DE90657C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Gravirmaschine.

Die /den Gegenstand der Erfindung bildende Gravirmaschine ist in Fig. 1 in der Seitenansicht gezeigt, wobei ein Theil des Gestells fortgelassen ist, um die Fräser ersichtlich zu machen. Fig. 2 ist eine Draufsicht der Maschine und Fig. 3 eine Endansicht eines Theiles derselben. Fig. 4 zeigt in der Draufsicht die Fühlwerkzeuge und Fräser mit ihren Verbindungsstangen, während Fig. 5 in der Einzelheit einen der Fräser und die Verbindung desselben mit der Stange veranschaulicht. Fig. 6 ist eine entsprechende Seitenansicht und zeigt die Anordnung der Zahnräder und Verbindungsglieder. Fig. 7 und 8 veranschaulichen in der Seitenansicht bezw. Draufsicht die Einrichtung zum Aendern der Lage des Rahmens L.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Maschine, welche auf selbsttätige Weise in Holz, Metall, Marmor oder andere Materialien gravirt oder schneidet und dadurch auf maschinellem Wege nach einem beliebigen Modell oder Muster eine Copie desselben herstellt.

Bei der Maschine vollführt eine Tischplatte eine geradlinige Hin- und Herbewegung und am Ende derselben jedesmal eine rechtwinklig zu der vorigen stattfindende Vorschubbewegung. Das auf dem Tische befindliche Muster, sowie 'das Arbeitsstück wird dabei unterhalb zweier Reihen Fühl - und Fräswerkzeuge bewegt, wobei die eine Reihe Werkzeuge in einem Winkel zu der anderen Reihe gestellt und jede derselben an einem Rahmen befestigt ist, so dafs die Werkzeuge der einen Reihe aufser Berührung mit dem Muster und dem Arbeitsstück gebracht werden können, wenn die Werkzeuge der anderen Reihe sich mit denselben in Berührung befinden. In Fig. 1 bezeichnet A das Untergestell, auf welchem sich die Tischplatte B hin- und herbewegt. Letztere erhält ihre hin- und hergehende Bewegung von einem auf der Welle D sitzenden Rade C aus, welches mit einer auf der Unterseite der Tischplatte befestigten Zahnstange b in Eingriff steht. Die Drehbewegung wird auf die Welle D durch eine auf dieser sitzende Riemscheibe von einem rechts- und einem linkslaufenden Riemen übertragen, wobei die Umsteuerung der letzteren dadurch erfolgt, dafs ein Hebel 8 mit den Anschlägen 9 und 10 in Berührung gelangt. Hierdurch wird bei jedesmaligem Anlangen der Tischplatte am Ende einer Bewegung die Drehungsrichtung der Welle umgekehrt. Indem bei der Bewegung der Tischplatte nach der einen Richtung der Hebel 8 gegen den Anschlag g trifft, wird durch Vermittelung des Armes 11 und des Gelenkes 12 die Zahnstange 13 so bewegt, dafs sie eine Drehung des Zahnrades 14 bewirkt und die an letzterem befindliche Klaue 15 in Eingriff mit dem Sperrrade 16 bringt, wodurch die Vorschubschraube 17, an deren Ende das Sperrrad sich befindet, gedreht wird, wenn die Zahnstange sich in der einen Richtung bewegt, wogegen bei einer Bewegung der Zahnstange in der

anderen Richtung eine solche Drehbewegung nicht erfolgt. Auf diese Weise wird die Unterlage 18 an dem Gestellt, seitlich bewegt, wodurch die Tischplatte B unterhalb der Fühl- und Frä'swerkzeuge mitgenommen wird.

Aus Obigem ergiebt sich, dafs die seitliche Bewegung der Unterlage 18 eine aussetzende ist und nur dann stattfindet, wenn der Hebel 8 an dem einen Ende der Hin- und Herbewegung der Tischplatte B mit dem betreffenden Anschlage in Berührung gelangt, so dafs also die Tischplatte jedesmal eine Vor- und Rückwärtsbewegung auf einer und derselben Linie vollzieht, ehe sie durch ihre Unterlage 18 eine seitliche Vorschubbewegung erhält.

