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Dokumentenidentifikation DE102006027396B3 29.11.2007
Titel Kopier- und Bearbeitungsvorrichtung unter Einsatz eines Pantographensystems
Anmelder Amann Girrbach GmbH, Koblach, AT
Erfinder Amann, Jürgen, Koblach, AT
Vertreter Ackmann, Menges & Demski Patent- und Rechtsanwälte, 80469 München
DE-Anmeldedatum 13.06.2006
DE-Aktenzeichen 102006027396
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 29.11.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 29.11.2007
IPC-Hauptklasse B23Q 35/10(2006.01)A, F, I, 20060613, B, H, DE
IPC-Nebenklasse B44B 1/04(2006.01)A, L, I, 20060613, B, H, DE   
Zusammenfassung Bei einer Kopier- oder Bearbeitungsvorrichtung unter Einsatz eines Pantographensystems sind eine Tastereinheit (9) für ein abzutastendes Modell und eine Fräseinheit (10) für ein zu bearbeitendes Werkstück (7) vorgesehen. Die den Pantographen (1) bildenden Arme (2, 3) und Hebel (4, 5) sind einem Schlitten (11) zugeordnet, die mit einer dem Bewegungsradius eines bei Pantographensystemen sonst üblichen Pantographenarmes entsprechenden Führungsschiene (12) oder -bahn in Wirkverbindung steht. Der aus Armen (2, 3) und Hebeln (4, 5) bestehende Pantograph (1) ist zur Einstellung des Bewegungsradius gegenüber der Führungsschiene (12) oder -bahn verstellbar, jedoch feststellbar ausgeführt.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Kopier- oder Bearbeitungsvorrichtung unter Einsatz eines Pantographensystems, wobei eine Tastereinheit einem abzutastenden Modell oder einer Zeichnung und eine Fräseinheit oder eine Zeicheneinheit dem zu bearbeitenden Werkstück bzw. der herzustellenden Zeichnung zugeordnet sind.

Pantographensysteme oder auch Parallelogrammarme sind für verschiedene Kopier- und Bearbeitungsvorrichtungen bekannt. Die Systeme sind relativ aufwendig und insbesondere platzintensiv, weil nämlich ein entsprechend großer Radius erforderlich ist, um den ein Pantographenarm gedreht wird.

Eine bekannte Konstruktion eines Pantographen (US 4 141 145) sieht vor, dass eine drehbare Befestigung für einen der Pantographenarme an einem Zapfen erfolgt, der in einen am einen Ende ausgebildeten Längsschlitz dieses Pantographenarmes eingreift. Es ist auf diese Weise eine Änderung des Radiusses, um den sich der gesamte Pantograph bewegt, veränderbar. Trotzdem ist die Drehachse dieses einen Pantographenarmes relativ weit außerhalb des als Parallelogrammgestänge ausgebildeten Abschnittes des Pantographen, so dass der daraus resultierende Platzbedarf relativ groß ist.

Die vorliegende Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, bei einer Kopier- oder Bearbeitungsvorrichtung der eingangs genannten Art eine konstruktive Lösung zu schaffen, durch welche der Platzbedarf für ein Pantographensystem wesentlich verringert werden kann.

Dies gelingt erfindungsgemäß dadurch, dass die den Pantographen bildenden Arme und Hebel einem Schlitten zugeordnet sind, der mit einer dem Bewegungsradius eines bei Pantographensystemen sonst üblichen Pantographenarmes entsprechenden Führungsschiene oder -bahn in Wirkverbindung steht.

Es wird also nicht mehr der lange Pantographenarm benötigt, der an einem Ende um eine in der Regel annähernd vertikale Achse verdrehbar ist und an dessen anderem Ende der von Armen und Hebeln gebildete Pantograph befestigt ist, sondern es wird eine Möglichkeit geschaffen, den Pantographen entlang eines dem Bewegungsradius eines Pantographenarmes entsprechenden Kreisbogens zu verschieben. Die Bauweise einer auf die erfindungsgemäße Art und Weise ausgerüsteten Kopier- oder Bearbeitungsvorrichtung wird zumindest auf die halben Abmessungen gegenüber den sonst üblichen Abmessungen verringert. Insbesondere bei z.B. in Labors eingesetzten Kopier- oder Bearbeitungsvorrichtungen ist diese Platzeinsparung eine enorme Verbesserung.

Gemäß der Erfindung ist ferner vorgesehen, dass der aus Armen und Hebeln bestehende Pantograph zur Einstellung des Bewegungsradius gegenüber der Führungsschiene oder -bahn verstellbar, jedoch feststellbar ausgeführt ist. Da ja ein Schlitten vorhanden ist, der in einer entsprechenden Kreisbogenbewegung verschiebbar ist, kann durch einfache Verstellung eine Änderung des Bewegungsradius erzielt werden. Es kann also auch bei Einsatz einer Führungsschiene oder -bahn eine Verstellung des Bewegungsradius vorgenommen werden.

