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Vorrichtung zum selbsttätigen Gewindeschneiden auf einer mit einer
Leitspindel versehenen Werkzeugmaschine
Bei den bekannten Leitspindel- und Gewindedrehbänken muss der Arbeiter zur Herstellung eines Ge- windes die aufeinanderfolgenden Arbeitsgänge mittels der Teilvorrichtung der Spindel des Querschlittens bestimmen. Ferner muss er das Gewindeschneidwerkzeug genau und schnell zurückziehen, wenn es am
Ende seines Hubes ankommt. Diese verschiedenen Operationen erfordern eine auf einer langen Erfahrung beruhende grosse Handgeschicklichkeit.
Gegenstand der Erfindung ist eine vorrichtung, welche abnehmbar oder fest an eine Drehbank oder einer mit einer Leitspindel versehenen Werkzeugmaschine angebracht werden kann und die selbsttätige
Vornahme dieser Arbeitsgänge gestattet.
Gemäss der Erfindung ist eine Vorrichtung zum automatischen Gewindeschneiden auf einer Leitspindeldrehbank, die dem Werkzeughalter nach jedem Schneidgang einen entsprechenden Vorschub erteilt, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Werkzeughalter aufweist, der einen auf dem Schlitten angebrachten Schieber und einen Gleitblock umfasst, wobei der Schieber und der Gleitblock quer zum Schlitten in zueinander entgegengesetztem Sinne verstellbar sind, u. zw.
mittels eines Betätigungshebels, der in einer gegebenen Stellung den beiden Teilen unter Vermittlung einer Kniegelenkübertragung entgegen der Wirkung von Rückholfedern den grössten Abstand gibt und dass der Betätigungshebel und damit die Kniegelenkübertragung am Ende jedes Schneidganges ausklinkbar ist, wobei ein weiteres Merkmal der Erfindung darin besteht, dass zum Ausklinken des Betätigungshebels ein Endanschlag vorgesehen ist, der mit einem Zwischenhebel zusammenwirkt, durch welchen der Betätigungshebel am Beginn des Schneidganges in seiner den grössten Abstand der Werkzeughalterteile bedingenden Stellung verriegelbar ist.
Der Bedienungsmann braucht daher zu Beginn eines jeden Arbeitsganges nur den Betätigungshebel zu betätigen, um das Werkzeug in seine Arbeitsstellung zu bringen und seine selbsttätige Auskupplung am Ende des Arbeitsganges zu erhalten.
An dieser Stelle sei erwähnt, dass es an sich bekannt ist, bei Werkzeugmaschinen Elemente zur Steuerung der Werkzeuge bzw. der Schnittiefen derselben vorzusehen, jedoch sind deren Merkmale nicht mit denen des vorliegenden Erfindungsgegenstandes vergleichbar und vor allem gestatten sie nicht eine allmähliche Verringerung der Schnittiefe bei den einzelnen Schaltgängen (Stichen).
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist nämlich dadurch gekennzeichnet, dass die im Zusammenwirken mit einem am Gleitblock vorgesehenen Fühler die Schnittiefe durch Berührung mit einem auswechselbaren Stern bestimmt, der auf dem den Werkzeughalter tragenden Schlitten gelagert und am Ende jedes Schneidganges in Drehung versetzbar ist, um Fühler aufeinanderfolgend die die Anschläge bildenden, in verschiedenen Abständen von der Drehachse angeordneten Umfangstelle darzubieten, wobei der Anschlagstern am Ende jedes Schneidganges unter Vermittlung des Betätigungshebels fortschaltbar ist, der hiefür in einer Richtung zu bewegen ist, die entgegengesetzt ist zu jener, welche den grössten Abstand der Werkzeughalterteile bedingt.
Die Auswechselbarkeit des Sternes ermöglicht es, verschiedene Sterne für unterschiedliche Folgen von Arbeitsgängen zu benutzen, welche Sterne der Zahl der Arbeitsgänge entsprechen, die mit gewünschten aufeinanderfolgenden Arbeitstiefen zur Ausführung einer Reihe von Gewinden vorgesehen ist.
Die Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungbeispielshalber erläutert. Fig. l
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ist eine Seitenansicht der vollständigen Drehbank. Fig. 2 ist eine Draufsicht derselben. Fig. 3 ist eine Endansicht derselben. Fig. 4 zeigt die gesamte selbsttätige Vorrichtung in zwei dem Beginn bzw. dem Ende des von dem Gewindeschneidwerkzeug ausgeführten Arbeitsgangs entsprechende Stellungen, wobei gleichzeitig die am Ende des Arbeitsgangs durch die mittels eines festen Anschlags erzielte selbsttätige Auslö-
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der Richtung des Pfeils VI dieser Figur.
