Özdemir, Ahmet (Dieselstrasse 7, Burglengenfeld, 93133, DE)
Özdemir, Ahmet (Dieselstrasse 7, Burglengenfeld, 93133, DE)
| 1. | Vorrichtung zum Führen wenigstens eines Bearbeitungswerkzeuges (2) über eine zu bearbeitende Fläche (3), die in einer von einer ersten und einer zweiten Raumachse (XAche, YAchse) definierten Ebene angeordnet ist, gekennzeichnet durch eine erste Welle (12), die mit ihrer Achse in einer senkrecht zur Bearbeitungsfläche (3) orientierten dritten Raumachse (ZAchse) angeordnet und in einem Lagerelement (11) drehbar gelagert ist, sowie durch einen Halter (15) mit wenigstens einer gegenüber der Achse der ersten Welle radial versetzten Aufnahme (16) für ein Bearbeitungswerkzeug (2). |
| 2. | Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Antrieb (8,9, 13) für die erste Welle (12), vorgesehen ist, daß eine gegenüber der ersten Welle (12) radial versetzte zweite Welle (18) vorgesehen ist, die in einem mit der ersten Welle (12) verbundenen Lager (17) um ihre ebenfalls in der dritten Raumachse (ZAchse) orientierten Achse drehbar gelagert ist, daß ein Antrieb für die zweite Welle (18) vorgesehen ist, der ein Drehen dieser Welle synchron mit der Drehbewegung der ersten Welle (12) bewirkt, und daß an der zweiten Welle (18) ein zweiten Halter (15a) mit wenigstens einer gegenüber der Achse der zweiten Welle (18) radial versetzten Aufnahme (16) für wenigstens ein Bearbeitungswerkzeug (2) vorgesehen ist. |
| 3. | Vorrichtung nach Anspruch 1 oder2, gekennzeichnet durch eine gegenüber der ersten Welle (12) radial versetzte zweite Welle (18), die in einem mit der ersten Welle (12) verbundenen Lager (17) um ihre ebenfalls in der dritten Raumachse (Z Achse) orientierten Achse drehbar gelagert ist, mit einem Antrieb für die zweite Welle (18), der ein Drehen dieser Welle synchron mit der Drehbewegung der ersten Welle (12) bewirkt, sowie durch einen zweiten Halter (15a) mit wenigstens einer gegenüber der Achse der zweiten Welle (18) radial versetzten Aufnahme (16) für wenigstens ein Bearbeitungswerkzeug (2). |
| 4. | Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Antrieb (8, 9,13) für die erste Welle (12). |
| 5. | Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Lager (11) für die erste Welle (12) an einem Schlitten (10) vorgesehen ist, der in der ersten Raumachse (XAchse) verschiebbar an einem Vorrichtungsgestell vorgesehen ist. |
| 6. | Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb für die erste Welle (12) von einem Zahnrad (13) sowie von wenigstens einer mit diesem Antriebsrad (13) zusammenwirkenden Antriebsschiene (8, 9) gebildet ist. |
| 7. | Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsschiene eine sich in Längsrichtung der Schiene erstreckende Verzahnung aufweist und das Antriebsrad ein mit der Verzahnung zusammenwirkendes Zahnrad ist. |
| 8. | Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß an der Antriebsschiene eine Länge einer Kette vorgesehen ist, und daß das Antriebsrad (13) ein Kettenrad ist. |
| 9. | Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Antriebsschienen beidseitig von dem Antriebsrad (13) vorgesehen sind und daß diese Schienen zwischen einer Antriebsposition und einer nicht antreibenden Position bewegbar sind. |
| 10. | Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Mittel (23) zum Fixieren des Schlittens (10). |
| 11. | Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsschiene (5) für den Schlitten (10) sowie die Antriebsschienen (8,9) an einem Vorrichtungsgestell (6) vorgesehen sind, welches relativ zu der Bearbeitungsfläche (3) bewegbar ist, beispielsweise auch in der zweiten Raumachse (YAchse). |
| 12. | Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb für die zweite Welle (18) von einem an dieser Welle vorgesehenen Antriebsrad (19) gebildet ist, welches mit einem fest am Lager (11) der ersten Welle (12) vorgesehenen Antriebsrad (21) zusammenwirkt. |
| 13. | Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsräder Teil eines Kettengetriebes (22), eines Riemengetriebes oder eines Zahnradgetriebes sind. |
| 14. | Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Halter (15,15a) jeweils wenigstens zwei Aufnahmen (16) für Bearbeitungswerkzeuge (2) vorgesehen sind. |
| 15. | Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Antriebsmittel (24, 25, 26) vorgesehen sind, um beim Bewegen der Führungsschiene (5) für den Schlitten (10) in der zweiten Raumachse (YAchse) die erste Welle (12) für eine Rotation um ihre Achse anzutreiben. |
| 16. | Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der ersten Welle (12) und/oder an einem an dieser Welle vorgesehenen Rad (13) und/oder am Schlitten (10) und/oder an den Antriebsschienen (8,9) und/oder an den Antriebsmittel (24, 25, 26) oder deren Elementen wenigstens eine Markierung oder Winkeleinteilung (13.1, 10.1, 8.1, 9.1, 24.1, 25.1) vorgesehen ist. |
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der wenigstens ein Bearbeitungswerkzeug, vorzugsweise aber gleichzeitig mehrere Bearbeitungswerkzeuge über eine Bearbeitungsfläche auf von Kreisbewegungen abgeleiteten Bewegungsbahnen reproduzierbar bewegt werden können. Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine Vorrichtung entsprechend dem Patentanspruch 1 ausgebildet.
