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Vorrichtung zur Herstellung von Stirnkurven, insbesondere der Arbeitsflächen von Werkzeugen zur
Herstellung von Metallschläuchen aus sehraubenförmig gewundenen Metallbändern.
Die Erfindung betrifft die Herstellung von Stirnkurven, insbesondere die Herstellung von Arbeits- flächen von Werkzeugen, wie sie bei der Metallschlaucherzeugung aus schraubenförmig gewundenen Metallbändern verwendet werden, u. zw. bezieht sich die Erfindung einerseits auf die Übertragung der
Bewegung von der Musterscheibe auf das Werkzeug oder Werkstück und auf die Ausgestaltung der Musterscheibe und anderseits auf eine Vorrichtung zum Einspannen von Arbeitsstücken bestimmter Ausgestaltung zum Zweck der Herstellung der Stirnkurven.
Die Zeichnung zeigt eine beispielsweise Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes. Fig. 1 ist eine Seitenansicht der Vorrichtung ; Fig. 2 ist eine Draufsicht, wobei einige Teile weggebrochen sind ; Fig. 3 zeigt, teilweise im Schnitt, die Einspannung eines Arbeitsstückes mit sektorförmigem Ausschnitt zum Zwecke der Bearbeitung auf der Vorrichtung nach Fig. 1 und 2 ; Fig. 4 ist eine Ansicht zu Fig. 3 ; Fig. 5 und 6 sind Draufsichten auf ein Werkzeug zur Herstellung von Metallschläuchen nach der ersten und letzten Bearbeitung durch die Vorrichtung ; Fig. 7,8, 9 und 10 sind Seitenansichten zu Fig. 5 und 6, gesehen in der Richtung der Pfeile 7, 8, 9 und 10 ; Fig. 11 zeigt schaubildlich die bei der Herstellung dieser Werkzeuge verwendete Kurvenscheibe.
Auf den Führungen 16, 17 einer Grundplatte 15 gleiten die Schlitten 18 und 19. Zwischen den Führungen sind zwei Lagerträger 20 für die Spindel 21 an der Grundplatte befestigt. Zwischen den Trägern 20 ist, auf der Spindel axial verschiebbar, eine Antriebsscheibe 22 angeordnet. Am rechten Ende der Spindel sitzt (zweckmässig aufgeschraubt) eine Planscheibe 23. Am gegenüberliegenden Ende der Spindel ist eine Kurvenscheibe 24 mit Stirnkurven (die Musterscheibe) befestigt. Zwischen dieser und dem einen Lagerträger 20 liegt über der Spindel 21 eine Feder 25, welche die Spindel und damit die Scheibe 24 nach links drückt.
Eine Stellspindel 26 mit einem Handrad 28, welche durch eine mit Gewinde versehene Bohrung eines am linken Ende der Maschine angebrachten Trägers 27 hindurehgeschraubt ist, dient dazu, insbesondere während der Einstellung die Scheibe 24 ausser Eingriff mit einem Finger 46 zu halten.
Eine Spindel 29, welche in Lagern 30 und 31 gelagert ist, dient dazu, den Schlitten 18 quer zur Grundplatte 15 zu schalten. Die Spindel 29 trägt an ihrem vorderen Ende ein Handrad 32. Anliegend an das Handrad ist eine Teilscheibe 33 angeordnet. Auf dem Schlitten 18 ist ein Werkzeugschlitten 34 verschiebbar, welcher einen Halter 35 für das Werkzeug 36 trägt. Der Schlitten 34 ist ähnlich jenem einer Drehbank ausgebildet und mit Einrichtungen zur Einstellung des Werkzeughalters versehen, wobei die Bewegung quer zur Arbeitsspindel durch eine Kurbel 37 und die Bewegung parallel zur Spindel durch eine Kurbel 38 bewerkstelligt wird.