Fig. 7 ist eine Draufsicht des erfindungsgemässen Werkzeughalters in der Arbeitsstellung zu Beginn des Arbeitsgangs, d. h. der den Werkzeugschalter bildende Schieber und der Gleitblock sind in der Stellung ihres der Bearbeitung entsprechenden grössten Abstands dargestellt. Fig. 8 ist eine teilweise geschnittene Draufsicht des gleichen Werkzeughalters nach der Auslösung durch den festen Anschlag zur Zurückführung des Schiebers des Werkzeughalters in Richtung auf den Gleitblock und zur Entfernung des Werkzeugs von dem Werkstück. Fig. 9 ist ein Schnitt des Werkzeughalters längs der gebrochenen Linie IX - IX der Fig. 7. Fig. 10 ist eine längs der Linie X - X der Fig. 6 geschnittene Teilansicht des gleichen Werkzeughalters, welche den Mechanismus der Betätigung des Sterns zeigt.
Fig. 11, 12 und 13 sind schematische Ansichten der aufeinanderfolgenden Arbeitsphasen des dem Werkzeughalter zugeordneten Betätigungshebels. Fig. 14 zeigt den Stern zur Bestimmung der Zahl und der Arbeitstiefe der aufeinanderfolgenden Arbeitsgänge.
Fig. l, 2 und 3 zeigen die gesamte mit dem neuen Werkzeughalter ausgerüstete Drehbank, während Fig. 4 insbesondere die Einzelheiten des Werkzeughalters zeigt. Der Werkzeughalter enthält den an dem
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(Fig. 7 und 8) zugeordnet ist, welcher sich wie der Schieber 1 quer zu dem Schlitten verstellt, wobei sich der Schieber von dem an dem Schlitten sitzenden Ansatz 12 (Fig. 11-13) in Richtung auf das Werkstück 3 verstellt, während sich der Gleitblock 5 von dem gleichen Ansatz 12 aus in entgegengesetzter Richtung verstellt.
Wie weiter unten erläutert ist, bilden der Schieber 1 und der Gleitblock 5 in der Arbeitsstellung einen einheitlichen Block, welcher sich mittels des an dem Gleitblock befestigten Stifts 17 auf einem regelbaren Anschlag abstützt, welcher so an dem Schlitten angebracht ist, dass das Werkzeug 2 in die gewünschte Arbeitsstellung kommt.
Während des unter der Einwirkung der Leitspindel der Drehbank in der Richtung des Pfeils 4 (Fig. 4) ausgeführten Arbeitshubes geht das Werkzeug von der auf der rechten Seite der Fig. 4 dargestellten Stellung 2 aus und kommt am Ende des Arbeitsganges zum Gewindeschneiden in die auf der linken Seite der Fig. 4 dargestellte Stellung 2'. In diesem Augenblick weicht der Schieber 1 mit dem Werkzeug zurück und bringt dieses in die Ruhestellung 2", in welcher es für die Vornahme des nächsten Arbeitsgangs in seine Ausgangsstellung zurückkehrt. Diese selbsttätige Rückführbewegung erfolgt durch einen Hebel 9, welcher an dem Gleitblock 5 schwenkbar ist und am Ende des Hubes mit seiner Spitze 37 mit einem festen Anschlag 10 in Berührung kommt.
Der so verstellte Hebel 9 trennt in der weiter unten erläuterten Weise den Schieber 1 von dem Gleitblock 5, und jeder dieser beiden Teile 1 und 5 wird durch entsprechende Federn 13 und 15 wieder gegen den Ansatz 12 zurückgezogen.
Der grösste Abstand zwischen dem Schieber 1 und dem Gleitblock zur Herstellung einer starren Verbindung zwischen diesen beiden Teilen durch eine Kniegelenkwirkung wird zu Beginn eines jeden Arbeitsgangs dadurch hergestellt. dass der Arbeiter einen Handgriff oder Betätigungshebel betätigt dessen Arbeitsweise insbesondere aus Fig. 11,12 und 13 hervorgeht.
Auf Fig. 11 ist der Werkzeughalter in der Ausgangsstellung vor dem Gewindeschneiden dargestellt.
