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Vorrichtung zum Kopieren von Vorlagen mittels eines
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motorgetriebenen Fräswerkzeugs Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung
zum Kopieren von insbesondere räumlichen Vorlagen mittels eines motorgetriebenen
Fräswerkzeugs, dessen Bewegung von einem an der Vorlage entlanggeführten Kopierstift
gesteuert wird, wobei die Vorlage und das Werkstück auswechselbar auf einem Tisch
aufgespannt sind.
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Vorrichtungen der voranstehend beschriebenen Art sind bekannt. Sie
benutzen zur Steuerung des Fräswerkzeugs komplizierte Getriebe mit aufwendigen Gestängen,
so daß der konstruktive Aufwand für derartige Vorrichtungen groß ist.
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Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs
beschriebenen Art zu schaffen, die einen einfachen und unkomplizierten Aufbau besitzt
und deswegen preiswert hergestellt werden kann.
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Die Lösung dieser Aufgabenstellung durch die Erfindung ist dadurch
gekennzeichnet daß das Fräswerkzug und der Kopierstift jeweils mittels eines Schlittens
auf jeweils einer Hälfte eines waagerecht verlaufenden Balkens verschiebbar geführt
sind, der an einer senkrechten Mittelsäule sowohl höhenverstellbar als auch in jeder
beliebigen parallel zur Tischfläche liegenden Ebene relativ zum Tisch beweglich
ist.
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Mit diesem Vorschlag der Erfindung wird eine Kopiervorrichtung geschaffen,
die
nur aus wenigen und preiswert herzustellenden Einzelteilen besteht und die dennoch
ein exaktes Kopieren auch von räumlichen Vorlagen ermöglicht, indem ein Kopierstift
an einer auf dem Tisch aufgespannten Vorlage entlanggeführt wird.
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Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung sind die am Balken verschiebbar
geführten Schlitten miteinander durch ein biegsames Zugelement verbunden, welches
auf an den Enden des Balkens angeordneten Umlenkrollen geführt ist. Hierdurch ergibt
sich eine besonders einfache Ausführung für die Steuerung des Fräswerkzeugs in Abhängigkeit
von der Bewegung des an der Vorlage entlanggeführten Kopierstiftes. Das biegsame
Zugelement ist vorzugsweise ein endloses Seil.
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Falls eine gleichläufige Bewegung der beiden Schlitten am waagerecht
verlaufenden Balken erzielt werden soll, werden die Schlitten mit dem Fräswerkzeug
bzw. mit dem Kopierstift gemeinsam entweder am Obertrum oder am Untertrum des endlos
über die Umlenkrollen geführten Zugelements befestigt. In diesem Fall erfolgt bei
einer Betätigung des Kopierstiftes eine Bewegung beider Schlitten nach rechts oder
links.
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Soll dagegen eine entgegengesetzte Bewegung der beiden Schlitten am
Balken erzeugt werden, d.h. eine Bewegung entweder gegeneinander oder auseinander,
ist gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung der Schlitten mit dem Fräswerkzeug
am Obertrum oder Untertrum des endlos über die Umlenkrollen geführten Zugelements
und der Schlitten mit dem Kopierstift am jeweils anderen Trum des Zugelements befestigt.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Befestigung der Schlitten
am Zugelement derart ausgeführt, daß eine Anderung der Relativbewegung zwischen
den Schlitten durch Xnderung der Befestigung mindestens eines Schlittens am Zugelement
möglich ist.
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Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß der
Balken
mit dem Schlitten um die senkrechte Achse der Mittelsäule verschwenkbar ist. In
diesem Fall führen die am Balken gelagerten Schlitten eine entgegengesetzte Bewegung
aus, um exakte Kopien herzusteLen.
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Bei dieser Ausführungsform ist der Balken gemäß einem weiteren Merkmal
der Erfindung an einer auf der Mittelsäule gelagerten Hülse befestigt, die in Längsrichtung
der Mittelsäule verschiebbar und auf der Mittelsäule drehbar ist. Diese Ausführungsform
ergibt eine besonders einfache und kostengünstig herstellbare Konstruktion.
