DE1023359B

DE1023359B - Vorrichtung zur Herstellung genauer Profile

Info

Publication number: DE1023359B
Application number: DEK12935A
Authority: DE
Inventors: Paul Kaeppler
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1952-01-23
Filing date: 1952-01-23
Publication date: 1958-01-23

Description

Vorrichtung zur Herstellung genauer Profile Die Erfindung bezweckt die Herstellung genauer Profile, insbesondere ihre Einzelanfertigung, im Gegensatz zu ihrer Herstellung im Kopierverfahren nach Meisterstücken, Schablonen usw., die im wesentlichen nur für Massenherstellung geeignet sind.
Bei den bekannten Einrichtungen zur Herstellung von Einzelstücken nach gegebenem Profil erfolgt die Steuerung des Werkzeuges durch gleichzeitiges Drehen zweier Gewindespindeln an kreuzweise angeordneten Schlitten. Je nach dem Profilverlauf müssen die beiden Spindeln mit verschiedenen Geschwindigkeiten gedreht werden. Auf diese Weise ist es auch bei größter Geschicklichkeit nicht möglich, einen glatten, sondern nur einen stufenförmigen Profilverlauf zu erzielen, und bei der geringsten Unvorsichtigkeit kann ein nahezu fertiggestelltes Profil verdorben werden, wenn eine der beiden Spindeln etwas zu schnell oder zu langsam gedreht wird.
Es ist auch bereits eine Profilschleifmaschine bekanntgeworden, bei welcher die Schleifscheibe durch ein Pantographengestänge längs gegebener Profillinie gesteuert und der Arbeitsgang durch ein einstellbares optisches Gerät laufend beobachtet wird. Die Grobeinstellung der Schleifscheibe zum Werkstück erfolgt hierbei ebenfalls durch Kreuzsupport. Die Feineinstellung vollzieht sich dabei durch nur punktweises Abtasten einer vergrößerten Profilzeichnung durch einen Taststift, wobei eine zügige, zitterfreie Bearbeitung von Bahnelementen fast ausgeschlossen ist.
Die Mängel vorbekannter, artgleicher Einrichtungen werden gemäß der Erfindung dadurch beseitigt, daß das Profil, ähnlich wie beim Zeichnen einer Kurve mit dem Kurvenlineal, stückweise durch Bewegung nur eines Steuerorgans erzeugt wird. Zunächst wird die Bewegungsform und Richtung des Werkzeuges bis zur Größe der im Gesichtsfeld des optischen Systems angezeigten Sollform eingestellt, und dann wird unter Beobachtung durch das optische System mit Hin- und Herbewegungen nur eines Steuerorgans die Spanabnahme unter Beistellung des Bearbeitungswerkzeuges vorgenommen, bis die Sollform für das betreffende Profilstück erreicht ist, worauf für ein weiteres Profilstück in der gleichen Weise verfahren wird.
Das hat zur Voraussetzung, daß der Werkzeugträger mit dem Werkzeug, entsprechend dem Profilverlauf in jeder beliebigen Richtung und, im Interesse der Herstellung von flachen Formstählen, unter Beibehaltung seiner Lage parallel zu sich selbst, verschoben werden kann. Dazu ist die Führung des Werkzeugträgers durch ein Doppelgelenkparallelogramm nach Art der Führung des Winkels einer Zeichenmaschine geeignet.
