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Vorrichtung zum Hinterdrehen der steigungslosen Rillen axial oder schraubenlinienförmig (spiralförmig) genuteter Walzenfräser
Für das Fräsen von zur Schraubenerzeugung dienenden Gewindewalzbacken sind steigungslos gerillte Walzenfräser erforderlich, deren axiale Länge grösser als die Breite der Walzbacken sein muss. Das Hinterdrehen und die Herstellung der Rillen derartiger Fräser mittels eines Vielspitzenmessers (Gewindestrehlers) von der axialen Länge des Fräsers ist jedoch wegen des für die Hinterdrehbank zu hohen Arbeitsdruckes meist nicht möglich. Man hat daher die zum Hinterdrehen solcher Walzenfräser verwendeten, wesentlich kürzeren Messer mehrmals je um ihre Breite in axialer Richtung versetzt, d. h. das Hinterdrehen in aufeinanderfolgenden Stufen durchgeführt.
Ein derartiges Verfahren bedingt aber, wie ohne weiteres ersichtlich ist, unvermeidlich Ungenauigkeiten in der Rillenbildung an den Stossstellen und damit in der Formgebung des Fräsers, wozu noch kommt, dass das wiederholte neue Einstellen des Messers einen unerwünschten Zeitaufwand erfordert.
Mit der Verwendung solcher Vielspitzenmesser (Strehler) ist ausserdem noch der Nachteil verbunden, dass sie bei stärkerer Abnützung oder bei Beschädigung auch nur einer der Spitzen nicht weiter verwendbar sind, so dass die Schneidfläche vorzeitig nachgeschliffen werden muss. Umgekehrt wird aber auch beim Hinterdrehen des Rillenfräsers mit dem Vielspitzenmesser, wie schon vorher angegeben, in Stufen, nicht selten ein Zahn des Rillenfräsers während des Einstechens der Rillen ausgebrochen. In diesem Fall ist es notwendig, den Rillenfräser zunächst neu zu hinterdrehen und das Hinterdrehen der Rillen von vorne zu beginnen. Dabei kann es vorkommen, dass Rillenfräser mit feinen Rillen mehrmals hinterdreht werden müssen.
Gemäss der vorliegenden Erfindung weist die Vorrichtung zum Hinterdrehen der steigungslosen Rillen axial oder schraubenlinienförmig (spiralförmig) genuteter Walzenfräser ein Wellenstück auf, auf welchem der Fräser sowie die eine Hälfte der Steigungsschablone mit der Gewindefläche befestigt ist, wobei der eine Zapfen des Wellenstückes dreh-und längsverschiebbar in einer die zweite Hälfte der Steigungsschablone mit der Gewindefläche tragenden, zweckmässig mittels Kegelzapfen undrehbar mit dem Reitstock verbundenen Büchse und der andere Zapfen des Wellenstückes undrehbar, jedoch längsverschiebbar in einer die Rückstossfeder enthaltenden, wie erstere undrehbar im Spindelstock sitzenden Büchse gelagert ist.
Von den bekannten Vorrichtungen unterscheidet sich die erfindunggemässe Vorrichtung im Wesen durch ihre einfache Bauweise, denn sie besteht aus drei rasch und leicht voneinander trennbaren und zusammensetzbaren, je einem besonderen Zweck dienenden Teilen, u. zw. je einer die Steigungsschablone bzw. die Rückstossfeder'enthaltenden Büchse sowie dem das Tragorgan für das zu bearbeitende Werkzeug bildenden Wellenstück. Der Hauptvorzug der erfindungsgemässen Vorrichtung gegen- über den bekannten Vorrichtungen liegt daher darin, dass das Werkzeug (der Fräser) unmittelbar auf das Wellenstück aufgesetzt wird, also Werkzeuge mit kleiner, nur durch den Durchmesser des leicht auswechselbaren Wellenstückes bestimmter Bohrung bearbeitet werden können.
