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Vorrichtung zum Schlitzen von Schrauben-oder Bolzenköpfen od. dgl.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Schlitzen von Schrauben- oder
Bolzenköpfen od, dgl., bei der die Werkstücke von einem ringförmigen Werkstückträger
in radialen Nuten aufgenommen und nacheinander an einem angetriebenen Fräswerkzeug
vorbeigeführt und geschlitzt werden.
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Bei der Bearbeitung derartiger Werkstücke wurden froher häufig die
Werkstücke einzeln an das Werkzeug herangebracht, das entsprechend gesteuert wurde.
Trotz höchstmöglicher Geschwindigkeit des Werkzeuges ist die Bearbeitung umständlich,
vor allem, weil meist bei der Bearbeitung zu hohe Schnittgeschwindigkeiten zur Anwendung
kommen.
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Es ist außerdem bereits bekannt, und zwar in dem verschiedensten Ausführungen,
die zu schlitzenden Schrauben oder Bolzen in einem genuteten WerkstücktTäger zu
halten und an einem Fräswerkzeug vorbeizuführen, das entweder stillsteht oder angetrieben
ist. Das Fräswerkzeug ist dabei beispielsweise als Scheibe ausgebildet und läuft
im Inneren eines ringförmigen Werkstückträgers um oder bearbeitet von außen die
auf dem Umfang eines scheibenförmigen Werkstückträgers liegenden Schrauben oder
Bolzenköpfe. All diesen Vorschlägen ist der Nachteil gemeinsam, daß die Leistung,
die durch die zulässige Schnittgeschwindigkeit begrenzt ist, nicht sehr hoch sein
kann, denn das Fräswerkzeug bearbeitet stets nur wenige Werkstücke gleichzeitig.
W311 man auch nur eine einigermaßen gute Minutenleistung erzielen, so ist dies mit
einem hohen Werkzeugverschleiß und den, entsprechenden Nebenzeiten und -kosfiten
verbunden.
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Andererseits ist es auch schon bekannt, bei Sägemaschinen innenverzahnte
Sägeblätter durch einen P.arallelkurbeltrieb anzutreiben, um gute Schnittleistungen
zu erzielen,, indem das zu bearbeitende Werkstück auf seinem gesamten Umfang gleichmäßig
bearbeitet wird.
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Gemäß der Erfindung wird nun eine Vorrichtung zurr Schlitzen von Schrauben-
oder Bolzenköpfen vorgeschlagen, bei der das Fräswerkzeug als ein innen bzw. außen
mit Schneidzähnen versehenes Ringsagmefint ausgebildet ist, das einen entsprechend
kleineren bzw. größeren Zahnkreisdurchmesser als der Werkstückträger besitzt und
in an sich bekannter Weise die Koppel eines Parallelkurbeltriebes bildet. Dadurch
führt das Werkzeug eine schnelle, kreisende Bewegung aus, und es wird am einzelnen
Werkzeugzahn nur die Geschwindigkeit wirksam, die durch die Größe der Exzentrizität
der Koppel erzeugt wird. Außerdem werden bei jeder Bewegung alle Werkstücke bearbeitet,
die dem Werkzeugsegment gegenüberliegen. Wenn man beispielsweise einen Fräser von
100 mm Durchmesser annimmt, dann kann dieser bei einer üblichen Schnittgesohwindmgkelt
von 40 in/min 127 Umdrehungen pro Minute ausführen. Wenn dieser Fräser auf einen
Parallelkurbeltrieb mit 2,5 mm Exzentrizität vorgesehen ist und ebenfalls mit 40
m/min arbeitet, dann kann der Fräser 2540 Kre3-sungen in der Minute machen. Dies
bedeutet ein Verhältnis von 1:20 bei gleichem Fräser- und gleicher Schn'ttgeschwindigkeit.
Jeder Fräserzahn muß selbstverständlich pro Werkstück mehrmals schneiden, aber die
Spargröße wird wesentlich kleiner als bei den bisher üblichen Vorrichtungen. Die
Minutenleistung dagegen ist nur abhängig von der Drehzahl dies Werkstückträgers,
während die Schroftgeschwindigkeit die Leistung nicht mehr begrenzen kann, wodurch
das wichtigste Hindernis einer Leistungssteigerung beseitigt ist.
