DE12877C

DE12877C - Milling machine for the production of metal objects of any shape, especially for cutting screw threads

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Publication number: DE12877C
Application number: DENDAT12877D
Authority: DE
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Description

KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

von Schraubengewinden.of screw threads.

Das Wesentliche dieser Erfindung besteht in der Anwendung eines Fräsers, welcher die Form eines Gewindes von derselben Steigung als das zu schneidende Gewinde hat und mit sägeartigen Zähnen versehen ist Der Gegenstand, auf welchem das Gewinde geschnitten werden soll, ist auf einer Drehbankspindel oder dessen Aequivalent (aufgespannt) befestigt, und der .schraubenartige Fräser dreht sich auf einer Spindel, welche in einem beweglichen Support oder Rahmen gelagert ist, so dafs sich die berührenden Oberflächen des zu schneidenden Gewindes' und des Fräsers in entgegengesetzter Richtung drehen, was mittelst Zahnradübersetzung bewerkstelligt wird.The essence of this invention is the use of a milling cutter, which the shape of a thread of the same pitch as the thread to be cut and with saw-like Teeth is the object on which the thread is to be cut is on a lathe spindle or its Equivalent (clamped) attached, and the .screw-like milling cutter rotates on one Spindle, which is mounted in a movable support or frame, so that the touching surfaces of the thread to be cut ' and turn the milling cutter in the opposite direction, which is achieved by means of a gear ratio is accomplished.

. In allen Zeichnungen bezeichnen gleiche Buchstaben dieselben Theile, und es sind:. In all the drawings the same letters denote the same parts, and they are:

Fig. ι eine Gesammtansicht einer Drehbank, worauf der neue Apparat angebracht ist,Fig. Ι a total view of a lathe on which the new apparatus is attached,

Fig. 2 eine Seitenansicht, undFig. 2 is a side view, and

Fig. 3 und 4 Stirnansichten derselben.3 and 4 are end views of the same.

Die übrigen Figuren stellen Details dar, welche in der Beschreibung näher erläutert werden.The remaining figures represent details which are explained in more detail in the description will.

A ist die Wange oder das Bett der Drehbank, B der Spindelstock und C die Drehbankspindel, welche durch die Stufenscheibe D angetrieben wird. Ferner ist E ein auf der Spindel C befestigtes Zahnrad und F ein zweites, eben so grofses und mit eben so vielen Zähnen als E versehenes Zahnrad. Letzteres sitzt auf der AVelle G fest. Die Welle G liegt in den Lagern HH, die am Spindelstock befestigt sind. A is the cheek or bed of the lathe, B the headstock and C the lathe spindle, which is driven by the stepped pulley D. Furthermore, E is a gear attached to the spindle C and F is a second, just as large and provided with as many teeth as E. The latter is stuck on the AVelle G. The shaft G rests in the bearings HH, which are attached to the headstock.

Auf der Wange A ist die Bettplatte / wie ein gewöhnlicher Support aufgeschraubt, Fig. 9, 10, 11 und 12.The bed plate / is screwed onto the cheek A like an ordinary support, Figs. 9, 10, 11 and 12.

J ist ein Träger, welcher an der Bettplatte / mittelst der Schrauben j befestigt ist, Fig. 9 bis 12. Dieser Träger ist gekröpft, wie Fig. 9 zeigt, und trägt zwei Lager k. In diesen Lagern ruhen die Zapfen k^l P des Armes K, Fig. ι bis 7 und Fig. 12. Das andere Ende des Armes K ist gabelartig geformt und besitzt ebenfalls zwei Zapfen //, auf welchen der Rahmen Z, Fig. 12, 13 und 14, mittelst passender Lager hängt, so dafs derselbe auf den Zapfen schwingen kann. J is a carrier which is fastened to the bed plate / by means of the screws j , FIGS. 9 to 12. This carrier is cranked, as FIG. 9 shows, and carries two bearings k. The pins k ^l P of the arm K, Fig. 1 to 7 and Fig. 12. The other end of the arm K is shaped like a fork and also has two pins // on which the frame Z, Fig. 12, 13 and 14, hangs by means of suitable bearings, so that it can swing on the pivot.

