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Verfahren und Vorrichtung zum Schneiden von Gewinde in Schraubenmuttern.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Schneiden von Gewinde in Schraubenmuttern. Gemäss der Erfindung soll eine hohe Arbeitsgeschwindigkeit möglich sein, die grösstmögliche Genauigkeit erzielt und es sollen kegelige oder mit Kugelköpfen versehene Muttern mit derselben Leichtigkeit und Genauigkeit gebohrt werden können wie Vierkantmuttern. Hiebei ist insbesondere auf die Beseitigung jeder Bohrer- oder Maschinenbruchgefahr Rücksicht gepommen und es sind die die auf der Höchstgeschwindigkeit beruhende Leistung herabsetzenden Arbeitsunterbrechungen der Maschine vollständig ausgeschaltet.
Bei dem Verfahren gemäss der Erfindung wird die vor das Werkzeug gebrachte Mutter aus ihrer Arbeitsstellung in bezug auf das Sehneidwerkzeug erst bei Erreichen der vorbestimmten Schnittiefe durch das Werkzeug freigegeben, und das Schneidwerkzeug bearbeitet die Mutter wiederholt so oft, bis die vorbestimmte Schnittiefe erreicht ist. Dies ergibt den grossen Vorteil, dass bei Kronenmuttern immer ganz genau dieselbe Rohrtiefe erreicht wird.
In der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes dargestellt.
Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht der Maschine. Fig. 2 eine Draufsicht. Fig. 3 und 4 sind Schnitte längs den Linien 3-3 der Fig. 2 bzw. 4-4 der Fig. 5. Fig. 5 ist eine Ansicht der in Fig. 4 dargestellten Einrichtung, Fig. 6 ist ein Schnitt längs der Linie 6-6 der Fig. 7 und Fig. 7 ist ein Längsschnitt des in der Fig. 6 dargestellten Maschinenteiles. Fig. 8 ist ein Querschnitt längs der Linie 8-8 der Fig. 1 und Fig. 9 zeigt eine Einzelheit.
Die Maschine ruht auf einem Gestell 10. Am Vorderende ist ein Trog 11 für das Schmieröl od. dgl. vorgesehen. Hinter diesem Trog sitzt der U-förmige Rahmen 12 für die Antriebseinrichtung. In diesem Rahmen ist in Lagern 13, 14 die Hauptwelle 15 der Maschine unter Zwischenschaltung von Hülsen gelagert. In das Aussenende von 15 ist ein Futter 16 eingesetzt, welches den Bohrer 17 in genau axialer Lage hält. Das Futter muss ein jederzeitiges Zurückziehen des Bohrers gestatten. Das Aussenende von 15 ist in einer Hülse 18 gelagert, welche in dem Lager 14 mittels einer Schraube 19 an der Drehung verhindert ist. Am rückwärtigen Ende von 18 ist eine Scheibe 20 gelagert. Das zweite Ende von 15 ist mit einer Hülse 21 fest verbunden.
Diese ist in einer Hülse 22 drehbar gelagert, welche, wie die Hülse 18 in dem Lager 1. 3 mittels einer Schraube 2-3 an der Drehung verhindert ist. Ihr vorderes Ende ist etwas vorgezogen und darauf eine Scheibe 24 gelagert, welche durch einen nicht dargestellten Riemen dauernd in einer der Drehrichtung von 20 entgegengesetzten Richtung angetrieben wird (siehe Pfeile in Fig. 2). Die Scheiben 20 und 24 können durch irgend einen über der Maschine oder im unteren Teil des Gestelles 10 angeordneten Motor angetrieben werden. Das vordere Ende der Hülse 21 ist gleichfalls nach vorne verlängert und reicht über das Ende der Hülse 22 hinaus, jedoch nicht bis zur Hülse 18. Mittels eines Keiles 25
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bildet, die mit Reibflächen 29 und 30 an den Innenflächen der Scheiben 20 und 24 zusammenarbeiten.
