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Gravier- und Kopiermaschine Die vorliegende Erfindung bezieht sich
auf Gravier- und Kopiermaschinen, bei wichen ein Schlitten, welcher die Werkzeugspindel
und den Kopierstift trägt, parallel zu den Ebenen von Modell- und Arl>eitstiscli
verschiebbar an einem Balken gelagert ist, der seinerseits quer zu den Verschieberichtungen
des Schlittens und ebenfalls parallel zu den gen;timten Ebenen beweglich angeordnet
ist. Es ist Aufgabe der Erfindung, Mittel zu schaffen, um auf diesen Maschinen auch
bei ihrer Bedienung durch ungelernte Hilfskräfte eine genaue und einwandfreie oberflächenergebende
Bearbeitung zu gewährleisten. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch an
der Maschine anbringbare Zusatzmittel, durch welche die Bewegung des Schlittens,
welcher die Werkzeugspindel und den Kopierstift trugt, in mindestens einer,seiner
Bewegungsrichtungen parallel zu den Ebenen von Modell-und :1i-beitstisch verhindert
ist. In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung in schematischer Weise
dargestellt, und zwar zeigt: Abb. i eine Draufsicht auf eine Gravier- und Kopiermaschine,
welche mit erfindungsgemäßen Zusatzmitteln ausgerüstet ist, Abb. 2 bis 4 verschiedene
teilweise geschnittene Ansichten in größerem Maßstab von Mitteln zum schrittweisen
Bewegen des Modell- und Arbeitstisches der Maschine, Abb. 5 bis 7 teilweise Draufsichten
auf Gravier-und Kopiermaschinen der in Abb. i gezeigten Bauart mitverschiedenenAusführungen
der erfindungsgemäßen Zusatzmittel und Abb. 8 eine Teilansicht der Zusatzmittel
gemäß Abb. 7.
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Wie Abb. i zeigt, ist an einem Ständer io einer Gravier- und Kopiermaschine
eine senkrechte Führung 12 vorgesehen, an welcher ein Schlitten i4
verschiebbar
gelagert ist. An diesem Schlitten ist mittels zweier Gelenkarme 16 und 18 ein Balken
20 derart befestigt, daß er, parallel zu sich geführt, um die Drehachsen 22 der
Gelenkarme 16, 18 schwingen kann. Auf der Vorderseite des Balkens 2o ist ein Schlitten
24 waagerecht verschiebbar angeordnet, der eine Fassung 26 für ein Werkzeuglager
28 und eine weitere Fassung 30 für einen Kopierstifthalter 32 aufweist. Im
Werkzeuglager 28 ist bei dem gezeigten Beispiel ein mittels einer Riemenscheibe
34 von einer nicht dargestellten Kraftquelle angetriebener Mehrschneidenfräser 36
befestigt, während in dem Kopierstifthalter 32 ein in den Abbildungen nicht sichtbarer
Kopierstift eingesetzt ist. An dem Gelenkarm 16 einerseits und dem Schlitten 14
andererseits ist, wie aus Abb. i ersichtlich, ein Verbindungsglied 37 befestigt,
z. B. angeschraubt, mittels welchem in erfindungsgemäßer Weise die quer zur Längsrichtung
des Balkens 20 mögliche Bewegung des Schlittens 24 nach zwei Richtungen verhindert
wird.
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Am Maschinenständer io ist weiter ein Tisch 38 gelagert; auf diesem
Tisch ist ein Arbeitsstück 44 aufgespannt, während das dazugehörige Musterstück
46 auf einem Schlepptisch 48 befestigt ist. Dieser Schlepptisch ist durch zwei winkelförmige
Leisten 5o und 52 mit dem Arbeitstisch 38 verbunden und auf einem weiteren, am Maschinenständer
io angeordneten Tisch 54 gleitend gelagert. Eine etwaige Verstellung der beiden
Tische 38 und 48 gegeneinander, z. B. in der Höhenrichtung, kann mit Hilfe der Leisten
5o und 52 in bekannter Weise durchgeführt werden und ist deshalb in der Zeichnung
nicht dargestellt.