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Bei einer alternativen Ausführung gemäß der Erfindung ist der Balken
zwar höhenverstellbar, aber unverdrehbar an der Mittelsäule gelagert, die mit dem
parallel zur Längsrichtung des Tisches gehaltenen Balken in Querrichtung des Tisches
verschiebbar ist. Bei dieser Konstruktion können die Schlitten wahlweise eine gleichläufige
oder eine entgegengesetzte Bewegung ausführen. In beiden Fällen erfolgt eine exakte
Kopie der Vorlage.
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Um die Handhabung der Vorrichtung zu erleichtern, wird mit der Erfindung
vorgeschlagen, den an der Mittelsäule höhenverstellbar geführten Balken mit einem
Gewichtsausgleich zu versehen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
ist zum Gewichtsausgleich ein biegsames Zugelement am Balken befestigt, das über
eine am oberen Ende der Mittelsäule gelagerte Umlenkrolle geführt und am anderen
Ende mit einem Ausgleichgewicht versehen ist. Auch in diesem Fall wird als biegsames
Zugelement vorzugsweise ein Seil verwendet. Das Ausgleichgewicht kann zur raumsparenden
Unterbringung erfindungsgemäß in der hohl ausgebildeten Mittelsäule angeordnet und
geführt sein.
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Um das Aufspannen und Handhaben sowohl der Vorlage als auch des Werkstückes
zu erleichtern, ist sowohl für die Vorlage als auch für das Werkstück eine Aufspannvorrichtung
auf dem Tisch angeordnet, welche die Vorlage bzw. das Werkstück um die Längsachse
drehbar aufnehmen.
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DieselAufspannvorrichtungen werden vorzugsweise mit einer Teilscheibe
versehen,
um eine gleichmäßige Drehung der Vorlage bzw. des Werkstückes in den Aufspannvorrichtungen
sicherzustellen. Damit je nach Art der Vorge und des-Werkstückes die jeweils günstigste
Lage dieser beiden Teile auf dem Tisch der Vorrichtung erzielt werden kann, sind
die Aufspannvorrichtungen auf dem Tisch mittels eines Lochbildes oder dergleichen-
versetzbar.
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Mit der Erfindung wird schließlich vorgeschlagen, das Fräswerkzeug
mittels einer biegsamen Welle von einem unterhalb des Tisches angeordneten Motor
anzutreiben. Hierdurch ergibt sich eine besonders preiswerte und einfache Ausgestaltung
für den Antrieb des Fräswerkzeuges. Damit Kopierfehler vermieden werden, besitzt
der Kopierstift stets denjenigen Durchmesser, den auch das jeweils eingespannte
Fräswerkzeug hat. Der Kopierstift ist damit ebenso wie das Fräswerkzeug auswechselbar.
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Auf der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen
Vorrichtung dargestellt, und zwar zeigen: Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer
ersten Ausführungsform, Fig. 2 eine Seitenansicht der Vorrichtung nach Fig.l mit
zusätzlich eingezeichneten Aufspannvorrichtungen, Fig. 3 eine DrauSs-icht auf die
Vorrichtung nach Fig.1, Fig. 4 eine der Fig.3 entsprechende Draufsicht auf die Vorrichtung
nach Fig.2, d.h. mit eingezeichneten Aufspannvorrichtungen, Fig. 5 eine schematische
Darstellung der Bewegungsmöglichkeit der beiden Schlitten nach dem Ausführungsbeispiel
der Fig.1 bis 4, Fig. 6 eine der Fig.5 entsprechende schematische Darstellung einer
zweiten AusfQhrungsform der Vorrichtung, Fig. 7 eine weitere- scherntische Darstellung
gemäß den Fig.5 und 6 mit einer abgewandelten Antriebsart der Schlitten,
Fig.
