DE2823298A1 - Kopiergeraet - Google Patents

Description

Anmelder: Willemin Machines S.A., CH 2854 Bassecourt

Kopiergerät

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Kopiermaschine der im Oberbegriff des Anspruches 1 genannten Art.

Derartige Kopiergeräte sind an sich bekannt. Sie haben den Nachteil, daß der Mechanismus, der die Verbindung zwischen dem Teil "Informationsabnahme" (Lesekopf und Muster) und dem Teil "Bearbeitung" (Werkstück und Bearbeitungseinheit) gewährleistet, zugleich kompliziert ist, Ungenauigkeiten erzeugt und einem schnellen Verschleiß unterworfen ist. In der Tat sind solche Mechanismen meistens Parallelogramme, was die Verwendung einer Einheit von Elementen einschließt, die gelenkig miteinander verbunden sind, deren Gelenke schnell verschleißen und zu Spiel führen, welches Ungenauigkeiten erzeugt und die platzraubend sind.

Ziel dieser Erfindung ist es, diese Nachteile zu beheben. Deshalb ist das erfindungsgemäße Kopiergerät durch Merkmale gekennzeichneit, die im Kennzeichen des Anspruches 1 angegeben sind.

Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes .

Fig. 1 ist eine schematische Vorderansicht dieses Kopiergeräts, Fig. 2 ist eine schematische Hinteransicht dieses Geräts, Fig. 3 ist eine schematische Profilansicht,

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Fig. 4 zeigt einen Schnitt durch ein Detail in vergrößertem Maßstab.

Das dargestellte Kopiergerät weist ein festes Gestell 1 auf, das zwei vertikale Ständer 2 and 3 trägt, auf deren Spitzen eine horizontale Gleitführung 4 befestigt ist, auf der sich wiederum ein verstellbarer Schlitten 5 befindet, der eine Spindel 6 trägt.Dieser Schlitten 5 trägt eine obere Platte 7, die als Träger für einen Motor 8 dient, der über einen Riemen 9 die Spindel 10 der Spindel 6 antreibt. Eine Endklemme 12 der Spindel 10 erfaßt das Schneidwerkzeug, in vorliegendem Fall einen Fräser 11.

Das feststehende Gestell 1 trägt ein bewegliches Gestell, das einen Tisch 13 sowie ein plattenförmiges Teil 14 (nicht in Fig. 2 dargestellt), das vom Tisch 13 getragen wird, aufweist. Das Ganze verschiebt sich auf dem Gestell 1 in Richtung der Pfeile 15 der Fig. 1 und 2. Der Tisch 13 des beweglichen Gestells trägt drehbar eine vertikale von einem Elektromotor 18 angetriebene Spindel 16, auf deren oberem Ende man das zu bearbeitende Stück 17 anbringt.

Die Platte 14 des beweglichen Gestells trägt an ihrem freien Ende drehbar eine runde Scheibe 19. Diese Scheibe 19 ist mit einem ersten Kettenrad fest verbunden, das über eine Kette 20 mit einem von der Spindel 16 getragenen Kettenrad verbunden ist.

Aus dieser Anordnung ergibt sich, daß das von der Spindel 16 gehaltene Werkstück 17 und das von der Scheibe 19 gehaltene Muster sich synchron und mit derselben Geschwindigkeit drehen.

Die Platte 14 trägt eine Konsole, die aus einem vertikalen Ständer 21 und einer horizontalen Gleitführung 22 besteht, auf der sich ein Schlitten 23 verschiebt, der einen optischen Lesekopf (24) trägt, dessen Lichtbündel dazu bestimmt ist, den Verlauf (die Kontur) des Musters anzuvisieren, das von der Scheibe 19 getragen wird.

Die Platte 14 des beweglichen Gestells trägt weiterhin einen Elektromotor 25, der über eine Kette 26 ein Antriebsteil 27 antreibt,

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das sich in zwei Lagern 28 und 29 dreht, die mit der Platte 14 bzw. dem Tisch 13 fest verbunden sind.