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Der Arbeitstisch 38 kann mit Hilfe von Handkurbeln 56 und 58, welche
auf Spindeln 6o und 6 wirken, in zwei sich kreuzenden Richtungen bewegt werden,
wobei der Tisch 48 über die Kupplungsglieder 50, 52 auf seiner Unterlage 54 mitgeschleppt
wird. Der Antrieb des Tisches 38 durch die Spindeln 6o und 62 erfolgt in bekannter
und daher ebenfalls nicht gezeigter Weise. Außer den Kurbeln 56 und 58 ist an den
Spindeln 6o und 62 noch je eine besondere Einrichtung vorgesehen zum schrittweisen
Vorschub des Tisches 38 und damit auch des Schlepptisches 48 als Ersatz für die
durch das Glied 37 verhinderte Bewegung des Schlittens 24. Diese Einrichtung, deren
Ausbildung für beide Spindeln 6o und 62 die gleiche ist und die im Zusamenhang mit
der Spindel 62 erläutert werden soll, ist in den Abb. 2 bis 4 im einzelnen gezeigt.
Sie besteht zunächst aus einem scheibenförmigen Glied 64, welches in der aus der
Zeichnung ersichtlichen Weise am Tisch 38 befestigt, z. B. angeschraubt ist. In
dem nebenförmigen Mittelteil 66 des Gliedes 64 ist die Spindel 62 gelagert. An dem
Glied 64 ist weiter ein hülsenförmiges Teil 68 befestigt, z. B. mittels in der Zeichnung
nicht sichtbarer Schrauben, auf dessen Umfang ein Ring 7 o drehbar gelagert ist.
Dieser Ring trägt einen Handgriff 72 und steht außerdem unter der Wirkung einer
Druckfeder 7_l. welche in einer bogenförmigen Nut 76 des Ringes 70 gelagert
ist und sich mit ihrem einen Ende, bei 78, in dieser Nut abstützt. Das andere Ende
der Feder ist an einem, gleichzeitig als Anschlag für den Ring 7o dienenden Bolzen
8o befestigt, welcher in die Nut 76 ragt und in dem undrehbaren Glied 64 befestigt
ist. Der Ring 70 weist noch eine weitere bogenförmige Nut 82 auf (s. Abb.
3), in welche der als verstellbarer Anschlag dienende Kopf 84 eines Bolzens 85 ragt.
Dieser Bolzen durchdringt das Teil 64 in einer bogenförmigen Nut 86, welche gleichachsig
mit der Nut 82 des Teiles 7o angeordnet ist. Außerdem ist der Bolzen 85 auf einem
Teil seiner Länge vierkantig geformt, bei 88, und sein aus dem Teil 64 herausragendes
Ende weist ein Gewinde 9o auf. Mittels des Vierkantes 88 ist der Bolzen 85 undrehbar
in einem bogenförmig ausgebildeten Teil 92 gehalten, welches gleitend in einer zwischen
den Teilen 64 und 70 gebildeten Ausnehmung 94 gelagert ist. Auf dem Gewinde
9o ist ein Handbetätigungsglied 96 verschraubbar, dessen Betätigung nach der einen
Richtung ein Andrücken einerseits einer Beilagscheibe 98 an dic eine Seite des Teiles
64 und andererseits des Teiles 92 an die gegenüberliegende Seite des Teiles 64 und
somit ein Festlegen des Anschlages 84 in einer beliebigen Stellung innerhall> der
Nut 82 verursacht.