Zur Erzeugung verschiedener Profillinien, deren grober Verlauf in verschiedenen Richtungen liegt, ist z. B. die mehr oder weniger exzentrische Drehung eines Gleichecks in einer entsprechenden Ausnehmung einer Scheibe geeignet, die auf verschiedene Winkel einstellbar ist. Am zweckmäßigsten dürfte ein dreiseitiges Gleicheck mit erweiterten Eckpunkten in einer quadratischen Ausnehmung sein.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die .Betrachtung des Sollprofilverlaufes jeweils über das ganze Gesichtsfeld des optischen Systems gleichzeitig mit dem Werkstück bei beliebiger Größe des Werkstücks mit direkter Beobachtung erfolgt, während bei den bekannten Einrichtungen entweder bei direkter Beobachtung das Sollprofil nur punktweise am Werkstück angezeigt oder Misch- oder Schattenbilder verwendet wurden. Diese ergaben aber ätark herabgesetzte Kontraste im Bild und infolgedessen ungenaue und erschwerte Arbeit. Diese Nachteile werden dadurch vermieden, daß am Ort des reellen Bildes des feststehenden optischen Systems eine in fester Verbindung mit dem Werkstück stehende Profilplatte angeordnet ist, die mit dem Werkstück gegenüber dem feststehenden optischen System entlang der Profillinie verschoben wird. Bisher hat man bei direkter Beobachtung eine sich mehr oder weniger über das Gesichtsfeld erstreckende Profillinie nur in der Weise angewandt, daß die Profilplatte oder ein Musterteil fest mit dem optischen System verbunden waren.
Die Erfindung und ein Ausführungsbeispiel dazu werden im folgenden an Hand der Abbildungen beschrieben.
Abb. 1 zeigt eine schematische Darstellung der Wirkungsweise des Erfindungsgegenstandes; Abb. 2 zeigt eine Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes von der Seite; Abb.3 zeigt die entsprechende Ansicht von oben; Abb. 4 zeigt eine Ausführungsform der Einrichtung zur Einstellung des Werkzeuges auf die Bewegungsform und Bewegungsrichtung von oben; Abb. 5 und 6 zeigen in vergrößertem Maßstab Be--wegungsformen, die dem Werkzeug aufgezwungen werden können.
In Abb. 1 bewegt sich auf einer Grundplatte 1 ein durch das Doppelgelenkparallelogramm 2, 2'. 3, 3' mit dem Zwischenstück 4 parallel zu sich selbst geführter Werkzeugträger 5 so, daß er in jeder beliebigen Richtung um einen bestimmten Betrag aus seiner Normallage verschoben werden kann. Das mit dem Werkzeugträger verbundene Werkzeug 8 führt dabei die gleichen Bewegungen aus. Diese Bewegungen erfolgen durch Drehung eines Gleichecks 6 um einen in der Grundplatte 1 gelagerten Bolzen, dessen Achse gegenüber der gezeichneten Lage des Gleichecks von 01 bis 0, verschiebbar ist, während sich das Gleicheck 6 spielfrei in einer quadratischen Ausnehmung einer Scheibe 7 bewegt, die ihrerseits wieder auf verschiedene Winkel einstellbar im Werkzeugträger 5 gelagert ist.
Wird z. B. das Gleicheck 6 um die Drehpunkte 0, bis 0, aus der gezeichneten Mittellage um 90° im Uhrzeigersinn gedreht, so beschreibt der Mittelpunkt O des z. B. radial abgerundeten Werkzeuges 8 die Kurven 01' bis O8'. Bei einer Drehung entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn entstehen die entsprechenden Gegenkurven.
Stellt man die Drehachse des Gleichecks nacheinander auf die Punkte 0, und 0 8 ein, so, kann man mit diesen zwei Einstellungen das über das ganze Gesichtsfeld 9 reichende Profil A bis B am Werkstück 10 herstellen. Auf diese Weise und mit entsprechender Winkeleinstellung der Scheibe 7 gegenüber dein Werkstückträger 5 sowie der Verstellung der Grundplatte mit dem Werkzeugträger 5 zum Werkstück 10 ist man in der Lage, jedes beliebige Profil nach Form, Hauptrichtungsverlauf und Größe am Werkstück zu erzeugen. In der Regel wird man Profilstücke bis zur Größe des Gesichtsfeldes des optischen Systems mit einer Einstellung der Drehachse des Gleichecks 6 und der Scheibe 7 herstellen können. Die zur Herstellung einer bestimmten Kurvenform und Richtung notwendige Einstellung kann man sich an Hand einer Kurventafel vergegenwärtigen, bis man durch übung die nötige Vorstellung davon hat, welche Einstellung notwendig ist. Die Feinkorrektur kann während der Bearbeitung unter Beobachtung durch das optische System erfolgen.