Gemäß Fig. 4 weist das Antriebsteil 27 eine erste Leitspindel 30 mit großem Gewinde und eine zweite Leitspindel 31 auf, deren Steigung ein Bruchteil ("sous-multiple") der Steigung der Leitspindel 30 ist und die mit der letzteren verbunden ist und fluchtet. Hierzu hat die Spindel 31 einen Gewindekopf 31a, der in ein Gewindeloch 32, das am Ende der Spindel 30 angeordnet ist, eingeschraubt ist. Die Spindel 31 zeigt weiterhin ein glattes Teil 31b, das in eine öse des Tisches 13 eingreift und das Stützlager 29 des Teiles 27 bildet. Ein Sicherungsring 33 erlaubt die freie Drehung

dieses Teiles, obgleich es in Längsrichtung mit dem beweglichen Rahmen, der vom Tisch 13 und der Platte 14 gebildet wird, verbunden ist.

Die Leitspindel 31 mit geringer Steigung durchquert ein Loch 34, das im festen Ständer 3 angebracht ist und wird in eine in diesem Ständer verschweißte Mutter 35 eingeschraubt. Daraus ergibt sich, daß die jeweiligen Drehbewegungen des Teils 27, in dem einen oder anderen Drehsinne, Längsverschiebungen dieses Teils bewirken, was entsprechende Verschiebungen des beweglichen Rahmens 13-14 zur Folge hat, wie durch die Pfeile 15 angezeigt.

Der Schlitten 23 des Lesekopfes 24 ist mit dem horizontalen Abschnitt eines Winkelstücks 36 verbunden, dessen vertikaler Abschnitt am Ende ein Loch 37 aufweist, durch das die Leitspindel 30 frei hindurchführt. Eine Mutter 38, die auf das Ende des vertikalen Abschnitts des Winkelstücks 36 geschweißt ist, wird auf die Spindel 30 geschraubt.

Das hier beschriebene und dargestellte Kopiergerät arbeitet auf folgende Weise:

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Man legt auf die Scheibe 19 ein Muster des zu bearbeitenden Stückes, dessen Maßstab dem Verhältnis zwischen den beiden Leitspindeln 30 und 31 entspricht. Da die Scheibe 19 vom Motor 15 über die Kette 20 angetrieben wird, läuft das Muster gegenüber dem Lesekopf 24 vorbei, der ein (Fig. 1 und 2) Lichtbündel 39 auf das Muster wirft.

Mittels eines elektronischen Steuergeräts (das hier nicht näher beschrieben wird, weil diese Vorrichtungen bereits bei Kopiergeräten mit optischer Ablesung ständig benutzt werden; z.B. der Lesekopf der Fa. SICK A.G. Optik und Elektronik in Waldkirch/BRD), das aufgrund eines Musters des Werkstücks und nicht aufgrund einer Formlehre arbeitet, erhält der Motor 25 Impulse, mit dem einen oder anderen Vorzeichen. Von diesen Impulsen gesteuert, dreht der Elektromotor in dem einen oder anderen Sinne, und zwar um einen Betrag, daß sich der Lesekopf 24 in Pfeilrichtung 40 der Fig. 1 quer zu der Richtung verschiebt, in der sich - aufgrund der Drehung der Scheibe 19 - das Muster verschiebt. Infolgedessen folgt das Lichtbündel 39 ständig der vor ihm vorbeHäufenden Linie des Musters. Diese transversalen Verschiebungen des Lesekopfes 24 werden von der Leitspindel 30 angetrieben, die vom Motor 25 angetrieben wird und auf der die Mutter 38 verschraubt ist, die mittels des Winkelstücks 36 mit dem Schlitten 23 des Lesekopfes 24 fest verbunden ist.