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Auf der Spindel 62 ist weiter eine mit einer Verzahnung ioo
ausgerüstete Scheibe 102 gelagert. Diese Scheibe ist mit der Spindel durch zwei
Schieber 104 und io6 gekuppelt, die in einer Querbohrung der Spindel 62 radial beweglich
gelagert sind und unter der Wirkung einer Druckfeder io8 stehen. Diese Feder hält
die Schieber io4 und io6 mit ihren zahnförmig gestalteten Enden im Eingriff in entsprechend
ausgebildeten Nuten i io und 112 der Scheibe 102, wodurch die Spindel hei einer
Drehung der Scheibe bis zu einer von der Stärke der Feder io8 abhängigen Grenzgröße
des Bewegungswiderstandes mitgenommen wird. In dein Ring 70 ist in der aus
Abb. 3 ersichtlichen Weise eine Hülse 114 befestigt, in welcher ein Stift 118 verschiebbar
gelagert ist. Dieser Stift trägt an seinem einen Ende einen Betätigungsknopf i 16
und an seinem anderen, der Verzahnung ioo zugekehrten Ende, einen zahnförmig ausgebildeten
Mitnehmer 120. Der Stift i i8 steht unter der Wirkung einer Feder 122, welche den
Mitnehmer 120 im Eingriff mit der Verzahnung ioo der Scheibe 102 zu halten sucht.
Je nach der gewünschten Mitnahmerichtung der Scheibe tot und damit der Spindel 62
durch den Ring 70 wird der Mitnehmer 120 entweder in die in Abb. 3 gezeigte
Stellung gebracht, wobei ein am Betätigungsknopf 116 vorgesehener Stift 124 in eine
Rast 125 eingefallen ist, oder aber in eine uni iSo° versetzte Stellung, in welcher
für den Stift 124 eine weitere Rast 128 vorgesehen ist. Sowohl die Rast 126 als
auch die Rast 128 sind so tief ausgebildet, daß bei eingefallenem Stift 124 der
Mitnehmer 120 in die Verzahnung ioo eingreift. Soll dagegen die Verbindung zwischen
dem Ring 70 und der Scheibe 102 unterbrochen werden, so wird der Stift 118,
von einer der beiden Eingriffsstellungen ausgehend, uni 9o° gedreht und kann in
dieser neuen Stellung in eine dritte, in der Zeichnung nicht sichtbare Rast
einfallen,
die jedoch nur so tief ist, daß der Mitnehnier 12o auch bei eingerastetem Stift
außerhalb des Weges der Verzahnung ioo bleibt. Die Spindel 62 kann somit in diesem
Fall zusammen mit der Scheibe 102 mittels der Handkurbel 58 frei gedreht werden.
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Die verzahnte Scheibe 102 ist zwischen der Nabe 66 des Gliedes 64
und einem Bund 130 der Spindel 62 auf der letzteren gelagert. Dabei wird die axiale
Lage der einzelnen Teile auf der Spindel 62 mit Hilfe von zwei Muttern 132
und 134 so eingestellt und gesichert, daß, unter der Annahme, daß die Kupplung zwischen
der Scheibe zog und der Spindel 62 gelöst ist, die Scheibe auf der Spindel leicht
drehbar gelagert ist. Andererseits muß jedoch der Bewegungswiderstand der Scheibe
102 sowie der mit ihr gekuppelten Spindel 62 so groß sein, daß bei Betätigung
des Hebels 72 eine zweiseitige Mitnahine des Teiles tot und der Spindel durch das
Glied 12o auf jeden Fall ausgeschlossen ist. Zur Erzielung dieses Widerstandes ist
ein Bremsglied 136 vorgesehen; dieses Glied ist in der Seitenwand der 1lülse68
verschiebbar gelagert und wird mittels einer Feder 137 gegen die Scheibe 102 gedrückt.
Die Größe des Anpreßdruckes und damit die Größe des Bewegungswiderstandes kann durch
Verstellen einer Schraube 138, in welcher sich das eine Ende der Feder 137 abstützt,
entsprechend eingestellt werden.
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Auf der Spindel 62 ist weiter eine Scheibe i4o frei drehbar gelagert,
welche eine Skalenteilung 141 aufweist. die mit einer am Umfang des Ringes 70 vorgesehenen
Marke 143 zusammenwirkt (Abb. 4). Gleichachsig mit der Scheibe 140 ist ein Ring
142 angeordnet, welcher einen radial nach innen ragenden Vorsprung 144 aufweist,
der in eine Nut 146 der Spindel eingreift, also eine Drehung des Ringes gegenüber
der Spindel verhindert. Außerdem ist auf einem Gewindeteil der Spindel 62 eine als
Handbetätigungsglied ausgebildete Mutter 148 angeordnet. Durch Drehen dieser Mutter
in der einen Richtung wird unter Vermittlung des undrehbaren Ringes 142 die Scheibe
140 gegen den Bund 130 der Spindel 62 gedrückt, wodurch die Scheibe und die Spindel
kraftschlüssig miteinander verbunden werden. Die Skalenscheibe 140 wird also bei
angezogener Mutter 148 jede Bewegung der Spindel 62 mitmachen. Eine Drehung der
Mutter 148 in entgegengesetzterRichtung dagegen löst denReibungsschluß zwischen
der Skalenscheibe 140 und der Spindel 62, so daß damit die Scheibe frei gedreht
werden kann.
