-
Vorrichtung für das selbsttätige Aufteilendes Umfangs im wesentlichen
zylindrischer oder prismatischer Werkstücke Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung
für das selbsttätige Umfangsteilen von im wesentlichen zylindrischen oder prismatischen
Werkstücken beim fortlaufenden Durchführen- von im wesentlichen axialen Arbeitsvorgängen
an diesen Werkstücken in der jeweils eingenommenen Drehstellung.
-
Die bekannten Vorrichtungen dieser Art - als Teilapparate bezeichnet
- weisen in einem meist auf dem Tisch einer Bearbeitungsmaschine, z. B. einer Schleifmaschine,.befestigten
Gehäuse eine dort drehbar gelagerte sowie an ihrem freien Ende das Werkstück aufnehmende
Spindel auf, die mittels einer Teilscheibe, Stellgliedern und Sperrgliedern in die
verschiedenen Winkelstellungen gebracht wird. Zur Durchführung des betreffenden
Arbeitsvorgangs, z. B. zum Schleifen des Rückens oder der Brust eines Walzenfräsers,
wird der Maschinentisch mit dem darauf befestigten Teilapparat und seinen Teilen
gegenüber dem Werkzeuge z. B. einer Schleifscheibe, verschoben.
-
Von diesen bekannten Einrichtungen unterscheidet sich die erfindungsgemäße
Einrichtung im wesentlichen dadurch, daß hier nur das Werkstück mit seiner Spindel
bewegt wird, während der Tisch, der Teilapparat sowie dessen Antriebseinrichtung
ortsfest. verbleiben. Der maschinelle Aufwand sowie der Energieverbrauch beim Arbeiten
mit der erfindungsgemäßen Einrichtung sind demnach wesentlich geringer als im bekannten
Fall. Gemäß der Erfindung ist in einem feststehenden Gehäuse längs verschiebbar
und verdrehbar eine das Werkstück aufnehmende Welle gelagert, der jeweils nach vollzogenem
Teilvorgang eine gerichtete Vorschubbewegung gegenüber dem Werkzeug erteilt wird
und die sich dabei von den zur Durchführung des Teilvorgangs dienenden Mitteln trennt,
so daß diese die Vorschubbewegung der Welle nicht mitmachen.
-
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.
Es zeigt Fig. 1 einen Längsschnitt durch die Vorrichtung, Fig.2 eine Seitenansicht
bei abgenommener Gehäusewand, Fig. 3 einen besonderen Ausbau der Vorrichtung in
Draufsicht, während Fig. 4 und 5 das Schleifen eines Gewindeschneideisens erläutert.
-
In einem Gußgehäuse 1, das nach Art eines Maschinenständers ausgeführt
und einen Tisch 2 zur Aufnahme von Bearbeitungsmaschinen, z. B. einer Schleifmaschine
3, besitzt, ist eine Welle 4 in Böcken 5 und 6 axial verschiebbar und drehbar gelagert.
Diese Böcke können in bekannter Weise mit (nicht gezeichneten) Lagerschalen versehen
sein. Die Welle 4 ist hohl und läßt an ihrem linken Ende einen Innenkonus 7 und
ein Außengewinde 8 zum Ansetzen eines. zu bearbeitenden Werkstücks, z. B. eines
Schneid-: eisens 9 (Fig. 4 und 5), erkennen. Zum Festspannen des Schneideisens dient
in üblicher Weise eine Spannzange 10 mit außen kegeligen und innen zylindrisch ausgedrehten
Spannbacken 11. Die Spannbacken werden mit einer auf das Gewinde 8 aufzuschraubenden,
nicht- dargestellten Überwürfmutter in den Innenkonus 7 getrieben.