Bearbeitungswerkzeuge im Sinne der Erfindung sind Werkzeuge unterschiedlichster Art, mit denen eine Bearbeitungsfläche bearbeitet und/oder auf eine derartige Fläche eingewirkt werden kann. In diesem Sinne sind Bearbeitungswerkzeuge u. a. Stifte, Fräser, Schneidwerkzeuge usw.
"Bearbeitungsfläche"im Sinne der Erfindung ist eine beliebige Fläche oder ein beliebiger Untergrund, an dem eine Einflußnahme oder Bearbeitung durch das Bearbeitungswerkzeug erfolgen soll, beispielsweise auch eine Papier-oder Stoffbahn, auf der mit Hilfe eines oder mehrerer Stifte von Kreisbewegungen abgeleitete Linien erzeugt werden sollen, aber auch Wand-und Bodenflächen, Oberflächen von Gegenständen usw..
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen : Fig. 1 in sehr vereinfachter schematischer Darstellung und in Draufsicht eine Vorrichtung gemäß der Erfindung ;
Fig. 2 in vereinfachter Darstellung einen Schnitt durch den Schlitten der Vorrichtung mit weiteren, an diesem Schlitten vorgesehenen Funktionselementen ; Fig. 3 in vereinfachter schematischer Darstellung einen Schnitt entsprechend der Linie I-I der Figur 2 ; Fig. 4 in ähnlicher Darstellung wie Figur 1 eine weitere mögliche Ausführungsform der Erfindung.
Die in den Figuren allgemein mit 1 bezeichnete Vorrichtung dient zum Führen wenigstens eines Verarbeitungswerkzeugs 2 über eine Bearbeitungsfläche 3. Das Bearbeitungswerkzeug ist beispielsweise im einfachsten Fall wenigstens ein Stift, wobei in diesem Fall die Bearbeitungsfläche z. B. von einem Flachmaterial aus Papier oder Karton gebildet ist, auf dem mit Hilfe der Vorrichtung bzw. dem Stift eine Linie 4 erzeugt werden soll. Das Arbeitswerkzeug 2 kann aber ein beliebiges anderes Werkzeug sein, beispielsweise ein Schneid-oder Fräswerkzeug usw. Weiterhin können an der Vorrichtung mehrere derartige Bearbeitungswerkzeuge 2 gleichzeitig vorgesehen sein.
Bei der dargestellten Ausführungsform wird zur einfacheren Beschreibung davon ausgegangen, daß die Arbeitsfläche 3 in einer horizontalen Ebene angeordnet ist, also in der von der X-und Y-Achse bestimmten horizontalen XY-Ebene liegt. Es versteht sich, daß auch andere Orientierungen der Arbeitsfläche 3 möglich sind, beispielsweise in einer vertikalen Ebene (z. B. XZ-Ebene), und zwar bei entsprechender Anordnung der Vorrichtung 1.
