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Schleifmaschine für Edelsteine. Die neue Schleifmaschine geht aus
von den halbselbsttätigen Schleifmaschinen für Edelsteine u. dgl., bei welchen die
Drehung des Steins um eine Facettenteilung schon stattfand, und macht die Maschine
dadurch zu einer ganzselbsttätigen, daß auch die anderen Teile des Arbeitsganges
einbezogen werden, daß also auch der Übergang von einem Facettenkranz zum anderen
und von der Tafel zu dem nächsten Facettenkranz selbsttätig erfolgt.
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Um die Gleichmäßigkeit und Feinheit des Schliffes, wie sie für Edelsteine
notwendig sind, zu erreichen, sind zur Erzielung für die ganzselbsttätige Wirkung
der Maschine Getriebe ausgewählt,- welche die Anbringung besonderer Feineinstellungen
gestatten und welche Ungleichmäßigkeiten in der Abnutzung des Schleifsteins nach
Möglichkeit ausschalten und zugleich die vorteilhafteste Ausnutzung des Schleifsteins
hinsichtlich seiner Dauer herbeiführen. Diese Feineinstellungen sollen im besonderen
auch den gleichmäßigen Feinschliff einer ganzen Reihe von auf einer Doppenreihe
befestigten Steinen bewirken. Die Schleifstücke sind während des Schleifvorganges
kraftschlüssig an die Schleifscheibe angedrückt, so daß Feineinstellungen hier in
Anschlageinrichtungen bestehen, welche diesen Schleifdruck bei Erreichung der gewünschten
Schleiftiefe aufhören lassen.
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Das hierzu verwandte Bewegungsspiel der einzelnen Hauptglieder der
Maschine setzt sich aus Drehbewegungen und geradlinigen Schiebebewegungen wie folgt
zusammen. Die einzelnen Doppen haben zum Übergang von einer Facette zur anderen
die bekannte Drehung um ihre eigene Achse. Diese ist jedoch durch eine Anschlagvorrichtung
in ihrer Größe fein eingestellt. Alle Doppen zusammen haben eine Drehbewegung um
die Doppenträgerachse entsprechend den Winkeln zwischen der Tafel und den Facettenkränzen.
Dieses ganze Doppengetriebe hat noch eine senkrechte und eine wagerechte Bewegung
und ist hierzu auf einem senkrecht und wagerecht beweglichen Kopf angebracht, zu
folgendenZwecken und mit folgendenWirkungsweisen. Die Drehung des Doppenträgers
um i,ine horizontale, höher als die wagerechte Schleiffläche gelegene Achse bewirkt
eine Bogenbewegung der Edelsteine, welche eine wagerechte Komponente hat. Die Folge
hiervon würde sein, daß die Schleifvorgänge der Tafel und der verschiedenen Facettenkränze
in Zonen des Schleifsteins von verschiedenem Radius vor sich gehen würden. Um immer
dieselbe Schleifzone und so eine möglichst große Schleifzone beizubehalten, wird
die wagerechte Komponente der Bogenbewegung der Schleifstücke durch eine entgegengesetzte
wagerechte Bewegung des das Doppengetriebe tragenden Kopfes ausgeglichen, zum wenigsten
für den Übergang von dem Schleifen der Tafel auf das Schleifen der Facetten.
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Dieselbe Bogenbewegung der Schleifstücke hat aber auch eine senkrechte
Komponente,
und diese wird durch eine senkrechte Bewegung des ganzen
Doppengetriebekopfes ausgeglichen, was notwendig ist, um die Drehbewegung überhaupt
möglich zu machen, da diese sonst die Schleifstücke entweder von der Schleiffläche
abheben würde oder wegen des Gegendruckes der Schleiffläche gar nicht stattfinden
könnte.
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Alle diese Bewegungen werden durch Reihen von Profilscheiben herbeigeführt,
welche bei einem Wechsel der Schleifart ausgewechselt werden müsen. Eine Anzahl
untergeordneter weiterer Bewegungen ergeben sich aus der folgenden Beschreibung.
