Werkzeugmaschine zum Erzeugen von Schraubennuten. Die Erfindung bezieht sich auf eine Werkzeugmaschine zur Herstellung von Schraubennuten, beispielsweise Schraubenver zahnungen in Werkstücken, nach dem Ab wälzverfahren, bei welcher im Drehantrieb des Werkstückes, ein die Längsbewegung des Werkstückschlittens mitmachendes Organ und ein von dem letzteren angetriebenes Rä derdifferentialgetriebe vorgesehen sind.
Jede Schraubenlinie ist durch ihre Stei gung und den zugehörigen Steigungswinkel bestimmt. Der Durchmesser des zu bearbei tenden. Werkstückes, der Steigungswinkel oder die Steigung der Schraubenlinie werden von Fall zu Fall wechselnde Abmessungen aufweisen. Hieraus folgt: Damit eine Werkzeugmaschine den Anfor derungen der Praxis genügen kann, muss sie auf die ,genannten Grössen genau einstellbar sein, auch wenn sich diese Grössen in weiten Grenzen ändern.
Es sind bereits verschiedene Werkzeug maschinen zum Erzeugen von Schrauben- nuten bekannt. Bei einer bekannten Maschine der eingangs erwähnten Art besteht. das ge nannte Organ aus einer am Werkstückschlit ten unverschiebbar befestigten Zahnstange, welche über eine Anzahl zum Teil auswech selbarer Räder das Räderdifferentialgetriebe antreibt. Um mit dieser Maschine nur eini germassen befriedigende Resultate zu erhal ten, sind eine grosse Anzahl Wechselräder not wendig.
In den weitaus meisten Fällen ist eine Schraubennute nur mit ungenauer Stei gung ausführbar, weil trotz der vorhandenen grossen Wechselräderanzahl nur Räderkombi nationen: gefunden werden, die lediglich einen annähernd richtigen Steigungswinkel ergeben. Ausserdem bedingt die Bestimmung der ein zusetzenden Räder eine mühsame, zeitrau bende, Rechenarbeit.
Es ist ferner bekannt, die Drehbewegung des Werkstückes mittels einer aussehwenk- baren gulisee zu erzeugen. Diese Vorrich tung ist stufenlos einstellbar, so dass jede be liebige Schraubensteigung ausgeführt werfen kann. Leider besitzt diese Vorrichtung den ausserordentlichen Nachteil, dass sie nur in einem sehr beschränkten Bereich anwendbar ist.
Damit am Werkstück eine brauchbare, zusätzliche Bewegung entsteht, müssen die mit einer Kulisse ausführbaren Bewegungen stark übersetzt werden. Um die dadurch ent stehenden Ungenauigkeiten in einem erträg lichen Rahmen zu halten, kann die Vorrich tung in der Praxis, wie bereits erwähnt, nur in einem sehr bescheidenen Umfange verwen det werden.
Die Erfindung ermöglicht die Behebung der angeführten Nachteile.
In der Zeichnung ist eine beispielweise Ausführungsform des Erfindungsgegenstan- des schematisch dargestellt. Es zeigt: Fig. 1 die Maschine, zum Teil in Ansicht, zum Teil nm Schnitt, Fig. 2-4 Schnitte nach den Linien II-II, III-III und IV-IV der Fig. 1. Von der Welle 1 her werden über das aus den Rädern 2, 3, 4 und 5 und dem Steg 6 (den man sich des besseren Verständnisses wegen vorläufig stillstehend denken möge) bestehende Räderdifferentialgetriebe über die Welle 7 die beiden Kegelräder 8 und 9 angetrieben.