Eine konstruktive Gestaltung liegt darin, dass eine Führungsschiene entlang von wenigstens drei versetzt zueinander angeordneten Rollen oder entlang von durch zwei oder mehr Rollenpaare gebildeten Führungselementen verschiebbar geführt ist. Es wird dadurch eine optimale Kreisbogenform geschaffen, gemäß der die Verschiebung möglich ist.

In diesem Zusammenhang ist es vorteilhaft, wenn der Schlitten mit einer an Rollen oder Rollenpaaren gehaltenen Führungsschiene fest verbunden ist. Es wird dann die gleiche Wirkung erzielt, als ob der Schlitten und somit der Pantograph an einem Pantographenarm mit entsprechend weit weg liegendem Drehpunkt befestigt wäre.

Andererseits ist es aber auch möglich, dass der Schlitten mit Rollenpaaren versehen ist, welche entlang einer feststehenden Führungsschiene oder -bahn verfahrbar sind. Auf diese Weise wird die gleiche Wirkung, jedoch mit umgekehrten Mitteln erreicht.

Eine weitere Ausgestaltungsmöglichkeit sieht vor, dass der Schlitten mit Führungsstiften versehen ist, mittels welchen der Schlitten entlang einer oder mehrerer die Führungsschiene oder -bahn bildenden Führungsnut(en) verschiebbar sind. Es ist auf diese Weise eine andere Variante der Führung und der Führungsmittel geschaffen.

Damit eine Änderung des Bewegungsradius in einem doch entsprechend kleinen oder größeren Rahmen ermöglicht wird, wird vorgeschlagen, dass der den Pantographen tragende Schlitten quer zur Längserstreckung der Führungsschiene verstellbar gehalten ist.

Weitere erfindungsgemäße Merkmale und besondere Vorteile werden in der nachstehenden Beschreibung anhand der Zeichnungen noch näher erläutert.

Es zeigen:

1 ein Kopierfräsgerät in Schrägsicht;

2 das Kopierfräsgerät in Draufsicht, wobei der Pantograph in Einsatzstellung verschoben ist;

3 das Kopierfräsgerät in Draufsicht, wobei der Pantograph in eine Ruhestellung zurückgeschoben ist;

4 ein Kopierfräsgerät, bei welchem der Pantograph in der bisher üblichen Weise an einem Pantographenarm befestigt ist.

Ein in den 1 bis 3 dargestellter Pantograph 1 besteht in dieser Form aus zwei Armen 2, 3 und zwei Hebeln 4, 5, welche so verbunden sind, dass das so gebildete, veränderliche Viereck ein Parallelogramm darstellt. Bei den bekannten Pantographen befindet sind in der Gelenkverbindung zweier Arme und Hebel ein Zeichenstift. Schließlich ist im Bereich der anderen Gelenkverbindung ein Fahrstift vorgesehen. Unter den Zeichenstift wird ein leeres Blatt Papier gelegt und unter den Fahrstift die Vorlage. Zum Zeichnen bewegt man den Fahrstift entlang der Konturen der Vorlage. Da der Zeichenstift der Bewegung des Fahrstiftes genau folgt, entsteht gleichzeitig auf dem Zeichenblatt eine beispielsweise im Verhältnis von 2:1 verkleinerte Kopie der Vorlage. Soll eine Verkleinerung in einem anderen Verhältnis entstehen, so bleibt die Position des Fahrstiftes unverändert; für Befestigungs- und Zeichenstift sind dem gewünschten Maßstab entsprechende Löcher zu wählen. Dabei müssen alle Stifte stets auf einer Geraden liegen. Mit der Vertauschung von Zeichen- und Fahrstift wechselt man vom Verkleinern zum Vergrößern. Eine gleich große Kopie wird erzeugt, wenn Fahr- und Zeichenstift an den Enden der beiden äußeren Schenkel und der Befestigungsstift im Gelenk der beiden kurzen Stäbe befestigt werden. Die Kopie entsteht dabei im Vergleich zur Vorlage um 180° gedreht. Ein Kopierfaktor von 1:1 ist systembedingt nur mit speziell darauf abgestimmten Schenkelkonstruktionen möglich. Früher wurden die Pantographen in der Kartografie und Geodäsie zur Verkleinerung und Vergrößerung von Karten und Plänen benutzt. Heute, in der Zeit von CAD und digitaler Bildbearbeitung, spielt der Pantograph keine große Rolle mehr, jedoch beim Kopierfräsen spielen Pantographen eine große Rolle. Sie ermöglichen durch stufenlose Verstellmöglichkeit der Position der Gelenkwinkel bzw. der Stiftaufnehmer jeden beliebigen Verkleinerungs- bzw. Vergrößerungsmaßstab. Die Führung mittels Pantographen bewirkt Bewegungen in alle drei Raumachsen. Es lässt sich also neben der Bearbeitungsposition auch die Bearbeitungstiefe bzw. das Abheben des Fräsers vom Werkzeug mitbestimmen. Die Führung geschieht meist manuell durch den Bediener.

