutzutage zwei Seitenführungen den Pantographen mit Hilfe von
Rädern oder Kugellagern gleitend tragen, ihm jedoch eine freie Bewegung für die
Werkzeug-Arbeitsgruppe in horizontaler Richtung (y) und vertikale Richtung (z) ausführen
lassen.
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Diese bekannt^ Lösung besitzt jedoch einige Nachteile: Ein erster
Nachteil besteht darin, daß es aufgrund des Umfangs und der sich bewegenden Massen
(Gewichte) der Ausmeißelmaschine schwer ist, eine genaue und gleichartige Bewegung
auf der Vorderseite der Maschine zu erzielen, obwohl Nebeneinrichtungen vorgesehen
sind, deren Zweck darin besteht, die Bewegung auf den Seitenführungen auszugleichen;
eine Verformung oder auch nur eine kleinste Verschiebung kann das Entstehen von
verformten Gegenständen (im Vergleich zum Mußte" hervorrufen. Ein weiterer Nachteil
ist in der Reinigung der erwähnten Führungen zu sehen. Während der Arbeit entstehen
nämlich große Mengen Späne und Staub, und selbst wenn ;#weckmäßige Reinigungseinrichtungen
benutzt werden, gelingt es nicht, Krustenbildungen und Korrosionen zu vermeiden,
die zu Schäden auf den Führungen und Gleitorganen führen und Zerstörungen bei der
Verschiebung der Werkzeu#'#-Arbeitsgruppe verursachen können, die - wie bereits
angedeutet - unbedingt gleichförmig auf der ganzen Vorderseite der Ausmeißelmaschine
arbeiten müssen.
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Durch die vortiegende Erfindung sollen die genannten Nachteile beseitigt
werden.
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Dies wird erf#ndungsgemäß dadurch erreicht, daß jedes Wellenende
der dn Pantographen tragenden zentralen Welle durch das obere Gelenk eines gegliederten
Rhombus gestützt ist, der von gleichen Stangen gebildet ist, welche in Gelenken
angeordnet sind, von denen das eine entgegengesetzt
zum oberen Gelenk
vorgesehene untere Gelenk durch einen Hebel mit einer in festen Lagern des Grundgestells
der Ausmeißelmaschine drehbaren Welle verbunden ist und von denen die beiden anderen
einander gegenüberliegenden Gelenke über zwei gleiche, unabhängige Hebel mit einer
am Grundgestell vorgesehenen festen Achse in Verbindung stehen, die senkrecht unterhalb
der mit dem unteren Gelenk verbundenen Welle angeordnet ist, wobei der Drehkreis-Radius
des unteren Gelenks um dessen Drehachse gleich dem Abstand zwischen der geometrischen
Achse der unteren Welle und der geometrischen Achse der die beiden anderen Gelenke
und ihre Hebel abstützenden Achse ist, so daß die Drehbewegung des unteren Gelenks
um seine zugehörige Welle und die Drehbewegung der beiden gegenüberliegenden Gelenke
um die zugehörige Achse aufgrund der Verformung des gegliederten Rhombus in eine
geradlinige, transversale, horizontale Bewegung des oberen Gelenks und somit des
Pantographen und der Arbeitsgruppe der Werkzeuge übersetzt wird.
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Bei der erfindungsgemäßen Ausführungsform wird die horizontal-transversal1Bewegung
des Pantographen vor allem durch zwei mechanische Gliederungen erreicht, die spiegelgleich
zueinander auf beiden Maschinenseiten angebracht sind und sich im wesentlichen auf
Hebeln und Gliedergelenkvierecken zusammensetzen.
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Durch die erfindungsgemäße Ausführungsform erhält man eine Gleichförmigkeit
der Bewegung der (Werkzeug-) Köpfe, wobei besondere Kontrollorgane für Regulierung
und Ausgleich der Bewegungen im wesentlichen entfallen können und wobei durch Krustenbildungen
und Korrosionen praktisch keine Behinderungen mehr auftreten können, wie es bei
den Gleitführungen bekannter Ausführungen der Fall ist.
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Im folgenden sei die Erfindung anhand eines in der Zeichnung veranschaulichten
Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen Fig.1 eine ganz schematisch gehaltene
Prinzip-Zeichnung für die Stützgliederung der die Werkzeuge tragenden Tragwelle
(auf der linken Maschinenseite), wobei die Ausmeißelmaschine in mehreren verschiedenen
Arbeitsstellungen dargestellt ist; Fig.2 eine Perspektiv-Ansicht der Mehrfach-Ausmeißelmaschine
gemäß Fig.1 in einer etwa mittleren Stellung.
