DE2515888C2 - Kopiervorrichtung mit einer auf einer Kreisbahn führbaren Übertragungseinrichtung zwischen Taster und Werkzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kopiervorrichtung mit einer Schablone und einem in Anlage an der Schablone gehaltenen Taster, der mittels einer Übertragungseinrichtung ein von einem Werkzeugträger gehaltenes Werkzeug in einer Ebene führt, wobei die Abtastlinie der Schablone in einer dazu parallelen Ebene angeordnet ist und Krümmungen um eine zu den Ebenen senkrechte Achse aufweist und die Übertragungseinrichtung auf einer Kreisbahn um dieselbe Achse fahrbar ist.

Eine bei derartigen Maschinen, wie sie z. B. aus der DE-OS 23 65 084 bekannt ist, auftretende Schwierigkeit besteht darin, daß sie schnell für die Herstellung unterschiedlicher Flächen einzurichten sein müssen. Das eilt besonders für Maschinen, mit denen asphärische Flächen hergestellt werden sollen, wie sie bei Formen vorkommen, die der Produktion von Cornealschalen dienen.

Um Formen zu erhalten, mit denen Cornealschalen unterschiedlicher geometrischer Gestalt gefertigt werden können, muß man das Profil der Steuerkurve der benutzten Kopiermaschine verändern können.

Bisher wurden zu diesem Zweck so viele Steuernokken mit unterschiedlichen Profilen zur Verfugung gehalten, wie es herzustellende Flächen gibt, um die Maschine für die Herstellung eines jeden Oberflächentyps mit der zugehörigen Schablone auszurüsten.

Eine solche Lösung verlangt aber nicht nur die Herstellung und Aufbewahrung einer großen Zahl ,verschiedener Schablonen, ist also kostspielig, sondern erfordert auch jedesmal eine Montage, die im Hinblick auf die erforderlichen justierarbeiten verhältnismäßig zeitraubend und schwierig ist

Um diese Nachteile zu beseitigen, sind bereits Schablonen mit veränderbaren Profilen oder Flächen vorgeschlagen worden, die mittels geeigneter Einstellung an die verschiedenen Arten von herzustellenden Flächen anzupassen sind.

Die bisher bekanntgewordenen Schablonen mit veränderbarem Profil erlauben jedoch, wenn sie vor allem für Flächen geeignet sind, bei denen der Krümmungsradius der Randzone der Flächen größer ist als der Krümmungsradius des Mittelbereichs der Fläche, nicht die Herstellung von Flächen, bei denen umgekehrt der Krümmungsradius der Randzone der Fläche kleiner ist als der Krümmungsradius des Mittelbereichs der Fläche.

Derartige Flächen können aber erforderlich sein, insbesondere wenn Formen herzustellen sind, die für die Fertigung einer zur Korrektur von hochgradiger Kurzsichtigkeit geeigneten Cornealschale benötigt werden, deren Dicke im Randbereich möglichst gering sein soll.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kopiermaschine der genannten Gattr-ag zu schaffen, bei welcher die Übertragungseinrichtung der Bewegungs-. bahn des Kopierfingers auf die Bewegungsbahn des Bearbeitungskopfes unter Verwendung einer einfachen und kostengünstigen Schablone es ermöglicht, asphärische Flächen unterschiedlichen Typs, insbesondere solche, bei denen der Krümmungsradius des Randbereichs geringer ist als derjenige des Mittelbereichs, leicht und mit sehr geringer Rüstzeit herzustellen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Schablone aus einem Kreisbogen und einer daran tangential anschließenden Geraden besteht, die Schablone auf einem feststehenden Rahmen durch Drehen um ihre Achse (X) verstellbar ist und die Übertragungseinrichtung so ausgebildet ist, daß das Werkzeug sich der Achse (X) nähert, wenn der Taster sich von dieser entfernt. Durch die erfindungsgemäßen Merkmale wird eine Kopiermaschine geschaffen, bei der zum einen auf eine Vielzahl von unterschiedlichen Einzelschablonen verzichtet werden kann und zum anderen eine sehr geringe Rüstzeit entsteht. Darüber hinaus ist es durch die erfindungsgemäße Ausbildung möglich, Flächen herzustellen, bei denen der Krümmungsradius der Randzone kleiner ist als der Krümmungsradius des Mittelbereichs. Folgt der Taster dem Kreisabschnitt der Schablone, so bewegt sich das Werkzeug ebenfalls längs eines Teils einer Vollkreislinie; wird der Taster demgegenüber an dem geradlinigen Abschnitt entlanggeführt, so durchläuft das Werkzeug