Am gegenüberliegenden Ende der Maschine ist eine Spindel 39 mit einem Handrad 42 und einer Teilscheibe 4') in Lagern 40 und 41 gelagert. Sie dient dazu, den Schlitten 19 quer zur Arbeitsspindel zu bewegen. Auf dem Schlitten 19 erhebt sich ein Träger 44 für einen Ring 45 mit dem Finger 46.
Damit die Spindeln 29 und 39 sich gleichzeitig drehen, trägt die Spindel 29 ein Kegelrad 47, welches in ein Rad 48 der Welle 49 eingreift, die in den Konsolen 50 und 51 gelagert ist und ein Kegelrad 52 trägt, welches in ein Rad 53 auf der Spindel 39 eingreift. Wenn sich die Spindel 29 dreht, so dreht sich auch die Spindel 39, aber mit einer höheren Drehzahl. Daher entspricht einer Querbewegung des Schlittens 18 eine vervielfacht Querbewegung des Schlittens 19. Die Spindeln 29 und 39 drehen sich in entgegengesetzter Richtung und da beide Spindeln rechtsgängig sind, werden die Schlitten gegenläufig bewegt.
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herausgeschnitten ist. Diese Ausnehmung erstreckt sich von der Arbeitsfläche des Werkzeuges zu einem Punkt nahe der Grundfläche oder gegenüberliegenden Endfläche desselben.
Eine Begrenzungsfläche 56 der Ausnehmung 55 liegt in einer Radialebene des Zylinders, während die gegenüberliegende Fläche 57 ungefähr im rechten Winkel zur Fläche 56 liegt. Das fertig bearbeitete Werkzeug ist mit einer abgestuften schraubenförmigen Schneidfläche versehen, welche zwei schmale gleichachsige Schraubenleisten umfasst. Die innere Leiste 58 reicht über die äussere Leiste 59 hinaus und wird an der Innenseite durch die Innenfläche des hohlen Werkzeuges und an der Aussenseite durch die zylindrische Fläche 60 begrenzt.
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eine konoidförmig zulaufende Begrenzungsfläche 60'verbindet die Fläche 60 und die Leiste 59. Anliegend an die Fläche 56 bei 61 und 62 wird die Steigung der Leisten grösser.
Zur Befestigung eines Arbeitsstücke für ein solches Werkzeug auf der Planscheibe 23 (Fig. 3) ist diese mit einer Eindrehung 63 versehen, in welche eine Futterplatte 64 mit einer zentralen Bohrung 65 eingelegt wird, in die ein radialer Stift 66 reicht. Die Bohrung 65 ist so gross, dass sie den Körper des Arbeitsstückes dicht umschliesst. Dieses wird in die Bohrung 65 von der Rückseite der Platte eingeführt, wobei der Stift 66 an der Fläche 56 anliegt. In dieser Lage kann das Arbeitsstück durch eine Schraube 67 gehalten werden, welche radial durch die Platte 64 geschraubt wird. Die Platte 64 ist schmäler als die Länge des Arbeitsstückes, so dass letzteres über die Stirnseite der Platte weit genug hinausreicht, um das Schneiden der Flächen 58 und 59 zu gestatten.
Die Platte 64 mit dem Arbeitsstück wird in die Ausdrehung 63 eingesetzt und an der Planscheibe 23 mittels der Bolzen 68 befestigt.
In Fig. 11 sind jene Flächen der Stirnseite der Kurvenscheibe 24, welche den einzelnen Teilen des fertigen Werkzeuges gemäss Fig. 6,8 und 10 entsprechen, mit denselben Bezugsziffern wie diese bezeichnet und nur durch ein beigesetztes a unterschieden. Im folgenden werden als äussere Flächen der Kurven-
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(Fig. 1 und 11) kommt für den Abtastvorgang nicht in Betracht und dient nur als Nabe der Scheibe.
Die Kurvenscheibe 24 bildet in dreifacher Hinsicht ein Negativ des herzustellenden Werkzeuges.