Um sie auf das Wellenstück aufzubringen, ist nur eine Spannmutter der Rückstossfederbüchse zu lockern, wonach das Wellenstück aus dieser Büchse herausgezogen werden kann. Bei der erfindungsgemässen Vorrichtung wird auch die Verwendung der eingangs erwähnten in Herstellung und Gebrauch kostspieligen Vielspitzenmesser (Strehler) vermieden und tritt an deren Stelle der kleine, am Stahlhalter zu befestigende Stahl mit wenigen, vorzugsweise einer oder zwei Spitzen.
Die vorliegende Erfindung sieht ferner die Ausbildung der Vorrichtung in der Weise vor, dass eine fehlerhafte Bewegung des Fräsers in bezug auf das Messer verhindert wird. Diese fehlerhafte Bewegung ergibt sich dann, wenn die Fräsemuten nach Schraubengängen verlaufen, so dass die Rückbewegungen des Fräsers schon nach wenigen vollen Umdrehungen nicht mehr bei in der Nut befindlichem Messer erfolgen würden, sondern dieses während seines axialen Vorschubes gegen die dazu schräg verlaufende Nutenwand stossen und sie dadurch beschädigen
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oder selbst beschädigt werden würde.
Die Ver- hinderung dieses Nachteils wird gemäss der Er- fondu. zig dadurch erreicht, dass-die axiale Rück- führung des Fräsers durch die Rückstossfeder bei aufeinanderfolgenden Umläufen des Fräsers je um einen der Steigung der Spiralnut entsprechen- den Zeitbetrag vor bzw. nach einer vollen Um- drehung (entsprechend Rechts-bzw.
Linksgang der Nuten) erfolgt, so dass sie keine Behinderung durch das Messer erfährt. Die zeitliche Verschiebung der Auslösung der Rückführung wird gemäss der Erfindung dadurch erreicht, dass die
Steigungsschablonenhälfte verdrehbar, jedoch axial unverschiebbar auf dem Fräserwellenlager gelagert ist und einen Hebel trägt, dessen freies Ende im Schlitz einer im Winkel zur Fräserachse einstellbaren, am Support angebrachten und in Richtung der Fräserachse bewegten Führung gleitet, wodurch die Steigungsschablonenhälfte während des Hinterdrehens entsprechend der Steigung der Spiralnuten verdreht wird. Die Schräglage des Schlitzes wird einerseits durch die Neigung der Schraubennut zur Fräserachse, anderseits durch die Länge des Hebels bestimmt.
Besitzt der Fräser dagegen axial verlaufende Nuten, so ist die Führung mit parallel zur Fräserachse liegendem Schlitz einzustellen, wobei der in letzterer gleitende Hebel keine Verdrehung der Steigungsschablonenhälfte bewirkt, diese also ihre Stellung zur zweiten Schablonenhälfte unver- ändert beibehält.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung ist so durch- gebildet, dass sie ohne weiteres auf jeder Hinter- drehbank, ohne dass an dieser Änderungen vorge- nommen werden müssen, angebracht werden kann.
Eine zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens dienende Hinterdrehvorrichtung ist in der Zeichnung durch ein Ausführungsbeispiel erläutert. Fig. 1 zeigt die den aufgespannten Walzenfräser tragende, zwischen Spindel-und Reitstock der Hinterdrehbank angeordnete Vorrichtung in einem Längsschnitt, die Fig. 2 und 3 eine Führung zur Verdrehung der reitstockseitigen Steigungsschablone entsprechend der Steigung der Fräsernuten beim Hinterdrehen spiralförmig genuteter Fräser in Seitenansicht und Draufsicht, Fig. 4 einen Längsschnitt durch den die verdrehbare Steigungsschablone tragenden Lagerkopf und Fig. 5 die auf die Fräserwelle wirkende Auslösevorrichtung zur axialen Trennung der beiden Steigungsschablonen.