Von dort aus erfolgt über die im Kegelrad 9 in axialer Richtung gleitende Keilwelle 10 und; das Stirnradgetriebe 11 der Drehantrieb der Mitnehmerscheibe 12. Das Werkstück 20 ist zwischen zwei Spitzen 13 und 14 gelagert und wird durch einen Mit, nehmer 15 bekannter Bauart in Drehung versetzt. Der das Werkstück 20 tragende Schlitten 16, der in vertikaler Richtung bei spielsweise mit Öldruck und Kolben 50 be- wegt wird,
ist an der Wand des Ständers 3 7 in den beiden seitlichen Führungsbahnen 17 behalten und .geführt. Am Schlitten 16 ist der zur Korrekturvorrichtung gehörende He bel 18 und das bereits erwähnte Stirnrad getriebe 11 gelagert. Das Werkzeug 19, bei spielsweise ein Abwälzfräser, ist auf einer im Ständer 37 belagerten, nicht besonders dargestellten Spindel befestigt. Ausserdem be steht an der Maschine eine Einrichtung, die erlaubt, das Werkstück 20 gegenüber der Drehachse des Werkzeuges 19 in Winkel stellung zu bringen.
Im dargestellten Beispiel wird der Schlit ten 16 unabhängig vom Werkstüekantrieb vorwärts geschoben. Für die Steigung der Schraubennute und somit auch für die Zu satzbewegung ist daher der vom Schlitten zurückgeleite. Weg massgebend. Die Zusatz- bewegunb muss infolgedessen vom Schlitten 16 her abgeleitet werden.
Dies geschieht auf folgende ' < 'eise: Bewegt sieh der Schlitten 16, so dreht sich das in die am Schlitten 16 verschiebbar gelagerte Zahnstange 24 eingreifende Ritzel 3,1 und die damit verbundene Welle 25, die im Ständer drehbar gelagert ist. Über die vier auswechselbaren Räder 26.
27, 28, 29, das Zahnrad 36 und das am Steg 6 befestigte Zahnrad 30 wird die Drehbewegung -dem Steg 6 und damit dem Differentialgetriebe mitgeteilt. Die Welle 7 und somit auch das Werkstück 20 erhalten über den bereits be schriebenen Web eine Zusatzbewegung. Die die Längsbewegung des Schlittens 16 mit machende Zahnstange sowie das von der letz teren angetriebene Räderdifferentialgetriebe wird in des Werkstückes einge schaltet.
Die Gangrichtung der Schraubennute ( links- oder rechtsgängig) ist abhängig von der Drehrichtung des Steges 6 in bezug auf die Drehrichtung der Wellen 1 und 7. Die Drehrichtung des Steges 6 wird dadurch be stimmt, dass die Wechselräder 26--29 mit oder ohne Zwischenrad eingesetzt werden.
Mit einer geeignet ausgewählten Anzahl Wechselräder 26-29 lassen sieh eine Reihe von Steigungen. erzielen, die innerhalb des vorbestimmten Gesamtbereiches liegen. Diese Reihe wird zweckmässig annähernd beome- trisch gewählt, wobei der Sprung von einer Steigung zur näehslten einen bestimmten Pro- zent@a.tz nicht überschreiten soll.
Diese durch eine Anzahl Wechse 1räder erzielbare Stei gungsreihe wird zweckmässig tabellarisch festgelegt.
Ist eine bestimmte Steigung von der Grösse Y herzustellen, so wird man in die- ser Tabelle eine benachbarte kleinere oder grössere Steigung finden. Die Verwendung einer benachbarten Steigung würde einen Fehler bestimmter Grösse verursachen.
Um diesen Fehler vollständig auszugleichen und somit :eine genaue Steigung, X zu erreichen, ist eine zusätzliche Bewegung eingesetzt, welche innerhalb derersten wirkt und folgen- dermassen arbeitet: Am Schlitten 16 ist ein Doppelhebel 18 drehbar gelagert. Die beiden Hebelarme tra gen<B>je</B> einen Zapfen 22 und 23. Jeder dieser Zapfen ist mit drehbarem Kulissenstein aus gerüstet.