Bei der Ausführungsform der Erfindung gemäß den Abb. 2 und 3 ist das Werkstück 10 auf einen Support 11 aufgespannt, das im dargestellten Fall ein flaches Profilstück ist. Es kann aber auch ein flacher oder runder Formstahl sein. Im letzten Fall wird auf dem Support 11 eine entsprechende Einrichtung mit Antriebsmotor befestigt. 12 ist das Bearbeitungswerkzeug, das in der Regel eine Schleifscheibe ist; es kann aber auch ein Fräser oder ein Hobelstahl sein. Das Werkzeug 12 führt, wie durch Pfeile angedeutet, in zur Senkrechten einstellbaren Winkeln eine auf und ab gehende Bewegung aus, um Stähle und Lehren auf ihrer ganzen Dicke mit einem gleichbleibenden Profil versehen zu können.
Dem Werkzeugträger 5 (Abb. 1) entspricht der Getriebekasten 13 (Abb. 2), der auf dem Support 27 durch ein Döppelgelenkparallelogramm geführt, nach allen Richtungen um ein gewisses Maß frei beweglich ist. Die Bewegung erfolgt z. B. durch Schwenken des Steuerhebels 14, der mit dem Gleicheck 6 (Abb. 1) verbunden ist, dessen im Support 27 gelagerte Achse durch die Spindel 15 (Abb.4) auf verschiedene Exzentrizitäten eingestellt werden kann, während die Scheibe 7, in deren quadratischer Ausnehmung sich das Gleicheck 6 bewegt, durch die Schneckenspindel 16 auf beliebige Winkel eingestellt werden kann. Man kann natürlich die Anordnung auch so treffen, daß die Scheibe 7 und das Gleicheck 6 in der Grundplatte 1 und der Zapfen im Werkzeugträger 5 bzw. 13 gelagert sind.
Mit der im Support 27 gelagerten Achse 0, ist das Unterteil eines Schlittens 31 verbunden, in dein das Oberteil 32 durch Spindel 15 verstellt werden kann, und auf diesem Oberteil 32 ist das Gleicheck 6 befestigt, so daß das Gleicheck 6 z. B. um die Achsen 0, bis O$ (Abb. 1) gedreht werden kann und so beim Schwenken des Hebels 14 dem Werkzeug 12 die verschiedenen, aus Abb. 1 ersichtlichen Bewegungsbahnen aufgezwungen werden können.
Die Abb. 5 und 6 zeigen die Bewegungsbahnen, die beispielsweise die mit einem gleichseitigen Gleicheck 6 verbundenen Punkte <g1, A2, O, Il, I. und 1T bzw. Al ', A.#I, O', IIz und 31 beschreiben, wenn das Gleicheck in der feststehenden Scheibe 7 um 90' nach links> und rechts aus der gezeichneten Stellung gedreht wird. Der Punkt O in Abb. 5 beschreibt ein Quadrat mit abgerundeten Ecken. Wird das Gleicheck um die Fest punkte .dl, A., usw. bzw. A1', Az usw. gedreht und die Scheibe 7 bewegt, indem sie dabei parallel zu sich selbst verschoben wird, so beschreibt jeder Punkt der Scheibe 7 und des Werkzeuges 8 (Abb. 1) bzw. 12 (Abb. 2 und 3') dieselben Kurven, nur seitenverkehrt. Man verfügt also neben der Geraden über Scharen von erhabenen und hohlen Krümmungen, Flammenlinien usw., die für Bewegung des Werkzeuges notwendig sind, um ein beliebiges Profil stückweise zu erzeugen.