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Am Umfang des Ringes 70 ist noch eine weitere Marke i5o vorgesehen,
welche mit einer an dem ortfesten Glied 64 angeordneten Skalenteilung 152 zusammen
arbeitet. Mittels dieser Skalenteilung und der Marke i5o kann die vom Drehwinkel
der Spindel 62 abhängige Größe eines Vorschubschrittes des Tisches 38 zahlenmäßig
eingestellt werden.
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Die Wirkungsweise der beschriebenen Einrichtung ist folgende: Zur
Bearbeitung des Arbeitsstückes 44 entsprechend der Form des Musterstückes 46 werden
zunächst die beiden Stücke in der aus Abb. i ersichtlichen Weise auf die Tische
38 bzw. 48 aufgespannt. Die quer zur Längsrichtung des Balkens 20 mögliche Bewegung
des Schlittens 24 ist durch das Verbindungsglied 37 zwischen den Teilen 14 und 16
nach zwei Richtungen verhindert. Der Tisch 38 und mit ihm der Tisch 48 werden nun
mittels der Handkurbeln 56 und 58 in die für den Beginn der Arbeit richtige Lage
gegenüber Werkzeug und Kopierstift gebracht. Die Höhenlage der Tische wird durch
bekannte und daher nicht gezeigte Mittel ebenfalls entsprechend eingestellt. Durch
Bewegen des Schlittens 24 in seiner Längsrichtung, also in den eingetragenen Pfeilrichtungen,
wird nun mit Hilfe des im Halter 32 eingespannten Kopierstiftes das Musterstück
46 abgetastet und dabei mittels des durch die Riemenscheibe 34 angetriebenen Fräswerkzeuges
die erste Zeile a am Arbeitsstück 44 bearbeitet. Bei dieser Bearbeitung sind
Werkzeug und Kopierstift zusammen mit den Teilen 14 bis 24 sowie dem Verbindungsglied
37 in der Höhenrichtung an der Führung 12 frei beweglich, so daß beim Verschieben
des Schlittens 24 in seiner Längsrichtung der Kopierstift und in Abhängigkeit von
diesem das Werkzeug auch allen Höhenunterschieden in der Form des Musterstückes
folgen kann. Der senkrechte Arbeitsdruck wird dabei durch das Gewicht der längs
der Führung 12 bewegbaren Teile erzeugt; dieser Druck kann durch bekannte und daher
nicht gezeigte Ausgleichsmittel willkürlich eingestellt oder auch völlig aufgehoben
werden.
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Vor Bearbeitung der zweiten an die Zeile a anschließenden Zeile b
müssen nun der Arbeitstisch 38 und mit ihm der Modelltisch 48 um einen entsprechenden
Abstand verschoben werden. Dies könnte an sich nach Lösen der Kupplung 120, 100
zwischen den Teilen 70 und 102 (Abb. 3) durch die Handkurbel 58 geschehen,
wobei jedoch jeder einzelne Verschiebungsbetrag mittels der Skala 141 und der Marke
143 neu eingestellt werden müßte. Zur Vermeidung dieses jedesmaligen Ablesens und
genauen Einstellens des erforderlichen Vorschubbetrages ist es jedoch wesentlich
vorteilhafter, die schrittweise Vorschubbewegung der Tische mit Hilfe des Handgriffes
72 zu erzeugen.