-
Der rechte Teil der Hohlwelle 4 hat einen Bund,- 12, an den sich ein
außen verzahntes Sperrad 13 legt. Mit dem daran anschließenden, abgesetzten Wellenende
14 ist das Teilrad 15 starr verbunden. Im Gegensatz hierzu ist das Sperrad 13 drehbar
auf der Welle 4 gelagert. An der rechten Stirnseite des Sperrades 13 ist ein außen
mit einer Laufrolle 16 versehener Finger 17 angeschraubt. Dieser Finger wird beispielsweise
mit einer (nicht dargestellten) an dem Sperrad 13 angreifenden Feder gegen eine
Führungsleiste 18 'gedrückt. Diese bei Teileinrichtungen an sich bekannte verstellbare
Führungsanordnung ist beim Ausführungsbeispiel waagerecht liegend eingezeichnet;
sie ist von dieser Mittelstellung ausgehend nach oben oder unten verschwenkbar und
in jeder dieser Lagen mit einer Schraube 19 feststellbar, wodurch dem Werkstück
beim Vorschub in bekannter Weise eine Drehbewegung erteilt werden kann.
-
An der rechten Fläche des Sperrades 13 ist ein zweiteiliger Sperriegel
20 radial verschiebbar in einem Gehäuse 21 geführt. Jeder Riegelteil hat einen der
Verzahnung 22 des Teilrades 15 entsprechenden Zahn 23. Die Federn 24 drücken die
beiden Riegelteile in radialer Richtung gegen den Zahnkranz 22 des Teilrades, so
daß sich die beiden Zähne 23 in benachbarte Zahnlücken des Zahnkranzes 22 legen
und dadurch
Teilrad 15 und Sperrad 13 miteinander
verriegeln. Die beiden Riegelteile sind durch einen durch eine öffnung im Gehäuse
21 nach außen vorstehenden Steg 25 miteinander verbunden. Dieser Steg gibt den Riegelteilen
eine die Zähne 23 gegeneinanderdrückende Federung und dient außerdem dazu,
daß die Riegelteile von außen erfaßt und radial nach außen gezogen werden können.
-
In einem Zwischenboden 26 des Gehäuses 1 ist etwas seitlich
des Teilrades 15 eine Zahnstange 27
senkrecht verschiebbar geführt.
Die Verzahnung 28 der Stange 27 entspricht der Verzahnung 22 des Teilrades
und kann mit dieser in Eingriff gebracht werden. Im Zwischenboden 26 ist
außerdem - und zwar gleichfalls in senkrechter Richtung - ein Greifer
29
geführt, der mit einer Nase 30 den Steg 25 der Sperrriegel
20 erfassen kann. Eine Feder 31 will den Greifer nach oben in seine
durch einen Anschlagstift 32 bestimmte obere Endlage bringen.
-
Unterhalb der Hohlwelle 4 und quer zu dieser ist im Gehäuse
1 eine Antriebswelle 33 gelagert, auf deren nach außen vorstehendem
Ende eine Riemenscheibe 34 verkeilt ist. Die Welle trägt in verschiedenen
Ebenen axial hintereinanderliegend mehrere Nocken 35, 36, 37. An dem Umfang des
Nockens 35 ist der Endzapfen 38 eines Winkelhebels 39 mit einer Zugfeder
40 gehalten. Der Winkelhebel ist bei 41 am Gehäuse gelagert. Sein
oberes, mit Rollen versehenes Gabelende 42 greift in die Ringnut
43 einer auf der Welle 4 befestigten Hülse 44 ein.
-
Der zweite Nocken 36 dient der Bewegung eines zweiarmigen,
bei 45 am Zwischenboden 26 gelagerten Hebels 46. Eine Zugfeder 47 hält das
mit einem Gleitzapfen 48 versehene linke Hohlende dauernd im Kontakt mit
dein Mantel des Nockens 36. Das rechte Ende des Hebels 46 sticht in
einen Schlitz 49 am unteren Ende des Greifers 29.
-
Der letzte Nocken 37 bewegt ein Hebelpaar 50, 51
für
einen bei Teileinrichtungen an sich bekannten Zahnstangenantrieb der das Werkstück
tragenden Spindel. Der obere Hebel 50 ist mit seinem rechten Ende bei
52 an der Gehäusewand gelagert und liegt unter der Wirkung einer Zugfeder
53 mit einem Gleitzapfen 54 seines linken Endes am Nocken 37. Der untere
Hebel 51 ist mit seinem linken Ende bei 55 gelagert und mit seinem rechten Ende
über einen Lenker 56 mit dem unteren Ende der Zahnstange 27 verbunden.