In der nachstehenden Beschreibung wird das in den Zeichnungen gezeigte Kopierfräsgerät als Beispiel genommen, wobei alle erfindungsgemäßen Maßnahmen auch für irgendwelche anderen Kopier- und Bearbeitungsvorrichtungen herangezogen werden können einschließlich aller damit verbundener Zeichenarbeiten.

Bei der vorliegenden Erfindung sind nun die den Pantographen bildenden Arme 2, 3 und Hebel 4, 5 zur Veränderung des Verkleinerungs- oder Vergrößerungsfaktors zumindest teilweise in ihrer Länge verstellbar und der Bewegungsradius des Pantographen 1 ist ebenfalls einstellbar. Weiters ist eine Arbeitsplatte 6 zur Aufnahme eines Modells und eines zu bearbeitenden Werkstückes 7 um bis zu 360° um eine horizontale Achse 8 verdrehbar gehalten.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist nun beim Einsatz eines Pantographensystems, welches eine Tastereinheit 9 für ein abzutastendes Modell und eine Fräseinheit 10 für ein zu bearbeitendes Werkstück 7 aufweist vorgesehen, dass die den Pantographen 1 bildenden Arme 2, 3 und Hebel 4, 5 einem Schlitten 11 zugeordnet sind, der mit einer dem Bewegungsradius eines bei Pantographensystemen sonst üblichen Pantographenarmes entsprechenden Führungsschiene 12 in Wirkverbindung steht. Anstelle einer Führungsschiene könnte auch eine spezielle Konstruktion einer Führungsbahn vorgesehen werden.

Der aus Armen 2, 3 und Hebeln 4, 5 bestehende Pantograph 1 ist zur Einstellung des Bewegungsradius gegenüber der Führungsschiene 12 oder einer Führungsbahn verstellbar, jedoch feststellbar ausgeführt.

Wie aus den 1 bis 3 ersichtlich, ist bei diesem Ausführungsbeispiel eine Führungsschiene 12 entlang von von zwei Rollenpaaren 13, 14 gebildeten Führungselementen verschiebbar geführt. Es ist im Rahmen der Erfindung aber auch möglich, die Führungselemente von wenigstens drei versetzt zueinander angeordneten Rollen zu bilden, wobei dann an einer Längsbegrenzung der Führungsschiene 12 zwei Rollen und an der anderen Längsbegrenzung eine Rolle vorgesehen sind. Es ist aber auch denkbar, mehr als zwei Rollenpaare 13, 14 vorzusehen.

Eine konstruktive Möglichkeit sieht dabei vor, dass der Schlitten 11 mit der an Rollen oder Rollenpaaren 13, 14 gehaltenen Führungsschiene 12 fest verbunden ist.

Eine andere Möglichkeit der guten Führung sieht vor, dass der Schlitten 11 mit Rollenpaaren versehen ist, welche entlang einer feststehenden Führungsschiene oder -bahn verfahrbar sind. Es ist dies dann also die gegenüber der Darstellung in den Zeichnungen umgekehrte Variante.

Ferner ist eine Ausgestaltung denkbar, bei der der Schlitten 11 mit Führungsstiften versehen ist, mittels welchen der Schlitten 11 entlang einer oder mehrerer die Führungsschiene oder -bahn bildenden Führungsnut(en) verschiebbar ist.

Durch die Möglichkeit der Verschiebung des Pantographen 1 gegenüber dem Schlitten 11, welche ja einer Verstellung gegenüber dem bisher üblichen Pantographenarm entspricht, wird die Konzentrizität gewährleistet. Dies ist von besonderer Bedeutung bei der Drehung der Arbeitsplatte 6 um die horizontale Achse 11. Ist der Pantograph 1 nicht an der richtigen Position, kommt es zum Versatz, im schlimmsten Fall zur Lochbildung im Werkstück 7. Die Verschiebung der Arbeitsplatte 6 kann dabei gegenüber einem Lagerbock 15 oder aber zusammen mit einem die Arbeitsplatte 6 tragenden Stützfuß 16 erfolgen, wobei hier zur exakten Verschiebung ein Maßstab 17 eingesetzt ist.