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In der Zeichnung sind überwiegend nur die für die Erfindung wesentlichen
Teile der Mehrfach-Ausmeißelmaschine dargestellt und im folgenden erläutert. Die
Ausmeißelmaschine umfaßt eine Arbeitsbank 1, auf die die nach einem Mustergegenstand
zu modellierenden bzw. zu bearbeitenden Stücke gelegt werden, wobei ein Tastgerät
den Umrissen des Mustergegenstandes in der Weise folgt, daß eine Arbeitsgruppe von
Werkzeugen 2 die Reproduktionen ausschroten bzw. vorarbeiten und modellieren bzw.
nacharbeiten können.
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Die Arbeitsgruppe der Werkzeuge 2 und das Tastgerät sind auf einer
einzigen horizontalen, längs verlaufenden Tragwelle 3 montiert, um die sie sich
drehen können, so daß die Ausschrot-Werkzeuge und die Fertigbearbeitungs-Werkzeuge
entsprechend eingesetzt werden können, die in entgegengesetzter Richtung auf dem
Motor einer jeden Arbeitsgruppe der Werkzeuge 2 untergebracht sind. Die die Werkzeuge
2 tragende Welle 3 wird in gegliederter Weise durch zwei Gliederendhebel 4 gehaltert,
die ihrerseits hinten mit einer Gliederwelle 5 verbunden sind. Die Tragwelle 3,
die beiden Gliederendhebel 4 und die hintere Gliederwelle 5
bilden
ein gegliedertes Viereck, das Pantograph genannt wird.
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Zwei Gliederarme 6 verbinden die hintere Gliederwelle 5 mit einer
zentralen Welle bzw. mit zentralen Wellenenden 7, so daß sich das gegliederte Viereck,
d.h. der Pantograph, sich um diese Wellenenden 7 drehen kann und den Werkzeugen
2 eine vertikale Bewegung gestattet, die auch dem Viereck ermöglicht wird, indem
es sich auf einer horizontalen Ebene in Bezug auf die Wellenenden 7 durch die Arme
6 bewegt, wobei außerdem dieses gegliederte Viereck der Arbeitsgruppe der Werkzeuge
2 horizontale Bewegungen gegenüber der Ausmeißelmaschine gestattet.
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Wie bereits weiter oben erwähnt worden ist, wird die horizontale
Bewegung der Arbeitsgruppe der Werkzeuge 2 heute dadurch erzielt, daß man die Wellenenden
7 mit dem Pantographen auf zwei transversalen Führungen durch Räder oder Kugellager
gleiten läßt, was zu den erwähnten Nachteilen führt.
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Demgegenüber wird bei der vorliegenden Erfindung die horizontale
Bewegung durch Hebel und das gegliederte Viereck erreicht.
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Betrachtet man die linke Seite der erfindungsgemäßen Ausmeißelmaschine,
so ist dort ein gegliedertes Viereck in Form eines gegliederten Rhombus vorgesehen,
der aus vier Gelenkstangen 8 gebildet ist, die paarweise in Gelenken A, B, C und
D angeordnet sind. Das Gelenk A wird durch das Ende der Welle bzw. des Wellenendes
7 gebildet, die bzw. das den Pantographen trägt, während das Gelenk B über einen
Hebel 9 mit dem Ende einer Welle 10 verbunden ist die frei
drehbar
in am Grundgestell der Maschine befestigten Kugellagern angeordnet ist und das Grundgestell
von der einen Seite zur anderen durchquert, so daß sie mit dem entsprechenden Hebel
9 der gegliederten Anordnung auf der rechten Seite der Ausmeißelmaschine in Verbindung
steht. Auf diese Weise führt das Gelenk B eine Verschiebung in Form eines Kreisbogens
aus, dessen Drehzentraum die Welle 10 ist. Die sich gegenüberliegenden Gelenke C
und D sind durch zwei gleiche und unabhängige Hebel 11 auf derselben Achse 12 am
Grundgestell vertikal unterhalb der Welle 10 gehaltert, weshalb beide Gelenke C,
D eine Verschiebung in Form eines Kreisbogens mit der Achse 12 als Drehzentrum ausführen.
