DE3112361C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Kopieren von ins­ besondere räumlichen Vorlagen mittels eines motorgetriebenen Fräswerkzeugs, dessen Bewegung von einem an der Vorlage ent­ langgeführten Kopierstift gesteuert wird, wobei die Vorlage und das Werkstück auswechselbar auf einem Tisch aufgespannt sind und das Fräswerkzeug und der Kopierstift jeweils mittels eines Schlittens auf jeweils einer Hälfte eines waagerecht verlaufenden, an einer senkrechten Mittelsäule höhenverstell­ baren Balkens verschiebbar geführt und am Obertrum bzw. am Un­ tertrum eines über Umlenkrollen geführten endlosen Zugele­ mentes befestigt verschiebbar geführt sind.

Eine solche Vorrichtung ist in der FR-PS 21 91 979 beschrie­ ben. Dieses Kopiervorrichtung verfügt über verschiedene Ver­ stellmöglichkeiten sowohl in waagerechter als auch in senk­ rechter Richtung. Die das Fräswerkzeug bzw. den Kopierstift tragenden Schlitten sind an dem in drei Richtungen verfahrba­ ren Balken über ein endloses Band, das über zwei Umlenkrollen geführt ist, miteinander verbunden. Der das Fräswerkzeug tra­ gende Schlitten ist am vorderen Trum und der den Kopierstift tragende Schlitten am hinteren Trum des Bandes angeschlagen.

Zur Erleichterung der Handhabung des Balkens in vertikaler Richtung verfügt die bekannte Vorrichtung über einen Gewichts­ ausgleich in Form einer Zugfeder, die eine der Gewichtskraft des Balkens entsprechende Gegenkraft aufrechterhält.

Diese bekannte Vorrichtung beruht auf dem technischen Konzept, die Kopierbewegung einzig und allein auf der Basis verschiede­ ner translatorischer Bewegungen zu realisieren, weshalb selbst der die Kopie aufnehmende Tisch in drei verschiedenen Ebenen verfahrbar ist. Damit ist diese Kopiervorrichtung zwar sehr universell einsetzbar, und zwar sowohl für ebenmäßige als auch für räumliche Kopierarbeiten, jedoch sehr aufwendig in der Konstruktion.

Aus der FR-PS 9 51 452 ist eine in Form einer Scherenkonstruk­ tion ausgeführte Vorrichtung zum Kopieren von Vorlagen be­ kannt, die an einer Mittelsäule drehbar befestigt und über ein Handrad in der Höhe verstellbar ist. Die aus zwei parallelo­ grammförmigen Armen zusammengesetzte Konstruktion gestattet nur eine gegenläufige Bewegung von Fräswerkzeugen und Kopier­ stift und eignet sich vorzugsweise für das Kopieren von größe­ ren, ebenmäßigen Vorlagen, da die für räumliche Vorlagen not­ wendige Höhenverstellung nur über ein auf den Tisch einwirken­ des Handrad vorgenommen werden kann. Die sehr schwer ausge­ führte Konstruktion bedingt darüber hinaus große Gegenge­ wichte, die über eine Hebekonstruktion auf eine unterhalb des Tisches auf der Mittelsäule angeordnete Hülse einwirken und auf diese Weise die Höhenverstellung der Kopiervorrichtung über das Handrad erleichtern. Diese auf einem massiven Funda­ ment befestigte und auch zur Aufnahme von schweren Fräswerk­ zeugen geeignete Vorrichtung ist ausschließlich stationär ein­ setzbar.

Ausgehend von der eingangs genannten Vorrichtung liegt der Er­ findung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der be­ schriebenen Art zu schaffen, die einen einfachen und unkompli­ zierten Aufbau besitzt und deswegen preiswert hergestellt werden kann.

Die Lösung dieser Aufgabenstellung durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Balken in jeder beliebigen parallel zur Tischfläche liegenden Ebene relativ zum Tisch um die senkrechte Achse der Mittelsäule verschwenkbar sowie mit einem Gewichtsausgleich versehen ist, der über ein am Balken befestigtes Zugelement verfügt, das über eine am oberen Ende der Mittelsäule gelagerte Umlenkrolle geführt und am anderen Ende mit einem in der hohl ausgebildeten Mittelsäule angeord­ neten Ausgleichgewicht versehen ist, und daß die Schlitten wahlweise entweder gemeinsam am Obertrum oder Untertrum des Zugelements oder jeweils einzeln am Obertrum bzw. Untertrum des Zugelements befestigbar sind.