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Bei dem Aufbau der ganzen Maschine war es auch noch eine schwierige
Aufgabe, die verschiedenen Getriebe räumlich so anzuordnen, daß in möglichst kleinem
Raum alle untergebracht werden konnten und für die Bedienung, im besonderen für
die Feineinstellung, genügend zugänglich waren. Unter diesen Gesichtspunkten ergab
sich die folgende Gliederung. Auf einem wagerecht bin und her beweglichen Schlitten
ist der ganze Rest der beweglichen Teile vor einer uin eine senkrechte Achse drehenden,
mit einer wagerechten, mit Fläche wirkenden Schleifscheibe aufgebaut. In dem Schlitten
ist ein Block senkrecht beweglich geführt. Dieser Block trägt den Doppenträger und
die Getriebe zur Ausführung der verschiedenen Winkelbewegungen und die Anschläge
zu ihrer Feineinstellung. Ein Profilscheibensatz bewirkt die wagerechte und senkrechte
Bewegung des Schlittens und Blocks relativ zum Maschinengestell, ein anderer Profilscheibensatz
sitzt auf dem Block und bewirkt die Bewegung der Doppen und des Doppenträgers relativ
zu dem Block.
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In den beiliegenden Zeichnungen ist Abb. i eine schaubildliche Ansicht
der Maschine, Abb. 2 eine Seitenansicht, Abb. 3 eine Draufsicht auf die Maschine,
Abb. 4 in vergrößertem Maßstabe ein Teil der Draufsicht auf die Maschine, wie in
Abb. 3, Abb. 5 eine Einzelheit des Getriebes, Abb. 6 ein Schnitt nach der Linie
6-6 in Richtung des Pfeils z der Abb. 4, gesehen durch die Stößelanordnung für den
Kittstockhalter, Abb.7 die Antriebsvorrichtung für die Gleitbewegung des Getriebeträgers,
Abb.8 die Einschaltvorrichtung für die Kupplung zur Drehung der Kittstöcke um ihre
Achse, Abb. 9 die Anschlagsvorrichtung zur Begrenzung der Drehung der Kittstöcke.
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A ist die Schleifscheibe, die durch die Schraubenspindel A, und das
Handrad A2 in senkrechter Richtung verstellbar ist (Abb. 2). B ist das Maschinengestell,
in dem oben in der Führung BZ ein Schlitten B, wagerecht geführt ist (Abb. i, 2
und 7).
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In dem Schlitten B1 ist senkrecht geführt der Block C, der oben den
Werkstückkopf C, trägt (Abb. 2). In dem Werkstückkopf C, ist eine Achse F, gelagert,
auf der schwingbar der Kittstockhalter F angeordnet ist, in den in den einzelnen
Kittstöcken die zu schleifenden Edelsteine eingesetzt sind.
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Die in den Abbildungen gezeigte Ausführung einer Maschine dient zum
Schleifen von Edelsteinen mit einer sogenannten Tafel (Achsenfacette) und drei sich
anschließenden Facettenkränzen.
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i. Senkrechte Verstellung der Doppen- und Kittstockhalterachse In
dem Gestell B ist eine antreibende Hauptachse D quer gelagert, die mittels Schnecke
und Schneckenrad D,, der in dem Schlitten B,. gelagertenWelle D2, Schnecke D, und
des Schneckenrades D4 die eine Exzenterwelle E langsam dreht. Auf der Welle E sitzen
die Exzenter E,., E2, Es, E4, welche auf die hängenden Schwingarzne e., e2,
e3, e4 und durch diese auf die Winkelhebel f,, bis f4 wirken, von denen in der Abb.
2 und 5 nur f, sichtbar ist, da die anderen Hebel direkt hinter diesen unterhalb
der Zeichnungsebene angeordnet sind. Diese Winkelhebel wirken nacheinander mit ihren
verstellbaren Stiften f,, auf die Unterfläche des verschiebbaren, rechteckigen Blocks
C, der im wagerechten Schlitten Bl des Gestelles B,., B, lotrecht geführt ist. Durch
die Bewegung jedes der Winkelhebel f,, bis f4 wird der Block C in senkrechter Richtung
bewegt und mit ihm die in seinem Kopf C,. wagerecht gelagerte Welle F, um die der
Doppenhalter F schwingen kann.
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Das Exzenter E, soll zur Einstellung der Höhenlage des Blockes C beim
Schleifen der Tafel (Achsenfacette) dienen, während die Exzenter EZ bis E4 die lotrechte
Blockeinstellung für die drei Facettenkränze besorgen. Die Stellungen sind wegen
der anderweitig bewirkten Schwingbewegung des Doppenhalters F zur Einstellung nach
den verschieden zu bearbeitenden Facettenkränzen (Tafel) also verschieden schräg
und verschieden hoch.
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2. Wagerechte Verstellung des Kittstockhalters: Der Doppen- oder Kittstockhalter
F für die in einer Reihe angeordneten Werkstücke ist, wie erwähnt, auf der fest
in dem Kopf C,. des Blockes C gelagerten Welle F1 angebracht.
