Verfahren zum Erzeugen oder Fertigbearbeiten eines Aussengewindes an einem stangenförmigen Werkstück und Werkzeugmaschine zur Ausführung des Verfahrens Gegenstand des Hauptpatents ist ein Verfahren zum Erzeugen oder Fertigbearbeiten eines Aussengewindes an einem stangenförmigen Werkstück mittels einer Werk zeugmaschine mit spanendem Werkzeug, wobei das Werkstück zusammen mit einer koaxial zu demselben angeordneten Leitspindel rotiert und gleichzeitig axial verschoben und dabei an dem in die Mantelfläche des Werkstückes eingreifenden Werkzeug vorbeigeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug zuerst zum Eingreifen in das Gewinde der Leitspindel, die durch ein während der Arbeit stillstehendes Mutterschloss an der Werkzeugmaschine läuft, gebracht wird,
und dass die Verschiebung des Werkstückes und der Leitspindel in der Richtung vom Werkzeug zum Mutterschloss erfolgt, so dass nach dem Erzeugen bzw. Fertigbearbeiten eines Tei les des Gewindes dieser Teil durch das Mutterschloss läuft, um selbst als Leitspindel zu dienen.
Fegenstand des Hauptpatents ist auch eine Werk zeugmaschine zur Durchführung dieses Verfahrens, mit einem rotierend antreibbaren, spanenden Werkzeug und einem relativ dazu verstellbaren Mutterschloss für eine rotierend antreibbare Leitspindel, die mit einer Vorrich tung zur koaxialen Kupplung mit dem stangenförmigen Werkstück versehen ist, gekennzeichnet durch Organe, die das Werkstück, nachdem ein Teil desselben durch das Werkzeug mit Gewinde versehen worden ist, durch das Mutterschloss schrauben, zum Zwecke, das Werk stück dabei als Leitspindel zu verwenden.
Das vorliegende Zusatzpatent betrifft eine weitere Ausbildung dieses Verfahrens und dieser Werkzeugma schine und bezweckt, mehrgängige Gewinde, z.B. Leit- spindeln mit zwei- oder dreigängigem Gewinde, bequem herzustellen und gewünschtenfalls ein Ende des Werk stücks, an dem vorher, z.B. auf einer Drehbank, ein Anfang des Gewindes hergestellt wurde, anstelle der Leitspindel zu verwenden.
Bei der vorliegenden Ausbildung des im Hauptpatent beschriebenen Verfahrens wird das Werkstück zusam men mit einem ein koaxial zu ihm angeordnetes Leitge- winde aufweisenden Teil rotiert, gleichzeitig axial ver schoben und dabei an dem in die Mantelfläche der Werkstücks eingreifenden Werkzeug vorbeigeführt, wobei das Werkzeug zuerst zum Eingreifen in das Leitgewinde, das durch ein während der Arbeit stillstehendes Mutterschloss an der Werkzeugmaschine läuft, gebracht wird, und die Verschiebung des Werk stücks .und des Leitgewindes in der Richtung vom Werkzeug zum Mutterschloss erfolgt, so dass nach dem Erzeugen bzw. Fertigbearbeiten eines Teiles des Gewin des dieser Teil durch das Mutterschloss läuft, um selbst als Leitgewinde zu dienen.
Dabei wird bei der Herstellung bzw. Fertigbearbei tung mehrgängiger Gewinde erfindungsgemäss die Dre hung und axiale Verschiebung des Werkstückes während des Erzeugens bzw. Fertigbearbeitens des Gewindes für jeden Gewindegang jeweils von einem besonderen Füh rungsgewinde im Mutterschloss gesteuert.
Die zur Ausführung dieses Verfahrens dienende Aus bildung der im Hauptpatent beschriebenen Werkzeugma schine hat ein rotierend antreibbares, spanendes Werk zeug und ein relativ dazu verstellbares Mutterschloss für den das Leitgewinde aufweisenden Teil, der zusammen mit dem stangenförmigen Werkstück rotierend antreibbar ist, und Organe, die das Werkstück, nachdem ein Teil desselben durch das Werkzeug mit Gewinde versehen worden ist, durch das Mutterschloss schrauben, zum Zwecke, das hergestellte Gewinde dabei als Leitgewinde zu verwenden.