Mehr im Detail besteht die Vorrichtung aus einer Führungsschiene 5, die mit ihrer Längserstreckung in der X-Achse liegt und die beidendig jeweils an einem Lager 6 gehalten ist, welches in Richtung der Y-Achse verstellbar an einer Führungsschiene 7 vorgesehen ist. Parallel zur Führungsschiene 5 und im Abstand von dieser sind zwei
als Zahnstangen wirkende Antriebsschienen 8 und 9 vorgesehen, die voneinander beabstandet sind und quer zu ihrer Längserstreckung (X-Achse), d. h. in Richtung der Y-Achse verstellbar an den Lagern 6 vorgesehen sind, wie dies mit den Doppelpfeilen B und C angedeutet ist. An ihren einander zugewandten Seiten sind die Schienen 8 und 9 mit einer Verzahnung versehen, die beispielsweise von jeweils einer Länge einer Rollenkette gebildet ist, welche in geeigneter Weise an der jeweiligen Schiene 8 bzw.
9 befestigt ist.
An der Führungsschiene 5 ist ein Schlitten 10 in Richtung der X-Achse verschiebbar geführt, wie dies mit dem Doppelpfeil D angedeutet ist. Am Schlitten 10 ist u. a. ein Lager 11 befestigt, in welchem eine Welle 12 um ihre Achse frei drehbar gelagert ist.
Die Achse der Welle 12 liegt in der Z-Ebene. Am oberen Ende der Welle 12 ist austauschbar ein Zahnrad 13 vorgesehen, welches mit der Verzahnung einer der Schienen 8 oder 9 zusammenwirken kann. Am unteren Ende ist an der Welle 12 ein Träger 14 vorgesehen, der an seiner der Welle 12 abgewandten Unterseite einen Halter 15 bildet, in welchem das wenigstens eine Bearbeitungswerkzeug 2 befestigt werden kann, und zwar derart, daß dieses Bearbeitungswerkzeug 2 radial gegenüber der Achse der Welle 12 versetzt ist. Der radiale Abstand a des Bearbeitungswerkzeuges 2 von der Achse der Welle 12 ist verstellbar, wie dies mit dem Doppelpfeil E angedeutet ist, und zwar bei der dargestellten Ausführungsform dadurch, daß der Halter 15 mit den Aufnahmen 16 relativ zum Träger 14 verstellbar ist. Der Träger 14 besteht bei der dargestellten Ausführungsform aus einem oberen, sich radial zur Achse der Welle 12 erstreckenden Arm 14.1, der beidendig radial von der Welle 12 wegsteht. An jedem Ende des Armes 14.1 ist ein parallel zur Achse der Welle 12 sich erstreckender Arm 14.2 mit seinem oberen Ende befestigt. Am unteren Ende des Armes 14.2 ist der leistenartige Halter 15 derart befestigt, daß er mit seiner Längserstreckung radial zur Achse der Welle 12 liegt.
Am unteren Ende der Welle 12 ist weiterhin ein radial von dieser Welle wegstehender und mit seiner Längserstreckung in einer X-Y-Ebene angeordneter Ausleger 17 vorgesehen, an dessen freien Ende eine weitere Welle 18 frei drehbar gelagert ist, die mit ihrer Achse parallel zur Achse der Welle 12 und damit in Richtung der Z-Achse orientiert ist. Am oberen der Welle 18 ist ein Ketten-Rad 19 austauschbar befestigt, welches Bestandteil eines Kettengetriebes ist, welches eine eine geschlossene Schlaufe bildende Kette 20 sowie ein Kettenrad 21 aufweist, welches drehfest an dem Lager 11 vorgesehen ist, und zwar derart, daß die Achse des Kettenrades 21 achsgleich mit der Achse der Welle 12 liegt. Durch den von dem Kettenrad 19, der Kette 20 und dem Kettenrad 21 gebildeten Kettengetriebe 22 wird bei umlaufender Welle 12 und damit bei um die Achse dieser Welle umlaufendem Ausleger 17 die Welle 18 für eine Rotation um ihre Achse angetrieben. Am unteren Ende der Welle 18 ist ein dem Träger 14 entsprechender Träger 14a zusammen mit einem dem Halter 15 entsprechender Halter 15a mit Aufnahme 16 für Bearbeitungswerkzeuge vorgesehen.
An der Führungsschiene 5 und/oder an den Schienen 8 und 9, aber auch an den Führungsschienen 7 sind Maß-Skalen vorgesehen, um eine genaue Positionierung des Schlittens 10 in Bezug auf die Bearbeitungsfläche 3 zu ermöglichen. Weiterhin ist zumindest an der Welle 12 bzw. an dem Zahnrad 13 eine Winkeleinteilung vorgesehen, mit der eine beispielsweise manuelle Einstellung der Drehstellung der Welle 11 und damit auch der Drehstellung der Träger 14 und 14a mit den zugehörigen Haltern möglich ist.