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Bei Benutzung der durch diesen Griff betätigten Einrichtung wird vor
Beginn der Arbeit der Anschlag 84 nach Lösen des Gliedes 96 soweit innerhalb der
Ausnehmung 82 verschoben, bis der Ring 70 zwischen den Anschlägen 8o und
84 denjenigen Drehwinkel zurücklegen kann, welcher zur Erzielung des gewählten,
mittels der Marke i5o und der Skala 152 ablesbaren Vorschubschrittes der Tische
notwendig ist; der Anschlag 84 wird hierauf an seiner neuen Stellung durch Wiederanziehen
des Knebels 96 festgeklemmt. Außerdem muß natürlich vor Beginn der Arbeit die Richtung
des Vorschubes durch entsprechende Einstellung des Mitnehmerzahnes 120 festgelegt
werden. Bei der in Abb. 3 gezeigten Stellung dieses Zahnes erfolgt die Mitnahme
der Scheibe 102 und damit der Spindel 62 im Uhrzeigersinn, was die für den Bearbeitungsfall
gemäß Abb. i notwendige Vorschubrichtung der Tische 38 und 48 ergibt.
Zum
Vorschub des Tisches 38 und des von diesem über die Kupplung 50, 52 mitgeschleppten
Tisches 48 dreht man nun den Handgriff 72 und mit diesem den Ring 70 von
dem Anschlag 8o ausgehend im Uhrzeigersinn unter Zusammendrücken der Feder 74, wobei
diese Drehung über den in die Verzahnung ioo eingreifenden Mitnehmer i2o auf die
Scheibe 102 und von dieser über die Schieber 104 und io6 auf die Spindel 62 übertragen
wird. Diese Drehung wird so lange fortgesetzt, bis das Ende 16o der Ausnehmung 82
auf den in der beschriebenen Weise eingestellten zweiten Anschlag 84 trifft. Damit
ist die verlangte Größe des Vorschubes erreicht. Bei dem durch die Feder 74 unterstützten
Zurückbewegen des Ringes 7o bis zum Anschlag 8o gleitet nun der Mitnehmer 120 infolge
seiner auf der einen Seite vorgesehenen Schrägfläche 162 unter jedesmaligem Zusammndrücken
der Feder 122 über die einzelnen Zähne ioo hinweg, ohne @daß dabei die durch das
Teil 136 abgebremste Scheibe 102 und mit ihr die Spindel 62 mitgenommen werden.
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Sollte aus irgendwelchen betrieblichen Gründen der Bewegungswiderstand
der Spindel 62 beim Betätigen des Handgriffes zu groß werden, so daß dadurch z.
B. der Mitnehmerzahn 12o beschädigt werden könnte, so werden durch den auf die schrägen
Seitenflächen der Zähne der Schieber 104 und io6 ausgeübten Druck die Zähne unter
Gegeneinanderbewegen der Schieber gegen die Kraft der l,'eder io8 aus den Nuten
iio und 112 der Scheibe io2 herausgedrückt. Damit ist die Kupplung zwischen Scheibe
und Spindel unterbrochen und die Scheibe 102 kann nun lose auf der Spindel 62 gedreht
werden.
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Nach dem vorstehend beschriebenen Vorschub der Tische wird nun die
Zeile b am Arbeitsstück 44 bearbeitet, worauf mittels des Handgriffes 72 der nächste
Vorschubschritt durchgeführt wird; die Größe des Gesamtvorschubes ist dabei mit
Hilfe der Skala 141 und der Marke 1.43 ablesbar. Zur Höhenverstellung von Arbeits-
und Musterstück nach dem Bearbeiten der einzelnen Zeilen dienen die bereits erwähnten,
in der Zeichnung nicht dargestellten, bekannten Mittel.
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it Hilfe des Erfindungsgegenstandes kann so-1 mit durch abwechselndes
Bewegen des Schlittens 24 in Pfeilrichtung und schrittweises Verschieben von Arbeits-
und Musterstück mittels des Gliedes 72 die gesamte Form des Musterstückes in einfacher
und trotzdem völlig genauer Weise auf das Arbeitsstück übertragen werden; diese
Arbeit ist deshalb von jeder ungelernten Hilfskraft ausführbar.