Die beiden Zapfen / des Armes K sind hohl, und es geht durch dieselben eine Welle, auf welcher zwischen der Gabel das kleine Zahnrad M befestigt ist, Fig. 2, 5 und 6. Der Rahmen L trägt vier Lager P Γ- und /³ /³, Fig. 13, in welchen Wellen laufen, auf denen die Zahnräder N und O befestigt sind. Das Zahnrad N greift in das Zahnrad M und in das Zahnrad O ein, Fig. 4, und es haben alle drei Räder gleiche Zähnezahl.The two pins / of the arm K are hollow, and a shaft goes through them, on which the small gear M is attached between the fork, FIGS. 2, 5 and 6. The frame L carries four bearings P Γ- and / ³ / ³ , Fig. 13, in which shafts run on which the gears N and O are attached. The gear wheel N meshes with the gearwheel M and with the gearwheel O , FIG. 4, and all three wheels have the same number of teeth.

Auf der Welle des Rades O ist der schraubenartige Fräser P befestigt, Fig. 13. Die Welle, auf welcher das Zahnrad M sitzt, ist nach rechts verlängert und trägt auf der Verlängerung ein zweites Zahnrad Q, Fig. 1, 2, 3 und 4, das in ein anderes, eben so grofses Zahnrad H eingreift. Das Rad i? ist auf der Welle r^x befestigt, die in Bohrungen der Zapfen k^l k² desThe screw-like milling cutter P is attached to the shaft of the wheel O , Fig. 13. The shaft on which the toothed wheel M sits is extended to the right and carries a second toothed wheel Q, Figs. 1, 2, 3 and 4 on the extension that meshes with another, just as large, gear H. The wheel i? is attached to the shaft r ^x , which is in the bores of the pin k ^l k ² des

Armes K gelagert ist, und deren Axe die Verlängerung der Axe der Welle G ist.Arm K is mounted, and the axis of which is the extension of the axis of the shaft G.

Die Wellen r¹ und G sind durch eine Universalkuppelung S T, Fig. ι und ii, welche aus einer Zahnkuppelung und einem Kugelzapfen mit Lager gebildet ist, mit einander verbunden. Hierdurch ist es möglich, die Axen der genannten Wellen unter einem kleinen Winkel gegen einander geneigt zu stellen. Der Zweck dieser Stellbarkeit wird weiter unten erklärt werden.The shafts r ¹ and G are connected to each other by a universal coupling ST, Fig. Ι and ii, which is formed from a tooth coupling and a ball stud with bearing. This enables the axes of the shafts mentioned to be inclined at a small angle to one another. The purpose of this adjustability will be explained below.

Der mit Schraubengewinde zu versehende Gegenstand wird auf beliebige Weise auf der Drehbankspindel C befestigt, und ist in Fig. ι mit U bezeichnet. Die Uebertragung der rotirenden Bewegung der Drehbankspindel auf den Fräser P durch die Zahnräder E F, die Kuppelung TS und die Räder R, Q, M, N und O ist derart, dafs sich die Spindel C und der Fräser P mit genau gleicher Geschwindigkeit in gleicher Richtung drehen, dafs ferner der Fräser eine schwingende Bewegung um die Axe r¹, Fig. 3 und 4, machen kann, wodurch er, ähnlich wie der Fräser einer Räderschneidemaschine, mit dem zu schneidenden Gegenstand U in Berührung gebracht wird, dafs weiterhin der Fräser auch eine schwingende Bewegung um die Axe q machen kann, damit derselbe für verschiedene Durchmesser von Schrauben genau eingestellt werden kann und auch, wie weiter unten beschrieben ist, innere Gewinde geschnitten werden können, und dafs endlich dem Fräser, sowie den Axen r^l und q eine schiefe Stellung gegeben werden kann.The object to be provided with screw thread is fastened in any desired manner on the lathe spindle C , and is denoted by U in FIG. The transmission of the rotating movement of the lathe spindle to the milling cutter P by the gears EF, the coupling TS and the wheels R, Q, M, N and O is such that the spindle C and the milling cutter P move at exactly the same speed in the same direction rotate so that furthermore the milling cutter can make an oscillating movement about the axis r ¹ , FIGS. 3 and 4, whereby it is brought into contact with the object U to be cut, similar to the milling cutter of a wheel cutting machine, that furthermore the milling cutter is also brought into contact can make an oscillating movement about the axis q so that the same can be precisely adjusted for different diameters of screws and also, as will be described further below, internal threads can be cut, and that finally the milling cutter, as well as the axes r ^l and q one inclined position can be given.