Ein in dieser Art ausgeführte Kopiervorrichtung weist den Vorteil auf, nur aus wenigen und preiswert herzustel­ lenden Einzelteilen zu bestehen und dennoch ein exaktes Ko­ pieren auch von räumlichen Vorlagen zu ermöglichen. Die Bewe­ gung der beiden Schlitten am waagerecht verlaufenden Balken kann sowohl gleichsinnig als auch gegensinnig erfolgen, was durch einen entsprechenden Wechsel der Befestigung am Obertrum bzw. Untertrum leicht bewerkstelligt werden kann. Die Erfin­ dung gestattet damit eine sehr flexible Anpassung an die je­ weiligen Kopieraufgaben. Vorteilhaft ist es auch, den Balken in jeder beliebigen parallel zur Tischfläche liegenden Ebene um die senkrechte Achse der Mittelsäule schwenkbar anzuordnen. Die Kopiervorrichtung arbeitet dadurch sehr einfach aber dennoch exakt, außerdem wird die Zahl der bewegten Teile gering gehalten, wodurch die Vorrichtung preiswert herzustel­ len und damit insbesondere für die Ansprüche des Heimwerkers interessant ist.

Der die Handhabung der Vorrichtung wesentlich erleichternde Gewichtsausgleich für den Balken ist in der hohl ausgebildeten Mittelsäule raumsparend untergebracht und läßt sich durch die Verwendung eines Gegengewichts über den gesamten nutzbaren Höhenbereich gewichtsneutral ausführen.

Um das Aufspannen und Handhaben sowohl der Vorlage als auch des Werkstückes zu erleichtern, ist sowohl für die Vorlage als auch für das Werkstück eine Aufspannvorrichtung auf dem Tisch angeordnet, welche die Vorlage bzw. das Werkstück um die Längsachse drehbar aufnimmt. Diese Aufspannvorrichtungen wer­ den vorzugsweise mit einer Teilscheibe versehen, um eine gleichmäßige Drehung der Vorlage bzw. des Werkstückes in den Aufspannvorrichtungen sicherzustellen. Damit je nach Art der Vorlage und des Werkstückes die jeweils günstigste Lage dieser beiden Teile auf dem Tisch der Vorrichtung erzielt werden kann, sind die Aufspannvorrichtungen auf dem Tisch mittels eines Lochbildes oder dergleichen versetzbar.

Mit der Erfindung wird schließlich vorgeschlagen, das Fräs­ werkzeug mittels einer biegsamen Welle von einem unterhalb des Tisches angeordneten Motor anzutreiben. Hierdurch ergibt sich eine besonders preiswerte und einfache Ausgestaltung für den Antrieb des Fräswerkzeuges. Damit Kopierfehler vermieden wer­ den, besitzt der Kopierstift stets denjenigen Druchmesser, den auch das jeweils eingespannte Fräswerkzeug hat. Der Kopier­ stift ist damit ebenso wie das Fräswerkzeug auswechselbar.

In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele der erfindungs­ gemäßen Vorrichtung dargestellt, und zwar zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungs­ form,

Fig. 2 eine Seitenansicht der Vorrichtung nach Fig. 1 mit zu­ sätzlich eingezeichneten Aufspannvorrichtungen,

Fig. 3 eine Draufsicht auf die Vorrichtung nach Fig. 1,

Fig. 4 eine der Fig. 3 entsprechende Draufsicht auf die Vor­ richtung nach Fig. 2, d. h. mit eingezeichneten Aufspann­ vorrichtungen,

Fig. 5 eine schematische Darstellung der Bewegungsmöglichkeit der beiden Schlitten nach dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 bis 4,

Fig. 6 eine der Fig. 5 entsprechende schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform der Vorrichtung,

Fig. 7 eine weitere schematische Darstellung gemäß den Fig. 5 und 6 mit einer abgewandelten Antriebsart der Schlitten,

Fig. 8 eine vergrößerte Darstellung der Seitenansicht des Balkens mit gegenläufig angetriebenen Schlitten und

Fig. 9 eine der Fig. 8 entsprechende Darstellung mit gleichläu­ fig bewegten Schlitten.