Jeder der Hebel hat eine Reihe von Löchern 57, in die die Zapfen 58, 59 einer
Verbindungslasche 60
gesteckt werden können. Die Lasche bestimmt das Übersetzungsverhältnis
zwischen den beiden Hebeln 50 und 51 und damit den Hub der Zahnstange
27. Der Hub der Zahnstange ist also ohne Auswechseln oder Ändern des Nockens
37 lediglich durch Lageveränderung der Lasche 60 auf einfache Weise verstellbar.
-
Die Form der Nocken ist nur schematisch dargestellt. Sie entspricht
nicht den tatsächlichen Verhältnissen; kann aber diesen ohne Schwierigkeiten zur
Erzielung der nachfolgend erörterten Arbeitsfolge angepaßt werden. Auch sind die
Nockenerhebungen der besseren Übersicht wegen im Winkel versetzt eingezeichnet.
-
Wenn die Welle 33 entsprechend der Pfeilrichtung in Fig. 2
im Uhrzeigersinn angetrieben wird, schiebt der Nocken 35 die Hohlwelle 4 über den
Winkelhebel 39 aus der gezeichneten Stellung noch weiter nach links gegen
den rotierenden Schleifkörper der Schleifmaschine 3. Das kleine Teilrad 15
und das große Sperr- oder Führungsrad 13 sind dabei durch den Riegel 20 miteinander
starr verbunden. und die Rolle 16 am Rad 13 rollt auf der Leiste
18 ab. Da diese, wie aus Fig. 1 ersichtlich, gerade parallel zur Achse der
Welle 4 liegt, verschiebt sich die Welle 4, ohne sich zu verdrehen. Ist auf das
linke Ende der Welle 4 als zu bearbeitendes Werkstück entsprechend Fig. 4 und 5
ein Schneideisen 9 aufgespannt, so verschiebt sich dieses mit der Welle
4, bis es sich mit der gerade auf der Höhe des rotierenden Schleifkörpers
liegenden Bohrung auf diesem vorschiebt und die anliegende Schnittkante des Schneideisens
durchgehend geschliffen wird. Der Vorschub der Welle 4 ist beendet, sobald der Nocken
35 mit seiner größten Erhebung unter dem Bolzen 38 hindurchgegangen ist und
der Bolzen 38 auf der abfallenden Bahn des Nockens 35
gleitet. Unter
dem Einfluß der Feder 40 schwingt der Winkelhebel 39 zurück, und mit
ihm verschiebt sich die Welle 4 nach rechts, wobei sie auch weiterhin durch
die Leiste 18 undrehbar geführt ist. Der Rechtshub der Welle 4 ist beendet, sobald
der Bolzen 38 des Winkelhebels 39 auf die Kreisbogenbahn des Nockens
35 übergegangen und die Verzahnung 22 des Teilrades 15 in die Verzahnung
28 der Stange 27 eingeschoben ist.
-
Mit der Welle 4 ist auch das Sperr- und Führungsrad
13 und der von ihm getragene Riegel 20 nach rechts gewandert. In der
Endstellung der Welle 4
liegt der Steg 25 des Riegels 20 unter
der Nase 30 des Greifers 29. Die Erhebung des Nockens 36 ist
unter den Gleitzapfen 48 des Hebels 46 gerückt, so daß schon beim
Einspuren der Verzahnungen 22, 28 der Greifer 29 nach unten wandert und die
Verriegelung zwischen dem Sperrad 13 und dem Teilrad 15 gelöst wird.
Nun kann der Nocken 37 einsetzen und über das Hebelpaar 50, 51 die
Zahnistange 27, 28 nach unten ziehen um eine der Einstellung am Hebelpaar
50, 51
entsprechende Strecke. Das Teilrad 15 und die mit ihm fest verbundene
Welle sind dabei um den entsprechenden Winkel - im Beispiel nach Fig.4, 5 um
worden. Die weiterlaufenden Nocken 35, 36, 37 lassen die Verriegelung 20,
22 wieder wirksam werden, die Welle 4 samt den Rädern 13, 15 wieder nach links wandern
und kurze Zeit nach dem Ausspuren der Verzahnungen 22, 28
die Zahnstange 27
wieder in ihre Ausgangslage zurückkehren. Ein neues Arbeitsspiel, lediglich unter
Vorschub der Welle 4, beginnt.