eine gekrümmte Bahnlinie, die tangential von der vorhergegangenen Kreislinie ausgeht und sich von dem verlängert gedachten Kreisabschnitt um eine Strecke entfernt, die für jeden Radius dieses Kreises der Strecke proportional ist, um die der geradlinige Abschnitt des Steuernockeris sich von dem verlängert gedachten Kreisabschnitt des Steuernockens entfernt Per Proportionalitätsfaktor wird dabei durch das Nachbildungsverhältnis der Übertragungseinrichtung bestimmt. Die auf diese Weise hergestellte Fläche weist an ihrem Rand einen Krümmungsradius auf, der kleiner ist als der Krümmungsradius des mittleren Bereichs, wobei die Veränderung dieses Krümmungsradius lediglich eine Drehung der Schablone um den Mittelpunkt des Kreisabschnitts erfordert

Durch eine Verschiebung des Werkzeugs gegenüber der Achse, die parallel zur Erzeugenden der Fläche der Schablone und durch die Mitte des Kreisabschnitts der Schablone verläuft kann gleichzeitig oder unabhängig der Krümmungsradius des mittleren Bereichs variiert werden. Es lassen sich somit eine Vielfalt von Flächen herstellen, die den verschiedensten Anforderungen gerecht werden.

Vorteilhaft kann dabei sein, daß der Querschnitt der Schablone zumindest im Bereich des Kreüszylhderab-Schnitts winkelförmig und der Querschnitt der Führung komplementär dazu ausgeführt ist Auf diese Weise wird eine sichere Führung zum einen der Schablone auf der Halterung und zum anderen des Tasters an der Schablone sichergestellt.

Eine günstige Ausführungsform kann darin gesehen werden, daß der Kreiszylinderabschnitt eine kreisbogenförmige längliche Aussparung aufweist deren Mittelpunkt mit dem des Kreiszylinderabschnitts zusammenfällt, durch weiche Aussparung Gewindebolzen oder ähnliche Feststellmittel geführt sind, die in der den Kreiszylinderabschnitt tragenden Fühning gehalten sind. Hierdurch kann sichergestellt werden, daß die Schablone zum einen gut arretiert und zum anderen rasch gelöst und verschoben werden kann. ίο

Als eine weitere vorteilhafte Maßnahme kann vorgesehen werden, daß die Übertragungseinrichtung einen drehbaren Werkzeugträger und den Taster tragenden, gelenkig angeordneten Hebel aufweist, und daß das Werkzeug gegenüber dem Hebel jenseits der genannten Achse (X) angeordnet ist. Durch diese Anordnung ist es möglich, konkave Flächen herzustellen. Vorteilhafterweise kann die Maschine jedoch auch so umgestellt werden, daß die Übertragungseinrichtung einen drehbaren, den Werkzeugträger und den Taster auf jeweils einer Seite des Hebeldrehpunkts gelenkig angeordnet tragenden Hebel aufweist, und daß das Werkzeug zwischen der genannten Achse (X) und dem Hebel angeordnet ist. Durch eine solche Anordnung kann also auf leichte Weise mit der gleichen Maschine eine konvex gewölbte Fläche erzeugt werden.

Die Erfindung wird im übrigen in der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine perspektivische Ansicht einer Schablone, wie sie in der erfindungsgemäßen Kopiermaschine Verwendung findet,

F i g. 2 eine Draufsicht auf diese Schablone,

Fig. 3 einen Querschnitt längs der Linie IfI-III in F i g. 2, ft5

F i g. 4 eine Ansicht, teils im Schnitt, einer Kopiervorrichtung, ausgestattet mit einer Schablone,

Fig. 5 in geändertem Maßstab eine Draufsicht zur Erläuterung der Arbeitsweise der Schablone,

F i g. 6 eine der F i g. 4 entsprechende Ansicht einer Ausführungsvariante.

