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Maschine zum Kopieren unregelmäßiger Formen, z. B. Schuhleisten. Für
diese Anmeldung ist gemäß dem Unionsvertrage vom z. Juni ig i i die Priorität auf
Grund der Anmeldung in den Vereinigten Staaten von Amerika vom ii.Mai igi8 beansprucht.
Bei den Maschinen zum Kopieren unregelmäßiger Formen, beispielsweise von Schuhleisten,
Schneidschablonen u. dgl., kann man von einem Modell zunächst ein Werkstück herstellen,
welches dem Modell ähnlich ist, indem die von einem Einspannpunkt oder einer Einspannachse
gemessenen Ordinaten ein konstantes Verhältnis haben. Dieses Verhältnis ist zuweilen
an verschiedenen Stellen des Werkstückes verschieden. Beispielsweise kann das Weitengradierverh,ältnis
bei einer Leistenkopierbank ein anderes sein als das Längengradierverhältnis. Trotzdem
sind die einzelnen Querschnitte oder Elementarschichten, die beim Modell und Arbeitsstück
einander entsprechen, geometrisch ähnlich. Bei einer solchen Arbeitsweise treten
zuweilen Verzerrungen in der Gestalt des Werkstückes auf, welche letzteres unbrauchbar
machen würden, beispielsweise indem die Wölbung und Sprengung der Sohle bei einer
Vergrößerung der Weite mit verändert wird, was nicht erwünscht ist. Andererseits
ist es bekannt, das Gradierverhältnis während einer Umdrehung
des
Modelles und Werkstückes nach einem konstanten Gesetz zu ändern, so daß das Arbeitsstück
und Modell nicht mehr geometrisch ähnlich sind.
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Gegenstand vorliegender Erfindung ist nun eine Maschine solcher Art,
bei welcher die Elementarschichten des Modelles im Werkstück zwar an sich ähnlich
reproduziert werden, aber gegeneinander verschoben sind, so daß das schließlich
entstehende Werkstück dem Modell nicht mehr geometrisch ähnlich ist. Die Verschiebung
der Schichten gegeneinander kann entweder in ihrer Ebene oder senkrecht zu ihrer
Ebene erfolgen, und zwar ermöglicht die Maschine nach der Erfindu:ig, diese Verschiebung
nach einem vorher bestimmten Gesetz vorzunehmen, welches verändert werden kann.
Beispielsweise kann Modell oder Werkstück quer zur Drehachse durch eine auswechselbare
Kurvenführung verschoben werden, deren Gestalt das Gesetz bestimmt, nach dem sich
die Elementarschichten der Reproduktion gegenüber dem Modell verschieben. Die Erfindung
ist für manche Verwendungszwecke geeignet, vorzugsweise aber zum Drehen von Schuhleisten,
bei denen es notwendig ist, von einem Modell größere oder kleinere Werkstücke herzustellen,
die dem Modell nicht mehr geometrisch ,ähnlich sind, da auch verschieden große und
dicke Füße untereinander keine geometrische Ähnlichkeit haben.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der
Erfindung dargestellt.
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Abb. i ist eine Vorderansicht der Maschine, Abb. z ein Grundriß, Abb.3
eine Seitenansicht, Abb. a eine Seitenansicht der Antriebvorrichtung, Abb. 5 zeigt
im Grundriß den Wagen, der das Fräswerkzeug trägt, Abb.6 zeigt die Vorrichtung zum
Einspannen des Modells, Abb. 7 und 8 zeigen Einzelheiten, Abb. 9 zeigt den zum Einspannen
des Modelles dienenden Wagen von hinten gesehen, Abb. 1 o bis 13 erläutern Einzelheiten,
Abb. 14 erläutert an Hand einer schematischen Zeichnung die Wirkung der Vorrichtung
in einem Sonderfall.
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Die dargestellte Maschine besitzt eine Vorrichtung zum Einspannen
und Drehen des Modells und des Werkblockes, einen umlaufenden Fräset zum Ausschneiden
des Werkstückes und ein Modellrad von gleicher Größe wie der Fräset, das sich an
dem Modell entlang bewegt. Bei der dargestellten Maschine werden von einem Modell
zwei Arbeitsstücke gleichzeitig hergestellt, die entweder gleich oder spiegelbildgleich
sein köanen. Im letzteren Fall wird von einem Model zugleich ein rech-er und ein
linker Leisten erzeugt.