Wenn 26 gegen das rückwärtige Ende der Maschine, d. i. nach links bewegt wird, kommen die Flächen 28 und 30 zum Eingriff, so dass die Welle 15 und der Bohrer 17 entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn gedreht werden. Wird 26 nach rechts bewegt, so gelangen die Reibflächen 27 und 29 zum Eingriff und der Bohrer wird in der entgegengesetzten Richtung in Drehung versetzt. Der Teil 26 kann in die beiden Stellungen
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gegen die Nabe von 26 anliegt und. die Hülse 21 ist mit einem Bund 32 versehen, der die gegenüberliegende Fläche der Nabe von 26 berührt.
Innerhalb des Troges 11 ist ein Sockel 33 angeordnet, der an seiner Oberseite die Mutternzuführvorrichtung trägt. Diese besteht aus einem in der Längsrichtung hin und her beweglichen Schlitten 1, 34, der in einer Schwalbenschwanznut 35 des Sockels 33 läuft. Dieser Schlitten wird mittels einer Unrund-
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auf einer lotrechten Welle 39 befestigt, die durch ein Schneckenrad, das von einer in der Längsrichtung der Maschine verlaufenden Welle 41 mit der Antriebsscheibe 42 angetrieben wird, in Drehung versetzt wird. Die Scheibe 42 ist auf 41 mittels Schiebekeil befestigt, so dass die Welle in der Längsrichtung in 42 verschiebbar ist. Am vorderen Ende ist 41 in bezug auf den Sockel 33 durch Bunde 43 und 44 gegen Axialverschiebung gesichert.
Der ganze Sockel 33 ist mittels einer Schwalbenschwanzführung mit der Bettplatte 45 verbunden und in dieser verschiebbar gelagert. Eine Schraube 46 ist bei 47 an der Grundplatte des Sockels 33 angeordnet und bei 48 mit den Seitenwänden des Troges 11 verbunden. An ihrem freien Ende trägt die Schraube einen Vierkantkopf 49, so dass der Sockel 33 und die an ihm angeordneten Vorrichtungen vorwärtsgezogen werden können, um die freie Zugänglichkeit zum Bohrer 17 und zum Bohrfutter 16 zu wahren.
Am rückwärtigen Ende ist der Schlitten 34 mit einer lotrecht nach aufwärts reichenden Mutternzufuhrvorrichtung 50 versehen, die zwei sich einwärts erstreckende gegabelte Arme 52 an einem sich nach
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oberen Ende eine Brücke 54 tragen (Fig. 3 und 8). Ein aufrecht stehender Mutternbehälter 55 ist schwing- bar an dieser Brücke angeordnet. Eine an der Aussenseite mit einem Drehknopf versehene Schraube 56 reicht mit ihrem Gewinde in ein Konsol 57, das mittels Kopfschraube 58 an 55 befestigt ist, während die
Schraube 56 mit ihrem verstärkten Schaft im Brückenkörper gelagert ist.
Der derart an der Schraube 56 aufgehängte Behälter 55 kann im Bereich des Bohrers 17 senkrecht zur Achse der Maschine um einen
Betrag verschwenkt werden, der dem Spiel zwischen den Seitenwänden von 55 und dem Abstand der
Innenflächen der Arme 52 entspricht. Der Behälter 55 besteht aus einer Tragplatte 59 und zwei gehärteten stählernen Führungsschienen 60, welche an der Innenfläche der Tragplatte angeordnet sind. Die Platte 59 weist an der Innenseite eine Nut 61 auf (Fig. 8), deren Tiefe etwa gleich der Stärke des kugeligen oder kegeligen Kopfes 62 der Mutter ist und deren Breite wesentlich grösser als die Vorderfläche der Mutter ist. Die Schienen 60 überragen die Seitenflächen der Nut symmetrisch in bezug auf die Symmetrieebene 63 der Maschine und sind im Abstand zweier Seitenflächen 64 der Mutter voneinander angeordnet.