Nach der dargestellten Ausführungsform ist eine Schablone 10 auf einem Rahmen 11 befestigt der im wesentlichen von einer Grundplatte 12 und einer Randleiste 13 gebildet wird, die einem Abschnitt einer Kreislinie entspricht und genau senkrecht auf dem Rahmen 11 steht aus dessen einer Seite sie herausragt

Die Randleiste 13 bildet für die Schablone 10 eine Führung um den Mittelpunkt O, nachstehend als Kreisführung bezeichnet

Im Querschnitt zeigt die Leiste ein Viereckprofil, wie sich insbesondere aus Fig.3 ergibt Die darin dargestellte Ausführungsform zeigt eine einteilige Schablone 10 mit Winkelprofil im Querschnitt die einerseits einen Abschnitt 10Λ, der einen Kreisabschnitt bildet und im weiteren als Kreisabschnitt bezeichnet werden soll, und andererseits einen geradlinigen Abschnitt tOB aufweist der den Kreisabschnitt WA an einem seiner Enden tangential fortsetzt

Der Kreisabschnitt 10Λ der Schr'^one 10 hat den gleichen Mittelpunkt O wie die Kreisführ jng 13 und ist auf dieser gleitend verschiebbar angeordnet

Damit die Schablone auf der Kreisführung 13 unverrückbar festgehalten werden kann, ist in dem Kreisabschnitt 10Λ eine kreisbogenförmige längliche Aussparung 15 vorgesehen, deren Mittelpunkt O identisch ist mit dem der Kreisführung 13; durch die Aussparung 15 greifen Verriegelungsmittel, z. B. Gewindebolzen 16, die in die Kreisführung IS eingeschraubt werden können.

Die Abschnitte 10/4 und 105 der Schablone 10 bilden seitlich aneinandergesetzt eine durchgehende Schablonenfläche 18.

In Fig.4 ist schematisch eine Kopiervorrichtung dargestellt, die mit einer solchen Schablone 10 ausgestattet werden kann.

Eine derartige Kopiervorrichtung soll hier nicht im einzelnen beschrieben werden; es sei nur erwähn;, daß sie, wie an sich bekannt, einen Taster 19 aufweist, der in Anlage an der Schablonenfläche 18 der Schablone 10 gehalten wird, einen Werkzeugträger 20, der gegenüber einer Achse (X) senkrecht bewegbar ist, die parallel zu der Erzeugenden der Schablonen fläche 18 der Schablone 10 und durch den Mittelpunkt O des Kreisabschnitts der Schablone verläuft. Des weiteren ist eine Übertragungseinrichtung 21 vorhanden, die den Werkzeugträger 20 nach Maßgabe der Bewegungen des Tasters 19 steuert.

Bei dem in F i g. 4 wiedergegebenen Ausführungsbeispiel, das die Anwendung der Erfindung bei der Herstellung von Konkavflächen betrifft, besitzt die Übertragungseinrichtung 21 einen Hebel 24, der in 25 schwenkbar an dem Maschinenrahmen befestigt ist, sind der Taster 19 bzw. der Werkzeugträger 20 mit diesem Hebel durch Gestänge 26 bzw. 27 verbunden, die an dem Hebel 24 bezüglich des Hebeldrehpunkts 25 auf der gleichen Seite angebracht sind, und befindet sich ein an dem Werkzeugträger 20 angebrachtes Werkzeug 22 dem Hebel 24 gegen jber jenseits der Achse (X).

Die Übertragungseinrichtung 21 arbeitet so, daß das Werkzeug 22 sich der Achse (Annähert, wenn der Taster 19 sich von ihr entfernt.

Fig. 5 zeigt eine Draufsicht senkrecht zu der oben definierten Achse (X); darin fällt die Spur dieser Achse (X) somit mit dem Miitelpunkt O des Kreisabschnitts 10/4 der Schablone 10 zusammen.

Für F i g. 5 wird gemäß dem Gesagten angenommen, daß die Schablone 10 mittels ihres Kreisabschnitts 104 fest mit der Führung 13, auf der er angebracht ist, verbunden ist.

R\ sei der Radius des Teils der Schablonenfläche 18, ■-. der dem Kreisabschnitt 10/4 der Schablone 10 entspricht.