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Bei der praktischem Ausführung ist, um die Vorrichtung den verschiedensten
Werkstücken und Arbeitsbedingungen leicht anpassen zu können, die Lagerung des Parallelkurbeltriebes
radial zum Ring verstellbar eingerichtet. Hierdurch kann man die Tiefe der herzustellenden
Schlitze leicht abändern. Auch der Kurbelradius des Kurbeltriebes kann verstellbar
sein, beispielsweise indem die Kurbelzapfen in exzentrischen Büchsen -gelagert sind,
welche man in bekannter Weise verdrehen kann.
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Statt des Parallelkurbeltrsebes kann man gegebenenfalls auch einen
Einkurbehrieb vorsehen, wobei das Werkzeug, also das Frässegment, mittels Kreuzschleife,
Lenker od. dgl. am Gestell gehalten ist.
In der Zeichnung sind zwei
verschiedene Ausfuhrungsformen von: Värnchbungan gemäß der Erfindung schematisch
dargestellt; und zwar zeigt
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Fig. 1 eine Draufsicht mit inmnlegrndem Fräs-Segment;
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Fig. 2 einen Querschnitt,
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Fig:3 eine abigeänderte Ausführungsfarm mit außenliegendem Frässagment,
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Fig. 4 die Seitenansicht,
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Fig. 5 und 6 eine Darstellung der Klemmeinrichtung für die Werkstücke
in vergrößertem Maßstab und
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Fig. 7 eine Einr'chbumg zum Ausrichten der Werkstücke.
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Die Vorrichtung zwirn Einfräsen eines Schlitzes in Schrauben- oder
Balzeennköpfe besitzt im wesentlichen einen Werkstückträger 1, der als umlaufender
Ring ausgebildet isst. 'Dieser Träger 1 erhält auf seiner Oberfläche radial angeordnete
prismatische Nuten 2, in welche die Werkstucke 3 eingelegt werden. Dieses Einlegen
kann beispielsweise durch eine Fallrinne 4 erfolgen, die schematisch in Fig. 1 angedeutet
ist. Die Werkstücke werden hierbei so von oben her zugeführt, daß die Köpfe 3 a
der Bolzen in das Innere des Ringes weisen.
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Dieser Ring wind gedreht und gelangt unter einen Druckring 5; durch
den die Werkstücke so fest in die prismatischen Nuten 2 gedrückt werden, daß bei
der folgenden Bearbeitung ein Drehen der Werkstücke auf jeden Fall vermieden wird:
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Der Werkstüdkträger 1 dreht sich kontinuierlich im Sinne des Pfeiles
a (Fig. 1).
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Im Innern dieses Werkstückträgers 1 befindet sich ein mit Schneidzähnen
versehenes Ringsegment 6. Dieses Frässegment ist außermittig zu dem Mittelpunkt
des Werkstückträgers 1 gelagert und ist mit zwei Kurbeln 7 und 8 eines Parallelkuxbeltriebes
ausgeTüstet. Dez Antrieb dieses Parallelkurbeltriebes erfolgt beispielsweise von
,einer Welle 9 aus, auf zier einer der Exzenter befestigt ist. Diese Welle 9 trägt
. noch eise Zahnrad 10, das über ein Untersetzungsgatriebe 11, 12 und 13 mit dem
Zahnrad 14 in Verbindung steht: Dieses Zahnrad treibt den ringförmigen Werikstückträger
1 an, der im Verhältnis zu dem hochtoung getriebenen Kurbeltnab eine lang-Same Drehbewegung
:ausführt. So kann beispielsweise der Kurbeltrieb 3000 Umdrehungen pro Minute ausführen,
während der Werkstückträger nur 6 Umdrehungen pro Minute macht.
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Bei der kreisenden Bewegung des Werkzeuges 6 kommen seine Zähne mit
den Köpfen der Bolzen 3 so in Berührung, däß in diese Köpfe Schlitze eingefräst
werden. Aus Fig.1 ist ersichtlich, daß die Köpfe zunächst nur geringfügig mit den
Zähnen des Werkzeuges in Beaührimg kommen, während auf der rezhten Seite der Fig.
1 die notwendige Schnittiefe erreicht ist.