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Die Drehung von Block und Modell erfolgt durch einen Elektromotor
io (Abb.3), der durch Zahnräder 12, 1,4 eine Vorgelegewelle 16 dreht. Durch ein
Paar von Wechselradgetrieben 18, 20, 22, 24. wird ein Zahnrad 26 mit veränderlicher
Übersetzung getrieben. Die Veränderung der Übersetzung erfolgt durch Querverschiebung
der Zahnräder mittels eines Armes 3o auf einer Welle 32. Das Zahnrad 26 treibt durch
Zahnrad 3,1, ein Kettenrad 36 und eine Kette 38 ein Kettenrad .4o, welches auf einer
Welle ,12 (s. Abb.2) lose drehbar ist. Durch eine lösbare Zahnkupplung q..1 wird
vom Kettenrad q.o ein mit -12 auf Drehung verbundenes Zahnrad 48 angetrieben, welches
ein Zahnrad 5o antreibt (s. Abb. 4.). Mit diesem Zahnrad ist ein kleineres Zahnrad
fest verbunden, mit welchem ein an einem Handhebel 52 sitzendes Zahnrad 5¢ in Eingriff
steht. Je nach der Stellung des Handgriffes 52 steht dieses Zahnrad 54. in Eingriff
mit einem der Zahnräder 56, 58 oder 6o, die miteinander fest verbunden sind. Letzteres
treibt durch ein Zahnrad 62 und ein Zahnrad 6.1 eine Welle 66, deren Umlaufgeschwindigkeit
auf diese Weise geändert werden kann. Letztere Welle ist bei 68 (s. Abb. 1) im Maschinengestell
gelagert und mit Gewinde versehen, in das eine nicht dargesteate Mutter eingreifen
kann. Die Mutter kann durch einen Handgriff 67 geschlossen werden und treibt einen
Wagen 70, der auf Führungen 72 längs des Maschinengestelles geführt ist.
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Am Wagen 70 ist durch Schwalbenschwänze 73 ein Block 75 einstellbar,
der durch eine Klemmschraube 7 7 festgestellt werden kann. In dem Block sind übereinander
zwei Drehspitzen 7.1, 76 (Abb. 1) befestigt, die das eine Ende der beiden Werkblöcke
stützen und durch Handräder 78, 8o in der Längsrichtung verschoben werden können.
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Das andere Ende der Arbeitsblöcke wird von Mitnehmerschneiden 82,
8¢ gestützt, die im Wagen 7o drehbar sind und durch ein Rädervorgelege in einem
Kasten 86 gedreht werden. Das Rädervorgelege wird durch ein Zahnrad 88 angetrieben,
welches durch Feder und Nu: von der Welle 4.2 in Drehung versetzt wird. Das Rädervorgelege
kann so angeordnet sein, daß die beiden Mitnehmet im gleichen oder entgegengesetzten
Sinne umlaufen können. Der Wechsel des Umlaufsinnes kann in der bei Drehbänken üblichen
Weise hervorgebracht werden.
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An der hinteren Seite der Maschine ist ein Lagergestell 9o, 92 angebracht
(vgl. Abb.1, 3 und 7), an dessen Führungsschieneu
94 der das Modell
tragende Wagen 96 verschiebbar ist. An diesem Wagen sind die beiden Mitnehmer 98,
ioo gelagert, zwischen denen das zu kopierende Modell eingespannt wird. Die Mitnehmer
sind in Kästen ioz, io4 (vgl. Abb.6, 7 und 9) gelagert, welche je ein Vorgelege
umschließen. Durch lange Wellen io6, io8, die durch die Kästen hindurchragen und
in dem Gestell 9o beiderseits gelagert sind, erfolgt der Antrieb der Spitzen, und
zwar in für beide Mitnehmer gleicher Weise.