Solange der Taster 19 dem fraglichen Kreisabschnitt 10/4 folgt, beschreibt er von einem Punkt A\ bis zu einem Punkt Ai des Kreisabschnitts einen Teil des Kreises C in mit dem Radius R₁, und das Werkzeug 22 beschreibt einen Teil des Kreises γ mit dem Radius Rz, und zwar von einem auf der Geraden DA\ liegenden Punkt «i aus bis zu einem auf der Geraden OAj liegenden Punkt «j-

Wenn der Taster 19 von dem Punkt Aj aus, der den ι > tangentialen Übergang von dem geradlinigen Abschnitt 1Od der Schablone 10 auf den Kreisabschnitt 10/4 der Schablone 10 markiert, dem geradlinigen Abschnitt 1Od folgt, so beschreibt er eine Gerade D', und das Werkzeug 22 durchläuft eine gekrümmte Linie 6 ', die tangential an den vorhergehenden Teil des Kreises y anschließt, und bei der jeder Punkt ot '3 für einen beliebigen, verlängert gedachten Radius OAj des verlängert gedachten Kreises C von dem zugeordneten Punkt «3 des verlängert gedachten Kreises y um eine Strecke ε ' entfernt ist, die proportional von der Strecke E'ist, die den fraglichen Punkt A3 von dem Punkt A 3 des geradlinigen Abschnitts der Schablonenfläche 18 auf dem Radius OAj trennt. Der Proportionalitätsfaktor zwischen den Strecken ε ' und E' entspricht dabei dem jo durch die Übertragungseinrichtung 21 hervorgebrachten Nachbildungsverhältnis.

Infolgedessen führt die Kurve δ' in Richtung auf das Innere des verlängert gedachten Kreises y, der ursprünglich von dem Werkzeug 22 durchlaufen wurde, und weist somit, allgemein ausgedrückt, einen Krümmungsradius auf, der kleiner ist als der Radius R₂ des Kreisesy.

Man sieht, daß es erfindungsgemäß möglich ist, Kurven zu erzielen, die sich tangential an einen vorbestimmten Kreisabschnitt anschließen und dabei durch einen beliebigen Punkt λ '3 verlaufen, der im Inneren des entsprechenden Kreises liegt.

Wenn eine solche Kurve einen noch kleineren Krümmungsradius haben soll, oder wenn man, mit anderen Worten ausgedrückt, die oben beschriebene Kurve δ ' durch eine Kurve δ " zu ersetzen wünscht, die durch einen Punkt α "j läuft, der der Achse (A^oder dem Mittelpunkt O noch näher als der zugeordnete Punkt λ '3 liegt, d. h. von dem zugeordneten Punkt «3 einen Abstand ε " hat, der größer ist als der Abstand ε', der den Punkt α '₃ von -iiesem Punkt «₃ trennt, so braucht man nur die Gewindebolzen 16 zu lösen und den Kreisabschnitt 10,4 der Schablone 10 um den Mittelpunkt O zu drehen, indem man diesen Kreisabschnitt ein Stück weit auf der Kreisführung 13, auf der er ruht, führt, bis für den betrachteten Radius OA3 der entsprechende Punkt A "3 des geradlinigen Abschnitts der Schablonenfläche 18 um eine Strecke E"von dem Punkt Aj entfernt ist, die dem gesuchten Abstand ε " entspricht; in F i g. 5 ist der Winkel, um den die Schablone 10 zu drehen ist, mit R bezeichnet.

So kann man für eine gegebene Stellung des Werkzeugs 22 gegenüber der Achse (X), die das zwischen den Radien R₂ und R\ bestehende Verhältnis bestimmt, in sehr einfacher Weise eine ganze Kurvenschar erhalten, die sämtlich an ihren Enden Krümmungsradien aufweisen, die insgesamt kleiner sind als der Radius Rr, weil das Bearbeitungswerkzeug 22 im übrigen eine Transversalbewegung beiderseits der Kurve auszuführen vermag, der es folgt, ist es daher möglich, eine ganze Schar von asphärischen Flächen herzustellen, die in ihren Randzonen Krümmungsradien aufweisen, die allgemein kleiner sind als der Krümmungsradius ihres mittleren Bereichs.