8 eine vergrößerte Darstellung der Seitenansicht des Balkens mit gegenläufig angetriebenen
Schlitten und Fig. 9 eine der Fig.8 entsprechende Darstellung mit gleichläufig bewegten
Schlitten.
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Wie am besten die Fig.1 erkennen läßt, besitzt die Vorrichtung einen
Tisch 1, in dessen Mitte eine senkrechte Mittelsäule 2 befestigt ist. Auf dieser
Mittelsäule 2 ist eine Hülse 3 sowohl höhenverschiebbar als auch drehbar gelagert.
An dieser Hülse 3 ist ein waagerecht ausgerichteter Balken 4 befestigt. Mittels
der auf der Mittelsäule 2 gelagerten Hülse 3 kann dieser Balken 4 relativ zum Tisch
1 in der Höhe verstellt und in jeder beliebigen parallel zur Tischfläche liegenden
Ebene bewegt werden.
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Auf dem mit seiner Mitte an der Hülse 3 befestigten Balken 4 sind
zwei Schlitten 5 und 6 verschiebbar gelagert, von denen der Schlitten 5 mit einem
Kopierstift 7 und der Schlitten 6 mit einem Fräswerkzeug 8 versehen ist. Beim Ausführungsbeispiel
wird dieses Fräswerkzeug 8 über eine biegsame Welle 9 von einem auf der Zeichnung
nicht dargestellten Motor angetrieben, der sich vorzugsweise unterhalb des tisches
1 befindet.
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Um die Bewegung der Schlitten 5 und 6 aufeinander abzustimmen, sind
sie an einem Steuerseil 10 befestigt, welches auf an den Enden des Balkens 4 angeordneten
Umlenkrollen 11 geführt ist. Beim AusfUhrungsbeispiel nach den Fig.1 bis 4 erfolgt
die Befestigung der beiden Schlitten 5 bzw.6 am Steuerseil 10 gemäß der Darstellung
in Fig.8, d.h. einer der Schlitten 5 bzw. 6 ist am Obertrum 10a und der andere am
Untertrum 1Gb des Steuerseiles 10 angeklemmt. Wie insbesondere die Fig.8 erkennen
läßt, erfolgt aufgrund dieser Befestigungsart stets eine gegenläufige Bewegung der
beiden Schlitten 5 und 6.
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Wird beispielsweise der am Obertrum 10a des Steuerseiles 10 befestigte
Schlitten 5 nach links bewegt, bewegt sich der am Untertrum 10b befestigte Schlitten
6 nach rechts.
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Um das Gewicht des an der Hülse 3 befestigten und mit den Schlitten
5
und 6 versehenen Balkens 4 auszugleichen, ist beim Ausführungsbeispiel nach Fig.l
der Balken 4 mit einem Seil 12 verbunden, welches über eine am oberen Ende der Mittelsäule
2 gelagerte Umlenkrolle 13 geführt ist und an seinem anderen Ende ein Ausgleichgewicht
14 trägt. Zur raumsparenden Unterbringung dieses Ausgleichgewichts 14 und zu seiner
Führung ist dieses in der hohl ausgebildeten MittélsSule 2 å ordnet.
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Wie Fig.1 erkennen läßt, ist die Tischplatte des Tisches 1 mit einer
Mehrzahl von Ldchern 15 versehen, die zur Festlegung von zwei AuSspannvorriehtungen
16 dienen. In der Draufsicht gemäß Fig.4 ist zu erkennen, daß jede Aufspannvorrichtung
16 eine Teilscheibe 16a und eine gegenüber der Teilscheibe 16alerschiebbare Spannvorrichtung
16b umfaßt zwischen deren Spitzen entweder die Vorlage V oder das Werkstück W eingespannt
wird. -wird.- Beim Ausführungsbeispiel nach den Fig.1 bis 4 bf'indet sich die Vorlage
V in der rechten Aufspannvorrichtung 16, wogegen das Werkstück W in der linken Aufspannvorrichtung-16
eingespannt ist.