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Der Mitnehmer ioo ist an einem Schlit;en i 1o (Abb. 8) durch Stifte
i 12 drehbar gelagert und besitzt zwei Stifte 11.1, die in Bogenschlitze des Schiebers
eingreifen, derart, daß der Mitnehmer sich in der Seitenrichtung etwas verdrehen
kann, um seine Stellung dem Modell anzupassen. An dem Schlitten i io ist innen eine
Zahnstange i 16 angebracht, welche in eine Verzahnung 154 eingreift, so daß durch
Drehung der Verzahnung der Schlitten in seiner Führung i 18 quer zur Drehachse bewegt
werden kann. Die Drehung des Mitnehmers erfolgt durch eine Muffe 13.1, die durch
ein Zahnrad i 2o, ein Zwischenrad 122 und ein Antriebsrad 124 auf einer Welle 126
in Drehung versetzt wird. Das Zahnrad 124 ist mit der Welle 126 durch Feder
und Nut verbunden, so daß es längs der Welle zusammen mit dem Gehäuse io4 verschoben
werden kann. Welle 126 wird durch Kegelräder 128, 130, 130, 131 (Abb. 2)
und eine Zwischenwelle 132 von der Welle 42 aus in Drehung versetzt, und zwar so,
daß Modell und Werkblock mit der gleichen Geschwindigkeit umlaufen. Die die Führung
i 18 tragende Muffe 134 ist ferner durch zwei einander gegenüberliegende Zahnräder
138 mit einem breiten Zahnrad 140 verbunden, das auf einer Welle 142 lose drehbar
ist. Die Welle 142 trägt einen Flansch 144, an dem zwei gegenüberliegende, gleichfal'.s
mit dem Zahnrad i 4o in Eingriff stehende Umlaufräder 146 angebracht sind. Die beiden
Gruppen von Umlaufrädern 138 und 146 stehen außen mit Zahnkränzen 148, i 5o in Eingriff.
Der erstere ist am Modellwagen befestigt und der letztere wird durch ein Armkreuz
152 getragen, welches gleichachsig zur Welle 142 gelagert und an der Welle io8 befestigt
ist. Die Anordnung bildet somit ein Planetenradgetriebe.
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Wenn sich der Flansch 136 mit der gleichen Winkelgeschwindigkeit wie
der Mitnehmer ioo dreht, so rollen die Umlaufräder 138 am Zahnkranz 148 ab und drehen
das Zahnrad 40. Dieses bewirkt seinerseits eine Dreihung der Zahnräder 146 und ein
Abrollen an. dem Zahnkranz i 5o. Dadurch wird die Welle 142 gedreht, und
zwar mit der gleichen Winkelgeschwindigkeit, die die Muffe 134 hat, so daß keine
Relativbewegung zwischen der Zahnstange i 16 und der Verzahnung 15q eintrat. Wenn
aber die Welle io8 mittels eines darauf gesteckten Armes 156 (Abb.3) etwas gedreht
wird, so wird das Armkreuz 15z entsprechend gedreht und nimmt den Zahnkranz i 5o
mit. Dadurch wird dann eine relative Drehung der We?lei4z h°rvorgebracht,welche
eine Verschiebung der Zahnstange i 16 nach der einen oder andren Richtung hervorbringt
und den Modellmitnehmer quer zu seiner Drehachse verschiebt.
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Die Modellmitnehmer 98, ioo werden in der Längsrichtung entsprechend
der Modelllänge durch Verschiebung des Vorgelegekastens io4 an dem Schlitten 96
eingestellt, worauf die Klemmschrauben 158 festgezogen werden. Der eine Mitnehmer
98 kann ferner in bekannter Weise durch eine Schraube 159 (Abb.9) zum Festspannen
des Modells in der Längsrichtung verschoben werden.
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An dem Gestell 9o, 92 ist noch ein Wellenpaar i6o, 162 gelagert, die
gleichachsig zueinander stehen und über je eine Hälfte des Gestelles erstreckt sind.
Die Welle 16o trägt zwei Arme 16q., 166 (s. Abb.2). Der Arm 164 trägt am Ende eine
Rolle 168, während der Arm 166 mit einer Lenkstange 170 (s. Abb.3) verbunden ist.