Um den Krümmungsradius dieses mittleren Bereichs zu verändern, braucht nur das Werkzeug 22 gegenüber der Achse (X) verstellt zu werden, wie es in Fig.5 gestrichelt angegeben ist; das Werkzeug 22 folgt zunächst einem Teil der Kreislinie yi, dann einer Kurve δ Ί oder δ "ι oder einer sonstigen Kurve, wie es oben beschrieben worden ist.

Wenn das Werkzeug 22 sich nun zwischen dem Hebel 24 der Übertragungseinrichtung 21, die in Fig.4 gezeichnet ist, und der durch den Mittelpunkt des KreisabscTiä'tts der Schablone 10 laufenden Achse (X) befindet, entfernt sich das Werkzeug 22 beim geradlinigen Abschnitt der Schablone 10 von der Achse (X) statt sich ihr zu nähern.

Nach einer in F i g. 6 wiedergegebenen Ausführungsvariante befindet sich das Werkzeug 22 zwischen dem Hebel 24 der Übertragungseinrichtung 21 und der Achse (X), aber der Drehpunkt 25 dieses Hebels ist so verlegt, daß die Gestänge 26 bzw. 27, die den Werkzeugträger 20 bzw. den Taster 19 mit dem Hebel 24 koppeln, an diesen auf jeweils einer Seite des Drehpunkts 25 und nicht mehr gemeinsam auf ein und derselben Seite angeschlossen sind.

In diesem Fall wird die von dem Werkzeug 22 bearbeitete Fläche konvex, und wenn der Taster 19 an dem geradlinigen Abschnitt der Schablone 10 entlangfährt, nähert das Werkzeug 22 sich der Achse (X), wie zuvor, und bearbeitet also noch eine Fläche, deren Randzone einen kleineren Krümmungsradius aufweist als der mittlere Bereich.

Die Erfindung ist natürlich nicht auf die beschriebenen und gezeichneten Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern umfaßt alle Ausführungsvarianten, insbesondere hinsichtlich der Anbringung der Schablone 10 juf dem Maschinenrahmen und speziell hinsichtlich der ihn tragenden Kreisführung sowie hinsichtlich des Werkzeugträgers, der statt eines Werkzeugs auch das zu bearbeitende Werkstück aufnehmen könnte.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Kopiervorrichtung mit einer Schablone und einem in Anlage an der Schablone gehaltenen Taster, der mittels einer Übertragungseinrichtung ein von einem Werkzeugträger gehaltenes Werkzeug in einer Ebene führt, wobei die Abtastlinie der Schablone in einer dazu parallelen Ebene angeordnet ist und Krümmungen um eine zu den Ebenen senkrechte Achse aufweist und die Übertragungseinrichtung auf einer Kreisbahn um dieselbe Achse führbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schablone (10) aus einem Kreisbogen (1OaJ und einer daran tangential anschließenden Geraden [V)B) besteht, die Schablone (10) auf einem feststehenden Rahmen (11) durch Drehen um ihre Achse (X) verstellbar ist und die Übertragungseinrichtung (21) so ausgebildet ist, daß das Werkzeug (22) sich dieser Achse (X) nähert, wenn der Taster (19) sich VOB dieser entfernt

2. Kopiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Schablone (10) zumindest im Bereich des Kreisabschnitts (10A^ winkelförmig und der Querschnitt ihrer Führung (13) komplementär dazu ausgeführt ist.

3. Kopiervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kreisabschnitt (10A^ eine kreisbogenförmige längliche Aussparung (15) aufweist, deren Mittelpunkt mit dem des Kreisabschnitts zusammenfällt, durch die Gewindebolzen (16) odc- ähnliche Feststellmittel geführt sind, die in der den Kreisabschnitt tuenden Führung (13) gehalten sind.

4. Kopiervorrichtung nacb-einemder Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungseinrichtung (21) einen drehbaren, den Werkzeugträger (20) und den Taster (19) tragenden, gelenkig angeordneten Hebel (24) aufweist, und daß das Werkzeug (22) gegenüber dem Hebel (24) jenseits der genannten Achse (X) angeordnet ist.

5. Kopiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungseinrichtung (21) einen drehbaren, den Werkzeugträger (20) und den Taster (19) auf jeweils einer Seite des Hebeldrehpunkts (2S) gelenkig angeordnet tragenden Hebel (24) aufweist, und daß das Werkzeug (22) zwischen der genannten Achse (X) und dem Hebel (24) angeordnet ist.

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