Auf der Fräserwelle 1 (Fig. 1) ist der durch den Ein-oder Zweispitzenstahl 2 zu hinterdrehende und mit steigungslosen Rillen 3 zu versehende Walzenfräser 4 mittels der Mutter 5 gegen den Ansatz 6 der Welle festgespannt. Letztere ruht mittels des Zapfens 7 drehbar im Lager 8 des Kegelzapfens 9, der durch den Keil 10 gegen Drehung gesichert im Reitstock 11 sitzt.
Der zweite Wellenzapfen 12 ist im Lager 13 des Mitnehmerkegels 14 des Spindelstockes 15, gegen Drehung durch die zylindrische Rolle 16 gesichert, längsverschiebbar gelagert. Als Lagerbüchse dient zweckmässig eine der Länge nach geschlitzte Spannpatrone 17, deren kegelförmiger
Teil 18 mittels der Üoerwurfmutter 19 gegen die kegelförmige Bohrung des Lagers-13 gepresst werden kann, so dass sich die infolge des Schlitzes federnde Patrone spielfrei gegen den Zapfen 12 legt, auch wenn beide Teile durch längeren Betrieb eine Abnützung erfahren haben. Die Patrone ist ihrerseits durch den Keil 20 undrehbar mit dem Lager 13 verbunden. Gegen die Stirnfläche des Wellenzapfens 12 wirkt die Rückstossfeder 25.
Auf dem reitstockseitigen Wellenteil 28 ist die eingängige Steigungsschablone 23 mit der Gewindefläche 21 und der Ganghöhe entsprechend der Rillenteilung 27 des Fräsers unter Zwischenlage der Scheibe 29 mittels der Mutter 30 gegen den Wellenbund 31 gepresst. Ihre Verdrehung wird durch den Keil 32 verhindert. Die mit ihr zusammenarbeitende, durch den Keil 33 gegen Verdrehung gesicherte Steigungsschablone 24 von gleicher Ganghöhe und mit der Gewindefläche 22 ist durch die Mutter 34 gegen den Bund 35 des Lagers N gepresst. Durch die zwischen der Mutter 34 und der Steigungsschablone 24 mit ihrem einwärts gerichteten Rand 36 eingeklemmte Schutzhülse 37 wird eine gefährdende Berührung der Steigungsschablone 23 bei ihrem Umlauf verhindert.
Um die Wirkung der Steigungsschablonen beim normalen, rillen-oder gewindefreien Hinterdrehen des Walzenfräsers 4 ausschalten zu können, ist in einer axialen Bohrung des Reitstockes 11 (Fig. 5) der in der Mutter 38 geführte, z. B. durch einen Handhebel 39 zu betätigende und gegen den Fräserwellenzapfen 7 wirkende Dorn 40 ange- ordnet. Wird mittels desselben die Fräserwelle gegen den Druck der Rückstossfeder um einen die
Ganghöhe der Steigungsschablonen 23, 24 etwas überschreitenden Betrag verschoben, so bleiben diese Schablonen beim Umlauf der Fräserwelle in beiden Richtungen ausser Eingriff.
Hienach ergibt sich folgende Wirkungsweise der Vorrichtung beim Hinterdrehen der steigungslosen Rillen in dem in üblicher Weise hinterdrehten Fräser.
Während einer vollen Umdrehung des Fräsers 4 wird der durch den Hinterdrehsupport vor-und zurückbewegte Ein-oder Zweispitzenstahl 2 durch die Leitspindel der Bank um den Betrag der Teilung der auf dem Fräser herzustellenden Rillen 3 verschoben. Während dieser Umdrehung wird aber auch der Fräser mit gleicher Geschwindigkeit und um denselben Betrag in axialer Richtung durch die auf der festen Steigungsschablone 24 ablaufende Steigungsschablone 23 der Welle 1 gegen den Druck der Rückstossfeder 25 verschoben.