Der das Werkzeug 2 tragende Schieber 1 wird durch seine in der Richtung des Pfeils 14 wirkende verhältnismässig starke Feder 13 gegen den Ansatz 12 gezogen. Der Gleitblock 5 wird ebenfalls seinerseits durch seine in der Richtung des Pfeils 16, d. h. in der dem Pfeil 14 entgegengesetzten Richtung wirkende Feder 15 gegen den Ansatz 12 gezogen. Die Feder 15 ist erheblich schwächer als die Feder 13. In dieser Stellung der grössten Annäherung zwischen dem Gleitblock und dem Schieber, welche die beiden Teile des Werkzeughalters bilden, befindet sich das Werkzeug 2 in seiner zurückgezogenen oder Ruhestellung, und der Stift 17 an dem Gleitblock 5 hat ebenfalls eine zurückgezogene Stellung, so dass ein gewisses Spiel 18 zwischen diesem Stift und dem nachstehend beschriebenen, den Abstützanschlag für den Werkzeug halter bildenden Stern 6 besteht.
In diesem Augenblick verschwenkt der Arbeiter, wie auf Fig. 12 dargestellt, den Handgriff 8 um seine von dem Gleitblock 5 getragene Achse 40, um ihn durch eine Drehung in der Richtung des Pfeils 19 in die Stellung 8'zu bringen. Diese Schwenkbewegung betätigt den Stern 6 in der Richtung des Pfeils 20 und bringt in der weiter unten beschriebenen Weise den gewünschten Umfangsabschnitt des Sterns 6 in die Arbeitsstellung.
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Hierauf verschwenkt der Arbeiter den Handgriff 8 in entgegengesetzter Richtung, d. h. in der Richtung des Pfeils 24, bis in die Stellung 8". Die Rolle 25, welche an dem mit dem Betätigungshandgriff 8 starr verbundenen Hebel 26 sitzt, kommt zunächst in die Stellung 25', während der Hebel in die Stellung 26'gelangt (Fig. 13). In dieser Stellung ist die Rolle 25'gerade im Begriff, mit der mit dem Schieber 1 starr verbundenen Kurvenbahn 27 in Berührung zu kommen, so dass die weitere Verstellung des Handgriffs in der Richtung des Pfeils 24 den Gleitblock 5 entgegen der Wirkung der schwächeren Feder 15 durch eine Kniegelenkwirkung unter Abstützung auf dem Schieber 1 zurückdrückt, bis der Stift 17 in seiner Stellung 17'mit dem durch den Stern 6 gebildeten Anschlag in Berührung kommt.
Hierauf drückt das weitere Andauern der Kniegelenkwirkung unter Abstützung des Hebels 26 auf dem jetzt festgehaltenen Gleitblock 5 den Schieber 1 in Richtung auf das Werkstück zurück, d. h. in der Richtung des Pfeils 29.
In dem Augenblick, in welchem die Rolle 25 in ihrer Endstellung 25"ankommt, wird sie durch ein nachstehend beschriebenes Verriegelungssystem festgehalten. Man sieht somit, dass sich der zunächst durch seine schwache Feder 15 an dem Ansatz 12 gehaltene Gleitblock 5 vor dem unter der Einwirkung einer stärkeren Feder 13 stehenden Schieber 1 verstellt.
Die Vorrichtung zur Verriegelung des Hebels 26 und somit des gesamten Werkzeughalters in der Ar- beitsstellung ist genauer auf Fig. 7 dargestellt. Diese Verriegelung erfolgt durch den Hebel 30, welcher sich zusammen mit dem Auslösehebel 9 um die von dem Gleitblock 5 getragene Achse 36 dreht und un- ter der Einwirkung der Feder 32 eine an dem Hebel 26 vorgesehene Nase 31 erfasst. Ferner trägt der He- bel 26 in einer schrägen Bohrung einen Kolben 33, auf welchen eine Feder 34 wirkt, deren Kraft den Hebel 26 in der Richtung des Pfeils 35 verdreht und ihn von der Oberfläche des Gleitblocks 5 entfernt, wel- che sich mit dem Kolben 33 in Berührung befindet.
Dank dieser Ausbildung bewirkt, wenn das Werkzeug
2 in der Arbeitsstellung den Arbeitsgang zum Gewindeschneiden in der Richtung des Pfeils 4 ausgeführt hat, die Spitze 37 des Auslösehebels 9, wenn sie mit dem festen Anschlag 10 in Berührung kommt, die Schwenkung des Hebels 9 und das mit ihm starr verbundenen Hebels 30 in der Richtung des Pfeils 38 um die Achse 36. Hiedurch wird der Betätigungshebel 26 freigegeben, dessen Nase 31 nicht mehr mit dem Verklinkungshebel 30 in Eingriff steht, welcher eine Schwenkbewegung ausgeführt hat und der sich auf dem Kolben 33 abstützenden Feder 34 gestattet hat, den so entriegelten Hebel 26 in der Richtung des Pfeils 35 zurückzudrücken.