Der Rahmen Z, Fig. 15, ist mit einem segmentartigen Vorsprunge 5 versehen, auf welchem eine Reihe von Zähnen angebracht ist, die um die Axe q concentrisch liegen. In diese Zähne greift eine Schnecke W, Fig. 2, 5, 6, 7 und 12, ein. Die Spindel der Schnecke ruht in Lagern, die auf dem Arm K angegossen sind, und trägt am oberen Ende ein kleines Handrädchen. Wenn man nun durch das Handrädchen die Schneckenspindel dreht, so wird sich der Rahmen L um die Axe q drehen, und es wird dadurch der Fräser von dem zu bearbeitenden Gegenstande entfernt oder demselben genähert, je nachdem 6s erforderlich ist.The frame Z, Fig. 15, is provided with a segment-like projection 5 on which a series of teeth is mounted which are concentric about the axis q. A worm W, FIGS. 2, 5, 6, 7 and 12, engages in these teeth. The spindle of the worm rests in bearings cast on the arm K and has a small handwheel at the upper end. If one now turns the worm spindle by means of the handwheel, the frame L will turn about the axis q , and the milling cutter is thereby removed from the object to be machined or brought closer to it, depending on which 6s is required.

Ist der Fräser dem Durchmesser des Stückes, in welches Gewinde geschnitten werden soll, entsprechend eingestellt, so wird der Rahmen L mit dem Arm K durch eine Stellschraube V, die durch den Schlitz in 5 hindurchgeht, fest verbunden, so dafs beide ein Stück bilden, und der Fräser nur noch um die Axe r¹ schwingen kann. Diese letztere Bewegung erfolgt mittelst der langen Schraubenspindel X₁ Fig. 3, 4 und 12. Die Mutter 6 dieser Spindel ist durch ein Kreuzgelenk mit dem Träger J verbunden, derart, dafs sich deren Axe nach allen Richtungen verstellen läfst. Das Lager 7 der Spindel X ist ebenfalls durch ein Kreuzgelenk mit dem Rahmen L verbunden.If the milling cutter is set according to the diameter of the piece into which the thread is to be cut, the frame L is firmly connected to the arm K by an adjusting screw V which goes through the slot in 5, so that both form one piece, and the milling cutter can only swing around axis r ^1. This latter movement takes place by means of the long screw spindle X _1, FIGS. 3, 4 and 12. The nut 6 of this spindle is connected to the support J by a universal joint in such a way that its axis can be adjusted in all directions. The bearing 7 of the spindle X is also connected to the frame L by a universal joint.

Wenn nun die Spindel X mittelst der Kurbel Y gedreht wird, so wird der Arm K sammt dem damit fest verbundenen Rahmen L um die Axe P gedreht und dadurch der Fräser mit der Schraube in Berührung gebracht, wodurch sich das Gewinde des Fräsers genau copirt. Damit der Fräser richtig arbeite, ist es zweckmäfsig, dafs derselbe je nach der Steigung des Gewindes eine mehr oder weniger schiefe Stellung zum Werkstück erhalte und auch, dafs die Axen r¹ und q dieselbe schiefe Stellung haben, was aus der Fig. 17, in welcher U das zu schneidende Gewinde und P den Fräser darstellt, erklärlich ist. Um dies zu erreichen, ist der Träger J mit der Bettplatte / derart verbunden, dafs dem ganzen Apparat eine schiefe Stellung gegeben werden kann. Die beiden Klemmschrauben j gehen durch einen langen Schlitz, dessen Krümmungsmittelpunkt mit dem Mittelpunkt der Kugel g zusammenfällt. Werden nun diese beiden Schrauben j gelöst, so kann der Apparat um das Centrum g nach Bedarf verdreht werden, wobei jedoch die beiden Theile .S und T immer noch in richtigem Eingriffe bleiben.If the spindle X is now rotated by means of the crank Y , the arm K together with the frame L firmly connected to it is rotated around the axis P and the milling cutter is thereby brought into contact with the screw, whereby the thread of the milling cutter is copied exactly. In order for the milling cutter to work correctly, it is expedient that it should be in a more or less inclined position relative to the workpiece, depending on the pitch of the thread, and also that the axes r ¹ and q have the same inclined position, as can be seen from FIG which U represents the thread to be cut and P the milling cutter can be explained. In order to achieve this, the support J is connected to the bed plate / in such a way that the whole apparatus can be given an inclined position. The two clamping screws j go through a long slot whose center of curvature coincides with the center of the ball g . If these two screws j are now loosened, the apparatus can be rotated about the center g as required, but the two parts S and T still remain correctly engaged.