Da die Spindel 31 mit der Spindel 30 fest verbunden ist, schraubt sie sich während der Drehbewegungen mehr oder weniger weit in die feste Mutter 35 hinein, so daß sie sich der Länge nach verschiebt und entsprechende Verschiebungen des beweglichen Rahmens 13-14 in Pfeilrichtung 15 der Fig. 1 und 2 bewirkt. Durch diese Bewegungen des beweglichen Gestells verschiebt sich das zu bearbeitende Stück 17 quer zum Schneidwerkzeug 11.

Es ist darauf hinzuweisen, daß die Verschiebungen des beweglichen Gestells 13-14 keinen Einfluß auf die Stellung des Lesekopfes 24 zum Muster haben, da sowohl der Träger 21-22 des Lesekopfes 24

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als auch die Scheibe 19, die das Muster trägt, auf diesem beweglichen Gestell 13-14 befestigt ist und sich folglich gleichzeitig mit diesem verschiebt. Die Tatsache, daß dieses ganze Gestell sich zusammen mit der Gesamtheit der Elemente, die es trägt, verschiebt, hat jedoch den Vorteil, daß die bei der Bearbeitung nötigen seitlichen Verschiebungen der Spindel 16 keine Abstandsänderung zwischen der Achse dieser Spindel und der Achse der Scheibe 19 zur Folge haben, so daß der synchron erfolgende An-'■--ieb der Spindel 16 und der Scheibe 19 durch die Kette 20 be- : Xc - . :: " .:;ne daß diese Kette 20 Spannungsänderungen erfährt.

Da die Steigung des Gewindes der Spindel 31 ein Bruchteil der Steigung des Gewindes der Spindel 30 ist, erfolgt die übertragung zwischen dem Teil "Informationsabnahme" {Muster und Lesekopf) und dem Teil "Bearbeitung" (Spindel 16 und Spindel 6) mit Untersetzung, was die Verwendung eines Musters des zu bearbeitenden Stückes erlaubt, dessen Maßstab größer ist als 1 {gleich dem Verhältnis der Steigungen der beiden Leitspindeln 30 und 31) ist, was notwendig ist, damit die Maschine präzise kopiert.

Es ist darauf hinzuweisen, daß beide Spindeln auch eine gleich große Steigung haben können. In diesem Fall !könnten sie aber nicht direkt miteinander verbunden sein, wie iiu Bexspiel beschrieben unddargestellt, sondern eine müßte mit der anderen derart zwangsgesteuert verbunden sein, daß sie sich ganz synchron, aber mit verschiedenen Geschwindigkeiten drehen, wobei das Verhältnis ihrer beiden Geschwindigkeiten gleich dem Maßstab des vom Lesekopf abgelesenen^iusters ist. Diese Lösung wäre aber weniger vorteilhaft wegen des - unvermeidbaren - Spiels, das zwischen den Getrieben, die die Verbindung zwischen den beiden Leitspindeln gewährleisten, entstünde.

Es ist ebenfalls darauf hinzuweisen, daß es im beschriebenen und abgebildeten Beispiel der Lesekopf 24 ist, der sich transversal verschiebt, so daß er der Linie des von der Drehscheibe 19 gehaltenen Musters folgen kann. Als Variante kann man den Fall vorsehen, daß der Lesekopf feststeht und daß die Scheibe, die das

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Muster trägt, außer ihrer Drehbewegung auch eine transversale Hin- und Herbewegung durchführen kann, d. h. radial in bezug auf ihr RotationsZentrum, so daß sie die Linie des Musters in der Achse des Lichtbündels des Lesekopfes hält. Desgleichen könnte die Spindel 16 nur drehbar und nicht seitlich bewegbar sein, wobei die Bearbeitungseinheit so ausgebildet wäre, daß sie sich seitlich verschiebt, d. h. radial in bezug auf die Achse der Spindel 16 und wobei ihre Bewegungen proportional zu den Verschiebungen des Lesekopfes oder der Scheibe wären, die das Muster trägt, welche Bewegungen nötig sind, damit der Lichtstrahl des Lesekopfs ständig der Linie des Musters folgt.

