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Vorrichtung zur Herstellung eines Gewindes mit ungleichförmiger
Steigung
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung eines Gewindes mit ungleichförmiger Steigung.
Derartige Gewinde mit der Grösse und Lage nach richtig gewählten Abweichungen von einem Normalewinde sind bei Schraubverbindungen sehr vorteilhaft, weil mit ihnen eine günstige Verteilung der Beanspruchung auf mehrere Gewindeflanken erzielbar ist.
Schraubverbindungen dieser Art, bei denen die Last über sämtliche Gewindeflanken oder auf eine möglichst grosse Zahl von Flanken verteilt wird, sind aus den österr. Patentschriften Nr. 193827, Nr. 199588 und Nr. 200396 bekannt.
Die Grösse und die Lage der Abweichungen müssen für jedes Gewinde unter Berücksichtigung der Art und Weise bestimmt werden, in der die Last auf die Gewinderillen bzw. -gänge verteilt werden soll, sowie in Abhängigkeit von der Form des Gewindes, mit dem d. as herzustellende 3ewinde zusammenarbeiten soll. Im allgemeinen wird man eines der zusammenarbeitenden Gewinde normal, d. h. mit konstanter Steigung ausbilden, doch ist dies nicht unbedingt erforderlich.
Die Erfindung zielt darauf ab, eine Vorrichtung zu schaffen, die unter Verwendung einer Drehbank die Herstellung eines Gewindes mit ungleichförmiger Steigung ermöglicht. Eine gemäss der Erfindung ausgebildete Vorrichtung mit einer Drehbank, die einen den Querschlitten für das Werkzeug tragenden Längsschlitten aufweist, ist allgemein dadurch gekennzeichnet, dass der Längsschlitten unter dem Einfluss einer Vorschubeinrichtung steht, welche zwischen der Winkelgeschwindigkeit des Werkstückes und der Vorschubgeschwindigkeit des Längsschlittens eine nichtlineare Beziehung herstellt.
Vorteilhaft wird zum Vorschub des Längsschlittens ein Steuerkurvenkörper vorgesehen, der mit dem Antrieb des Werkstückes auf proportionale Winkelgeschwindigkeit gekuppelt ist, wobei der die Vorschubbewegung des Längsschlittens steuernde Teil der Stirnfläche am Steuerkurvenkörper von der genauen Form einer Schraubenfläche abweichend ausgebildet ist.
Bei der erfindungsgemässen Vorrichtung kann aber auch die Vorschubbewegung des Längsschlittens von einer Leitspindel abgeleitet werden, die mit dem Antrieb des Werkstückes auf proportionale Winkelgeschwindigkeit gekuppelt ist ; zweckmässig ist dann die Leitspindel in Richtung ihrer Achse verschiebbar, wobei zur axialen Verschiebung der Leitspindel eine Nocke vorgesehen ist, deren Winkelbewegung entweder von der Leitspindel oder mittelbar vom Längsschlitten abgeleitet ist. Es können also in allen Fällen normale Drehbänkeverwendet und durchrelativ einfache Veränderungen bzw. Zubauten in erfindungsgemässe Vorrichtungen zur Herstellung eines Gewindes mit ungleichmässiger Steigung umgewandelt werden.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die Fig. 1 und 2 zeigen in perspektivischer Darstellung bzw. schematisch eine erfindungsgemässe Vorrichtung, bei welcher die Vorschubbewegung des Längsschlittens von der Stirnfläche eines Steuerkurvenkörpers abgeleitet wird. Die Fig. 3 und 4 zeigen eine Vorrichtung nach der Erfindung, bei welcher eine axial verschiebbare Leitspindel die Vorschubbewegung des Längsschlittens. bewirkt.
