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Vorrichtung zum Übertragen einer axialen Bewegung auf eine in der
Achsrichtung frei verschiebbare umlaufende Welle, insbesondere bei der Herstellung
einer schraubenförmigen Nut In der Praxis liegt häufig die Aufgabe vor, schraubenförmig
verlaufende Schnitte an einem Werkstück mit äußerster Genauigkeit auszuführen. So
müssen beispielsweise elektrische Widerstandskörper, wie sie als Widerstände in
Funk- und Fernsehapparaten Verwendung finden und die aus einem mit einer leitenden
Schicht versehenen keramischen Körper bestehen, mit einer schraubenförmig verlaufenden
Nut versehen werden, um den Widerstandswert genau abzuregeln, und wobei sich dieser
Widerstandswert aus der Steigung der Länge und der Breite der schraubenl.in.ienförmig
verlaufenden Nut ergibt. Die Genauigkeit einer solchen Nut soll in der Nähe von
5 bis 10 [t liegen. Auch an die schraubenlinienförmige Bewicklung von. Spulen, die
bekanntlich schichtweise einen schraubenlinienförmigen Verlauf aufweisen, werden
entsprechend große Anforderungen gestellt. Um diese Genauigkeit zu erreichen, bedarf
es einer entsprechend genau arbeitenden Einrichtung. Die bisher für diese Zwecke
bekannten Einrichtungen genügen nicht diesen hohen Anforderungen.
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Zur Herstellung fertiggedrehter und geschliffener Wellen sind Einrichtungen
bekannt, die mit drei Walzen versehen sind, welche die zu bearbeitende Welle einziehen,
sie drehen und durch die Maschine befördern, und welche schräg zur Drehachse der
Welle angeordnet sind; infolge ihrer Schräglage schieben sie die zu bearbeitende
Welle vorwärts und drehen sie zugleich. Bekannt sind auch Vorschubeinrichtungen
an Rundstangen verarbeitenden Drehbänken, bei denen die Werkstofförderung durch
schräg zur Vorschubachse angeordnete Rollen erfolgt, deren Drehachsen relativ zu
den Rundstangen eineDrehbewegung ausführen, und bei denen sich die Rollen ohne eigenen
Antrieb auf den Stangen abwälzen, wobei die Relativbewegung allein durch Drehen
der Stangen erzielt wird. Von diesem Grundgedanken macht auch die erfindungsgemäße
Vorrichtung Gebrauch, die also gleichfalls zum Übertragen einer axialen Bewegung
auf eine in der Achsrichtung frei verschiebbare umlaufende Welle durch drei, einen
einstellbaren Winkel mit der Achse der zu verschiebenden Welle einschließende, in
Oberflächenberührung mit der Welle stehende Wälzkörper dient; nach der Erfindung
sind diese Wälzkörper hantelförmig und liegen nur mit ihren kugelförmig verdickten
Teilen an der zu verschiebenden Welle an. Dadurch, daß die Wälzkörper nicht mit
ihrer ganzen Länge, sondern mit ihren sich aus der Hantelform ergebenden, kugelförmig
verdickten Teilen an der Welle anliegen, ist ein hoher Grad an Genauigkeit erreichbar,
und es lassen sich mit Hilfe dieser erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung für
die hiermit zu erzeugende schraubenlinienförmige Nut bei aufeinanderfoigenden, untereinander
gleichen Werkstücken Genauigkeiten erzielen, die nicht mehr als 6 w voneinander
abweichen. Eine solche Nut wird beispielsweise dadurch erzeugt, in-'dem auf die
von den Wälzkörpern umfaßte, von ihr in Umlauf gesetzte und dabei axial vorgeschobene
Welle ein den Widerstandskörper darstellender keramischer Zylinder mit einer auf
ihm aufgebrachten, aus leitendem Stoff bestehenden Schicht aufgesetzt und mit der
Welle gedreht und axial vorgeschoben wird, und zwar an einer schnell umlaufenden
Säge vorbei, welche in die auf dem keramischen Körper befindliche leitende Schicht
eine schraubenlinienförmige Nut einschneidet.
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In zweckmäßiger Ausführung sind bei dieser erfindungsgemäßen Vorrichtung
die Wälzkörper auf einem Ende mit einem festen Lagerzapfen schwenkbar im Maschinengestell
gelagert und tragen auf dem anderen Ende in einem zu der kugelförmigen Verdickung
konzentrischen Kugelgelenk einen Zapfen, der in einer drehbaren Scheibe gelagert
ist, die ihrerseits um eine zu der zu verschiebenden Welle konzentrischen Achse
in dem Maschinengestell einstellbar ist.
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Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Ausführungsbeispiele wiedergebenden
Zeichnung erläutert; hierin ist
Fig. 1 eine Ansicht einer Vorrichtung,
durch die einer Welle eine axiale- und eine rotierende Bewegung erteilt wird, Fig.2
eine Seitenansicht, gesehen von links in Fig. 1, Fig.3 eine Seitenansicht, gesehen
von rechts in Fig. 1, wobei die Lager eine Rotation erfahren können, Fig. 4 ein
Querschnitt gemäß der Linie IV-IV in Fig. 3, Fig. 5 eine Ansicht der Abstützung
eines einstellbaren Wälzkörpers, teilweise im Schnitt, in vergrößertem Maßstab,
Fig. 6 eine abgeänderte Ausführungsform für die Lagerung eines der Wälzkörper.