Die Muttern sind hiedurchin 55 gleitbar geführt und gleiten vom oberen Ende nach abwärts, wobei die vorderen Flächen der Muttern in Berührung mit der Bodenfläche der Nut stehen, während die Flächen 64 mit den
Schienen 60 dauernd in Berührung stehen. Die Schienen liegen auch mittels ihrer Flanken 65 gegen die in einer zur Maschinenachse senkrechten Ebene liegende Schulter 66 an, die an der Mutter zwischen dem Kugel-oder Kegelkopf 62 und dem ebenflächigen Teil angeordnet ist. Liegt die Schulter 66 unter Druck an den genau bearbeiteten Kanten 65 an, so wird dadurch die Mutter mit ihrer Achse parallel zur Achse des Bohrers 17 eingestellt. Das untere Ende von 55 ist mit einem Konsol 67 (Fig. 3 und 7) versehen, das in derselben Weise wie 57 an 55 befestigt ist.
Die Teile 57 und 67 weisen genau parallel zueinander liegende Aussenflächen auf, die parallel zu den Flächen 65 verlaufen und gegen die entsprechenden Flächen von 54 und die Fläche 50 des Schlittens 34 anliegen. Die Abmessungen sind derart gewählt, dass die Ausrichtfläche 65 unbedingt genau in eine Querebene eingestellt wird. Am unteren Ende ist der Behälter 55 gegen Axialverschiebungen aus seiner ausgerichteten Stellung durch vorstehende Halteblöcke 68 verhindert, die auswechselbar an den Aussenenden der Gabeln 52 befestigt sind. Ferner ist am unteren Ende von 55 noch in der Platte 59 eine kreisrunde Öffnung 69 vorgesehen, die die ideelle Maschinenachse 70 umgibt (Fig. 7). Durch diese Öffnung kann der Bohrer 17 eintreten und die innerhalb des Behälters festgehaltene Mutter bearbeiten.
Unterhalb von 55 ist eine Einrichtung vorgesehen, welche das Herausfallen der Muttern an der Unterseite von 55 verhindert (Fig. 4 und 5). 71 ist ein Drücker, der auf einem Bolzen 72 in einem Schlitz 73 des linken, zweier vom Schlitten 34 nach abwärts reichender Ansätze 74 und 75 drehbar ist. Der Drücker weist einen Kopf 76 auf, der genau unter die Flächen 62 der in 55 befindlichen Muttern gebracht werden kann und so die ganze Reihe Muttern in 55 hält. Der Drücker 72 wird aus dieser Stellung mittels einer Feder 77 seitlich ausgeschwenkt, bleibt jedoch gewöhnlich in seiner Verriegelungsstellung infolge der Anordnung eines Riegels 78. Dieser ist auf einem Bolzen 79 in einem Schlitz 80 des Rahmens gelagert.
Sein unteres Ende reicht unter das abgestufte Ende des Drückers 71, so dass der Riegel nicht unter dem Einfluss der Feder 81 unter das gestufte Ende des Drückers treten kann. Die Feder 81 ist wie die Feder 77 im Ansatz 74 gelagert. Am inneren Ende ist der Riegel mit einem seitlichen Ansatz 82 versehen, der in die Bahn einer, an der festen Seitenfläche 85 des Sockels 33 befestigten einstellbaren Anschlagschraube 84 reicht. Eine Stellschraube 86 dient zur Befestigung der Schraube 84 in ihren Einstellungen. Wird der Schlitten 34 um einen genügend grossen Betrag zurückbewegt, so dass der Kopf 83 mit dem Ansatz des Riegels 78 zum Eingriff gelangt, so wird der Drücker zurückgezogen und der Haltekopf 76 aus der Bahn der Muttern entfernt, so dass die unterste Mutter abfallen kann.
Die Auslösung geschieht in so kurzer Zeit
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(augenblicklich), dass die Mutter frei vom unteren Ende des Behälters abfällt. Alle anderen Muttern können nicht aus dem Behälter heraustreten, da der Bohrer 17 bei nach einwärts bewegtem Sehlitten 34
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bewegt, so wird der Bohrer von der Mutter abgezogen. Der Drucker 71 wird auf den Riegel 78 durch Zusammenwirken seines Aussenendes 86 mit einem Rückstellbolzen 87 wieder aufgesetzt. Der Rückstellbolzen 87 ist im Sockel 33 unter der Einstellsehraube 84 gelagert und wird durch eine Feder nachgiebig gehalten. Wird der Bohrer 17 vollständig von der bearbeiteten Mutter zurückgezogen, so sinkt diese Mutter in die freigewordene unterste Stellung, die durch den Kopf 76 des Drückers festgelegt ist.