Bei der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung bewegt sich ein Längsschlitten 18 beim Gewindeschneiden über Führungsbahnen 19 und 19'in Richtung des in den Schlitten eingezeichneten Pfeiles. Ein mit einem Gewindeschneidwerkzeug 21 bestückter Querschlitten 20 ist auf dem Längsschlitten 18 auf einer Schwalbenschwanzführung 22 verschiebbar ; während der Längsschlitten 18 in dei Jurch einen Pfeil angedeuteten
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Richtung bewegt wird, wird der Querschlitten 20 entlang einer Führung 23 bewegt.
Die Führungsfläche 24 der Führung 23 ist nicht in der Längsrichtung der Führung gebogen, so dass bei der Bewegung des Längsschlittens 18 in Richtung des in ihn eingezeichneten Pfeiles das Verhältnis zwischen der Geschwindigkeit mit der sich die Spitze des Gewindeschneidwerkzeuges 21 in Richtung senkrecht zur Achse des Werkstükkes 25 bewegt und der Geschwindigkeit der Bewegung parallel zur Werkstüc1tachse konstant ist. Die Bewegung des Längsschlittens 18 wird über eine Rolle 26 von einem proportional zur Winkelgeschwindigkeit des Werkstückes 25 umlaufenden zylindrischen Steuerkurvenkörper 27 abgeleitet, an dessen Führungsfläche 28 die Rolle 26 angreift.
Aus Fig. 2, welche die erfindungsgemässe Vorrichtung schematisch mit abgewinkeltem Steuerkurvenkörper 27 darstellt, ist ersichtlich, dass die Führungsfläche 28 in einen Teil 29, von dem der Arbeitshub des Längsschlittens 18 abgeleitet wird und in einen Teil 30 unterteilt ist, von dem der beschleunigte Rückwärtshub des Schlittens abgeleitet wird.
Der Teil 29 des Steuerkurvenkörpers 27 ist erfindungsgemäss von der genauen Schraubenlinienform abweichend ausgebildet da da die Winkelgeschwindigkeit mit der sich der Steuerkurvenkörper umdreht, zur Winkelgeschwindigkeit des Werkstückes 25 proportional ist, wird sich der Längsschlitten 18 in der angedeuteten Richtung mit einer Geschwindigkeit bewegen, die zur Winkelgeschwindigkeit des Werkstückes nicht proportional ist ; infolgedessen werden die Geschwindigkeiten der Bewegung der Spitze des Gewindeschneidwerkzeuges 21 in Richtung auf die Werkstückachse bzw. parallel dazu nicht zur Winkelgeschwindigkeit des Werkstückes proportional sein, so dass das Gewinde mit den gewünschten Abweichungen von der gleichförmigen Steigung geschnitten wird.
Die in den Fig. 3 und 4 schematisch veranschaulichten Vorrichtungen nach der Erfindung weisen einen Längsschlitten 37 auf, der sich während des Gewindeschneidvorganges parallel zur Drehachse des Werkstückes in Richtung des strichlierten Pfeiles bewegt und ähnlich wie der Längsschlitten in Fig. l mit einem Querschlitten für das Werkzeug ausgerüstet ist. Im Gegensatz zur Vorrichtung nach Fig. 1 und 2 wird dem Längsschlitten 37 die Bewegung über eine an dem Schlitten befestigte Mutter 38 erteilt, die mit einer Leitspindel 39 zusammenarbeitet. Diese Leitspindel ist axial verschiebbar in Lagern 40 und 41 gelagert und trägt an den Enden Verbindungsstücke 42 und 43.
Das Verbindungsstück 42 arbeitet mit einer Nocke 44 zusammen, gegen welche die Leitspindel durch eine Feder 46 gedrückt wird, welche zwischen dem andern Verbindungsstück 43 und einem Teil 45 des Drehbankgestells angeordnet ist.
