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Einrichtung an nach einer Zeichnung arbeitenden Kopierbrennschneidmaschinen
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung an nach einer Zeichnung arbeitenden
Kopierbrennschneidm.aschinen, bei denen ein den Schneidbrenner und das die Zeichnung
abtastende Organ tragender, quer zu einem Unterschlitten beweglicher Oberschlitten
vorgesehen ist, der mit Hilfe eines in Richtung der jeweils abzutastenden Zeichenlinie
einstellbaren Treibrades bewegbar ist.
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Schneidbrenner dieser Art werden gewöhnlich mit einem Gestell ausgestattet,
das den eigentlichen Brenner und ein damit gekuppeltes Kopiergerät trägt, welch
letzteres entweder in einem gelenkigen Rahmen aufgehängt oder von den erwähnten
zwei Schlitten getragen wird, um sich zusammen mit dem Schneidbrenner in allen Richtungen
frei und ungehindert über das Werkstück bzw. die zu kopierende Zeichnung bewegen
zu können. Sofern die erwähnten zwei Schlitten Verwendung finden, trägt der eine
von diesen den Schneidbrenner nebst der Kopiervorrichtung und ist auf Schienen eines
zweiten Schlittens gelagert, der ebenfalls auf Schienen, aber senkrecht zu denjenigen
des ersten Schlittens, verschieblich ist.
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Die Kopiervorrichtung, wie sie bei derartigen Einrichtungen normalerweise
im Gebrauch ist, besteht aus einem mechanisch angetriebenen Anreißrad, das auf einer
horizontalen Achse sitzt, die ihrerseits in einer Konsole ruht. Die letztere wiederum
ist frei um eine vertikale Achse drehbar, die durch den Berührungspunkt zwischen
dem Rad und der Zeichnung geht.
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Um die Kopiereinrichtung zu betätigen, wird das Rad meist von Hand
entlang den Linien der Zeichnung geführt, wobei dann der Schneidbrenner ein
entsprechendes
Muster aus der das Werkstück bildenden Platte ausschneidet.
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Die geschilderte Art des Kopierens besitzt den Nachteil, daß die Zeichnung
nach sehr kurzer Zeit durch die Kante des Kopierrades beschädigt wird und daß dann
das weitere Kopieren unmöglich wird.
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Eine in manchen Fällen benutzte Arbeitsmethode bei Kopiermaschinen,
die diesen Nachteil teilweise beseitigt, besteht darin, daß das Kopierrad in einem
gewissen Abstand über der Zeichnung hinwegläuft; während ein Zeiger, der an den
Schlitten für das Kopiergerät um den Brenner angesetzt ist, das Rad dadurch führt,
daß er über die Zeichnungslinien bewegt wird. Indessen kann eine solche Methode
nur dort verwendet werden, wo die Aufhängung derart gewählt ist, daß die Stellung
der Kopiervorrichtung in horizontaler Ebene relativ zum Brenner variiert werden
kann, also beispielsweise bei der obergenannten Verwendung von zwei Schlitten.
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Darüber hinaus läßt die als Zeiger verwendete Spitze nicht erkennen,
in welcher Richtung sich das Gerät über die Zeichnung bewegt. Marn kann diesen Nachteil
unter Umständen dadurch beseitigen, Üaß an Stelle des Zeigers ein Spurelement in
Gestalt eines Kreuzes verwendet wind, das von einer senkrechten Spindel getragen
wird, die unmittelbar mit der vertikalen Tragachse der Kopierradkonsole gekuppelt
ist, derart, daß die Mitte,des Kreuzes mit der genannten vertikalen Tragachse zusammenfällt.
Dabei ist die eine Linie des Kreuzes dazu vorgesehen, die Bewegungslinie ,des Gerätes
anzuzeigen, während- die andere, senkrecht dazu gerichtete Linie-,diese Bewegungslinie
in der Drehachse schneidet. Das Spurelement ist .dabei entweder als ein Lichtkreuz
ausgestaltet, das durch eine Lampe und Linsen projiziert wind. Es kann sich aber
auch um sich kreuzende Linien handeln, die auf einer Glasscheibe ausgeschnitten
sind und unmittelbar oberhalb oder jedenfalls in nächster Nähe der Zeichnung angeordnet
werden. Bei dieser Methode bewegt sich das Kreuz in Übereinstimmung mit der Spindel
des Kopiergerätes und zeigt daher die Bewegungslinie klar an.