Der unter der Einwirkung der Feder 13 stehende Schieber 1 kann sich dann schnell in der Richtung des Pfeils 14 verstellen, bis seine Seite 39 mit dem Ansatz 12 in Berührung kommt, während der die Achse 40 des Betätigungshebels 26 und die Achse 36 des Doppelhebels 30-9 tragende Gleitblock 5 sich in der Richtung des Pfeils 16 verstellt und mit seiner Seite 42 wieder mit dem Ansatz 12 des Schlittens in Berührung kommt, sobald die Rolle 25 während ihrer Schwenkbewegung ausser Berührung mit der Kurvenbahn 27 gekommen ist.
Wie bereits ausgeführt, wird der mit dem Stift 17 in Berührung kommende feste Anschlag durch einen entfernbaren Stern oder Nocken 6 gebildet, welcher an seinem Umfang eine Reihe von flachen Abschnitten aufweist, deren Abstand von dem Mittelpunkt allmählich zunimmt, wie bei 21,22, 23 auf Fig. 12 dargestellt, um den Stift 17 in entsprechenden Stellungen gegenüber diesem Mittelpunkt zu halten. In der Ruhestellung legt sich der Gleitblock 5 gegen den Ansatz 12 und der Stift 17 gestattet die freie Drehung des Sterns 6, von dem er dann entfernt ist. Damit der Stern vor dem nächsten Arbeitsgang den den nächsten Anschlag bildenden flachen Abschnitt vor den Stift bringt, verschwenkt der Arbeiter in der oben angegebenen Weise den Handgriff in die Stellung 8' (Fig. 12).
Die Achse 40 dieses mit dem Betätigungshebel 26 starr verbundenen Handgriffs 8 trägt, wie auf Fig. 9 und 10 sichtbar, einen ebenfalls mit dem Handgriff 8 starr verbundenen Hilfshebel 43. Das Ende 44 dieses Hilfshebels 43 bewirkt bei seiner Schwenkbewegung in der Richtung des Pfeils 19 (Fig. 12) die Verschwenkung eines Schwenkteils 45 in der Richtung des Pfeils 20 der Fig. 10 und 12. Dieser Schwenkteil 45 trägt seinerseits eine Klinke 46, welche dann das auf der gleichen Achse 48 wie der Stern 6 befestigte Klinkenrad 47 um einen Zahn fortschaltet. Die Fortschaltung des Sterns erfolgt somit durch die intermittierende Drehung des Klinkenrades 47 mittels des Handgriffs 8 in der angegebenen Richtung. Der Stern 6 wird auf seiner Achse 48 durch einen Keil 49 (Fig. 9) sowie durch einen in das obere Ende der Achse 48 eingeschraubt gerändelten Knopf 50 gehalten.
Der Stern 6 kann somit nach Entfernung des Knopfs und des Keils 49 leicht ausgebaut werden. Der auswechselbare Stern 6 trägt ausserdem, wie auf Fig. 14 sichtbar, zwei Stifte 51 und 52, welche durch Anschlagen gegen einen festen Splint 53 den Beginn und das Ende des Hubes zum Gewindeschneiden bestimmen. Anders ausgedrückt, die intermittierende Drehung des Sterns 6 wird durch die Radialebenen bestimmt, welche durch diese Stifte 51 und 52 gehen, und zwischen welchen die flachen Umfangsabschnitte angeordnet sind, welche die Anschläge für die aufeinanderfolgenden vorzusehenden Arbeitsgänge bilden.
Nach Beendigung dieser Arbeitsgänge zum Gewindeschneiden kommt der Stift 52 in Berührung mit dem festen Splint 53, und der Arbeiter braucht dann nur auf einen federnden Druckknopf 54
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zu drücken, um mittels des Wippers 57 die Klinke 46 aus ihrem Klinkenrad auszuheben, worauf der Ar- beiter mittels des gerändelten Knopfs 50 die den Stern 6 tragende Anordnung 48-50 verdreht. Diese in der Richtung des Pfeils 55 der Fig. 10 vorgenommene Drehung bringt den Stift 51 wieder mit dem festen
Splint 53 in Berührung, d. h. führt den Stern 6 in seine Ausgangsstellung zurück.