Der Kulissenstein dies Zapfens 22, der sich am Ende des kurzen Hebelarmes befindet, ist in einer Führungsnute der Zahn stange 24 eingesetzt. Die Lage der Zahn stange in bezug auf den Schlitten 16 wird durch die Stellung des mit dem Werkstück schlitten mitlaufenden Hebels 18 bestimmt. Die Zahnstange ist parallel zur .Schlittenfüh rung geführt.
Der .längere Arm des bereits erwähnten Doppelhebels 18 greift mit dem Kulissen- stein des Zapfens 23 in die in bezug auf die Bewegungsrichtung der Zahnstange einstell bare Kulisse 31 ein. Die stillstehende Kulisse ist am Ständer im Zapfen 32 ausschwenkbar gelagert und kann mit der Schraube 33 in einer gewünschten Lage festgeklemmt wer den. Eine 'Skala 34 erlaubt ein genaues Ein stellen des notwendigen Ausschwenkwinkels.
Blei jeder Bewegung des Schlittens 16 gleitet der Kulissenstein des Zapfens 23 in der fest geklemmten Kulisse 31. Steht diese senk- recht, d. h. parallel zur Zahnstange 24, s o wird an der Lage des. Doppelhebels 18 nichts verändert. In :diesem Falle führt die Zahn stange 18 genau die Bewegung des Werk- stückschlittens 16 aus. Dem Hebel 18 wird jedoch eine Drehbewegung erteilt, sobald die Kulissa 31 in ausgeschwenkter Lage fixiert ist.
Diese Drehbewegung wird über den kur zen Hebelarm und den darin gelagerten Zap fen 22 der vertikal bewegbaren Zahnstange 24 mitgeteilt. Je nachdem die Kulisse 31 nach der linken bezw. rechten Seite ausge schwenkt wird, kann die Relativbewegung der Zahnstange 24, also die zusätzliche Be- webgung derselben in der Richtung bezw.ent- gegen der Vorschubbewegung des Schlittens 16 erfolgen.
Der Weg der sieh am Ritzel 35 abwälzenden Zahnstange 24 wird also klei ner oder grösser .als die in gleicher Zeitspanne vom Schlitten 16 zurückgelegte Strecke.
Zur diene folgendes Bei spiel: Es bedeutet: W<I>S</I> = Wegdes Schlittens 16, WZ = effektiver Weg der Zahnstange, 24, X = Steigung der gewünschten Schrau bennute, SW <I>=</I> Steigung der -durch Wechselräder am nächsten liegenden Schraube.
Wählt man das Verhältnis WS: WZ=X:sW so sind :die notwendigen Bedingungen für die Herstellung einer genauen Schraube vor handen.
Man kann beispielsweise die Differenz zwischen WS und WZ als Prozentwert der ge wünschten Steigung ausdrücken und die Ein stellung der Skala 34 dementsprechend ein richten.
Mit der dargestellten Maschine können Schraubennuten von innerhalb festgelegten Grenzen beliebiger Steigung rasch und genau erzeugt werden.
Das Räderdifferentialgetriebe wird für die Erzeug uni, einer gewissen Anzahl von Schraubensteigungen, die beispielsweise in einer annähernd geometrischen Reihe festge legt werden können, benützt. Mit Hilfe der ,einstellbaren Kulisse 31 wird die Bewegung der Zahnstange 24 derart beeinflusst, dass jede beliebige Steigung erzeugt werden kann.
Das Räderdifferentialgetriebe allein wird also zum Erzeugen angenähert richtiger Schrau bennuten benützt (Grobeinstellung), wäh rend die Kulisse für den Ausgleich der Dif ferenz zwischen der mit dem Differential getriebe erzeugharen Schraube und der ge- wünsehten Schraube vorgesehen ist (Feinein stellung).