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Eine andere Methode, bei welcher das Spurrad im Abstand von ,der Zeichnung
gehalten wind, besteht darin, @daß man einen fotoelektrischen Abtaster verwendet.
In diesem Falle wird ein Lichtpunkt auf die Zeichnung projiziert; je nach der Lichtmenge,
die dabei reflektiert wind, wird das Kopierrad entweder nach links oder nach rechts
geschwenkt, um Iden Lichtpunkt selbsttätig wieder m!ittig auf die zu verfolgende
Linie einzustellen.
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In allen oben beschriebenen Fällen wird das Spurrad (im folgenden
als Treibrad bezeichnet) auch dann noch über die Zeichnung laufen, wenn die letztere
größer als der Abstand zwischen dem Spurelement und dem Treibrad ist, was praktisch
bei allen Konstruktionsformen der Fall ist. Dieser Umstand erweist sich bei Verwendung
eines fotoelektrischen Abtasters als ein Nachteil, wenn die Zeichnungslinie durch
den Lauf des Treibrades verwischt wind, so daß die Führungskontrolle des Rades unterbrochen
wird.
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Es sind auch Vorrichtungen zum Brennschneiden nach Zeichnungen bekannt,
bei denen die Lauf-oder Lenkrolle bzw. ;das Treibrad auf einer gesonderten Ebene
neben der Zeichnung geführt wind und zum Kopieren der Zeichnung ein Zeiger vorgesehen
ist. Das Treibrad läuft dabei auf dem der zu kopierenden Zeichnung benachbarten
Teil der Tischoberfläche entlang, um die Zeichnung nicht zu beschädigen.: Die Tischoberfläche
muß idaher mindestens die doppelte Größe des größten zu kopierenden Zeichnungsblattes
besitzen. Dies ergibt verhältnismäßig große Werktischabmessungen.
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Die Erfindung besteht @demgegenüber darin, daß ,das Treibrad auf dem.
Mantel eines parallel zur Bewegungsrichtung des Oberschlittens gelagerten, mit den
Laufrädern des Untenschlitteus@ gekuppelten Zylinders abrollt. Hierdurch kann bei
ebenfalls völliger Schonung des vom Treibrad nicht berührten Zeichnungsblattes,die
Oberfläche des Werktisches zurAufnahme,der Zeichnung voll ausgenutzt bzw. entsprechend
kleiner als bei (den zuletzt genannten bekanntenEinrichtungen gehalten werden, da
ein besonderer, als Laufebene für das Treibrad dienender Teil der Tischoberfläche
neben seinem zur Aufnahme der Zeichnung bestimmten Teil nicht erforderlich .ist;
die Laufebene für das Treibrad wind hier vielmehr von der Mantelfläche des mrit
Odem Antrieb des Unterschlittens verbundenen Zylinders gebildet, der sich seinerseits
oberhalb ider Zeichnungsebene bewegt.
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Die weitere vorteilhafte Ausbildung :der Einrichtung nach der Erfindung
ist an Hand der Zeichnung im speziellen Teil der Beschreibung geschildert. Bei.der
bereits beschriebenen Ausbildung kann .das Treibrad um seine senkrechte. Achse zwischen
zwei Grenzstellungen. verstellt werden, nämlich so, @daß seine waagerechte Drehachse
mit der oberen Mantellinie des Zylinders bzw. dessen Drehachse einen Winkel von
9o° bildet oder aber zu ihr parallel -ist. Im ersteren Falle läuft das Treibrad
lediglich auf der oberen Mantellinie des Zylinders entlang, so @daß der obere Schlitten
eine entsprechende Querbewegung auf seinen Führungsschienen ausführt, ohne @daß
der Zylinder gedreht und damit der Unterschlitten bewegt wird. Im letzteren Falle
üibertrlägt,das Treibrad seine Drehung im vollen Maße auf den Umfang des Zylinders,
so daß ider Unterschlitten auf seinen Führungen entsprechend bewegt wird, ohne daß
der Oberschlitten eine Bewegung ausführt. Zwischen @diesen geschilderten Grenzstellungen
gibt es .beliebig viele, dem jeweiligen Verlauf der zu kopierenden Zeichenlinie
entsprechende Zwischenstellungen des Treibrades, so @daß dessen Bewegung dann die
Resultierende zweier Bewegungskomponenten, nämlich-einer Komponente in Richtung
der Mantellinie des Zylinders und :einer Komponente senkrecht dazu, darstellt, was
zu einer entsprechenden Drehung .des Zylinders und damit einer Verschiebung des
Unterschlittens sowie ,irrer Bewegung,des Treibrades auf der Mantelliinie
des
Zylinders und damit einer Verschiebung des Oberschlittens entsprechend der zu erzielenden
Schneidbrennerbewegung führt.