-
In fortlaufender Folge spielen sich bei der Vorrichtung nach der Erfindung
somit folgende Vorgänge ab: Entriegeln, Teilen, Verriegeln, Arbeitsvorschub der
Welle, Rücklauf der Welle, Entriegeln, Teilen ...
-
Aus der vorstehenden Schilderung ist klar erkenntlich, daß die zu.-
Durchführung der Teilung erforderlichen Glieder stets im feststehenden Gehäuse quer
zur Welle 4 beweglich sind und der Arbeitshub der Welle 4
unter Trennung von
den erwähnten Gliedern überlassen bleibt. Der Teilungswinkel ist beliebig und mit
Hilfe des Hebelpaares 50, 51 und seiner Verbindungslasche 60 in weiten Grenzen
einstellbar.
-
Die Vorrichtung nach der Erfindung ist besonders vorteilhaft für die
Teilung und Bearbeitung von Werkstücken geringer Länge, insbesondere von Gewindeschneideisen,
Fräsern, Zahnrädern u. dgl. Solange der Arbeitshub der Welle 4 dabei geradeaus
gerichtet sein muß, bleibt die Führungsleiste 18 in der gezeichneten waagerechten
Lage. Sollen in das Werkstück Kurvenbahnen eingearbeitet oder geschliffen und also
die Welle 4 während des Vorschubes verdreht werden, so braucht die Leiste 18 nur
um den entsprechenden Winkel schräg gestellt oder gegen eine
dem
Arbeitsvorgang angepaßte Kurvenleiste ausgewechselt zu werden.
-
Für die Durchführung einfacher Arbeitsvorgänge kann das fest mit der
Welle 4 verbundene Teilrad 15 gleich auch als Sperr- und Führungsrad benutzt werden.
In diesem Fall erhält die Führungsleiste 18 das Profil eines Zahnes der Zahnstange
21, 28. Sie wird in die Verlängerung des entsprechenden Teilzahnes der Zahnstange
27, 28 gelegt, so daß das Teilrad nach dem Verlassen der Verzahnung 28 mit seiner
eigenen Verzahnung auf der zahnförmigen Führungsleiste weitergleitet. Das Sperrad
13 und die Verriegelung 20, 25 nebst den zugehörigen Einstellgliedern 29, 46 sind
in diesem Fall überflüssig.
-
An Stelle der dargestellten Nocken und Hebel mit Rückführfedern können
auch andere Antriebsglieder für die verschiedenen Arbeitsvorgänge vorgesehen werden;
auch die Stellglieder selbst sind nicht an die gezeichnete Ausführungsform gebunden.
-
Die Vorrichtung läßt sich vorteilhaft zum gleichzeitigen oder rasch
aufeinanderfolgenden Durchführen von verschiedenen Arbeitsvorgängen, z. B. Einfräsen
und Nachschleifen von Nuten od. dgl., verwenden. Zu diesem Zweck kann der Tisch
zum Aufspannen der Bearbeitungsgeräte, z. B. zum Aufspannen von elektromotorisch
angetriebenen Schleifern, Fräsern, Bohrern u. dgl., mit kreisbogenförmig zu einem
Bearbeitungsmittelpunkt 61 verlaufenden Spannbahnen 62, 63 ausgestattet werden,
an denen die Bearbeitungsgeräte unter verschiedenen Winkelstellungen zueinander
mit :geringem Zeitaufwand eingestellt werden können.
-
Das Sperrad, das einen großen Durchmesser hat, kann an seinem Umfang
Vorspünge, insbesondere eine Verzahnung 64, aufweisen, mit denen der Welle 4 zu
bestimmten Zeiten sehr fein einstellbare Verdrehungen um bestimmte, insbesondere
kleine Winkel erteilt werden können.