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1 bezeichnet eine Welle, der nicht nur eine rotierende, sondern auch
eine axiale Bewegung erteilt werden muß. Diese Welle wird zwischen drei Wälzkörpern
2, 3 und 4 eingeschlossen, deren Mittellinien die Mittellinie der Welle 1 unter
einem kleinen Winkel kreuzen. Diese Wälzkörper sind hantelförmig ausgebildet und
liegen nur mit ihren kugelförmig verdickten Teilen 211,2b, 3a, 3b und 4a, 4b an
der zu verschiebenden Welle 1 an. Die Welle 1 ist in Fig. 1 mit einer Seilscheibe
5 versehen. Die hantelförmigen Körper sind in zwei Maschinengestellen 6 und 7 gelagert.
Zur Erzielung einer guten Lagerung ist der hantelförmige Körper 2 durch in jedem
der Maschinengestelle 6 und 7 angeordnete Federn 8 und 9 belastet, die durch Schrauben
10 und 11 einstellbar sind. Beim Antrieb der Welle 1 mittels der Seilscheibe 5 wird
ihr nicht nur eine rotierende Bewegung, sondern infolge der schrägen Anordnung der
hantelförmigen Körper 2, 3 und 4 auch eine Axialbewegung erteilt; diese Axialbewegung
ist nicht nur zeitlich konstant, sondern auch in engen Grenzen einstellbar.
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Soll nämlich die Geschwindigkeit der Axialbewegung in der Zeiteinheit
geändert werden können, so kann das Maschinengestell 7 die in Fig. 3 und 4 dargestellte
Ausbildung erhalten. Hierbei sind die hantelförmigen Körper 2, 3 und 4 nicht im
Gestell 7 selbst gelagert, sondern in einem in diesem Gestell 7 eingeschlossenen
Rad 12, das im Gestell 7 etwas verdreht werden kann. Dieses Verdrehen kann dadurch
erfolgen, daß ein Teil des Außenumfangs des Rades 12 mit Zähnen versehen ist, in
die eine Schnecke 13 eingreift, die mittels eines Knopfes 14 drehbar ist. Durch
Drehung des Knopfes 14 kann das Rad 12 mit den darin angeordneten Lagern 15 etwas
verdreht werden, wodurch die Lage der Wälzkörper 2, 3 und 4 gegenüber der Welle
geändert wird. In diesem Fall ist es erwünscht, daß die Lagerung der hantelförmigen
Körper, von der ein Teil mit 15 bezeichnet ist, in anderer Weise erfolgt, beispielsweise
wie in Fig. 5 dargestellt ist.
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Wie in dieser Figur veranschaulicht, trägt der Wälzkörper 2 in einem
zu der kugelförmigen Verdickung 2b konzentrischen Kugelgelenk 20 einen Zapfen 21,
der im Lager 22 gelagert ist. Infolgedessen bleibt bei einer Winkeländerung der
Abstand der Mittellinie der Welle von der Mittellinie eines jeden hantelförmigen
Körpers gleich.
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Es ist ersichtlich, daß es nicht notwendig ist, die Welle anzutreiben,
wie dies in Fig. 1 dargestellt ist; es ist beispielsweise auch möglich, den hantelförmigen
Wälzkörper 2 anzutreiben, wodurch sich gleichfalls eine rotierende und axiale Bewegung
der Welle 1 ergibt. Bei Umkehrung der Rotation der Welle 1 oder des Körpers 2 bewegt
sich die Welle nicht nur axial, sondern auch rotierend in der entgegengesetzten
Richtung. Manchmal ist es jedoch erwünscht, weder die Rotationsrichtung der Welle
zu ändern noch einen der hantelförmigen Körper anzutreiben. Um auch dann die Welle
nach vollführter Axialbewegung wieder in ihre ursprüngliche Lage zurückzuversetzen,
kann, wie in Fig.6 dargestellt ist, der hantelförmige Körper, statt im Gestell 7
gelagert zu werden, in einem gesonderten Tragarm 16 gelagert werden, an dem ein
Hebel 17 befestigt ist, der durch eine Feder 18 nach einem feststehenden Punkt 19
gezogen wird. Ein Druck auf den Hebel 17 in Richtung des Gestells 7 bewirkt, daß
die Welle 1 frei auf den Körpern 3 und 4 liegt, wodurch sie auf einfache Weise in
ihre Anfangslage zurückversetzt werden kann.
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Es ist weiter möglich, ein Maschinengestell gemäß Fig. 6 in der in
Fig. 3, 4 und 5 dargestellten Weise auszubilden, so. daß auch eine Änderung der
Axialbewegung in der Zeiteinheit möglich ist. Auch ist es mit einfachen und in der
Technik bekannten Mitteln möglich, die Vorrichtung so zu gestalten, daß die Verschiebung
des Hebels 17 selbsttätig eine axiale Zurückversetzung der Welle 1 herbeiführt.
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Wenn die Vorrichtung mit Mitteln versehen ist, durch die der Winkel,
den die hantelförmigen Wälzkörper mit der Welle einschließen, geändert wird, immer
dann, nachdem die Welle einen bestimmten, vorzugsweise einstellbaren Abstand zurückgelegt
hat, ist beispielsweise erreichbar, daß die Welle, die an sich immer in der gleichen
Richtung rotiert, sich vor-und rückwärts bewegt, wobei es sogar möglich ist, durch
passende Wahl der Winkel die Geschwindigkeit in der einen Richtung anders zu wählen
als in der anderen Richtung. Selbstverständlich ist auch Stillstand erzielbar.