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Zum besseren: Verständnis der Erfindung ist in der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel
dargestellt. Fig. i zeigt eine Draufsicht des neuartigen Schneidbrenners; Fig. 2
gibt dazu eine Seitenansicht wieder; Fig. 3 ist ebenfalls eine Seitenansicht, ,die
den Projektor zum Kopieren zeigt; Fig. 4 gibt in größerem Maßstab die Anordnung
des Reibradgetriebes wieder; Fig. 5 veranschaulicht einen Vertikalschnitt nach Linie
V-V der Fig. 4; Fig. 6 ist die Seitenansicht einer Abwandlung der Anordnung gemäß
Fig. 2.
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Die in der Zeichnung ,dargestellte Maschine eines mit Sauerstoff arbeitenden
Schneidbrenners ist mit zwei Schlitten ausgestattet. Über einem Werktisch 2, auf
den die zu kopierende Zeichnung gelegt wird, befindet sich der untere Schlitten
3, der die quer verlaufenden Führungsschienen 4 trägt. Der Schlitten 3 bewegt sich
in Längsrichtung auf zwei Schienen 5, die am Hauptgestell der Maschine befestigt
sind. Vonden zwei Rad- oder Rollenpaaren6, die den Schlitten 3 tragen, ist das eine
in kraftschlüssiger Verbindung mit dem Zylinder 7, der sich über die ganze Breite
des Schlittens 3 erstreckt. Dieser Zylinder, der auch die Mantelfläche eines rohrförmigen
Teiles sein könnte, kann den gleichen Außendurchmesser wie die Rollen 6 halben:,
so daß seine Umfangsgeschwindigkeit die gleiche wie dliejeni:ge der Rollen ist.
Vorzugsweise wird aber der Zylinder mit kleinerem Durchmesser ausgestattet; er treibt
die Rollen 6 über ein Reibradgetriebe an, das nachstehend an Hand der Fig. 4 und
5 näher erläutert ist.
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Über dem Schlitten 3 befindet sich, auf Aden Führungsschienen 4 laufend,
:der obere Schlitten 8, der den Schneidbrenner trägt. Dieser letztere ist in allgemeiner
Form mit 9 bezeichnet. Er wird frei tragend durch einen rohrförmigen Support io
gehalten, mit welchem in üblicher Weise Steuermittel zum Heben und Senken des Brenners,
ferner zum Regulieren -des Sauerstoffzuflusses und für sonstige Zwecke verbunden
sein können. Der Wagen 8 ist mit einer Konsole i i ausgestattet, die zur Halterung
eines Antriebs- und Steueraggregates 13 dient. Zu letzterem gehört ein mechanisch
angetriebenes Treibrad 12, das senkrecht über dem Zylinder 7 und in Berührung mit
dessen oberer Mantellinie angeordnet ist, so daß der obere Schlitten 8 angetrieben
und entlang den Schienen 4 geführt wird, wenn .das Treibrad 12 mit seiner Drehachse
rechtwinklig zu der Längsachse des Zylinders 7 liegt (vgl. Fig. i, gestrichelte
Linie). Wird dagegen Idas Treibrad 12 um seine Vertikalachse um 9o° geschwenkt (strichpunktierte
Linie in Fig. i), so wird es den Zylinder 7 drehen und über diesen die Rollen 6
in Bewegung setzen, so daß beide Schlitten zusammen entlang den Schienen 5 rollen.
Nimmt schließlich das Treibrad -zwischen diesen beiden Grenzstellungen liegende
`'Winkellagen ein, so wird die sich daraus ergebende Bewegung Komponenten in beiden
Richtungen aufweisen.