Erstens entsprechen Erhöhungen des Arbeitsstückes Vertiefungen der Kurvenscheibe und umgekehrt.
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fläehen der Kurvenscheibe entsprechen, der Kreissinn der Aufeinanderfolge der einzelnen Stirnflächen der Kurvenscheibe entgegengesetzt dem Kreissinn der Aufeinanderfolge der Stirnflächen des Arbeitsstückes. Zu diesen beiden Merkmalen, welche durch die erfindungsgemässe Anordnung bedingt sind, kommt drittens noch hinzu, dass die inneren Teile der Kurvenscheibe den äusseren des Arbeitsstückes und umgekehrt die äusseren Teile der Kurvenscheibe den inneren des Arbeitsstückes entsprechen.
Dieses Merkmal ist bei der erfindungsgemässen Gegenläufigkeit der Spindeln dann gegeben, wenn der Finger 46 auf derselben Seite der Spindelachse wie das Werkzeug 36, also im Raume zwischen der Spindel 26 und dem Lager 40 arbeitet, welche Anordnung bei günstigem Kraftangriff auch den Vorteil leichter Zugänglichkeit des Fingers hat. Es könnten jedoch auch die äusseren und inneren Teile der Kurvenscheibe in bezug auf jene des Arbeitsstückes nicht vertauscht sein, in welchem Falle dann der Finger 46 im Raume zwischen Spindel 26 und Lager 41 arbeiten müsste.
Bei der ersten Bearbeitung wird zunächst die innere Schraubenleiste 58 hergestellt. Dabei muss der Finger 46 in Berührung mit der Fläche 58 a stehen. Er wird durch Drehen der Spindel 39 vorgeschoben. Ausserdem muss die Spindel 21 nach rechts bewegt werden, so dass der Finger 46 die Fläche 58 a nicht mehr berührt, wenn sie in die Anfangslage zurückgebracht wird. Diese axiale Bewegung der Spindel wird durch Betätigung der Spindel 26 bewirkt. Nachdem der Finger 46 in die richtige Lage gebracht ist, wird die Spindel 26 zurückgedreht, wobei die Scheibe 24 freigegeben und durch die Feder 25 gegen den Finger 46 gedrückt wird. In gleicher Weise wird auch der steilere Teil 61 der Leiste 58 vermittels der Fläche 61 a hergestellt.
Die Scheibe 22 dreht sich in der Richtung des in Fig. 2 gezeichneten Pfeiles, wobei das Arbeitsstück gegen das Werkzeug 36 durch den Eingriff der äusseren Flächen der Kurvenscheibe 24 mit dem Finger 46 vorgeschoben wird. Infolgedessen schneidet das Werkzeug eine Schraubenfläche in das Ende des Arbeitsstückes ein, welche von der Fläche 57 bis zur Fläche 56 reicht. Die gegenläufige Schrauben- fläche 71 (Fig. 11) erlaubt dem Arbeitsstück axial in seine Ausgangslage unter dem Druck der Feder 25 zurückzukehren, während der ausgenommene Teil 55 des Arbeitsstückes am Werkzeug vorübergeht.
Nachdem die ganze Stirnfläche des Arbeitsstücke hergestellt ist, wird der äussere Teil derselben bis zu einer grösseren Tiefe ausgeschnitten, wie bei 69 (Fig. 5,7, 9) gezeigt ist, wobei die Leiste 58 übrig bleibt, welche über die Fläche hervorsteht und an die äussere Kante der zylindrischen Fläche 60 anschliesst.
Hiedurch ist die erste Bearbeitung am Arbeitsstück vollendet, wobei die Steigung durch die äusseren Flächen der Kurvenscheibe gesteuert wird und das Arbeitsstück die in Fig. 5,7 und 9 gezeigte Gestalt annimmt.