Die Lenkstange greift an einem mit Bogenschlitz versehenen Hebel 172 an, der um
einen festen Zapfen 174 schwingen kann. Der Hebel ist durch einen im Bogenschlitz
einstellbaren Zapfen mit einem Lenker 176 verbunden, der an dem obenerwähnten Arm
156 angreift. Der Bogenschlitz erstreckt sich zu beiden Seiten des Zapfens 174,
so daß der Sinn und die Größe der bei einer bestimmten Bewegung des Hebels
172 dem Arm 156 erteilten Schwingung verändert werden kann. Die Rolle 168
tritt mit einer Kurven- oder Keilschiene 178 in Berührung, die an dem Modellwagen
angebracht ist (Abb.9).
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Die Welle 162 wird in ähnlicher Weise durch einen Arm i8o mit einer
Rolle i8- und eine Kurve 184 am Modellwagen in Schwingung versetzt und überträgt
diese Schwingung durch einen Arm 186, einen Lenker 188 und einen Bogenschlitzhebel
am anderen Ende des Gestelles auf die Vorrichtung zur Verschiebung des anderen Modellmitnehmers.
Die Arme 16q. und i 8o sind auf ihren Wellen verschiebbar. Auf die beschriebene
Weise wird eine Querverschiebung der beiden Modellmitnehmer nach Maßgabe der Kurvenstücke
erzielt, während das Modell in der Maschine kopiert wird.
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An der Vorderseite des den Modellwagen tragenden Gestelles 9o, 92
ist ein weiteres Wellenpaar igo, 192 gelagert. Die Welle igo
trägt
zwei Arme 194, 196, auf welche Kurven t98, Zoo am Modellwagen einwirken können (s.
Abb. i und 2). Am äußeren Ende der Welle igo ist ein Arm 202 angebracht, der durch
eine Lenkstange 2o4 (Abt. 3) mit einem Kulissenhebel 2o6 verbunden ist, dessen Zweck
unten angegeben wird. Die andere Welle 192 besitzt einen Arm 2o8, auf den eine Kurve
21o am Modellwagen einwirkt. Die Welle 192 trägt am Ende ein Kegelrad 212, welches
durch Kegelrad 214 die obenerwähnte Welle 32 dreht. Vermöge dieser Einrichtung wird
bei Überschreitung eines gewissen Punktes des Modelles die Geschwin'-digkeitswechselvorrichtung
in Tätigkeit gesetzt, so daß das Fräsen an der Spitze des Modelles mit größerer
Vorschubgeschwindigkeit erfolgt als am Gelenk und dem Fersenteil. Wenn das Werkstück
vollendet ist, löst der Arbeiter mittels des Handgriffes 67 den Blockwagen von der
Vorschubspindel 66 und zieht den Modellwagen zurück, wobei die Kurve 21o den Rollenarm
2o8 freigibt. Der sich dabei senkende Arm rückt die niedrigste Vorschubgeschwindigkeit
des Wechselgetriebes (Abb.3) in nicht näher zu beschreibender Weise ein. Alle Arme
auf den Wellen 16o, 162, 9o und 92 können durch Federn 216 (Abt. 3) in ihrer niedrigsten
Stellung erhalten werden.
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Modellwagen und Blockwagen sind durch einen Gradierhebel 218 miteinander
verbunden, so daß ihre Vorschubgeschwindigkeit in einem bestimmten regelbaren Verhältnis
zueinander steht.
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Der Hebel 218 ist auf einem Block 22o (s. Abb. io) verschiebbar, welcher
mit einem anderen Block 222 drehbar verbunden ist, der seinerseits auf einem festen
Schlitten 224
verschoben werden kann. Wenn der Gradierhebel 218 parallel dem
Schlitten 22,4 steht, können die Blöcke 220, 222 seitlich gemäß einer Skala eingestellt
werden, um das Gradierverhältnis durch Regelung des Verhältnisses der beiden Arme
des Hebels 218 einzustellen. i1ach der Einstellung werden die Klemmschrauben 226
festgezogen, und der Gradierhebel kann dann frei um die die Blöcke z2o, 222 verbindende
Achse A schwingen.