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Claims (4)

1. Patentansprüche

   / 1.!Kopiergerät mit einem optischen Lesekopf (24), der der Linie eines Musters folgt, das auf einem beweglichen Träger (19) angebracht ist und gegenüber dem Kopf (24) vorbeifährt, wobei die Querbewegungen eines der Elemente - Lesekopf (24) und Musterträger (19) - , welche erforderlich sind, damit der Lesekopf (24) der Linie des Musters folgt, die Informationen darstellen, die dazu dienen, die entsprechenden Bewegungen eines der Elemente Werkstück (17) und Träger (12) des Bearbeitungswerkzeuges (11) zu erzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß diese transversalen Bewegungen eines der Elemente - Lesekopf (24) und Musterträger (19) - durch einen Motor (25) angetrieben werden, der eine erste Leitspindel (30) antreibt, die wiederum dieses Element (24 oder 19) zur seitlichen Bewegung betätigt, wogegen die Bewegungen des anderen Elementes - Werkstück (17) und Träger (12) des Bearbeitungswerkzeugs (11) - mit Untersetzung von einer zweiten Leitspindel (31), die sich synchron mit dar ersten (30) dreht, angetrieben werden.
2. 2. Kopiergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die beiden Leitspindeln (30, 31) mit derselben Geschwindigkeit drehen, wobei die zweite (31) eine kleinere Steigung hat als die erste (30).
3. 3. Kopiergerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Leitspindeln (30, 31) fest miteinander verbunden sind und miteinander fluchten.

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4. 4. Kopiergerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß es ein festes Gestell (1) aufweist, das einen ebenfalls feststehenden Träger des Bearbeitungswerkzeugs (11) trägt, daß sich auf dem festen Gestell ein bewegliches Gestell verschiebt, daß das bewegliche Gestell einerseits eine drehbare Spindel (16), die dazu bestimmt ist, das Werkzeug (17) zu halten, aufweist, und andererseits eine drehbare Scheibe (19) , die dazu dient, das Muster zu halten, daß diese beiden Elemente - Spindel (16) und Scheibe (19) - von einem Motor (18) synchron angetrieben werden, daß dieses bewegliche Gestell außerdem einen auf ihm beweglich montierten Schlitten (5) aufweist, der den Lesekopf (24) hält, daß das die Leitspindeln (30, 31) bildende Antriebsteil (27) drehbar, jedoch axial mit ihm verbunden auf dem beweglichen Gestell montiert ist, daß ein Antriebsmotor (25) für dieses Antriebsteil (27) vorgesehen ist, daß die zweite Leitspindel mit kleinerer Steigung in einem Element des festen Gestells (1) verschraubt ist, während die erste Leitspindel mit größerer Steigung eine auf ihr verschraubte und mit dem Schlitten (5) des Lesekopfs (24) fest verbundene Mutter trägt, wobei die gesamte Anordnung derart ist, daß die Drehung des die Leitspindeln. (30, 31) bildenden Antriebsteils (27) in dem einen oder anderen Sinne einerseits Bewegungen des beweglichen Gestelles und aller von ihm getragenen Elemente, d. h. Verschiebungen des zu bearbeitenden Stückes (17) gegenüber dem Bearbeitungswerkzeug (11), dadurch bewirkt, daß die zweite Leitspindel sich in das feste Gehäuse (1) schraubt, was Längsverschiebungen dieses die beiden Leitspindeln (30, 31) bildenden Antriebsteils (27) erzeugt, welches das bewegliche Gestell antreibt, und andererseits Bewegungen des Lesekopfes (24) gegenüber der Musterscheibe (19) dadurch bewirkt, daß die mit dem Kopf verbundene Mutter auf der ersten Leitspindel verschraubt ist.

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