Weiterhin sind Mittel vorgesehen, beispielsweise in Form einer Klemmschraube 23, um den Schlitten 10 in einer bestimmten Position an der Führungsschiene 5 zu fixieren.
Für die Vorrichtung 1 ergeben sich unterschiedliche Verwendungsmöglichkeiten. So ist es beispielsweise möglich, eine der beiden Schienen 8 oder 9 derart an das Zahnrad 13 heranzubewegen und in dieser Position zu fixieren, daß das Zahnrad mit der Verzahnung an dieser Schiene in Eingriff steht, so daß beim manuellen Verschieben des Schlittens 10 entlang der Führung 5 der Träger 14 mit dem zugehörigen Halter 15 um die Achse der Welle 12 gedreht wird und ein in einer Aufnahme 16 befestigtes Bearbeitungswerkzeug 2 demnach entsprechend der involventen Linie 4 über die Bearbeitungsfläche 3 bewegt wird. Gleichzeitig wird auch der Ausleger 17 um die Achse der Welle 12 gedreht, wobei über das Kettengetriebe 23 der Träger 14a und der zugehörige Halter 15a zusätzlich um die Achse der Welle 18 gedreht werden und ein in einer Aufnahme des Halters 15a vorgesehenes Bearbeitungswerkzeug damit eine Bewegung relativ zur Bearbeitungsfläche 3 ausführt, die die Kombination der linearen Bewegung des Schlittens 10 und der beiden Drehbewegungen des Auslegers 17 um die Achse der Welle 12 und des Trägers 14a um die Achse der Welle 18 ist.
Durch wahlweise Verwendung der Schiene 8 oder 9 bzw. deren Verzahnungen für den Antrieb des Zahnrades 13 kann bei gleicher Bewegungsrichtung des Schlittens 10 die Drehbewegung der Welle 12 und damit auch die Drehbewegung für den Träger 14 und 14a sowie deren Halter 15 und 15a umgekehrt werden.
Weiterhin besteht die Möglichkeit, den Schlitten 10 mit Hilfe der Klemmschraube 23 an der Führungsschiene 5 in einer vorgegebenen Position zu fixieren und bei außer Eingriff mit den Schienen 8 und 9 befindlichem Zahnrad 13 dieses manuell zu drehen, und zwar bei gegenüber der Bearbeitungsfläche 3 stationärer Vorrichtung oder aber bei entlang der Führungsschienen 7 in Richtung der Y-Achse bewegter Vorrichtung.
Es besteht weiterhin auch die Möglichkeit, mehrere Bearbeitungswerkzeuge 2 an dem Halter 15 und/oder 15a vorzusehen.
Weiterhin ist es möglich, an Stelle des Kettengetriebes 22 auch einen anderen Antrieb vorzusehen, der bei um die Achse der Welle 12 umlaufenden Ausleger 17 ein Drehen der Welle 18 bewirkt, beispielsweise ein Riemenantrieb oder ein Zahnradgetriebe.
Um eventuelle Toleranzen auszugleichen, ist die jeweilige, mit dem Zahnrad 13 in Eingriff stehende Schiene 8 bzw. 9 durch Federmittel gegen das Zahnrad 13 angedrückt.
Durch Austauschen des Zahn-oder Kettenrades 13 gegen ein Zahn-oder Kettenrad mit kleinerem oder größerem Durchmesser besteht die Möglichkeit, die Übersetzung des von diesem Zahnrad und einer Antriebsschiene 8 bzw. 9 gebildeten Getriebe zu verändern. Gleiches gilt auch für das Austauschen des Kettenrades 19. Zum Spannen der Kette 20 ist ein Kettenspanner 20.1 vorgesehen.