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Mit dem am Schlitten 5 angeordneten Kopierstift 7 wird die Kontur
der Vorlage V abgefahren. Hierbei bearbeitet das rotierende Fräswerkzeug 8 am Schlitten
6 das Werkstück W, welches gemäß den Fig.
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4 und 5 zwar parallel zur Vorlage V, jedoch umgekehrt zu dieser eingespannt
ist. Die sehematische Darstellung in Fig.5 läßt erkennen, daß die gegenläufig gewegten
Schlitten 5 und 6 aufgrund dieser Anordnung eine exakte Kopie der Vorlage V zur
Folge haben. Beim Abtasten dieser Vo@age V wird der Kopierstift 7 räumlich bewegt,
da der zugehörige- Schlitten 5 durch Höhenverstellung des Balkens 4 an der Mittelsäule
2 senkrecht zum Tisch 1 und durch Verschieben des Schlittens 5 am Balken 4 sowie
durch- en Verschwenken des Balkens 4 um die Mittelsäule 2:in jeder parallel zur
Tischfläche verlaufenden Ebene frei bewegt werden kann. Sobald ein mit dem Kopierstift
7 abgefahrener Abschnitt--der Vorlage V abgetastet ist, werden sowohl die Vorlage
V als auch das Werkstück W mittels der Teilscheibe 16a derart in den Aufspannvorrichtungen
16 verdreht, daß ein noch nicht abgetasteter BëreichbzV. ein noch nicht bearbeiteter
Berech zum
Abtasten bzw. Bearbeiten bereitsteht.
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Bei einer zweiten Ausführungsmöglichkeit der Vorrichtung nach Fig.6
ist die Mittelsäule 2 mit dem in Längsrichtung des Tisches 1 ausgerichteten Balken
4 quer verschiebbar auf dem Tisch 1 gelagert, wie die in Fig.6 eingezeichneten Pfeile
erkennen lassen. Anstelle einer Verschwenkung des Balkens 4, wie sie mit gestrichelten
Linien in Fig.5 für das erste Ausführungsbeispiel dargestellt ist, erfolgt bei der
Ausführungsform nach Fig.6 somit eine Parallelverschiebung des Balkens 4 durch eine
quer verschiebbare Lagerungtier Mittelsäule 2 relativ zum Tisch 1.
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Wie die parallel zum Balken 4 eingezeichneten Pfeile in Fig.6 erkennen
lassen, sind bei diesem Ausführungsbeispiel die Schlitten 5 und 6 ebenfalls gegenläufig
zueinander beweglich am Balken 4 gelagert. Hierdurch wird die Vorlage V spiegelbildlich
kopiert. Für den Fall, daß eine exakte Kopie gewünscht sein sollte, werden bei ansonsten
unveränderter Ausführung die Schlitten 5 und 6 jeweils in gleicher Bewegungsrichtung
angetrieben, wie dies in Fig.7 dargestellt ist. Bei dieser Ausführungsform sind
die Schlitten 5 und 6 gemäß Fig.9 am Steuerseil 10 befestigt.
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Selbstverständlich sind auch bei den Ausführungsbeispielen nach den
Fig.6 und 7 die Balken 4 höhenverstellbar am Mittelständer 2 gelagert und mit dem
bezüglich der Fig.l beschriebenen Gewichtsausgleich versehen.
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Bezugsziffernliste: V Vorlage W Werkstück 1 Tisch 2 Mittelsäule 3
Hülse 4 Balken 5 Schlitten 6 Schlitten 7 Kopierstift 8 Fräswerkzeug 9 Biegsame Welle
10 Steuerseil 10a Obertrum 10b Untertrum 11 Umlenkrolle 12 seil 13 Umlenkrolle 14
Ausgleichgewicht 15 Loch 16 Auf spannvorrichtung 16a Teilscheibe 16b Spannvorrichtung