Dabei ist erfindungsgemäss das Mutterschloss in einem auf dem Werkzeugmaschinengestell gelagerten Spindelstockkopf gebildet, der dazu bestimmt ist, vom Werkstück durchgangen zu werden und mit wenigstens einem, in den Kopf radial einführbaren Einsatzstück ausgestattet, an dessen radial inneren Ende ein Gewinde kamm gebildet ist, der dazu bestimmt ist, in den Gewindegang, der momentan von dem Werkzeug im Werkstück erzeugt bzw. fertigbearbeitet wird, einzugrei fen und denselben zu steuern.
Im folgenden werden anhand der beiliegenden Zeich nung Ausführungsbeispiele der erfindungsgemässen Werkzeugmaschine näher beschrieben. Im Zusammen- hang damit wird auch das erfindungsgemässe Verfahren beispielsweise näher erläutert: Es zeigen: Fig. 1 eine teilweise in Längsschnitt gezeigte Vorder ansicht der Teile der Werkzeugmaschine, in der Nähe von welchen die eigentliche Fräsarbeit ausgeführt wird, Fig.2 einen Längsschnitt durch das das Mutter- schloss tragende Gehäuse auf der Werkzeugmaschine, Fig. 3 eine teilweise in Querschnitt gezeigte Stirnan sicht des Mutterschlosses und dessen Gehäuses, Fig. 4. einen ähnlichen Längsschnitt wie in Fig.
2, aber durch eine andere Ausführungsform des Mutter- schlossgehäuses, Fig.5 eine teilweise in Querschnitt gezeigte Stirnan, sieht dieses Mutterschlosses und Fig. 6 eine Seitenansicht der Verbindungsstelle zwi schen der Leitspindel und dem Arbeitsstück, in das der erste Gewindegang gefräst wird.
Auf den Zeichnungen wurden dieselben Bezugsziffern wie die der entsprechenden Teile im Hauptpatent ge wählt.
Die in Fig.1 veranschaulichte Werkzeugmaschine und deren Fräsvorrichtung stimmen in wesentlichen Teilen mit den im Hauptpatent angegebenen bis auf die Ausbildung des Mutterschlosses baulich überein. In das Mutterschlossgehäuse 24 ist die Nabe 55 eines mit einer Anzahl radialer Bohrungen 57 versehenen Mutterkopfes 56 axial einführbar, in die je ein Einsatzstück 58 eingeführt werden kann. Die Einsatzstücke sind an ihrem radialen Innenende mit einem Gewindekamm 59 verse hen, der in das Schraubengewinde 43 in der Leitspindel 25 eingreift. .
Um den Mutterkopf 56 herum ist ein Haltering 60 mit einer radial vor dem Aussenende jedes Einsatzstückes 58 angebrachten Stellschraube 61 mit Kontramutter 62 angeordnet. Das Mutterschlossgehäuse 24 ist mit zwei Sperrschrauben 63 versehen, mit Hilfe deren die Nabe 55 und der Mutterkopf 56 in gegenüber dem Mutterschloss- gehäuse eingestellter Lage gehalten werden können. Die Nabe 55 ist ausserdem an dem, dem Kopf 56 abgewand ten Ende mit einer Ansatzmutter 64 versehen.
Die Herstellung des Mutterschlosses wird zweckmäs- sig auf folgende Weise vorgenommen. Der Mutterkopf 56 mit den in ihm angebrachten Einsatzstücken 58, deren radiales inneres Ende in- die axial durch die Nabe und den Mutterkopf hindurchgehende Bohrung 65 in einem der Tiefe des herzustellenden Gewindes entsprechenden Masse hineinragt, wird in einem Drehbankfutter festge spannt, und die Innenenden der Einsatzstücke 58 werden hier mit einem Schraubengewinde, gleich dem am Ar beitsstück 20 zu erzeugenden bzw. fertigzubearbeitenden, versehen.
Danach werden sämtliche Zähne der Gewinde kämme 59 ausser je einem an jedem der Einsatzstücke 58 weggefräst. Dieser ist dazu bestimmt, seinen an dem Arbeitsstück 20 zu erzeugenden bzw. fertigzubearbeiten den Gewindegang zu steuern.