Bereits kleinste Fehler beim Justieren des Kopierfräsgerätes haben schwerste Auswirkungen, wie Frakturen an den Modellwänden, keine Passung und Deformationen der Werkstücke 7. Bei Drehung um die horizontale Achse 8 und Vorhandensein eines Fehlers kommt es zur Verdoppelung des Fehlers. Um die Positionierung der einzelnen Geräteteile zu vereinfachen und dem Anwendungstechniker eine Sicherheit bei der Einstellung der Geräteparameter zu gewährleisten, ohne Testfräsungen vornehmen zu müssen, ist der Einsatz einer Positionierungshilfe vorteilhaft.

Bei der erfindungsgemäßen Konstruktion ist also der aus Armen 2, 3 und Hebeln 4, 5 bestehende Pantograph 1 zur Einstellung des Bewegungsradius gegenüber dem Schlitten 11 verstellbar ausgeführt, wobei dieser an der in einem vorbestimmten Radius verlaufenden Führungsschiene 12 befestigt ist. Die Führungsschiene 12 ist dabei entlang der von den Rollenpaaren 13, 14 gebildeten Führungselemente verschiebbar geführt.

Für die Durchführung von Einstellungen ist der Schlitten 11 quer zur Längserstreckung der Führungsschiene 12 verstellbar gehalten. Es ist dabei ein entsprechender Maßstab 18 vorhanden, um das zu verstellende Maß exakt einhalten zu können.

Durch die Anordnung des Pantographen 1 auf einem Schlitten 11 und durch die Anordnung einer Führungsschiene 12, welche in dem entsprechenden Radius gebogen ist und auch in diesem Radiusbereich verschiebbar gehalten ist, kann die ganze Anordnung des Kopierfräsgerätes 1 wesentlich verkleinert werden. Es ist nicht mehr die ganze Länge eines Pantographenarmes 19 und damit dessen Halterung an einem weit entfernt liegenden Drehpunkt 20 erforderlich, wie dies aus der 4 ersichtlich ist. Wenn hier die Abmessungen A und B miteinander in gleichem Maßstab verglichen würden, dann sieht man eindrücklich, um wie viel die Konstruktionsgröße bei Einsatz der erfindungsgemäßen Maßnahmen verringert werden kann.

1
Pantograph
2
Arm
3
Arm
4
Hebel
5
Hebel
6
Arbeitsplatte
7
Werkstück
8
Achse
9
Tastereinheit
10
Fräsereinheit
11
Schlitten
12
Führungsschiene
13
Rollenpaar
14
Rollenpaar
15
Lagerbock
16
Stützfuß
17
Maßstab
18
Maßstab
19
Pantographenarm
20
Drehpunkt


Anspruch[de]
Kopier- oder Bearbeitungsvorrichtung unter Einsatz eines Pantographensystems, wobei eine Tastereinheit einem abzutastenden Modell oder einer Zeichnung und eine Fräseinheit oder eine Zeicheneinheit dem zu bearbeitenden Werkstück bzw. der herzustellenden Zeichnung zugeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die den Pantographen (1) bildenden Arme (2, 3) und Hebel (4, 5) einem Schlitten (11) zugeordnet sind, der mit einer dem Bewegungsradius eines bei Pantographensystemen sonst üblichen Pantographenarmes entsprechenden Führungsschiene (12) oder -bahn in Wirkverbindung steht. Kopier- und Bearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der aus Armen (2, 3) und Hebeln (4, 5) bestehende Pantograph (1) zur Einstellung des Bewegungsradius gegenüber der Führungsschiene (12) oder -bahn verstellbar, jedoch feststellbar ausgeführt ist. Kopier- und Bearbeitungsvorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Führungsschiene (12) entlang von wenigstens drei versetzt zueinander angeordneten Rollen oder entlang von durch zwei oder mehr Rollenpaare (13, 14) gebildeten Führungselementen verschiebbar geführt ist. Kopier- und Bearbeitungsvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlitten (11) mit einer an Rollen oder Rollenpaaren (13, 14) gehaltenen Führungsschiene (12) fest verbunden ist. Kopier- und Bearbeitungsvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlitten (11) mit Rollenpaaren versehen ist, welche entlang einer feststehenden Führungsschiene oder -bahn verfahrbar sind. Kopier- und Bearbeitungsvorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlitten (11) mit Führungsstiften versehen ist, mittels welchen der Schlitten entlang einer oder mehrerer die Führungsschiene oder -bahn bildenden Führungsnut(en) verschiebbar sind. Kopier- und Bearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der den Pantographen (1) tragende Schlitten (11) quer zur Längserstreckung der Führungsschiene (12) verstellbar gehalten ist.






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