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Eine wagerechte Bewegung wird dem Block C erteilt durch die auf der
Exzenterwelle E an ihren Enden aufgekeilten beiden Exzenter E6, E6, die auf die
Schwingarme es, e5 (Abb. 7) und über die zweiarmigen
Zwischenhebel
e,;-e,; auf die verstellbaren Anschläge e, -C7 arbeiten. Die Schwingachse der Zwischenhebel
e,- e, ist am Schlitten B, gelagert.
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In Abb. 2 sind der Deutlichkeit halber die Exzenter E, und die Armee,
weggelassen, die außen neben den Armen e" e4 angebracht sind. Der Anschlag e7 besitzt
Außengewinde e8, wodurch er in seiner Buchse verstellbar und durch Gegenmutter e3
feststellbar ist. Die Buchse ist im Auge e,, an dem Gestellteil B, befestigt, in
welchem der Schlitten B, läuft, in dem wiederum der obengenannte Block C unmittelbar
lotrecht verschiebbar angeordnet ist.
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Wenn also durch die Exzenter El bis E4 die Höhenlage des Blockes C
je nach der zum Schleifen der Tafel oder einer der Facettenkränze erfolgten Schrägstellung
der Kittstockhalter oder Doppen eingestellt ist, wird - durch die Verlegung der
Schwingachse der Hebel e,;, die oben am Anschlage, anliegen, durch die Hebel e,
- während des Schleifens der Schlitten B, samt dem Kittstockhalter und den Werkstücken
radial zur Schleifscheibe bewegt, damit eine einzige, möglichst sich bis zur Schleifscheibenperiplierie
erstreckende Ringzone der Schleifscheibenfläche für alle Schleifungen ausgenutzt
werden kann.
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In der Zeichnung ist jedoch auf der Scheibe E, nur ein Buckel, und
zwar zum Schleifen der Tafel, ersichtlich, da eine Längsverschiebung entsprechend
den Unterschieden der einzelnen Facettenreihen untereinander wegen der kleinen Winkelverschiedenheiten
der Facettenkränze praktisch keine große Bedeutung hat, während die Einstelhmg der
Tafel ohne Radialverstellung des Schlittens B, eine größere radiale Verstellung
der Werkstücke herbeiführen würde.
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3. Drehung der Kittstöcke bzw. Doppen uni ihre Längsachse, und die
Lüftung um die wagerechte Kittstockhalterachse (F,) Die Drehung um die Doppenlängsachse
darf bekanntlich nur erfolgen, wenn der das Werkstück bildende Stein von der Schleifscheibe
um einen kleinen Betrag abgehoben worden ist, was durch Schwingung des Halters F
um die in eine bestimmte Höhenlage eingestellte wagerechte Achse F, erfolgt. Das
Abheben von der Schleifscheibe und Wiedersenken auf dieselbe erfolgt durch einen
zweiten Kurv enscheibensatz G" G3, G3, G4, der auf einer zweiten Querwelle
G sitzt; diese ist selbst in einem Ansatz des Kopfes C, des Blockes C angeordnet
(Abb. z, 3, 4., 5, 6). Die Achse G wird von der Hauptwelle D, aus durch die Kegelräder
g" g2 (Abb. 5), die lotrechte Welle g3, Schnecke g4, Schneckenr :td g" i_i L mrireliang
versetzt. Da derBlock C gegenüber der Hauptwelle D2 in der Höhenlage veränderbar
ist, so muß die Welle g3 in der am Gestell befestigten Lagerbuchse g, längsverschiebbar
angebracht sein.
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Von den vier Exzentern G, bis G4 wirkt der Exzenter G, beim Schleifen
der Achsenfacette oder Tafel des Edelsteins, die übrigen wirken beim Schleifen der
Facettenkränze.
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an den drei Exzentern G2, G3, G4 besitzt jeder einen Schaltzahnbogen
o= bis o4, je mit so vielen Zähnen, als Facetten im zugehörigen Facettenkranze vorhanden
sind, während der erste Exzenter G" der zum Schleifen der Tafel dient, keine Zähne
hat, da ja hierfür der Stein an seiner Doppe nicht gedreht und demnach auch nicht
besonders von der Scheibe A abgehoben werden braucht. In die Zahnbogen o, bis o4
greifen wagerechte Schubklinken la@ bis h4 ein (Abb. 6), die am freien Ende S_ auf
Arme F;,, F_ am schwingbaren hittstockhalter F wirken (Abb. q., 5, 6). Wenn also
durch Drehung einer der Exzenter G, bis G,, die Spitze s einer der Klinken h= bis
1a,, aus einer Lücke zwischen zwei Zähnen der Zahnreihe o., o3 oder o, auf einen
Zahnkamm s, gehoben wird, so wird die Klinke verschoben, und ihr anderes Ende s.