In dem zu beiden Seiten der Maschine sich erhebenden Gestell F ist, wie aus Fig. 3 ersichtlich, die Welle G bei / gelagert; dieselbe ist mittelst Schrauben H verstellbar und erhält durch Vermittelung einer Riemscheibe K von einer beliebigen Kraftquelle aus Bewegung. An der Welle G schwingt der Rahmen L, oder derselbe kann auch auf andere zweckentsprechende Weise um dieselbe herum und concentrisch zu ihr gelagert sein. An einem unteren Fortsatze M des Rahmens L ist eine Stange m angelenkt, die an ihrem anderen Ende mit einer Kurbel η und einem Segment 0 verbunden ist. Letzteres steht mit einem gröfseren Segment ρ in Eingriff (Fig. 8), so dafs etwa eine Vierteldrehung des Segments ρ einer halben Umdrehung des Segments ο entspricht. Eine am Segment ρ befestigte Stange q ruht in der Längenrichtung frei beweglich in entsprechenden Führungen und ist an jedem Ende mit einem Anschlage s s' ausgestattet, mit denen eine an der Unterseite der Tischplatte B angeordnete Stange r jedesmal dann in Berührung gelangt, wenn sie am äufsersten Ende ihrer Bewegung angelangt ist. Hierdurch wird die Stange q verschoben und infolge dessen das Segment p, sowie das Segment 0 gedreht; auch die Kurbel η vollführt dabei eine halbe Drehung um das Achsenmittel des Segments ο herum, und es erfolgt dadurch eine Verschiebung der Stange m und des Rahmens L. Wie ersichtlich, liegen die beiden Ruhestellungen der Kurbeln η in einer Linie mit dem Achsenmittel des Segments und der Bewegungslinie der Stange q, so dafs letztere in ihrer Lage festgestellt ist, wenn die Kurbel η sich in der, Mittelstellung befindet, und zwar dauert diese Feststellung so lange, bis die Stange q durch Anschlagen der Stange r gegen s oder s' verschoben wird. Statt der vorbeschriebenen kann man auch irgend eine andere zweckentsprechende Einrichtung zum Aendern der Läge des Rahmens L treffen.

Am Rahmen L sind die Werkzeughalterrahmen O und.P angelenkt; dieselben befinden sich zu beiden Seiten des schwingenden Rahmens L und sind einander vollkommen ähnlich; ihre Lagerung um die Welle G herum ist eine derartige, dafs ihre Mittelstellung etwa in der Mittelachse der Welle G liegt; aufserdem ist jeder der beiden Werkzeughalterrahmen O und P an dem schwingenden Rahmen L durch die Stellstangen Qi? befestigt, welche durch entsprechende, in dem oberen Theile des Rahmens vorgesehene Oeffnungen hindurchgehen und mit Stellmuttern ausgestattet sind, um die Werkzeughalterrahmen in dem geeigneten Winkel zu einander und zu dem schwingenden Rahmen L einstellen zu können. Wie aus Fig. 3 ersichtlich, ist der Werkzeughalterrahmen O mit einer Schwalbenschwanznuth ausgestattet, innerhalb welcher die Halter für die Fühl- und Fräswerkzeuge ihrem Abstand von einander nach verstellbar angeordnet sind. Nach Fig. 1 befindet sich der Werkzeughalter S in der Schwalbenschwanznuttr des Werkzeughalterrahmens O, während der Werkzeughalter T in gleicher Weise am Werkzeughalterrahmen P angebracht ist. In den Werkzeughaltern ist, wie aus Fig. 6 am besten ersichtlich, je.eine Welle U gelagert, an deren einem Ende sich ein Kegelzahnrad 1 befindet, während am anderen Ende ein Kegelzahnrad 2 befestigt ist. An einer die Welle U umgebenden Nabe befinden sich ,die Arme 3 mit beiderseitigen Lagern, durch welche die Werkzeugspindel 4 hindurchgeht. Diese trägt ebenfalls ein Kegelzahnrad 5 und dient zur Aufnahme eines Fräskopfes 6, welcher abnehmbar daran befestigt ist. Der aus den beiden Armen bestehende Bügel 3 kann so herumgedreht werden, dafs man ihm jede beliebige Lage zu dem Werkzeughalter S geben und ihn mittelst der Stellschraube 19 darin feststellen kann. Von der Welle G aus wird Drehbewegung auf das Fräswerkzeug durch Vermittelung der Kegelzahnräder 7 übertragen (Fig. 2), von denen eins für jedes Fräswerkzeug vorhanden ist; zur Aufnahme der Schliefskeile dieser Kegelzahnräder ist die Welle G mit einer Nuth ausgestattet. Die Kegelzahnräder befinden sich in Eingriff mit den Zahnrädern 1 und versetzen dadurch die Welle U in Umdrehung, die durch die Kegelräder 2 und 5 auf die Fräserspindel 4 mit· zunehmender Umdrehungsgeschwindigkeit übertragen wird. Statt der Kegelzahnräder empfiehlt es sich, auch solche Kegelräder anzuwenden, bei denen die Berührungsflächen aus Rohleder bestehen, da hierdurch bei der grofsen Umdrehungsgeschwindigkeit der Werkzeugträger vortheilhaftere Ergebnisse erzielt werden.