Die in Fig. 1 gezeigte Leitspindel 25 und das Mutter- schloss sind vorgesehen, um beim Fräsen eines dreigängi gen Gewindes in ein Werkstück 20 verwendet zu wer den.
Nachdem das Werkstück 20 an die Leitspindel 25 und diese ihrerseits - nachdem sie durch die Bohrung 65 in der Nabe 55 und im Mutterkopf 56 geführt worden ist an das Schaltgehäuse der Maschine gekuppelt wurde, wird die Spindel 10 mit dem Fräser 11 so eingestellt, dass der Gewindekamm 59 in den ersten Gewindegang des Schraubengewindes 43 nahe an der Kupplungsvorrich tung 26 zwischen dem Werkstück 20 und der Leitspindel 25 eingreift.
Wenn danach die Motoren der Maschine (auf den Zeichnungen nicht gezeigt) gestartet werden, schraubt sich die Leitspindel 25 durch das Mutterschloss- gehäuse 24 infolge des Eingriffs des steuernden Gewinde kammes 59 in den erwähnten Schraubengewindegang 43 in Fig. 1 nach rechts und nimmt das Werkstück 20 mit, wobei mittels des rotierenden Fräsers 11 ein Schrauben gewindegang in das Arbeitsstück 20 gefräst wird. Ein Teil des ersten Schraubengewindeganges ist in Fig. 6 veranschaulicht. Etwaige zurückbleibende Grate werden mit dem Abgratwerkzeug 21 beseitigt.
Gewünschtenfalls kann die Maschine mit einer Spülkammer ausgestattet sein, in der das gebildete Schraubengewinde des Werk stückes 20 reingespült wird, bevor es in das Mutter- schlossgehäuse 24 gelangt. Das am Werkstück 20 erzeug te Schraubengewinde dient, wenn es das Mutterschlossge- häuse 24 erreicht hat, während des fortsetzenden Fräsens als Leitgewinde. Da nur das erste Einsatzstück 58 mit .seinem steuernden Gewindekamm 59 im Mutterschloss gehäuse 24 in die Bohrung 65 eingreift, wird die erste, noch nicht gefräste Partie 20' (Fig. 6) des Werkstückes 20 nicht daran gehindert, ohne weiteres das Muttergehäuse 24 zu durchlaufen.
Nachdem der erste Schraubengewindegang im Werk stück 20 gefräst worden ist, wird die Schraube 61 gelöst, der Haltering 60 axial verschoben und das Einsatzstück 58 entfernt. Nachdem der Teil 5 mit der Frässpindel 10 etwas angehoben worden ist, so dass der Fräser 11 das Gewinde 43 verlässt, wird das Werkstück 20 mit der Leitspindel 25 axial nach links in die in Fig. 1 gezeigte Ausgangslage gezogen.
Das nächste Einsatzstück wird in die ihm zugeordnete Bohrung, beispielsweise in die mit 57' bezeichnete Bohrung eingeführt, wonach die Leitspin- del mit dem Werkstück um 120 gedreht wird, so dass der Gewindekamm des zweiten Einsatzstückes in den zweiten Gewindegang des Gewindes 43 eingreifen kann. Der Teil 5 mit dem Fräser 11 wird wieder in Arbeitslage herabgesenkt, und der Arbeitsvorgang wiederholt sich, wie oben beschrieben ist, wobei der zweite Schraubenge- windegang in das Werkstück 20 gefräst wird. So wird der Arbeitsverlauf fortgesetzt, bis sämtliche drei Schrauben gewindegänge in das Werkstück 20 gefräst worden sind.
Wenn ein Werkstück mit einem viergängigen Schrau bengewinde versehen werden soll, wird ein Mutterschloss mit einem Mutterkopf 56 nach der in den Fig. 2 und 3 gezeigten Ausführungen verwendet, d.h. mit vier radialen Bohrungen 57 und mit einem gegenseitigen Winkelab stand von 90 .
In jede dieser Bohrungen 57 kann ein Einsatzstück 58 mit dem zum Steuern der Leitspindel 25 dienenden, der Reihenfolge nach in die Gewindegänge des Gewindes 43 eingreifenden Gewindekamm 59 eingeführt werden.