Bei der zweiten Bearbeitung wird die äussere Leiste 59 und die konoidförmige Fläche 60'durch die Steuerung der inneren Flächen der Kurvenscheibe 24 gebildet. Die Stellspindel 26 wird zuerst ein-
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gestellt, um die Scheibe 24 axial nach rechts zu bewegen, so dass der Finger 46 in die richtige Lage mit Bezug auf die inneren Flächen eingestellt werden kann, worauf die Stellspindel zurückgedreht wird, um der betreffenden Fläche zu gestatten, den Finger 46 zu betätigen. Ebenso wird das Werkzeug 36 zum Arbeitsstück entweder dadurch eingestellt, dass es in dem Träger eingestellt wird, oder dass es durch die Kurbel 37 oder 38 oder durch beide vorgeschoben wird.
Die gegen den Finger 46 wirkenden inneren Flächen schieben das Arbeitsstück gegen das Werkzeug 36 in solchem Ausmasse mit Bezug auf seine Winkelbewegung vor, dass die Leiste 59 mit ihrem stark geneigten Teil 62 in dem äusseren Teil der Fläche 69 eingeschnitten wird. Die Fläche 60'a ergibt die konoidformige, in das Arbeitsstück einzuschneidende Fläche 60', welche die Leiste 59 mit der Grundlinie der Fläche 60 verbindet. Der veränderlichen Neigung der Fläche 60'entsprechend, muss das Arbeitsstück axial im richtigen Verhältnis zum Quervorschub des Werkzeuges 36 verschoben werden.
Zu diesem Zwecke wird der Schlitten 18 zwangsläufig mit dem Schlitten 19 vorgeschraubt, so dass, während der Finger 46 die inneren Flächen durchquert und das Arbeitsstuck gegen das Werkzeug bewegt, das letztere eine verhältnismässige Querbewegung vollführt. Um grosse Genauigkeit beim Schneiden zu erzielen, werden die inneren Flächen der Kurvenscheibe mit grösserem Durchmesser als das Arbeitsstück ausgeführt. Daher ist die Geschwindigkeit des Schlittens 19 im Verhältnis grösser als die Geschwindigkeit des Schlittens 18. Bei der zweiten Bearbeitung wird der Quervorschub nicht durch die Kurbel 37, sondern durch die Spindel 29 gesteuert, welche entweder durch das Handrad 32 oder durch das Handrad 42 betätigt wird, was einen sehr feinen Quervorschub des Werkzeuges erlaubt.
Eine gegenläufige schraubenförmige Fläche 72 an der Scheibe 24 (Fig. 11) bringt das Arbeitsstück in seine Ursprungslage zurück, während der ausgenommene Teil 55 desselben am Werkzeug 36 vorübergeht.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Vorrichtung zur Herstellung von Stirnkurven, insbesondere der Arbeitsflächen von Werkzeugen zur Herstellung von Metallschläuchen aus schraubenförmig gewundenen Metallbändern, bei welcher die Sehaltbewegung des umlaufenden Arbeitsstücke oder des Werkzeuges von einer Kurvenscheibe mit Stirnkurven abgeleitet wird, die zwischen zwei senkrecht zur Arbeitsspindel vorschiebbaren, den Taster für die Kurvenscheibe bzw.
das Werkzeug tragenden Schlitten angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der langsam vorgeschobene, das Werkzeug (36) tragende Schlitten (18) gegenläufig in bezug auf den schneller vorgeschobenen, den Taster (46) für die Kurvenscheibe (24) tragenden Schlitten (19) vorschiebbar ist, wobei die Erhöhungen und Vertiefungen auf der Kurvenscheibe so angeordnet sein können, dass deren innere Teile den äusseren Teilen des Arbeitsstückes und umgekehrt die äusseren Teile der Kurvenscheibe den inneren des Arbeitsstückes entsprechen.
2. Vorrichtung zum Einspannen von mit einem sektorförmigen Ausschnitt versehenen Arbeits-