Die übrigen
Muttern folgen nach, wobei die nächstfolgende Mutter zwecks Bearbeitung in die Maschinenachse zu liegen kommt. Falls bei der Rückbewegung der Schlitten weiterläuft, nachdem bereits der Drücker 76 in die Arbeitsstellung gebracht wurde, wird diese Bewegung durch den Bolzen 87 aufgenommen. Um eine
Seitenbewegung des Kopfes 76 aus seiner Verriegelungsstellung hiebei zu verhindern, liegt der Drücker- körper bei 89 an der Seitenfläche 90 des Schlitzes 73 an.
Die zu bearbeitende Mutter wird durch drei radiale Finger 91 eines Klemm-und Ausrichtkopfes 92, die an die Fläche 62 der Mutter zur Anlage kommen, konzentrisch ausgerichtet. Der Kopf 92 umgibt den Bohrer 17 und wird in seiner Lage zwischen dem Futter 16 und dem unteren Ende des Magazins 55 mittels zweier Führungsstangen 93 gehalten. Diese sind in Führungen 94 des Rahmens 12 paralell zur Maschinenachse 70 gelagert. Die Finger 91 sind an einer gehärteten Stahlbüehse 95 angeordnet, die in die
Mitte des Kopfes 92 eingesetzt ist. Die Klemmenden der Finger 91 sind als Teile einer Kegelfläche aus-
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Klemmfläche tangential an dem Kugel-oder Kegelkopf 62 der Mutter anliegt.
Werden die Teile 92 und 34 einander genähert, so gelangen die drei Finger 91 zur Anlage und es wird der Mittelpunkt der Kugelfläche 62 genau in die Achse 70 der Maschine eingestellt, sowie die Schulter 66 gegen die genau die Masehinenachse senkrecht kreuzenden Kanten 65 der Schienen 60 gepresst. so dass die Achse der Mutter mit der Achse 70 der Maschine, d. h. mit der Bohrerachse zusammenfällt. So lange, als diese Teile gegeneinander gepresst werden, ist die Mutter genau ausgerichtet. Dies ist insbesondere deshalb wichtig, da das beim Bohren auf die Mutter ausgeübte Drehmoment sehr gross ist und die Ausrichtkräfte konzentrisch
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verhindert werden muss.
Der Teil 92 wird in seiner Ausrichtstellung (Fig. 1) mittels Federn 96 gehalten, welche den Druck auf den Kopf mittels Stiften 97, die in Augen 98 an den Seiten des Schlittens 34 durchgeführt sind, übertragen und zwischen den Augen und den Muttern 99 eingespannt sind, welche zur Einstellung des Klemm-oder Ausriehtdruekes dienen. Der Kopf 92 wird in dieser Lage während der ganzen Bewegung des Schlittens 34 festgehalten. Nur während des Endes des Rückhubes, wenn der Bohrer 17 vollständig aus der bearbeiteten Mutter heraustritt, gelangen die rückwärtigen Enden der Stifte 97 zur Anlage an die vorderen Enden von einstellbaren Anschlägen 100, die als in Augen 101 des Sorkels 33 eingeschraubte Bolzen ausgebildet sind.
Durch Einstellung dieser Anschläge kann der Zeitpunkt, in welchem die Klemm- und Ausrichtvorrichtung ausgelöst wird, bestimmt werden. So lange dies nicht der Fall ist, kann die Mutter, selbst wenn sie vom Bohrer 17 abgezogen ist, nicht in die unterste Stellung d. i. in Berührung mit dem Drücker 76 gelangen.
Der Schlitten 34 wird mittels einer Schraubenfeder 102. die in einem zur Achse 70 gleichachsig liegenden Zylinder angeordnet ist, nachgiebig nach innen bewegt. Das äussere Ende dieser Feder liegt an
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gelagert ist und mit welcher der Federdruck eingestellt werden kann. Die Scheibe 36 (Fig. 9) bewegt den Schlitten zwangläufig nach aussen, während die durch die Scheibe gesteuerte Einwärtsbewegung des Schlittens durch die Feder 102 bewirkt wird, so dass die zu bearbeitende Mutter nachgiebig vor dem Bohrer gehalten wird. Dadurch kann der Bohrer mit einer von seiner Schärfe und der Steigung des zu schneidenden Gewindes abhängigen Geschwindigkeit eintreten.