Mit dem in den Fig. 2 und 3 gezeigten Mutterkopf 56 ist es auch möglich, ein Schraubengewinde mit nur zwei Gewindegängen herzustellen, wobei nur zwei der gegen übereinander gelegenen Bohrungen 57 des Mutterkopfes 56 zum Aufnehmen je ihres Einsatzstückes 58 verwendet werden.
Nach den oben beschriebenen Ausführungsformen des Mutterschlosses wird der Mutterkopf während der gesamten Arbeit von den Schrauben 63 und der Ansatz mutter 64 festgehalten. In Fig. 4 ist jedoch eine Ausfüh rungsform gezeigt, gemäss welcher der Mutterkopf 56' mit nur einer Bohrung 57 und nur einem Ansatzstück 58 versehen ist. Hier ist der Mutterkopf 56 mit seiner Nabe 55 so angeordnet, dass er um einen der Anzahl Schrau- bengewindegänge, die in das Werkstück 20 gefräst wer den soll, entsprechenden Winkel von z.B. 120 gedreht werden kann, wenn das Werkstück z.B. drei Gewinde gänge erhalten soll.
Zum Festhalten des Mutterkopfes 56' in den verschiedenen Drehungslagen dient ein Sperrstift 66, der durch die Wirkung einer Feder 67 in eine von mehreren in der Nabe 55 radial angeordneten Bohrungen 68 eingreift, die nach dem gewählten Beispiel im gegen seitigen Winkelabstand von 120 angeordnet sind. Es ist offenbar, dass, wenn ein Schraubengewinde mit beispiels weise vier Gewindegängen in das Werkstück 20 gefräst werden soll, vier Bohrungen 68 mit gleichem gegenseiti gen Winkelabstand in der Nabe 55 vorhanden sein müssen.
Nach dem Fräsen eines Gewindeganges in das Werk stück 20 wird der Mutterkopf 56' z.B. um 120 gedreht, wonach, nachdem das Werkstück 20 in seine Ausgangsla ge zurückgeführt worden ist, das Fräsen des nächsten Gewindeganges beginnen kann.
Die gezeigten und beschriebenen Ausführungsformen sind nur als Beispiele zu betrachten, und das Mutter- schloss kann im Rahmen der nachfolgenden Ansprüche baulich verändert werden. Es ist nicht nötig, die Ein satzstücke 58 mit ihrem steuernden Gewindekamm 59 in einem Mutterkopf 56 so anzubringen, dass sie im Mutter kopf strahlenförmig zu liegen kommen; es ist nämlich auch möglich, die Einsatzstücke 58 entlang einer geraden Linie oder einer Spirallinie so anzubringen, dass ihre In nenenden in die Bohrung 65 in der Nabe 55 oder dem Mutterkopf 56 eingreifen. Der Sperrstift 66 kann durch ein anderes Sperrorgan ersetzt werden.
Wesentlich ist dabei nur, dass der Gewindekamm 59 des betreffenden Einsatzstückes 58 in Eingriff mit dem betreffenden Gewindegang gebracht werden kann, nachdem die Leit- spindel 25 auf den vorherbestimmten Drehungswinkel eingestellt worden ist.
Bei dem oben beschriebenen Beispiel wird eine separate Leitspindel verwendet. Dies ist sehr geeignet, wenn mehrere Schraubenspindeln derselben Art (mit denselben Abmessungen und mit derselben Gewindeart sowie derselben Anzahl Gewindegänge) hergestellt wer den sollen.
Wenn dagegen nur eine oder einzelne, lange Schraubenspindeln mit verhältnismässig grossem Durch messer hergestellt werden sollen, kann es zweckmässiger sein, beispielsweise in einer Drehbank erst den Gewin deanfang an einem Ende des Werkstückes bis zu einer Länge anzubringen, die der Länge der Leitspindel 25 in Fig. 1 entspricht, und danach diesen direkt in ein Ende des Werkstückes gefrästen Gewindeanfang beim an- schliessenden Gewindeschneiden mit dem Fräser 11 in der Maschine gemäss der Erfindung als Leitgewinde zu verwenden.
Das erfindungsgemässe Verfahren kann mit demsel ben Vorteil beim Schleifen mehrgängiger Schraubenge winde verwendet werden, in welchem Fall natürlich der Fräser 11 gegen eine Schleifscheibe ausgetauscht werden muss.