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Der gesamte Zerspaaungsvorgang findet hierbei während einer Drehung
des Wenkstückträgers. 1 um 180° statt: Während dieser Drehung dreht sich der Kurbeltrieb
beispielswoäse 250mal.. Bei vierzig Zähnen für das Frässegment ergeben sich während
eines Werkstückdurchlaufes 250-40=10000 'Schneidvorginge. Nimmt in-an an, daß auf
dem Werkstückträger achtzig Balzen angeordnet sind, so verteilen sich die Schnittvorgänge
auf vierzig Werkstücke. Bei er Fräs- bzw. Schhtztiefe von 2,5 mm ergibt sich somit
eine Spa@.tärke vom 2,5:250 = 0;01 mm. Nimmt man an, daß der Werkstückträger ,einen
Durchmesser von 170 mm aufweist, so legt er bei einer Drehung von 180° für einen
Werkstückdurchgang einen Weg zurück, der
beträgt. Da während dieser Strecke jeder Zahn 250mal
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schneidet, beträgt die Spanlänge 270:250 cv 1 mm. Diese sehr
geringen Abmessungen der einzelnen Späne lassen eine hohe Schnittgeschwindigkeit
zu. Die Sparabmessungen können aber ohne weiteres vergrößert werden, indem man die
Umlaufgeschwindigkeit des Werkstückträgers 1 erhöht, wodurch die Minutenleistung
gesteigert wird. Durch Verkleinern der Kurbeltriebdrehzabl läßt sich die Standzeit
des Fräsers infolge der geringen Schnittgeschwindigkeit erhöhen, so daß ein Nachschleifen
des Werkzeuges. nicht so oft vorgenommen zu werden braucht.
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Bei der praktischen Ausführung wird man vorteilhaft die Lagerung der
Kurbeln radial zum Ring verstellbar .einrichten, indem beispielsweise die Lagerung
der Kurbelwellen mit einem Schlitten verschiebbar ist. Hierdurch läßt sich sehr
leicht die gewünschte Spartiefe verändern. Ebenso kann man den Kurbelradius des
Parallslkurbeltriebes verstellbar einrichten, um auch,die Schlitztiefe zu ändern.
Dieses Einstellen des Kurbelradius kann in bekannter Weise mittels Exzenterbüchsen
od. dgl. vorgenommen werden.
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Vorteilhaft kann die Lage der Werkstücke in ihren Haltenuten 2 veränderbar
sein, um bei Änderung des Werkstückes in einfacher Weise die richtige Lage innerhalb
des Ringes zu erzielen. Zu diesem Zweck kann beispielsweise gemäß Fig. 7 ein Einstellschieber
15 benutzt werden, der in seiner Lage verstellbar eingerichtet ist. Durch diesen
Schieber kann man nach dem Einlegen des Werkstückes die Köpfe ausrichten. Auf einem
gewissen Teil der Umdrehung des Werkstückträgers 1 findet dann nur eine leichte
Anpreisung der Werktücke 3 statt, während die starke Anpreisung während des Fräsvorganges
erst nach dem Ausrichten der Werkstücke vorgenommen wird. In Fig. 7 ist der Bereich
der leichten Einpressung durch den Winkel b, der Bereich der starken Einpressung
durch den Winkel c angedeutet. Fig. 3 und 4 zeigen eine Abänderung der Schlitz-bzw.
Fräsvorriehtung. Hier findet ebenfalls ein tellerförmiger Werkstückträger 1 Verwendung,
dem die Werkstücke 3 auch durch eine Führung 4 zugeführt werden. Die Werkstücke
werden aber so eingelegt, daß ihre Köpfe 3a nach außen zeigen. Das Werkzeug 6 ist
in diesem Fall auch ass Ringsegment von etwa 180° Bodenlänge ausgeführt und trägt
auf seiner Innenseite die Schneidzähne. Angetrieben wird dieses Segment auch durch
drei Kurbeln 7, die durch Zwischenräder 16 und 17 miteinander verbunden sind. Auch
hier wird der Antrieb des Trägers 1 vom Parallelkurbeltrieb eingeleitet.
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In Fig. 4 ist noch angedeutet, daß die Andrückscheibe 5 zum Festhalten
der Werkstücke während des Fräsvorganges beispielsweise durch eine Feder 18 angedrückt
wird.
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Wenn die Köpfe der Werkstücke den Bereich des Werkzeuges verlassen
haben, sind sie mit dem gewünschten Schlitz versehen und werden dann in geeigneter
Weise
aus der Maschine ausgeworfen (nicht dargestellt).
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Selbstverständlich ist. die Erfindung nicht auf die dargestellten
Ausführungsbeispiele beschränkt. So kann man den Parallelku.rbeltrieb auch dadurch
ersetzen, daß man einen Einkurbelantrieb benutzt. In diesem Fall muß man aber die
Rotation des Werkzeuges durch bekannte Mittel verhindern, indem man beispielsweise
das Werkzeug mittels einer Kreuzschleife, eines Lenkers od. dgl. am Maschinengestell
anlenkt, so daß es nur die gewünschte kreisende Bewegung ausführen kann.