Die mit dier Kulisse maximal aus zuführende Zusatzbewegung wird bei:gpiels- weise nur so gross gewählt, dass der zwischen zwei aufeinanderfolgenden, mit dem Räder differentialgetriebe erzeugbaren Schrauben bestehende Unterschied überbrückt werden kann.
Die beschriebene Maschine kann sinn gemäss auch so gebaut sein, dass das Ver schieben des Werkstückschlittens mit Hilfe von Schraubenspindeln oder dergleichen er folgt.
Machine tool for creating screw grooves. The invention relates to a machine tool for the production of helical grooves, such as screw teeth in workpieces, after the rolling process, in which the rotary drive of the workpiece, a longitudinal movement of the workpiece slide participant organ and a differential gear driven by the latter are provided.
Each helix is determined by its pitch and the associated pitch angle. The diameter of the to be machined. Workpiece, the pitch angle or the pitch of the helix will have changing dimensions from case to case. It follows from this: In order for a machine tool to be able to meet the requirements of practice, it must be precisely adjustable to the specified sizes, even if these sizes change within wide limits.
Various machine tools for producing screw grooves are already known. In a known machine of the type mentioned above, there is. the named organ consists of a rack attached to the workpiece slide that cannot be displaced and which drives the wheel differential gear via a number of partially exchangeable wheels. A large number of change gears are necessary in order to obtain only somewhat satisfactory results with this machine.
In the vast majority of cases, a screw groove can only be made with an imprecise pitch, because despite the large number of change gears available, only wheel combinations are found that only produce an approximately correct pitch angle. In addition, the determination of the wheels to be used requires a tedious, time-consuming calculation.
It is also known to generate the rotational movement of the workpiece by means of a gulisee which can be swiveled out. This device is infinitely adjustable, so that any screw pitch can be executed. Unfortunately, this device has the extraordinary disadvantage that it can only be used in a very limited area.
In order for a usable, additional movement to occur on the workpiece, the movements that can be carried out with a backdrop must be strongly translated. In order to keep the resulting inaccuracies within tolerable limits, the device can only be used to a very modest extent in practice, as already mentioned.
The invention enables the stated disadvantages to be remedied.
An exemplary embodiment of the subject matter of the invention is shown schematically in the drawing. It shows: Fig. 1 the machine, partly in view, partly in a section, Fig. 2-4 sections along lines II-II, III-III and IV-IV of FIG. 1. Starting from shaft 1 The two bevel gears 8 and 9 are driven via the gear differential gear consisting of the gears 2, 3, 4 and 5 and the web 6 (which, for the sake of better understanding, is temporarily stationary) via the shaft 7.
From there takes place via the spline shaft 10 and sliding in the bevel gear 9 in the axial direction; the spur gear 11 the rotary drive of the drive plate 12. The workpiece 20 is mounted between two points 13 and 14 and is set in rotation by a driver 15 of known design. The slide 16 carrying the workpiece 20, which is moved in the vertical direction, for example with oil pressure and piston 50,
is retained on the wall of the stand 3 7 in the two lateral guide tracks 17 and. On the carriage 16 belonging to the correction device He bel 18 and the aforementioned spur gear 11 is mounted. The tool 19, for example a hobbing cutter, is attached to a spindle which is besieged in the stand 37 and is not shown in particular. In addition, there is a device on the machine that allows the workpiece 20 to be angularly positioned relative to the axis of rotation of the tool 19.
In the example shown, the Schlit th 16 is pushed forward regardless of the workpiece drive. For the slope of the screw groove and thus also for the additional movement is therefore returned from the slide. Path decisive. The additional movement must consequently be derived from the carriage 16.
This is done in the following way: If the slide 16 moves, the pinion 3, 1 engaging the rack 24, which is slidably mounted on the slide 16, and the shaft 25 connected to it, which is rotatably mounted in the stand, rotate. Via the four interchangeable wheels 26.