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In Abb. 5 ist eine Gravier- und Kopiermaschine der in Abb. i gezeigten
Bauart dargestellt, bei welcher zwischen dem Schlitten 14 und dem Balken 20 ein
Verbindungsglied 164 befestigt, z. B. angeschraubt ist. Durch dieses Glied wird
ebenfalls, wie bei dem in Abb. i gezeigten Beispiel durch das Glied 37, eine quer
zur Längsrichtung des Balkens 20 mögliche Bewegung des Schlitten 24 nach zwei Richtungen
verhindert. Die Durchführung einer Kopierarbeit bei diesem Ausführungsbeispiel ist
ebe»falls die gleiche wie bei dem in Abb. i g;:-zeigten Beispiel. Auch der Vorschub
des Arl>eits-und Musterstücktisches geschieht wieder mit Hilfe der in Abb. i bis
4 gezeigten Einrichtung.
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In Abb. 6 ist eine Gravier- und Kopiermaschine gezeigt, bei welcher
an dem Balken 14 ein als Anschlag wirkendes Glied 166 angesetzt, z. B. angeschraubt,
ist, an «-elches der Balken 2o angedrückt werden kann. Diese Bauart bietet den Vorteil,
daß das Glied 166 nur an einer Stelle befestigt werden muß. Nachdem bei dem gezeigten
Aufbau der Maschine der Balken 2o nur eine Bewegungsfreiheit, Kreisbewegung um die
Achsen 22, besitzt, läßt sich beim Andrücken dieses Balkens an den Anschlag 166
die quer zur I_ärig-"riclitung des Balkens 20 mögliche Bewegung des Schlittens 24
nach einer Richtung verhindern. Somit kann auch bei dieser Ausführungsform in der
bereits beschriebenen `'eise in aufeinanderfolgenden Zeilen gearbeitet werden.
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Es wird noch erwähnt, daß der Anschlag 166 auch in seiner Länge veränderbar,
z. B. teleskopartig verstellbar, oder auch nach der Seite wegklappbar ausgebildet
werden könnte.
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In Abb. 7 und 8 sind Mittel gezeigt, durch welche bei einer Gravier-
und Kopiermaschine der beschriebenen Bauart die Bewegung des Schlittens 24 in einer
seiner beiden Längsrichtungen #"erhindert wird. Diese Mittel bestehen im einzelnen
aus einer Führungsschiene 168, welche am Schlitten 14 abnehmbar befestigt ist. An
dieser Schiene rollt bei Bewegungen des Schlittens 24 quer zu seiner Längsrichtung,
also in den in Abb. 7 eingetragenen Pfeilrichtungen, eine Rolle 170 ab, welche mittels
eines Halters 172 an die Fassung 26 des Werkzeuglagers 28 angesetzt ist (s. Abb.
8). Wie Abb. 7 zeigt, kann mittels dieser Einrichtung in der bereits für die früheren
Ausführungsbeispiele grundsätzlich beschriebenen Weise das Arbeitsstück 44 nach
dem Musterstück 46 in aufeinanderfolgenden Zeilen c, d usw. bearbeitet werden, wobei
die Richtung dieser Zeilen in diesem Fall senkrecht zu derjenigen der Zeilen a,
b usw. (Abb. 1) verläuft. Der schrittweise Vorschub der Tische 38 und 48 wird in
diesem Fall mit der an der Spindel 6o vorgesehenen Einrichtung erzeugt, deren Aufbau
und Wirkungsweise die gleichen sind, wie diejenigen, der im Zusammenhang mit der
Spindel 62 beschriebenen Vorschubeinrichtung.
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Abschließend wird noch erwähnt, daß die erfindungsgemäßen Zusatzmittel
natürlich auch bei einer Gravier- und Kopiermaschine verwendet werden könnten, bei
welcher die beiden Tische für Arbeits- und Musterstück getrennt voneinander an der
Maschine gelagert sind. Es müßten in diesem Fall nur an jedem Tisch die erforderlichen
Vorschubmittel 56, 58, 72 zum einzelnen Verstellen der Tische um jeweils gleiche
Beträge vorgesehen sein.