Um innere Gewinde zu schneiden, erfordert der Apparat eine mehrseitige Umstellung seiner Theile, welche nun beschrieben werden sollen. Während sich beim äufseren Gewinde die Schrauben und der Fräser, beide in gleicher Richtung drehen müssen; damit die Berührungsflächen derselben sich gegenseitig in entgegengesetzter Richtung bewegen, so ist bei inneren Gewinden das Umgekehrte der Fall, nämlich Fräser und Schraube müssen sich in entgegengesetzter Richtung drehen. Die Stellung sämmtlicher Theile fur innere Gewinde ist in Fig. 12 gezeigt, während in Fig. 2 die Stellung der Theile zum Schneiden äufserer Gewinde angegeben ist.In order to cut internal threads, the apparatus requires a multi-sided rearrangement of its Parts which will now be described. While the outer thread is Screws and the cutter, both need to turn in the same direction; thus the contact surfaces the same move each other in opposite directions, so is with internal The reverse is the case for threading, namely milling cutter and screw must be in opposite directions Turn direction. The position of all parts for internal threads is in Fig. 12 while in Fig. 2 the position of the parts for cutting external threads is indicated is.

Der äufsere Fräser P wird daher nur anstatt auf der Welle /³ auf der Welle 7² befestigt, Fig. 13 und 15. Die Welle /³ kann sammt dem Rade O herausgenommen werden, wenn sie während der Arbeit im Wege stehen sollte. Der Arm K wird jetzt festgestellt, indem der Keil 9, Fig. 4 und 12, der in einer Nuth im Träger J liegt und durch zwei Schrauben 10 herausgestellt werden kann, in den Einschnitt j eingeführt wird.The outward cutters P will therefore only instead of / mounted on the shaft ³ on the shaft 7 ^2, Fig. 13 and 15. The shaft / ³ can, together with the O Rade be removed if they should be during the work in the way. The arm K is now fixed in that the wedge 9, FIGS. 4 and 12, which lies in a groove in the support J and can be exposed by two screws 10, is inserted into the incision j.

Die Schraube V wird gelöst, so dafs sich der Rahmen L jetzt um die Axe q frei drehen kann. Die Schneckenspindel W erhält jetzt noch einen kleinen Spielraum ihrer Lager, indem die Schraube 11, welche das obere Lager derselben bildet, etwas zurückgeschraubt wird. Dieser Spielraum ist gerade grofs genug, um den Fräser auf der Axe q so viel zu schwingen, als der Tiefe des zu schneidenden GewindesThe screw V is loosened so that the frame L can now rotate freely around the axis q. The worm spindle W now has a small amount of play in its bearings in that the screw 11, which forms the upper bearing of the same, is screwed back a little. This margin is just large enough to swing the milling cutter on axis q as much as the depth of the thread to be cut

entspricht. Er kann mittelst des Handrades der Schneckenspindel W für verschiedene Gewinde genau adjustirt werden. Die Drehung des Rahmens L auf der Axe q wird ebenfalls durch die lange Steuerungsspindel X bewerkstelligt. is equivalent to. He can by means of the hand wheel of the worm gear W adjustirt exactly for different threads. The rotation of the frame L on the axis q is also effected by the long control spindle X.

Bei inneren Gewinden ist es nöthig, dafs der Fräser so viel als nöthig zurückgeschoben werden kann, um in die Höhlung eingeführt bezw. aus derselben herausgeführt zu werden.With internal threads it is necessary that the milling cutter be pushed back as much as is necessary can, respectively, to be introduced into the cavity. to be led out of it.

Zu diesem Zweck hat der Arm K, Fig. 5, so viel Spielraum zwischen den Lagern des Trägers J, Fig. 9, dafs der ganze Apparat nach rechts geschoben werden kann, wodurch dann auch die beiden Theile S und T aufser Eingriff kommen.For this purpose the arm K, Fig. 5, has so much play between the bearings of the support J, Fig. 9, that the whole apparatus can be pushed to the right, whereby the two parts S and T come into engagement.

Eine Falle Z hält den Apparat in seiner richtigen Stellung nach links während der Arbeit (dieselbe mufs aufgehoben werden, wenn man den Apparat nach rechts schieben will).A trap Z keeps the device in its correct position to the left during work (the same must be lifted if you want to move the device to the right).

Fig. 18 und 19 zeigen die Stellung des Fräsers P und des zu bearbeitenden Gegenstandes U, und zwar Fig. 18 die Stellung derselben beim Schneiden äufserer und Fig. 19 eine ebensolche beim Schneiden innerer Gewinde. Die eingezeichneten Pfeile geben die Richtung der Bewegung an.18 and 19 show the position of the milling cutter P and the object U to be machined, namely FIG. 18 the position of the same when cutting external threads and FIG. 19 the same when cutting internal threads. The arrows shown indicate the direction of movement.

Dieser Apparat kann auch verwendet werden, um, anstatt Gewinde zu schneiden, andere beliebige reguläre oder irreguläre Curven zu bilden, indem der Gegenstand jede Form des Fräsers annehmen mufs.This apparatus can also be used to cut any other thread instead of cutting threads to form regular or irregular curves in that the object must assume any shape of the milling cutter.