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Die Drehung des Treibrades 12 um eine horizontale Achse erfolgt durch
das Antriebsaggregat 13, das durch eine Parallelführung 21 senkrecht verstellt werden
kann und zum Teil @durch einen Gewichtsarm 22 ausgewuchtet wird, der mit dem oberen
Glied 21 der Parallelführung über Stirnrä@der23 (Fig. i) verbun#den ist. Das Steueraggregat
13 sieht eine Gesamtsteuerbewegung um die senkrechte Achse einer Büchse 14 vor,
die das Treibrad 12 trägt. Um diese Steuerbewegung ges Rades 12 am Zylinder 7 zu
bewerkstelligen, ist unmittelbar über .der auf dem Tisch 2 liegenden Zeichnung ein
Abtaster vorgesehen, derdrehbar in Richtung irgendeiner Zeichnungslinie einstellbar
ist und,der Zeichnungslnie folgt. Man kann zu diesem Zweck eine fotoelektrische
Kopiervorrichtung bekannter Bauart verwenden, die (vgl. Fig. 2) eine .drehbare Steuereinheit
151 aufweist, welche mit der Büchse 14 gekuppelt ist. Die Einheit 151 weist ain.e
Steuerlichtquelle und einen fotoelektrischen Steuerkopf 152 auf, der in geeigneter
Weise unmittelbar über dem Tisch 2 angeordnet ist. Dieser Kopf 152 ruft übergeeignete
Steuerstromkreise bekannter Art Drehungen der Einheit 151 hervor, so @daß die letztere
entsprechend,,der Richtung einer Zeichnungslinie eingestellt wird, entlang welcher
:der Schneidvorgang dirigiert wird.
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Als Abtaster kann, wie man aus Fig. 3 ersieht, auch ein optisch projiziertes
Bild benutzt werden, das durch ein Projektionsrohr 15 hervorgerufen wird, welches
um eine senkrechte Achse derart drehbar ist, .daß sein Drehmittelpunkt durch den
Schnittpunkt des projizierten Kreuzes läuft. In dem Projektionsrohr 15 ist eine
Lichtquelle 16 angeordnet, ferner eine kreuzförmige Membran bzw. ein Gitter und
eine oder mehrere Linsen:. Das ganze Aggregat ist drehbar in einem senkrechten Lagerdes
Antriebs 13 gelagert. Durch Stirnräder 17 steht es mit .dem hülsenförmigen Träger
14 des Treibrades 12 so in Verbindung, daß durch Drehung des Rohres 15 zwecks Einstellung
d es kreuzförmigen Projektionsbildes auch das Treibrad 12 im gleichen Maße bzw.
um den gleichen Betrag um eine Vertikalachse gedreht wird.
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Wie man aus Fig.4 und 5 ersieht, werden die Rollen 6 jeweils durch
einen Zapfen 25 getragen, der seinerseits in einer Konsole 26 des Schlittens 3 gelagert
ist. Auf dem Zapfen sitzt ein angetriebenes Reibrad 27, das in einem Gehäuse 28
untergebracht ist, welches auf dem Zapfen 25 drehbar verstellt werden kann. Ansätze
29 an .der einen Seite des Gehäuses 28 tragen Stellschrauben 30, die sich gegen
die Konsole 26 abstützen und auf diese Weise eine Verdrehung des Gehäuses 28 gegenüber
der Achse ,des Zapfens 25 ermöglichen. Das Gehäuse 28 ist außerdem mit einem Ansatz
31 versehen, indem ein Bolzen 32 sitzt, der einen darauf verschwenkbaren Hebel 33
trägt. Das untere Ende dieses Hebels weist ein Lager für eine Welle 34 auf, die
an dem Ende des Zylinders 7 befestigt ist. Auf der Welle 34 sitzt ein- treibendes
Reibrad 35, das dem obenerwähnten
Rad 27 anliegt, und zwar tritt
dieses Reibrad 35 in das Gehäuse 28 durch eine verhältnismäßig weite Öffnung 36
an der einen Seite dieses Gehäuses ein. Da der Hebel 33 auf .dem Bolzen 32 frei
schwingen kann, dient das Gewicht des Zylinders 7 und des steuerbaren Treibrades
i2, das durch den nicht ausgewuchteten Gewichtsteil :des Aggregates 13 auf
.den Zylinder gedrückt wird, dazu, die Reibräder 35 und 27 so aneinanderzupressen,
@daß die dem Zylinder vermittelte Drehung sich auf die Treibrollen 6 des unteren
Schlittens 3 überträgt. In, folge dieser Anordnung kann,der Zylinder verhältnismäßig
tief montiert werden, wodurch auch das am Zylinder angreifende, steuerbare Treibrad
und die zugehörigen Teile verhältnismäßig dicht über dem Zeichentisch angebracht
werden können.