Bei Drehung der Nocke 44 wird die Leitspindel samt dem Schlitten 37 parallel zur Achse des Werkstückes hin-und herbewegt ; diese Bewegung wird der Hauptbewegung überlagert, die dem Längsschlitten 37 durch die mit einer zur Winkelgeschwindigkeit des Werkstückes proportionalen W inkelgeschwindig- keit umlaufenden Leitspindel 39 erteilt wird. Somit ist die Geschwindigkeit der Hauptbewegung der Winkelgeschwindigkeit des Werkstückes proportional. Wegen der Axialbewegung der Leitspindel 39 ist die resultierende Geschwindigkeit des Längsschlittens 37 aber nicht zur Winkelgeschwindigkeit des Werkstückes proportional, so dass beim Gewindeschneiden ein Gewinde mit ungleichförmiger Steigung entsteht, dessen Abweichungen von einer konstanten Ganghöhe von der Bemessung der Kurven-oder Nockenscheibe 44 abhängt.
Bei der Vorrichtung nach Fig. 3 wird der Umlauf der Nocke 44 von der Leitspindel direkt abgeleitet ; die Nockenscheibe ist vorzugsweise so geformt und so von der Leitspindel 39 aus angetrieben, dass sich die Nocke während der Bewegung des Längsschlittens über die Länge des zu schneidenden Gewindes einmal dreht.
Gegebenenfalls kann bei diesem Ausführungsbeispiel die Nocke 44 auch durch einen zylindrischen Steuerkurvenkörper ersetzt werden, von dem die Verschiebebewegung des Leitspindel an der Stirnfläche abgenommen wird.
Bei der Vorrichtung nach Fig. 4 richtet sich die Stellung der Nocke 44 nach der Lage des Längsschlit- tens 37, der mit der Nocke durch einen mit der Nocke schwenkbaren Hebel 48 und eine an diesem befestigte Verbindungsstange 47 gekuppelt ist.
Es ist naheliegend, dass man die axiale Bewegung der Leitspindel 39 aúch auf andere Weise von der Bewegung des Schlittens 37 ableiten kann.
Die in den Fig. 3 und 4 schematisch dargestellte Vorrichtung bzw. Drehbank lässt sich insbesondere zum Schneiden von Gewinden für eine Gewindeverbindung benutzen, bei der eines der Gewinde als normales Gewinde ausgebildet ist. Wenn nämlich die in den genannten Figuren gezeigten Drehbänke auch so ausgebildet sind, dass auf ihnen Gewinde mit ungleichförmiger Steigung geschnitten werden, so kann man auf ihnen auch ein normales Gewinde an einem Bauteil schneiden, der mit einem Bauteil mit ungleichförmiger Gewindesteigung zusammenarbeiten kann. Für das Schneiden eines normalen Gewindes wird der Antrieb der Nockenscheibe 44 (Fig. 3) ausgeschaltet oder die Verbindungsstange 47 (Fig. 4) gelöst.
Es sei ferner bemerkt, dass bei den Vorrichtungen nach den Fig. l und 2 der Längsschlitten statt durch
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einen zylindrischen auch durch einenscheibenförmigen Steuerkurvenkörper betätigt werden kann. Der Teil dieses scheibenförmigen Steuerkurvenkörpers, von dem der Arbe. Ltshub des Längsschlittens abgeleitet wird, ist dann erfindungsgemäss von der genauen Form einer archimedischen Spirale abweichend ausgebildet. Die Grösse dieser Abweichung ist derart gewählt, dass die erwünschte Grösse der Abweichungen von der gleichförmigen Steigung des geschnittenen Gewindes erreicht wird.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Vorrichtung zur Herstellung eines Gewindes mit ungleichförmiger Steigung, bestehend aus einer Drehbank mit einem den Querschlitten für das Werkzeug tragenden Längsschlitten, dadurch gekennzeich-
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steht, welche zwischen der Winkelgeschwindigkeit des Werkstückes (25) und der Vorschubgeschwindigkeit des Längsschlittens eine nichtlineare Beziehung herstellt.