Die Figur 4 zeigt als weitere mögliche Ausführungsform eine Vorrichtung 1a, die sich von der Vorrichtung 1 im Wesentlichen dadurch unterscheidet, daß an einem Lagerelement 11 ein Zahnrad 24 drehbar gelagert ist, welches mit einer parallel zur Führungsschiene 7 angeordneten oder an dieser Führungsschiene vorgesehenen Zahnstange 25 zusammenwirkt. Über eine Antriebsverbindung 26, die beispielsweise von wenigstens einem Getriebe gebildet ist, sind das Zahnrad 24 oder eine dieses Zahnrad aufweisende Welle antriebsmäßig mit der Welle 12 verbindbar, sodaß bei an der Führungsschiene 5 mittels der Klemmung 23 fixiertem Schlitten 10 und bei außer Eingriff mit den Schienen 8 bzw. 9 stehendem Zahnrad 13 beim Bewegen der Vorrichtung in Richtung des Pfeiles A mit dem in die Zahnstange 25 eingreifenden Zahnrad 24 ebenfalls ein Drehen der Wellen 12 und 18 und damit ein Bewegen der an den Haltern vorgesehenen Werkzeuge in der vorstehend beschriebenen Weise erfolgt.
In der Figur 4 sind mit 13.1 eine Winkeleinteilung an der Oberseite des Zahnrades 13 und mit 8.1 und 9.1 Skaleneinteilungen an den Schienen 8 bzw. 9 vorgesehen.
Weiterhin sind am Schlitten 10 Markierungen 10.1 vorgesehen, sodaß nicht nur der Schlitten 10, sondern auch die Welle 12 vor jedem Arbeitsbeginn in eine definierte Ausgangsstellung gebracht werden können. Ähnliche Markierungen bzw.
Skaleneinteilungen 24.1 und 25.1 sind am Zahnrad 24 bzw. an der Zahnstange 25 vorgesehen. Es versteht sich, daß insbesondere auch die Skaleneinteilung 13.1 bzw.
14.1 auch an einer Scheibe an der entsprechenden Welle aufgebracht sein können.
Die Vorrichtungen 1 und 1a und deren Elemente bestehen vorzugsweise aus Metall, beispielsweise Stahl, auch andere Materialien sind für die Vorrichtung oder für Teile dieser Vorrichtung denkbar.
Die Erfindung wurde voranstehend an Ausführungsbeispielen beschrieben. Es versteht sich, daß zahlreiche weitere Abwandlungen und Änderungen möglich sind, ohne daß dadurch der der Erfindung zugrunde liegende Erfindungsgedanke verlassen wird. So ist es grundsätzlich auch möglich, die Bearbeitungsfläche oder einen die Bearbeitungsfläche tragenden Tisch relativ zu der Vorrichtung beweglich auszubilden, wobei dann über eine Antriebseinheit die Bewegung dieser Arbeitsfläche bzw. des Arbeitstisches auf die Welle 12 übertragen wird, und zwar derart, daß sich diese synchron mit dem Arbeitstisch dreht.
Weiterhin ist es auch möglich, für eine oder mehrere Bewegungen der Vorrichtung motorische Antriebe zu sehen.
Vorstehend wurde davon ausgegangen, daß der Schlitten 10 und/oder der von den Lagern 6 und der Führungsschiene 5 gebildete Rahmen in linear bewegt werden, und zwar entsprechend den Pfeilen A bzw. D. Es versteht sich, daß auch andere
Bewegungsbahnen grundsätzlich denkbar sind, und zwar beispielsweise dadurch, daß der von den Lagern 6 und der Führungsschiene gebildete Rahmen und/oder der Schlitten 10 um eine senkrecht zur Bearbeitungsfläche 3 verlaufende Achse geschwenkt werden und/oder der Schlitten 10 auf einer gekrümmten Führungsschiene 5 vorgesehen ist, wobei dann auch entsprechende Zahn-oder Antriebsschienen den Bewegungen angepaßt gekrümmt sind.
Bezugszeichenliste 1 Vorrichtung 2 Bearbeitungswerkzeug 3 Bearbeitungsfläche 4 Linie 5 Führungsschiene 6 Lager 7 Führungsschiene für Lager 6 8,9 Schiene oder Zahnstange 8. 1, 9. 1 Skala oder Markierung 10 Schlitten 10.1 Markierung 11 Lagerelement 12 Welle 13 Zahnrad oder Kettenrad 13.1 Skalen-bzw. Winkeleinteilung 14,14a Träger 15, 15a Halter 16 Aufnahme 17 Ausleger 18 Welle 19 Kettenrad 20 Kette 20. 1 Kettenspanner 21 Kettenrad 22 Kettengetriebe 23 Klemmschraube 24 Zahnrad 24.1 Winkeleinteilung oder-markierung 25 Zahnstange 25.1 Markierung