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Die Gehäuse 28 zu beiden Seiten der Maschine sind zwecks gemeinsamer
Einstellung durch eine Venbindungsstange 37 miteinander gekuppelt, die parallel
zum Zylinder 7 verläuft. Außerdem sind die Zapfen 25, welche -die Rollen 6 tragen,
zwecks gemeinsamer Drehung durch einen Schaft 38 und Kupplungsmuffen 39 miteinander
verbunden. Um demgemäß den ganzen Mechanismus einzuregeln, werden ,die Stellschrauben,3o
an beiden Seiten der Maschine gelöst, worauf man die eine derselben so einreguliert,
daß die beiden Gehäuse in zier weiter unten beschriebenen Weise in die richtige
Stellung gebracht werden, worauf man auch die andere Schraube 30 so anzieht,
daß das ganze Aggregat fest in der gewählten Stellung gesichert ist.
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Man ersieht, daß beider aus Fig. 4 ersichtlichen Anordnung- des Zylinders
7 und des treibenden Reibrades 35 der nach unten auf den Zylinder vom An@-triebsrad
12 ausgeübte Druck das Reibrad 35 fest an das Rad 27 andrückt und auf -diese Weise
einen weichen kontinuierlichen Antrieb des unteren Schlittens 3 sicherstellt.
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Aus Fig. 2 geht hervor, @daß die Halterung des Aggregates
13 durch die Parallelführung 21 zweckmäßig :derart gewählt wird, @daß die
Länge der Laschen :2i zwischen ihren beiden Schwenkpunkten gleich dem Abstand zwischen
den Achsender Wellen 25 und 34 ist, weil .hierbei die Linie, welche die Schwenkachsen
der Laschen 21 verbindet, stets parallel zu derjenigen Linie verläuft, welche die
Achsen der Wellen 25 und 34 verbindet. Das steuerbare Treibrad i2 liegt dann stets
dem obersten Punkt des Zylindermantels 7 an, und diese Voraussetzung bleibt auch
dann erhalten, wenn die Gehäuse 28 in der oben beschriebenen Weise verstellt wenden.
Die Verstellung der Gehäuse dient dazu, das Aggregat 13 zu heben oder zu senken,
wo=durch natürlich auch die Abtastorgane, etwa der fotoelektrische Steuerkopf 152
(Fig. 2) oder der Projektor 15 (Fig. 3), verstellt werden.
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In Fig.6 ist eine Abänderungsform des Erfindungsgedankens dargestellt,
bei. welcher die A@btastvorrichtung 13 fest mit dem oberen Schlitten 8 verbunden
ist, etwa mittels einer einstellbaren Gleitführung 131. Die Gehäuse ä8 sind in diesem
Falle frei drehbar und nicht der Wirkung von Schrauben 30 unterworfen; sie
sind ausbalanciert, z. B. mit Hilfe von Massen, die an -der Verbindungsstange 37
sitzen, derart, daß der Zylinder 7 nachgiebig nach oben in Arbeitskontakt mit dem
Treibrad r2 gedrückt wird. Natürlich ist eine solche Ausführungsart sowohl bei dem
fotoelektrischen Abtaster gemäß Fig:2 als bei dem Projektor gemäß Fig.3 anwendbar:
Aus vorstehendem ergibt sich, daß der Schneidbrenner so über ein Werkstück geführt
werden kann, daß er genau den Linienzügen einer Zeichnung folgt, sei es selbsttätig
unter Benutzung des fotoelektrischen Abtasters oder von Handgesteuert, indem man
:das in Fig. 3 dargestellte Fadenkreuz oder eine entsprechende Einrichtung über
die Zeichnung führt. In allen Fällen erleidet die Zeichnung nicht nur keinerlei
Beschädigung, da kein mechanisches Element mit ihr in Berührung kommt, sondern es
kann auch die Tischfläche zur Aufnahme der zu kopieren=den Zeichnung voll ausgenutzt
werden.