Ausserdem gleiten, wenn schädliche Widerstände auftreten, die Kupplungsflächen 28-30 unter dem veränderbaren Druck der Feder 102 und die Teile werden nicht verlagert, zerstört oder gebrochen.
Beim Rückwärtsgang des Schlittens 34 wird der Bohrer gleichgültig, ob er den Grund der Mutter erreicht hat oder nicht, aus der Mutter herausgezogen. Am rückwärtigen Ende der Welle 15 ist ein Bund 106' angeordnet ; zwischen ihm und dem Aussenende der Hülse 21 ist eine Feder 107 eingespannt. Diese wird zusammengedrückt, wenn die Welle nach aussen bewegt wird und die Hülse 21 und damit das Kupplungsglied 26 ausser Eingriff mit der Scheibe 24 bringt. In der weiteren Folge kommt der Teil 26 mit der sich in entgegengesetzter Richtung drehenden Scheibe 20 zum Eingriff, worauf die Drehrichtung des Bohrers umgekehrt und der Bohrer aus der bearbeiteten Mutter gleichzeitig mit dem Rückzug des Schlittens 34 herausgezogen wird.
Die Rückzugsgeschwindigkeit ist nur durch die Steigung des zu schneidenden Gewindes gegeben und irgendwelche auftretende Widerstände, da die Kupplungsflächen 27-29 nur unter dem Druck der Feder 107 aneinander anliegen, Fehleinstellungen od. dgl. während der Rückzugbewegul1g sind dadurch sicher vermieden.
Je nachdem, ob der Bohrer die vorgeschriebene Tiefe erreicht hat, wird die bearbeitete Mutter abgezogen, um einer neuen Platz zu machen oder wird noch einmal bearbeitet, bis sie auf dite gewünschte
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Tiefe ausgebohrt ist, Zu diesem Zweck wird die Einstellschraube 83 so eingestellt, dass sie den Riegel 78 nur dann betätigen, bzw. auslösen kann, wenn der Schlitten 34 unter dem Druck der Feder 102 soweit nach einwärts bewegt wurde, dass der Bohrer 17 die gewünschte genaue Tiefe erreicht hat. Bei dieser Einstellung wird der Riegel nur dann ausgeschwungen, sobald diese gewünschte Tiefe vom Bohrer erreicht wurde. Diese Tiefe kann in einem Arbeitsgang nur dann erreicht werden, wenn der Bohrer keine vom Werkstoff abhängigen Widerstände zu überwinden hat, seine Schneiden scharf sind, sowie Späne u. dgl. nicht vorhanden sind.
So lange, als der Bohrer nicht die volle Tiefe erreichen kann, wird der Bohrvorgang wiederholt, bis eben die gewünschte Tiefe erreicht ist. Im selben Augenblick wird der Riegel 78 ausgelöst, die unterste Mutter vollständig von der Maschine freigegeben, während die gerade bearbeitete Mutter bis auf die volle Tiefe ausgebohrt wird. Wenn nun der Bohrer aus der fertigen Mutter bei Rück- bewegung des Schlittens austritt, nimmt diese fertiggestellte Mutter die unterste durch den Drücker 71 bestimmte Stellung ein und die nächste Mutter in der Reihe gelangt in die Bearbeitungsstellung. Die genaue und augenblickliche Auslösung verhindert Fehlbetätigungen der Auslöseeinrichtung infolge von Unregelmässigkeiten der Oberfläche des bearbeiteten Werkstückes.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Schneiden von Gewinde in Schraubenmuttern, dadurch gekennzeichnet, dass die Mutter aus ihrer Arbeitsstellung in bezug auf das Schneidwerkzeug (17) erst bei Erreichen der vorbestimmten Schnittiefe durch das Werkzeug freigegeben wird und das Schneidwerkzeug so oft wiederholt dieselbe Mutter bearbeitet, bis die vorbestimmte Schnittiefe erreicht ist.