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Am Maschinengestell ist eine Zahnstange 228 (s. Abb. 2) befestigt,
während eine andere Zahnstange 230 verschiebbar geführt ist. Entsprechende
Zahnstangen 232, 234 sind am Blockwagen und dem Modellwagen vorgesehen. Diese beiden
Paare von Zahnstangen stehen in Eingriff mit Zahnrädern 236, 238, die an Blöcken
240, 2,42 drehbar sind, welche in Führungen an den Enden des Gradierhebels 218 verschiebbar
sind. Wenn der Blockwagen mittels der Vorschubspindel 66 verschoben wird, so bewegt
er die Zahn-Stange 232 und rollt damit das Zahnrad 236 längs der Zahnstange 228
ab. Dadurch wird der Gradierhebel 218 gedreht und eine Relativbewegung der Zahnstangen
23o, 234 hervorgebracht, welche eine Bewegung des Modellwagens in umgekehrter Richtung
erzeugt. Durch ein Handrad 244 kann das Zahnrad 236 gedreht werden, und dadurch
wird nach Lösung des selbsttätigen Vorschubes Modellwagen und Blockwagen in die
Anfangslage zurückgeführt.
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Die erwähnte Relativverschiebung von Blockwagen und Modellwagen bedingt,
daß die Zahnstange 230 festgehalten wird. Durch eine Verschiebung dieser
Zahnstange während des Abrollens des Zahnrades 238 wird die Vorschubbewegung verändert.
Um die Verschiebung von 23o hervorzubringen, dient eine Schraubenspindel 246, welche
in ein Zahnmutterrad 2¢8 eingreift. Dieses Rad 248 wird durch eine senkrecht verschiebbare
Zahnstange 250 gedreht, welche durch einen Lenker 252 mit dem obenerwähnten
Kulissenhebel 2o6 verbunden ist. Vermöge dieser Einrichtung wird während der Bearbeitung
eines Werkstückes die relative Vorschubgeschwindigkeit nach Maßgabe der Kurven 198,
200 geändert.
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Die Bearbeitung der Werkstücke erfolgt durch Fräser 258, 268, die
an einem Wagen 254 gelagert sind und durch Elektromotoren 27o in Drehung versetzt
werden. Der Wagen 254 läuft auf Führungsschienen 256. die quer zur Drehachse des
Blockes stehen.
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Der Wagen 272, an welchem das am Modell entlang laufende Fühlrad 298
(Abt. 2 ) gelagert ist, läuft auf Führungen 274 parallel den Fräserwagenführungen
254. Fräser und Fühlradwagen sind miteinander durch die Weitengradiervorrichtung
verbunden.
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Bei der dargestellten Ausführungsform (Abb.5) besteht die Weibengradiervorrichtung
aus einem Hebel 276, der durch Stift und Schlitz 278 am festen Gestell gelagert
ist und durch einen Zapfen 280 mit dem Fräserwagen verbunden ist. Der Hebel
besitzt eine Schlitzführung mit einem Gleitblock 282. der durch eine Lenkstange
290 und Zapfen 292 mit dem Fühlradwagen verbunden ist. Der Gleitblock 282 kann gemäß
einer Skala durch Spindel 284, Kegelräder 286 und Handrad 288 verschoben werden.
Wenn der Block 282 so eingestellt ist, daß der Anschlußpunkt der Stange 29o gleichachsig
mit dem Zapfen 280 steht, tritt keine Vergrößerung oder Verkleinerung der
Werkstückweite gegenüber der Modellweite ein. Durch Verschiebung nach der einen
oder anderen Seite in größerem oder kleinerem Maße wird das Gradierverhältnis in
positivem oder negativem Sinne eingestellt. Das Fühlrad 298 ist
an
einem Schieber 294 gelagert, der durch Schraubenspindel 296 am Fühlradwagen verstellt
werden kann.
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Das Zahnrad 5o (Abb. 4), welches den Vorschub des Blockwagens hervorbringt,
besitzt mehrere seitlich vorspringende Stifte 3oo, die mit einem Hebe13a2 zusammenwirken.
Dieser Hebel ist auf der Welle 66 drehbar und besitzt einen Arm 304, der unter gewöhnlichen
Umständen gegen einen Anschlagstift 3o6 liegt und am vorderen Ende einen in wagerechter
Richtung verschiebbaren Stift 308
(vgl. auch Abb. i) mit kugeligen Enden trägt.