Das in Eingriff mit dem Kegelzahnrade 2 befindliche und von diesem aus in Umdrehung versetzte Kegelzahnrad 5 auf der Fräserspindel 4

ruht frei drehbar in entsprechenden Lagern des Bügels 3 und ist in der Richtung seiner Mittelachse mit einer Durchbohrung versehen, durch welche die Fräserspindel 4 hindurchgeht, wobei durch einen Laufkeil mit Nuth Vorkehrung getroffen ist, dafs die Spindel bei der Drehung des Kegelrades 5 mitgenommen wird, sich aber unabhängig von letzterem in ihrer Längsrichtung bewegen kann.

Am oberen Ende der Werkzeugspindel 4 ist zwischen den Bunden 21 und 22 eine Führungsbüchse 20 vorgesehen, so dafs die Spindel sich in dieser drehen, aber nicht in der Längenrichtung verschieben kann. An dieser Büchse 20 ist ein in der Führung 24 verschiebbares Segment 23 starr befestigt, wobei innerhalb der Führung 24 Frictionsräder 25 und 26 vorgesehen sind. Die Führung 24 ist durch ein Gelenk 27 mit einem Kurbelarme 28 der Welle 29 verbunden. Eine an letzterer angeordnete Feder 30 wirkt dahin, den Kurbelarm 28 nach abwärts und damit das Werkzeug in der Richtung seiner Spitze, d. h. nach vorn zu drücken. Das Fühlwerkzeug 32 (Fig. 4), welches über das Muster oder Modell hinweggeht, ist an der Welle 29 in gleicher Weise befestigt.

Die einzelnen Bügel 3 und die Fühlwerkzeuge sind unter einander durch die Stange 3 1 verbunden, die an jedem Bügel 3 und jedem Fühlwerkzeuge durch einen Drehzapfen angelenkt ist, wie am besten aus Fig. 6 ersichtlich. Mit dem Fühlwerkzeug kann man entweder ein oder nach Belieben zwei oder mehr Fräswerkzeuge verwenden, von denen alsdann jedes mit dem Fühlwerkzeuge zusammen angetrieben und verbunden ist, wie in Fig. 4 bis 6 gezeigt.

Die Wirkungsweise der vorstehend beschriebenen Maschine ist folgende: Das nachzubildende Muster oder Modell wird an der Tischplatte R befestigt, so dafs dasselbe bei der Hin- und Herbewegung, sowie der jeweiligen Vorschubbewegung der Tischplatte unter dem Fühlwerkzeug 32 hindurchgeht. Das Arbeitsstück, auf welchem das Muster nachgebildet werden soll, wird so befestigt, dafs dasselbe unter das Fräswerkzeug kommt; vorher hat man den Bügel 3 mittelst der Stellschraube 19 in derjenigen Winkellage eingestellt, welche dem zu arbeitenden' Muster am besten entspricht. Durch Vermittelung der Stange 31 wird dabei das in einem ähnlichen Bügel gelagerte Fühl-. werkzeug in die gleiche Winkellage gebracht, so dafs also Fühlwerkzeug und Fräswerkzeug einander parallel bleiben.