überträgt die Bewegung auf den Arm FZ des Halters F. Da der Halter F nur um die
Achse F, schwingen kann, so erfolgt eine Lüftung bei dieser auf ihn übertragenen
Schwingbewegung durch Erhöhung seiner Winkellage. Wenn z. B. durch den Exzenter
E, die Höhenlage des Blockes C so eingestellt ist, daß der erste, an die Tafel angrenzende
Facettenkranz geschliffen werden kann, wird bei jederDrehung des Zahnbogens o2 am
Exzenter G., um eine Zahnteilung die Klinke h. bewegt und damit durch
den Arm F;, der Halter F um die Achse F, zunächst aufwärts geschwungen, das Werkstück
also zur Drehschaltung um die Doppenachse gelüftet. Durch das seitliche Übergewicht
des Schwinghalters F, eventuell durch eine Federwirkung v erstärkbar, wird die Klinke
nach der Lüftung stets wieder in die kommende Zahnlücke hineingedrückt. Nachdem
nun so für alle Facetten eines Kranzes der Halter durch die Bogenzähne abwechselnd
gehoben und gesenkt worden ist, verstellt der benachbarte Exzenter E3 die Höhenlage
des Blockes C für den zweiten Facettenkranz, und das gleiche Spiel beginnt von neuem
mit dem Exzenter G3, Zahnbogen o3 und Klinke h3. Nur die erste Klinke lt" die auf
das Exzenter G, wirkt, braucht, wie schon erwähnt, nicht in ihrer Längsrichtung
verschoben zu werden.
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Die Facetten des Edelsteins kommen stets dadurch zur Auflage auf die
Schleifscheibe A. daß der Halter F bei Hebung des Blockes durch sein Eigengewicht
herabschwingt und
dabei die Klinken h2 bis dz,- wieder in die Zabnlücken
hineindrückt.
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Zum ganz genauen Schleifen ist es nun erforderlich, " daß die Tieflage-.ganz
fein eingestellt wird. Dies geschieht dadurch, daß nicht der Grund der Zahnlücke
als Begrenzfläche für die Längsbewegung der Klinke lt benutzt wird, sondern
ein besonderer Anschlag. Um jede Klinke herum sind nämlich zwei Hülsen
t, t,. nebeneinander angeordnet. Die Hülse tl kann mittels einer Schraube
t2 in der Klemmschelle t3 auf einer Klinke hl oder h2, h3, h4 festgeklemmt werden,
und sie macht somit die Bewegung der Klinke mit; die andere Hülse t sitzt lose (verschiebbar)
auf ihrer Klinke (lt, bis h4), so daß diese in ihr gleiten kann. Die Hülse
t ruht mit den seitlichen Zinken 14 ihrer gabelförmig ausgesparten Spitze auf rechts
und links von den Zahnbogen o2 bis o4 angebrachten zylindrischen Ringflächen m auf
und wird daher in ihrer Längsrichtung nicht zusammen mit der Klinke verschoben.
Als Begrenzungsfläche für die Lenkbewegung des schwingbaren Halters F dienen diese
zylindrische Flächen m und als Anschlagfläche für die an der Hülse t1 sitzenden
Stellschrauben t, ein Flansch an der Hülse t. Die Hülse t, und somit auch der mit
ihr fest verbundene Stößel lal bis h4 wird somit nur so weit in der Längsrichtung
verschoben, als es die Hülse t gestattet, so daß die Spitze s der betreffenden Klinke
unter Umständen nicht auf den Grund der Zahnlücke auftrifft, indem durch Feineinstellung
der Schraube t, die Klinke und mit ihr der Arm F2 am Halter F entsprechend verschoben
worden ist.