Wenn ein Stift 3oo am hinteren Ende des Hebels 302 vorübergeht, wird der
Stift 308
angehoben und sinkt dann wieder zurück. Ein Handhebel 310 steht
in Eingriff mit dem verschiebbaren Kupplungskettenrad 40 und besitzt einen Vorsprung
312, welcher auf der einen oder anderen Seite von einer federnden Falle 314 (Abb.
i) erfaßt werden kann, derart, daß die Kupplung ¢¢ in oder außer Eingriff gehalten
wird. Der Hebel 31o besitzt einen in wagerechter Richtung vorspringenden Zapfen
316. Wenn der Blockwagen am rechten Ende seiner Bewegung anlangt und das Werkstück
beinahe vollendet ist, so nähert sich ein Anschlag 318 am Blockwagen dem Stift 316
mehr, als der Länge des Stiftes 3o8 entspricht. Der Stift 316 liegt etwas über der
untersten Lage des Stiftes 308, und wenn der Wagen die angegebene Stellung
erreicht hat, so schiebt der auf den Hebel 302 zunächst zur Wirkung kommende
Stift 3oo den Stift 3o8 aufwärts zwischen den Anschlag 318 und den Stift 316, wodurch
die Kupplung 44 unterbrochen wird. Der Lagerblock 32o des Fräsermotors ist um einen
Zapfen 322 drehbar und kann durch eine Stellschraube 324 (s. Abb. i i) etwas gekippt
werden, um die Fräserachse der Drehachse des Blockes etwas zu nähern.
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Wie oben gesagt, können in der Maschine von einem Modelleisten zwei
gleiche oder zwei spiegelgleiche oder zwei untereinander spiegelgleiche Werkstücke
erzielt werden, je nach der Umdrehungsrichtung des Werkblockes gegenüber der Umdrehungsrichtung
des Modelles.
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Das Getriebe, welches die Drehungsrichtung der beiden Blockmitnehmer
82, 84 zu ändern gestattet, ist in Abb. 12 und 13 ersichtlich. Dieses Getriebe befindet
sich in einem Gehäuse 86 und besitzt ein verschiebbares Zahnrad 330, welches in
den beiden Arbeitsstellungen durch in Nuten der Achse einfallende Klinken 332. 334
gesichert werden kann. In ähnlicher Weise kann ein damit in Eingriff stehendes Zahnrad
336 verschoben und in zwei verschiedenen Stellungen durch Klinken 338, 34o gesichert
werden. Wenn das Getriebe die Stellung Abb. 13 hat, ist das Zahnrad 33o in
Wirkung, es kann aber nach links geschoben werden, um außer Eingriff mit dem darüberliegenden
Zahnrad zu kommen, worauf das darunterliegende Zahnrad 336 nach rechts geschoben
wird und in unmittelbaren Eingriff mit dem darüberliegenden Rad kommt. Je nach der
Einstellung der beiden Räder 33o und 336 laufen die beiden Mitnehmer 82, 84 im gleichen
oder verschiedenen Sinne um.
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Die dargestellte Maschine ermöglicht zunächst, wenn die Kurven zur
Bewegung der Wellen 16o, 162, 190, 192 außer Wirkung bleiben, die Herstellung von
Leisten nach einem Modell in üblicher Weise, wobei das Längengradierverhältnis durch
Verschiebung des Drehzapfens des Hebels 218 und das Weitengradierverhältnis durch
Verstellung des Blockes 282 geändert werden kann. Nun läßt sich aber auch während
des Betriebes das Längengradierverhältnis ändern, und zwar dadurch, daß auf die
beschriebene Weise die Zahnstange 23o unter dem Einfluß der Kurven 198, Zoo verschoben
wird. Dadurch kann man beispielsweise die Spitzenpartie des entstehenden Leistens
gegenüber dem Modell mehr strecken oder kürzer halten. Die beiden Kurvenscheiben
198, Zoo werden lediglich zur größeren Bequemlichkeit angewandt. Man könnte auch
eine einzige Kurve anwenden, deren Länge gleich der Modellänge ist. Durch diese
Einstellung werden somit die Elementarschichten des entstehenden Arbeitsstückes
in der Längsrichtung der Drehachse gegenüber den entsprechenden Elementarschichten
des Modells verschoben.