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Die dem Bau eines Prototyps dieser Ausmeißelmaschine vorausgegangenen
praktischen Versuche und deren geometrisches und mathematisches Studium haben deutlich
werden lassen, daß, wenn der Abstand K zwischen den (geometrischen) Achsen der Welle
10 und der Achse 12 gleich dem Drehhalbmesser des Gelenkes 12 in Bezug auf die Drehachse
der Welle 10 (also im wesentlichen der Länge des Hebels 9) ist, die transversale
Verschiebung der Welle 7, und somit des Pantographen und der Arbeitsgruppe der Werkzeuge
2, horizontal-geradlinig ist.
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Zum Nachweis dieser Tatsache sind in Fig.1 verschiedene Stellungen
in Form von Beispielen dargestellt, die die verschiedenen Hebelverschiebungen bzw.
Hebelverlagerungen und die verschiedenen Verformungen des gelenkigen Rhombus während
der Verschiebung der Welle 7 deutlich zum Ausdruck bringen, so daß - wie erwähnt
- eine geradlinige, transversale und horizontale Bewegung zum Bestreichen der ganzen
Arbeitsebene möglich ist.
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Die mit durchgezogenen Linien dargestellte Stellung der Fig.1 (Gelenke
A, B, C, D) bezieht sich auf die Stellung, in der die Arbeitsgruppe der Werkzeuge
2 sich am vorderen Ende der Arbeitsbank 1 befindet; die gestrichelten und strichpunktierten
Stellungen (Gelenke A1, B1, C1, D1 sowie A2, B2, C2, D2) beziehen sich auf Zwischenstellungen;
die Strich-Zweipunkt-Stellungen (Gelenke A3, B3, C3, D3) betreffen die Stellungen,
in der sich die Arbeitsgruppe der Werkzeuge 2 am hinteren Ende der Arbeitsebene
befindet.
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Es läßt sich erkennen, daß die Längen der Gelenkstangen 8 des Rhombus
und der Hebel 11 bei der geradlinigen, transversalen, horizontalen Bewegung der
Arbeitsgruppe der Werkzeuge 2 nicht bestimmend sind, jedoch so gewählt werden sollen,
daß man die optimale Höhe der Arbeitsgruppe der Werkzeuge 2 in Bezug auf die Arbeitsebene
erhält und sichergestellt werden kann, daß diese Arbeitsgruppe der Werkzeuge 2 auf
der ganzen Arbeitsebene zum Einsatz kommen kann.
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Auf der rechten Seite der Ausmeißelmaschine ist eine Gelenkanordnung
vorgesehen, die mit der zuvor beschriebenen identisch ist und spiegelgleich dazu
angeordnet ist. Die beiden Gelenkanordnungen sind miteinander durch die Welle 10
verbunden, so daß die Gleichzeitigkeit der Bewegungen der Gelenke A und demzufolge
der Wellenenden 7 (mit dem Pantographen) gewährleistet ist.
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Es sei weiterhin festgestellt, daß die Gewichte der Welle 7 und des
Pantographen kein Mißverhältnis hervorrufen, da die gegliederte Gesamtanordnung
in jeder beliebigen Stellung diese Gewichte durch die von der Welle 10 und den Achsen
12 gegebenen festen Punkte entlastet. Das einzige Mißverhältnis
wird
von dem Eigengewicht der Stangen der Gliederanordnungen geschaffen, weshalb an der
Welle 10 ein entsprechendes Gegengewicht P vorgesehen ist, das in Fig.1 in den verschiedenen
Stellungen mit P, P1, P2, P3 bezeichnet ist.
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Durch die Erfindung ergibt sich auf diese Weise ein äußerst rationelles
System auf beiden Seiten der Ausmeißelmaschine, das für eine äußerst korrekte transversale
Verschiebung des Pantographen und der Arbeitsgruppe der Werkzeuge bei dieser Mehrfach-Ausmeißelmaschine
sorgt.
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Es versteht sich von selbst, daß die erfindungsgemäße Gelenkanordnung
auch bei jeder anderen Antriebs- oder Arbeitsmaschine Anwendung finden kann, in
der die Notwendigkeit einer frontalen Verschiebung eines Organs oder eines Arbeitselements
erforderlich ist. Es sei schließlich erwähnt, daß die Erfindung nicht auf die oben
beschriebene Ausführungsform begrenzt ist, sondern daß Teile durch andere analoge
Teile ersetzt werden können.
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