Zwischen Stahl 2 und Fräser 4 besteht somit kein Bewegungsunterschied in axialer Richtung, so dass der Stahl bei seinen entsprechend der Zähnezahl des Fräsers durch den Hinterdrehsupport bewirkten Vorund Zurückbewegungen während einer Um- drehung des Fräsers auf diesem eine steigungslose nur durch die Längsnuten unterbrochene Rille erzeugt. In dem Augenblick, in welchem sich der
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Stahl dann in der letzten Längsnut befindet, gleitet auch das Ende der Steigungsschablone 23 der Fräserwelle vom Ende der entsprechend eingestellten festen Steigungsschablone 24 ab, so dass der Fräser durch die zusammengepresste
Rückstossfeder 25 um den der Rillenteilung ent- sprechenden Betrag der Ganghöhe der Schablonen in seine Ausgangslage geworfen wird.
Während jeder darauf folgenden Umdrehung wiederholt sich der beschriebene Vorgang in gleicher Weise, so dass nun vom Stahl die weiteren steigungslosen
Rillen je im Abstand der Rillenteilung voneinander hinterdreht werden.
Da die stossartige Rückbewegung des Fräsers nach Hinterdrehung einer vollen Rille nur dann erfolgen kann, wenn sich der Stahl 2 in einer
Längsnut 41 befindet, so ist es beim Hinter- drehen spiralförmig genuteter Fräser erforderlich, diese Rückbewegung in Übereinstimmung mit dem jeweiligen gegenseitigen Stand von Stahl und Spiralnut zu bringen, d. h. den stossartigen Ablauf der Steigungsschablonen voneinander während des Hinterdrehens allmählich entsprechend dem Verlauf der Spiralnut zu verlegen.
Die Steigungsschablone 24 des Lagerungskegels 9 wird daher nicht starr, sondern z. B. mittels Kugellagern 42 (Fig. 4), verdrehbar auf dem Lager 8 dieses Kegels gelagert und mit einem Hebel 43 versehen, dessen zweckmässig kugelförmiges Ende 44 in der Nut 46 einer unter entsprechendem Winkel zur Waagerechten einstellbaren, am Längssupport befindlichen und von ihm axial bewegten Führung (Leitschiene) 45 (Fig. 2 und 3) gleitet. Hiedurch wird während des Hinterdrehens des Fräsers eine der Gesamtsteigung einer Spiralnut entsprechende, allmähliche Verdrehung der Steigungsschablone 24 bewirkt, so dass sich der Stahl bei den stossartig er- folgendenRückbewegungendesFräsersinseineAus- gangslage immer gerade in der Spiralnut befindet.
Statt den axial nicht verschiebbaren Fräser zunächst zu hinterdrehen und erst danach unter Einschaltung der Steigungsschablonen 23, 24 die steigungslosen Rillen 3 zu hinterdrehen, kann man beide Hinterdrehvorgänge mit der erfindunggemässen Vorrichtung natürlich auch gleichzeitig durchführen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Vorrichtung zum Hinterdrehen der steigungslosen Rillen axial oder schraubenlinienförmig (spiralförmig) genuteter Walzenfräser, bei welcher der koaxial auf ihr angebrachte Fräser während jeder Umdrehung durch eine eingängige, zweiteilige Gewindeschablone in gleicher Richtung und mit gleicher Vorschubgeschwindigkeit wie das bearbeitende Messer um den Betrag einer Rillenteilung axial verschoben und danach durch eine Rückstossfeder in seine Ausgangslage bewegt wird, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Wellenstück (1) aufweist, auf welchem der Fräser (4) sowie die eine Hälfte (23) der Steigungsschablone mit der Gewindefläche (21) befestigt ist, wobei der eine Zapfen (7) des Wellenstückes dreh-und längsverschiebbar in einer die zweite Hälfte (24)
der Steigungsschablone mit der Gewindefläche
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bundenen Büchse (8) und der andere Zapfen (12) des Wellenstückes undrehbar, jedoch längsverschiebbar in einer die Rückstossfeder (25) enthaltenden, wie erstere undrehbar im Spindelstock sitzenden Büchse (13) gelagert ist.