Dank der Auswechselbarkeit des Sterns 6 können im Voraus die Zahl und dieArbeitstiefederArbeits- tiefe der Arbeitsgänge entsprechend dem Durchmesser des Werkstücks, der Ganghöhe des Gewindes und dem Werkstoff des Werkstücks bestimmt werden.
Aus Obigem geht hervor, dass die beschriebene selbsttätige Vorrichtung ganz allgemein gestattet, im
Voraus die Zahl und die Arbeitstiefe der aufeinanderfolgenden Arbeitsgänge zu bestimmen, ohne dass während der Bearbeitung irgend eine Massnahme getroffen werden muss, wobei ausserdem die schnelle ge- naue Rückziehbewegung des Werkzeugs selbsttätig in äusserst einfacher Weise erhalten wird. Der Arbeiter braucht nur nach jeder Rückkehr des Werkzeugs seinen Handgriff 8 zu betätigen.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung wirkt wie folgt :
Es sei davon ausgegangen, dass das Werkzeug gerade einen Schneidgang im Sinne der Richtung des Pfeils 4 in Fig. 4 vollführt hat. Am Ende dieses Schneidganges stösst der Anschlag 10 gegen den vom
Gleitblock 5 des Werkzeughalters mitgenommenen Hebel 9 und bewirkt dadurch ein Schwenken des Armes 30 dieses Hebels, der damit die Verriegelung 31 des Betätigungshebels 8,26 freigibt. Der Betätigungshebel 8,26 wird nunmehr unter der Wirkung der Feder 34 ausgeklinkt, (Fig. 7 und 12) und erlaubt damit eine gegenseitige Querverschiebung der Teile 1 und 5 des Werkzeughalters unter der Wirkung der auf diese Teile einwirkenden Federn, wodurch diese Teile schliesslich gegen den Anschlag 12 zum Anliegen kommen.
Nach dem auf diese Weise erfolgten Zurückziehen des das Werkzeug tragenden Teiles 1 des Werkzeughalters versetzt der Bedienungsmann den vom Schlitten getragenen Anschlagstern in Drehung u. zw. dadurch, dass er den Betätigungshebel 8 gegen die dem Bedienungsmann zugewendete Grundkante des Schlittens bewegt. Für den darauffolgenden Schneidgang wird der Handhebel 8 daraufhin von Hand aus in der Gegenrichtung in seine Verriegelungslage, d. h. also in die Stellung 8", 25" gebracht.
Die Teile 1 und 5 des Werkzeughalters werden auf diese Weise in ihrem grössten gegenseitigen Abstand festgehalten, was zur Folge hat, dass das Werkzeug 2 in eine entsprechende Arbeitslage für den folgenden Schneidgang gelangt u. zw. dadurch, dass der am Werkzeughalterteil 5 vorgesehene Fühler 17 mit einem neuen Umfangselement des Anschlagsternes 6 in Berührung kommt, worauf der nächste Schneidgang durchgeführt werden kann.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung kann an den verschiedenen den Werkzeughalter bildenden Drehköpfen der vorhandenen Drehbänke angebracht werden. Sie kann in der waagrechten Ebene so eingestellt werden, dass das Gewindeschneidwerkzeug in das abzudrehende Werkstück senkrecht zu seiner Achse oder auch in der Erzeugenden der Flanke des zu schneidenden Gewindes eintreten kann. Die beschriebene Vorrichtung kann auf eine beliebige Höhe eingestellt werden, d. h. entweder auf die Höhe der Spitzen der Drehbank, oder mit einer lotrechten Verschiebung gegenüber diesen, je nach dem gewählten Gewindeschneidverfahren.
PATENTANSPRÜCHE-
1. Vorrichtung zum automatischen Gewindeschneiden auf einer Leitspindeldrehbank, die dem Werkzeughalter nach jedem Schneidgang einen entsprechenden Vorschub erteilt dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Werkzeughalter aufweist, der einen auf dem Schlitten angebrachten Schieber (1) und einen Gleitblock (5) umfasst, wobei der Schieber und der Gleitblock quer zum Schlitten in zueinander entgegengesetztem Sinne verstellbar sind, u. zw. mittels eines Betätigungshebels (8,26), der in einer gegebenen Stellung den beiden Teilen (1, 5) unter Vermittlung einer Kniegelenkübertragung entgegen der Wir - kung von Rückholfedern (13,15) den grössten Abstand gibt und dass der Betätigungshebel und damit die Kniegelenkübertragung am Ende jedes Schneidganges ausklinkbar ist.