27, 28, 29, the gear 36 and the gear 30 attached to the web 6, the rotary movement is communicated to the web 6 and thus to the differential gear. The shaft 7 and thus also the workpiece 20 receive an additional movement via the web already described. The longitudinal movement of the carriage 16 with making rack and the gear differential gear driven by the latter direct is switched into the workpiece.
The direction of rotation of the screw groove (left or right) depends on the direction of rotation of the web 6 in relation to the direction of rotation of the shafts 1 and 7. The direction of rotation of the web 6 is determined by the fact that the change gears 26-29 with or without an intermediate gear can be used.
With a suitably selected number of change gears 26-29 you can see a number of gradients. achieve which are within the predetermined total range. This row is expediently chosen approximately geometrically, whereby the jump from one slope to the next should not exceed a certain percentage.
This series of increases achievable by a number of exchanges 1 wheels is expediently defined in a table.
If a certain slope of size Y is to be established, you will find an adjacent smaller or larger slope in this table. Using an adjacent slope would cause a certain magnitude error.
In order to completely compensate for this error and thus: to achieve an exact slope, X, an additional movement is used which acts within the first and works as follows: A double lever 18 is rotatably mounted on the slide 16. The two lever arms carry a pin 22 and 23 each. Each of these pins is equipped with a rotatable sliding block.
The sliding block of this pin 22, which is located at the end of the short lever arm, is inserted into a guide groove of the rack 24. The position of the rack with respect to the carriage 16 is determined by the position of the lever 18 which follows the workpiece carriage. The rack is guided parallel to the slide guide.
The longer arm of the double lever 18 already mentioned engages with the sliding block of the pin 23 in the sliding block 31 which can be adjusted with respect to the direction of movement of the rack. The stationary backdrop is pivoted on the stand in the pin 32 and can be clamped with the screw 33 in a desired position who the. A 'scale 34 allows a precise set of the necessary pivoting angle.
With every movement of the carriage 16, the sliding block of the pin 23 slides in the firmly clamped gate 31. If this is vertical, ie. H. parallel to the rack 24, so nothing is changed in the position of the double lever 18. In this case, the rack 18 precisely executes the movement of the workpiece carriage 16. However, the lever 18 is given a rotary movement as soon as the sliding block 31 is fixed in the pivoted-out position.
This rotational movement is communicated to the vertically movable rack 24 via the kur zen lever arm and the Zap fen 22 stored therein. Depending on the backdrop 31 to the left respectively. is pivoted out on the right side, the relative movement of the toothed rack 24, that is to say the additional movement of the same in the direction or counter to the advancing movement of the slide 16, can take place.
The path of the rack 24 rolling on the pinion 35 is therefore smaller or larger than the distance covered by the carriage 16 in the same period of time.
The following example serves as an example: It means: W <I> S </I> = path of the slide 16, WZ = effective path of the rack, 24, X = pitch of the desired screw groove, SW <I> = </I> pitch the screw closest to it by change gears.
If you choose the ratio WS: WZ = X: sW: the necessary conditions for the production of a precise screw are present.
For example, the difference between WS and WZ can be expressed as a percentage of the desired slope and the setting of the scale 34 can be set up accordingly.
With the machine shown, screw grooves can be produced quickly and accurately within defined limits of any pitch.
The wheel differential gear is used to generate a certain number of screw pitches, which can be fixed, for example, in an approximately geometric series. With the aid of the adjustable link 31, the movement of the toothed rack 24 is influenced in such a way that any incline can be generated.
The gear differential gear alone is used to create approximately correct screw grooves (coarse setting), while the setting is intended to compensate for the difference between the screw that can be produced with the differential gear and the desired screw (fine setting).
The maximum additional movement to be carried out with the backdrop is, for example, only chosen so large that the difference between two consecutive screws that can be generated with the wheels differential gear can be bridged.
The machine described can be built in such a way that the shifting of the workpiece slide with the aid of screw spindles or the like he follows.