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Außer dieser Längsverschiebung ermöglicht die Maschine aber auch eine
Querverschiebung der Elementarschichten, und zwar durch Verstellung der das Modell
einspannenden Mitnehmer quer zur Drehachse. Dadurch werden Verzerrungen vermieden,
die sonst beim Gradieren eintreten können.
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Eine eingehende Erläuterung eines Anwendungsbeispiels macht diese
Sache klar.
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In Abb. 14 stellt der U mriß a b c d e f g h i das Vertikalprofil
des :Modells dar. Der punktiert gezeichnete Umriß ab' c'
d' e f g' h' i'
stellt das Profil eines Leistens dar, der mittels einer
gewöhnlichen Weitengradiervorrichtung nach dem Modell hergestellt ist. In Abb. 14
sind gewisse Dimensionen übertrieben, um die Sacher klarer zu machen. Beispielsweise
ist der Weitenvergrößerungsfaktor mit 1,75 angenommen, während in der Praxis
die obere Grenze des Vergrößerungsfaktors bei i, 2 liegt. Man kann sich vorstellen,
daß das Modell in eine Reihenfolge von Differentialelementen, Elementarteilen oder
parallelen Schichten von geringer Dicke, beispielsweise
bi,
geteilt ist, und die Weitengrad:ervorriclitung würde dann jede dieser Schichten
unabhängig von der anderen vergrößern. Wir wollen annehmen, daß das Modell und der
Block der Mascli'ne um zwei Achsen a - umlaufen, die in Abb. 14. übereinanderliegen.
rei dieser Auffassung kann man sich den Umriß a b' c' d' e f' g' lt' i'
entstanden denken wie folgt: Der Radius c k im Modell ist multipliziert mit dem
Weitengradierfaktor, nämlich mir 1,75, der im folgenden mh G bezeichnet werden soll.
Das Resultat c' k beim Werkstück ist vertikal von k aus abgetragen, so daß
man den Punkt c' des Werkstückes erh.ä:t. In der gleichen Welse ergibt sich
k g'=G.k g. Jeder Punkt der punktierten Werkstückumrißlinie wird in .ähnlicher
Weise von dem entsprechenden Punkt der vo'lgeze:clineten Umrißlinie des Modells
gefunden. Wenn nun die Linien f h und f'h' gezogen werden, so erkennt man,
daß die Abstände a in und a m'
durchaus verschieden sind, d.li. der
Winkel a h f ist größer als der Winkel a lt' f',
und das Sohlenprofil
des Modells a i lt g f hat sich beim Werkstück zu dem Sohlenprofil
a i' h' g' f' entwickelt, welches weit mehr nach unten konvex ist als die
entsprechende Linie im Modell. Mit anderen Worten: der auf diese Weise gewonnene
Leisten hat eine größere Spitzensprengung a'.s das Modell, und um diese und ähnliche
Schwierigkeiten zu beseitigen, kann die vorliegende Erfindung angewandt werden.
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Wir wollen nun, um die Erläuterung einfach zu gestalten, annehmen,
daß wir wünschen, das Modell nach der Seite (der Weite nach) im Verhältnis von 1,75
zu vergrößern, wie vorher, daß wir aber wünschen, genau das ursprüngliche Sohlenprofil
a i h g f beizubehalten. Kehren wir beispielsweise zu dem Elementarteil cg
zurück, so konstruieren wir einen Punkt g", indem wir machen kg -G'gg".
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In der gleichen Weise bestimmen wir den Punkt k", durch die Gleichung
n h = G.h h", usw., so daß man alle Punkte der Linie a i" lt" g"
f" e erhält.