Nachdem man mittelst der Stellschraube 19 die Bügel des Fühlwerkzeuges und diejenigen der verschiedenen Fräswerkzeuge festgestellt und die Tischplatte B nach dem einen Ende der Maschine bewegt hat, bringt man den schwingenden Rahmen L in die in Fig. 1 gezeigte Lage, wodurch die Reihe von Fräswerkzeugen und das Fühlwerkzeug des Werkzeughalterrahmens O in Berührung mit dem Muster und dem Arbeitsstück gelangen. Indem die Werkzeuge in rasche Umdrehung versetzt werden, wird die Tischplatte -B unter denselben hindurchbewegt, wobei das mit dem Muster in Berührung befindliche Fühlwerkzeug von diesem gehoben und gesenkt wird und dadurch seinerseits das mit ihm verbundene Segment 23 entsprechend hebt und senkt, welches alsdann durch Vermittelung des Gelenks 27 und der Kurbel 28 . die Welle 29 der letzteren in Drehung versetzt. Durch das mit der Kurbel in Verbindung befindliche Gelenk 27 des Fräswerkzeuges wird auf letzteres die gleiche Bewegung übertragen, welche das Fühlwerkzeug erhalten hat; dabei werden sämmtliche Werkzeuge durch die auf der Welle 29 befindliche Feder 30 in ihre tiefste Stellung gedrückt. Es wird auf diese Weise in das zu bearbeitende Material eine schmale Nuth, entsprechend der Breite des Fräswerkzeuges, eingravirt. Indem beim Anlangen der Tischplatte am Ende ihrer Bewegung der Anschlag 10 gegen den Hebel 8 trifft, wird die Bewegung der Tischplatte B umgekehrt und gleichzeitig der Rahmen L so geschwungen, dafs dadurch das Fühl- und die Fräswerkzeuge des Werkzeughalterrahmens P, der gegenüber der anderen Werkzeugreihe eine entgegengesetzte Winkellage besitzt, in Berührung mit dem Muster und dem Arbeitsstück gelangen und ihrerseits nach der anderen Richtung die Vertiefungen des Musters einarbeiten. Beim Anlangen der Tischplatte in ihrer ursprünglichen Stellung bewirkt die Berührung des anderen Anschlages mit dem Hebel 8 eine Umkehrung der Drehbewegung des Zahnrades C; dadurch wird der schwingende Rahmen in seine vorige Lage zurückgebracht und gleichzeitig die Vorschubschraube ι 7 gedreht, welche bewirkt, dafs die Tischplatte ein wenig nach der Seite gerückt wird, so dafs ein neuer Theil des Musters und des Arbeitsstückes bei der folgenden Bewegung der Tischplatte den Werkzeugen dargeboten wird. Dies setzt sich so lange fort, bis das Fühlwerkzeug über die ganze Fläche des nachzubildenden Musters hinweggegangen ist, und es ist alsdann in das Arbeitsstück eine genaue Copie des Musters eingearbeitet, und zwar geschieht dies, ohne dafs die Maschine von Beginn ihrer Arbeit an bis zur Vollendung derselben irgend welcher Beaufsichtigung bedarf, so dafs also die Wartung einer grofsen Anzahl Maschinen einer einzigen Person anvertraut werden kann.

Wie ersichtlich, befinden sich die Fräswerkzeuge in einer Winkelstellung von etwa 45°

zur Fläche der Tischplatte B. Die gleiche Stellung nehmen sie auch zu der Bewegungsbahn der Tischplatte ein. Infolge dessen folgen die Fräser, indem sie mit ihrer Kante auf das Muster einwirken , sämmtlichen Linien des Musters und halten zugleich das Arbeitsstück frei von Spannen und Abfällen.

Die Werkzeugreihe des Rahmens O steht in einem Winkel zu der Bewegungsrichtung der Tischplatte B, der demjenigen, in welchem die Fräser des Rahmens P zu dieser Bewegungsrichtung stehen, entgegengesetzt ist, so dafs der eine Theil des Arbeitsstückes von der einen Werkzeugreihe und der andere von der anderen Werkzeugreihe bearbeitet wird.

Es hat sich gezeigt, dafs es für die Einstellung der Maschine vortheilhaft ist, die Spitze eines Fräsers des Rahmens O in gleiche Linie mit dem Fräser des Rahmens P zu bringen, so dafs beide im wesentlichen in der gleichen Linie arbeiten, der eine Fräser bei der Bewegung des Tisches in der einen und der andere bei der Bewegung des Tisches in der entgegengesetzten Richtung, jedoch unter verschiedenen Winkeln; sie arbeiten dabei nach allen Richtungen und folgen genau dem unter dem Fühlwerkzeug befindlichen Muster.

Claims (3)

1. Patent-Ansprüche:

   ι . Gravirmaschine, bei welcher ein schwingender Rahmen an zwei Seiten mit je einem Fühlwerkzeug und mit je einem oder mehreren Fräswerkzeugen ausgestattet ist, so dafs beim Schwingen des Rahmens nach der einen Seite die eine Werkzeuggruppe und beim Schwingen' des Rahmens nach der anderen Seite die andere Werkzeuggruppe gesenkt wird.
2. 2. Gravirmaschine nach Anspruch i, bei welcher beim Herumschwingen des Rahmens die Fühl- und Fräswerkzeuge der einen Rahmenseite so weit gesenkt werden, dafs sie im wesentlichen in die gleiche Linie mit der Arbeitsstellung der entsprechenden Werkzeuge der anderen Rahmenseite gelangen.
3. 3. Gravirmaschine nach Anspruch 2, bei welcher die gemeinsame Arbeitsstellung der Werkzeuge beim Herumschwingen des Rahmens von der einen nach der anderen Seite dadurch gesichert ist, dafs die Werkzeugträgerrahmen um das Achsenmittel des schwingenden Rahmens herum verstellbar sind.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.