Die Arbeitsstelle befindet sich immer unter dem Gesichtsfeld des ortsfest angeordneten optischen Systems 17, 18. Die entsprechende Grobeinstellung der Schleifscheibe erfolgt durch die Spindeln 19, 20. Am Ort des reellen Bildes im optischen System befindet sich die mit dem Arbeitsstück in fester Verbindung stehende Bildplatte 21, die sich bei der Betätigung der Spindeln 22, 23 mit dem Werkstück entlang der Profillinie gegenüber dem optischen System verschiebt. Enthält die Bildplatte das Profil in unterbrochener Form, so kann man mit den Meßspindeln 24, 25 die Bildplatte 21 gegenüber dem Werkstück 10 entsprechend verstellen, während die Spindel 26 zur genauen Höheneinstellung der Bildplatte dient.
Man kann aber auch so arbeiten, daß man die Profilpunkte gegenüber einer feststehenden Marke des optischen Systems koordinatenmäßig einstellt und die Profilplatte 21 nur zum Anzeigen des Profilverlaufes an der betreffenden Stelle benutzt.
Das Profil der Platte 21, die aus Glas, Zelluloid od. dgl. bestehen kann, kann auf mechanischem oder fotografischem Wege nach einer vergrößerten Profilzeichnung hergestellt werden. Um zu große Zeichnungen zu vermeiden, kann das Profil in an sich bekannter Weise gebrochen gezeichnet werden.
Natürlich kann man bedarfsfalls mit im übrigen erfindungsgemäß ausgestatteten Profilschleifmaschinen auch ohne die Profilplatte 21 arbeiten, indem man das Profil nur punktweise durch ein Fadenkreuz und Einstellung nach Koordinaten durch die Spindeln 22, 23 anzeigt. Dabei kann man auch jeweils zwei Profilpunkte festlegen, indem man ein optisches System verwendet, das außer einem festen Fadenkreuz ein ihm gegenüber koordinatenmäßig verstellbares Okular mit Fadenkreuz besitzt.
Statt der direkten Beobachtung durch das optische System kann man auch das Mischbild der Bearbeitungsstelle und der Profilanzeige auch auf einen Schirm werfen und danach arbeiten.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Einrichtung zur Profilierung von Werkstücken mit Pantographenführung für ein Werkzeug, dessen Grobeinstellung zum Werkstück durch Kreuzsupport, dessen Feinsteuerung längs gegebener Profillinie durch Mittel am Pantographengestänge erfolgt und durch ein einstellbares optisches Gerät kontrolliert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung des Werkzeugträgers (5 bzw. 13) durch einen Gleicheckkörper (6) erzwungen wird, welcher um eine Achse (0,) im Oberteil des Kreuzsupportes (27) spielfrei innerhalb einer quadratischen Ausnehmung des Werkzeugträgers (5 bzw. 13) gedreht werden kann und wobei die Führung des Werkzeugträger (13) durch ein Doppel gelenkparallelogramm (2, 2', 3, 3') und ein Zwischenstück (4) erfolgt.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachse (0x) im Kreuzsupport (27) stufenlos zwischen zwei Endlagen (z. B. 0, und OB) durch eine Spindel einstellbar ist.
3. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, da.ß die quadratische Ausnehmung für das Gleicheck (6) in einer Scheibe (7) am Werkzeugträger (5 bzw. 13) sitzt, die mittels einer Spindel (16) gedreht wird.
4. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildplatte (21) in fester Beziehung zum Werkstück (10) steht und am Ort des reellen Bildes in das optische System hineinragt.
5. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Fall die Bildplatte das Profil gebrochen enthält, die entsprechende Verstellung durch die Spindeln (24,25) oder Endmaße erfolgt. In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschriften Nr. 2 204 841, 2 384 527; Prospekt »Optische Profil-Schleifmaschine SN« der Fa. Loewe-Fabriken, Berlin NW 87.