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Der Schubkurvenmechan_smus, welcher die Drehung der Wellen 1o6, 1o8
steuert, wird nun so entworfen, daß er das Modell um einen Betrag g" k anhebt
und den Punkt g" des Modells in die Drehachse a e verlegt, und zwar in dem
Augenblick, in welchem das Fühlrad um die Schicht herumläuft, die durch die Linie
cg dargestellt wird. Der Weitengradiermechanismus multipliziert dann den Radius
g o," mit dem Faktor G, und dadurch wird erreicht, daß der dem Punkte g des
Modells entsprechende Punkt im Werkstück in der Entfernung k g von der Drehachse
reproduziert wird. In der gleichen Weise wird jeder Punkt der Linie a i h g f
e des Modells reproduziert in der Linie a i ,1t g f e im Block, welche
genau die gleiche Lage gegenüber der Drehachse des Blockes hat.
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Der obere Teil des Leistens kann nun in der gleichen Weise konstruiert
werden wie oben erk'_,ärt. Beispielsweise wird die Linie g" c im Modell mit G multipliziert
und das Resultat von k aus abgetragen, wodurch man den Punkt e` im Block erhält.
Auf diese Weise wird die Linie a b"' c"' d"' e konstruiert. Da wir wissen,
welches Resultat herauskommen muß, so können wir einfach sagen: wir machen
g c," = G # g c, usw. Der sich ergebende Leisten wird somit
durch die Umrißlinie ab"' c"' d"' e f g h i dargestellt, und er hat
genau das gleiche Sohlenprofil wie das Modell. Er hat auch den _gleichen Fußraum,
den der Umriß a b' c' d' e f g''h' L' hat, und tatsächlich
ist die Linie g c... an Länge gleich der Linie g' c' usw.
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Wenn man die Sache von einem anderen Gesichtspunkt aus ansieht, kann
man sich vorstellen, dali die Erfindung eine relative Verschiebung der Schichten
ergeben hat, die durch die Linien c' g' im Werkstück dargestellt werden, und zwar
jede um eine Strecke, die der Entfernung g g' entspricht, bis die Lage c"'
g erreicht ist. Das in Abb. 1 4 erläuterte Verfahren kann als eine Vergrößerung
von c g und den anderen entsprechenden Schichten der Reihenfolge und als eine relative
Verschiebung derselben gegeneinander angesehen werden, bis ihre Endpunkte längs
der Linie a i h g f liegen. Man kann auch annehmen, daß die Linien cg des
Modells gegeneinander um die durch die Entfernung kg" dargestellte Strecke
verschoben und darauf folgend mit dem Gradierfaktor G vergrößert sind.
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In anderer Hinsicht kann man auch die Sache ansehen als die Verschiebung
der Differentialelemente oder Elementarschichten im Modell oder im Werkstück in
solcher Weise, daß die gewöhnliche Reproduktion oder Proportionalität zwischen entsprechenden
Dimensionen des Modells und Werkstückes, die bei den bish:r bekannten Kopiermaschinen
durch den Gradiermechanismus erzeugt werden, verlorengeht. In dieser Verbindung
ist darauf hinzuweisen, daß die unregelmäßige Längengradiervorrichtung, die durch
die verschiebbare Zahnstange 23o erzielt wird, gleichfalls diese Schichten oder
Differentialelemente relativ zueinander bewegt, um die geometrische
oder
proportionale Reproduktion zu zerstören, welche der gewöhnlichen Maschine eigentümlich
ist. Wenn z. B. die Abb. a b c d e f g h i in gewöhnlicher Weise längengradiert
wird, so würden die Entfernungen der entsprechenden, durch die Linie b i
im Modell und im Werkstück dargestellten Schichten von dem Punkt a proportional--dem
Abstand zwischen diesem Punkte und den durch die Linie c g im Modell und Werkstück
dargestellten Schichten sein. Es würde somit jeder Teil des Modelles in dem gleichförmigen
Verhältnis gestreckt. Bei der Ausführung der vorliegenden Erfindung jedoch geschieht
diese Streckung erforderlichenfalls unregelmäßig oder nicht gleichförmig bei verschiedenen
Teilen des Leistens, und man kann daher sagen, die Elementarschichten entweder im
Werkstück oder im Modell, die den Linien c ä und b i entsprechen, werden
relativ zueinander verschoben, so daß die geometrische, den alten Maschinen eigentümliche
Reproduktion vernichtet wird.