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Wenn nun durch die Exzenter G2 bis G,, und eine der Klinken h2 bis
la, der Halter F in oben beschriebener Weise durch Schwingen um die Achse F1 periodisch
angehoben ist, müssen die Doppen bzw. Kittstockachsen gedreht werden. Das Getriebe
hierzu bildet je ein Schneckentrieb, dessen Schneckenrad auf den Kittstockachsen
sitzt. Die Drehung der wagerechten Schneckenachse geschieht mittels eines ständig
umlaufenden Schnürtriebes n, von der Scheibe ya aus auf der Hauptwelle DZ über die
Leitrollen n., n3 nach der Scheibe n4 der Welle F1, die bei eingeschalteter Kupplung
n6 das Zahnrad p6 auf der Welle F1 und durch dieses das Zahnrad p, auf der Schneckenachse
antreibt und somit auch die Kittstockreihe in Umdrehung versetzt (Abb. i, 2, 3,
8). Die Kupplung n6 darf natürlich nur eingeschaltet werden, wenn der Halter F zur
Drehschaltung hochgehoben ist. Das Einschalten erfolgt daher durch eine besondere
Profilzannscheibe p, die auf der Welle G sitzt. Dieselbe wirkt durch eine Klinke
pi, den Winkelhebel p., der unter dem Einfluß der Feder p3 steht, auf den mit Nut
p4 in dei abe p,' versehenen beweglichen Kupplungs. t e 1 Ii. Durch
Bewegung der Klinke p1 mittel: der Zähne der Schaltscheibe p wird stets wenn der
Halter F hochgehoben ist, die Kupplung n, eingeschaltet, und sie wirr wieder ausgeschaltet,
wenn der Halter F au] die Scheibe A herabgelassen ist.
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Nun müssen sich aber die Kittstöcke um ganz genaue, im besonderen
nicht zu große Winkel drehen, was nach Ausschalten der Kupplung n,, infolge des
Beharrungsvermögens der ihnen mitgeteilten Eigengeschwindigkeit noch möglich wäre.
Um die genaue Dreheinstellung zu sichern, dazu dienen die vier Anschlag- und Schaltscheiben
q (Abb. 9), die auf der Schwingwelle F1 des Kittstockträgers, auf der auch das Antriebsrad
p" für die Kittstöcke sitzt, fest aufgekeilt sind. Wenn also die Anschlagscheiben
q festgehalten sind, so stehen auch die Kittstöcke still, und der Riemen n1 schleift
unter Umständen eine kurze Zeit auf seiner Antriebsrolle. Das Festhalten der Anschlagscheiben
q besorgen nun die Profilscheiben q2 auf der Welle G, die, versetzt mit Zahnbogen
versehen, durch die eingreifenden Schubstangen q3 die schwingbaren Schaltklinken
q1 zur gegebenen Zeit betätigen, d. h. freigeben und arretieren (Abb. i, 2, 3, 9).
Die Anschlagvorrichtung ist derart angeordnet, daß nach der erfolgten bestimmten
Drehung der Kittstöcke um den notwendigen Winkel die Stangen q3 vor einer Zahnlücke
der Scheibe q2 stehen und die Federn q4 auf die Anschlaghebel q, wirken können,
wodurch dieselben herabgedrückt werden und durch Einhaken in die Anschlag-und Schaltscheiben
q die Welle F nebst den daran hängenden Kittstöcken feststellen.
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Schließlich ist noch zu bemerken, daß der Schwinghalter F während
des Schleifens als eine zweite Zonenverschiebung noch eine Querverschiebung inRichtung
seinerAchse F1 erhält, damit die Schleifscheibe A bis an ihre Außenkante abgearbeitet
bzw. benutzt werden kann, ohne daß hier ein Rand entsteht. Diese Querverschiebung
wird dadurch erhalten, daß die aufrechte Welle g3 oben einen Kurbelzapfen k besitzt
(Abb. i, 3, 4, 5, 6) ; dieser erteilt mittels eines um k1 schwingbaren Hebels-k2,
der mit dem Halter F bei k3 in Eingriff steht, diesem während des Schleifens eine
langsame Hinundherbewegung.
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Bekannt ist die automatische Drehung in einer Reihe angeordneter Doppen
an einem schwingbaren Halter (Patent i5o igi) mittels Schraubenradgetriebe mit einer
durchgehendenAntriebssehraube (Patent 150 igi, 63 i83), ferner die Regelung der
gemeinsamen Drehung in einer Reihe angeordneter Dopen durch ein Klinkengesperre
(Patent i i i o92) ;
ferner die automatische Winkeleinstellung eines
einzelnen Werkstückes gegenüber der (ebenen)- Schleifscheibe -an Maschinen mit nach
einer Bogenführung einstellbaren Doppenhaltern (Patent 376 768) ; ferner
-die Zonenverschiebung zwischen ebener Schleifscheibe und in Reihen angeordneten
Werkstücken (Patent 107 g96).