Wie am besten die Fig. 1 erkennen läßt, besitzt die Vorrichtung einen Tisch 1, in dessen Mitte eine senkrechte Mittelsäule 2 be­ festigt ist. Auf dieser Mittelsäule 2 ist eine Hülse 3 sowohl höhen­ verschiebbar als auch drehbar gelagert. An dieser Hülse 3 ist ein waagerecht ausgerichteter Balken 4 befestigt. Mittels der auf der Mittelsäule 2 gelagerten Hülse 3 kann dieser Balken 4 relativ zum Tisch 1 in der Höhe verstellt und in jeder beliebigen parallel zur Tischfläche liegenden Ebene bewegt werden.

Auf dem mit seiner Mitte an der Hülse 3 befestigten Balken 4 sind zwei Schlitten 5 und 6 verschiebbar gelagert, von denen der Schlit­ ten 5 mit einem Kopierstift 7 und der Schlitten 6 mit einem Fräswerk­ zeug 8 versehen ist. Beim Ausführungsbeispiel wird dieses Fräswerk­ zeug 8 über eine biegsame Welle 9 von einem auf der Zeichnung nicht dargestellten Motor angetrieben, der sich vorzugsweise unterhalb des Tisches 1 befindet.

Um die Bewegung der Schlitten 5 und 6 aufeinander abzustimmen, sind sie an einem Steuerseil 10 befestigt, welches auf an den Enden des Balkens 4 angeordneten Umlenkrollen 11 geführt ist. Beim Ausfüh­ rungsbeispiel nach den Fig. 1 bis 4 erfolgt die Befestigung der beiden Schlitten 5 bzw. 6 am Steuerseil 10 gemäß der Darstellung in Fig. 8, d. h. einer der Schlitten 5 bzw. 6 ist am Obertrum 10 a und der andere am Untertrum 10 b des Steuerseiles 10 angeklemmt. Wie insbesondere die Fig. 8 erkennen läßt, erfolgt aufgrund dieser Befestigungsart stets eine gegenläufige Bewegung der beiden Schlitten 5 und 6. Wird beispielsweise der am Obertrum 10 a des Steuerseiles 10 befestig­ te Schlitten 5 nach links bewegt, bewegt sich der am Untertrum 10 b befestigte Schlitten 6 nach rechts.

Um das Gewicht des an der Hülse 3 befestigten und mit den Schlitten 5 und 6 versehenen Balkens 4 auszugleichen, ist beim Ausführungs­ beispiel nach Fig. 1 der Balken 4 mit einem Seil 12 verbunden, welches über eine am oberen Ende der Mittelsäule 2 gelagerte Umlenk­ rolle 13 geführt ist und an seinem anderen Ende ein Ausgleichge­ wicht 14 trägt. Zur raumsparenden Unterbringung dieses Ausgleich­ gewichts 14 und zu seiner Führung ist dieses in der hohl ausgebil­ deten Mittelsäule 2 angeordnet.

Wie Fig. 1 erkennen läßt, ist die Tischplatte des Tisches 1 mit einer Mehrzahl von Löchern 15 versehen, die zur Festlegung von zwei Aufspannvorrichtungen 16 dienen. In der Draufsicht gemäß Fig. 4 ist zu erkennen, daß jede Aufspannvorrichtung 16 eine Teilscheibe 16 a und eine gegenüber der Teilscheibe 16 a verschiebbare Spannvor­ richtung 16 b umfaßt, zwischen deren Spitzen entweder die Vorlage V oder das Werkstück W eingespannt wird. Beim Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 bis 4 befindet sich die Vorlage V in der rechten Auf­ spannvorrichtung 16, wogegen das Werkstück W in der linken Auf­ spannvorrichtung 16 eingespannt ist.

Mit dem am Schlitten 5 angeordneten Kopierstift 7 wird die Kontur der Vorlage V abgefahren. Hierbei bearbeitet das rotierende Fräs­ werkzeug 8 am Schlitten 6 das Werkstück W, welches gemäß den Fig. 4 und 5 zwar parallel zur Vorlage V, jedoch umgekehrt zu dieser eingespannt ist. Die schematische Darstellung in Fig. 5 läßt erken­ nen, daß die gegenläufig bewegten Schlitten 5 und 6 aufgrund dieser Anordnung eine exakte Kopie der Vorlage V zur Folge haben. Beim Abtasten dieser Vorlage V wird der Kopierstift 7 räumlich bewegt, da der zugehörige Schlitten 5 durch Höhenverstellung des Balkens 4 an der Mittelsäule 2 senkrecht zum Tisch 1 und durch Verschieben des Schlittens 5 am Balken 4 sowie durch ein Verschwenken des Balkens 4 um die Mittelsäule 2 in jeder parallel zur Tischfläche verlaufenden Ebene frei bewegt werden kann. Sobald ein mit dem Kopierstift 7 abgefahrener Abschnitt der Vorlage V abgetastet ist, werden sowohl die Vorlage V als auch das Werkstück W mittels der Teilscheibe 16 a derart in den Aufspannvorrichtungen 16 verdreht, daß ein noch nicht abgetasteter Bereich bzw. ein noch nicht bearbeiteter Bereich zum Abtasten bzw. Bearbeiten bereitsteht.