Ebenso können zugleich zwei oder mehrere Gewinde geschnitten und beliebig profilirte Stücke hergestellt werden, z. B. Fig. 16, in welcher U die Mundlochschraube eines Ringzünders für Geschosse angiebt; hier ist der Fräser P aus mehreren Theilen angefertigt, und es werden sowohl die beiden verschiedenen Gewinde geschnitten als auch der übrige Theil des Arbeitsstückes passend profilirt.Likewise, two or more threads can be cut at the same time and arbitrarily profiled pieces can be produced, e.g. B. Fig. 16, in which U indicates the mouth screw of a ring fuse for projectiles; here the milling cutter P is made of several parts, and both the two different threads are cut and the remaining part of the workpiece is appropriately profiled.

Um die Fräser mit dem richtigen Gewinde oder mit dem richtigen Profil zu versehen, fertigt man zuerst ein richtiges Modell an und bildet es zu einem Fräser, indem in der Richtung seiner Axe Zähne eingeschnitten werden.In order to provide the milling cutters with the correct thread or with the correct profile, manufacture you first take a real model and form it into a milling cutter, adding in the direction its ax teeth are incised.

Diesen gehärteten Fräser spannt man nun auf die Drehbankspindel, während man auf der Frässpindel den anzufertigenden, ungehärteten Fräser befestigt und dann auf letzteren das Gewinde oder das Profil schneidet, indem man beide rotirenden Fräser, wie beschrieben, in Berührung bringt. Auf diese Weise ist die Anfertigung der Schneidewerkzeuge billig und leicht auszuführen.This hardened milling cutter is now clamped on the lathe spindle while one is on the Milling spindle attached to the unhardened milling cutter to be manufactured and then on the latter Thread or cut the profile by using both rotating milling cutters as described in Brings touch. In this way, the cutting tools are cheap and easy to make to execute.

Der Erfinder wünscht noch zu bemerken, dafs er sich nicht auf die beschriebene Form, Gröfse und Construction der einzelnen Theile beschränke, da diese vielseitig verändert werden können, ohne dafs dadurch das Wesentliche seiner Erfindung beeinträchtigt wird. So kann z. B. ebensowohl der Fräser auf der Drehbankspindel und das Werkstück auf der beweglichen Spindel des Rades Q oder N befestigt werden. Der Apparat kann nur für äufsere oder nur für innere Gewinde oder auch nur für Gewinde von einem bestimmten Durchmesser eingerichtet werden, wodurch selbstverständlich viele Theile überflüssig würden und bedeutende Vereinfachung erzielt werden könnte. Auch ist es für Fagonarbeiten oder für feine Gewinde nicht nöthig, dafs der Apparat schief verstellbar sei, und es können dann die Stücke T und 5 weggelassen und die WelleG undr^l aus einem Stücke bestehen. Anstatt dafs die Fräserwelle des Rades O oder N sich in einem schwingenden Rahmen dreht, kann dieselbe auch in einem Schlitten, ähnlich wie ein Drehbanksupport, gelagert werden.The inventor also wishes to remark that he does not limit himself to the form, size, and construction of the individual parts described, since these can be varied in many ways without affecting the essence of his invention. So z. B. as well as both the milling cutter on the lathe spindle and the workpiece on the movable spindle of the wheel Q or N are attached. The apparatus can be arranged only for external or only for internal threads or even only for threads of a certain diameter, whereby of course many parts would be superfluous and considerable simplification could be achieved. Also, it is not necessary for Fagonarbeiten or fine threads, the apparatus DAF wrong is adjustable, and it can then r ^l are made the pieces T and 5 is omitted and the shaft G and of one piece. Instead of the milling cutter shaft of wheel O or N rotating in a swinging frame, it can also be stored in a slide, similar to a lathe support.

Claims

P ATENT claim:

To cut threads or other regular or irregular shapes by means of a serrated, rotating milling cutter, the periphery of which is the counter-shape of the thread to be cut (or any other shape) and is mounted on a spindle which is in a movable Frame or slide is mounted in such a way that the cutting surface against the work which mounted on a second spindle, can be guided to effect cutting; while at the same time the rotating movement of the work on the milling cutter by means of a suitable gear transmission (or its equivalent) is transmitted in such a way that "Both, namely the Milling cutters and the work that do the same handling figure, however, mutually into one another turn in such a direction that at the point of contact their movements in opposite directions Directions take place as discussed in detail in this specification.

In addition 3 sheets of drawings.