Bei einer zweiten Ausführungsmöglichkeit der Vorrichtung nach Fig. 6 ist die Mittelsäule 2 mit dem in Längsrichtung des Tisches 1 ausge­ richteten Balken 4 quer verschiebbar auf dem Tisch 1 gelagert, wie die in Fig. 6 eingezeichneten Pfeile erkennen lassen. Anstelle einer Verschwenkung des Balkens 4, wie sie mit gestrichelten Linien in Fig. 5 für das erste Ausführungsbeispiel dargestellt ist, erfolgt bei der Ausführungsform nach Fig. 6 somit eine Parallelverschiebung des Balkens 4 durch eine quer verschiebbare Lagerung der Mittelsäule 2 relativ zum Tisch 1.

Wie die parallel zum Balken 4 eingezeichneten Pfeile in Fig. 6 erken­ nen lassen, sind bei diesem Ausführungsbeispiel die Schlitten 5 und 6 ebenfalls gegenläufig zueinander beweglich am Balken 4 gela­ gert. Hierdurch wird die Vorlage V spiegelbildlich kopiert. Für den Fall, daß eine exakte Kopie gewünscht sein sollte, werden bei anson­ sten unveränderter Ausführung die Schlitten 5 und 6 jeweils in gleicher Bewegungsrichtung angetrieben, wie dies in Fig. 7 dargestellt ist. Bei dieser Ausführungsform sind die Schlitten 5 und 6 gemäß Fig. 9 am Steuerseil 10 befestigt.

Selbstverständlich sind auch bei den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 6 und 7 die Balken 4 höherverstellbar am Mittelständer 2 gela­ gert und mit dem bezüglich der Fig. 1 beschriebenen Gewichtsausgleich versehen.

Claims (5)

1. Vorrichtung zum Kopieren von insbesondere räumlichen Vor­ lagen mittels eines motorgetriebenen Fräswerkzeugs, dessen Bewegung von einem an der Vorlage entlanggeführten Kopier­ stift gesteuert wird, wobei die Vorlage und das Werkstück auswechselbar auf einem Tisch aufgespannt sind und das Fräswerkzeug und der Kopierstift jeweils mittels eines Schlittens auf jeweils einer Hälfte eines waagerecht ver­ laufenden, an einer senkrechten Mittelsäule höhenverstell­ baren Balkens verschiebbar geführt und am Obertrum bzw. am Untertrum eines über Umlenkrollen geführten endlosen Zugelementes befestigt verschiebbar geführt sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Balken (4) in jeder beliebigen parallel zur Tisch­ fläche liegenden Ebene relativ zum Tisch (1) um die senk­ rechte Achse der Mittelsäule (2) verschwenkbar sowie mit einem Gewichtsausgleich versehen ist, der über ein am Bal­ ken (4) befestigtes Zugelement (12) verfügt, das über eine am oberen Ende der Mittelsäule (2) gelagerte Umlenkrolle (13) geführt und am anderen Ende mit einem in der hohl aus­ gebildeten Mittelsäule (2) angeordneten Ausgleichgewicht (14) versehen ist, und daß die Schlitten (5, 6) wahlweise entweder gemeinsam am Obertrum (10 a) oder Untertrum (10 b) des Zugelements (10) oder jeweils einzeln am Obertrum (10 a) bzw. Untertrum (10 b) des Zugelements (10) befestigbar sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl für die Vorlage (V) als auch für das Werkstück (W) eine Aufspannvorrichtung (16) auf dem Tisch (1) angeordnet ist, die die Vorlage (V) beziehungsweise das Werkstück (W) um die Längsachse drehbar aufnimmt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufspannvorrichtungen (16) mit einer Teilscheibe (16 a) versehen sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufspannvorrichtungen (16) aus dem Tisch (1) mit­ tels eines Lochbildes oder dergleichen versetzbar sind.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Fräswerkzeug (8) mittels einer bieg­ samen Welle (9) von einem unterhalb des Tisches (1) ange­ ordneten Motor antreibbar ist.