DE1552301A1

DE1552301A1 - Vorrichtung zum Gewindeschneiden

Info

Publication number: DE1552301A1
Application number: DE19661552301
Authority: DE
Inventors: Glocker Paul Leo
Original assignee: GLOCKER PAUL LEO
Current assignee: GLOCKER PAUL LEO
Priority date: 1965-08-09
Filing date: 1966-08-05
Publication date: 1970-03-05
Also published as: GB1152253A; CH444629A

Description

. Hans Albrecht _{1 Berlin} _ZQ _{CFrohnai0( den} . _{5 AUC ]966}

Patentanwalt cwest-seriinD

■ Edelhofdamm 26

poeteoheokkonto: Berlin West 338 se Fernruf: CO311} 4O 95 68

Bankkonto i Berliner Bank Α.Θ., Depka 43

1 Berlin 28, KontO-Nr. ββ3β 150 0(11

Akten-Nr. al»*/U Ihr Zeichen: Ihre Nachricht vom:

Paul Leo Glocker, Grenchen (Kanton Solothurn, Schweiz)

Vorrichtung zum Gewindesehneiden

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schneiden eines Gewindes in ein Werkstück, das an einer in dem Spindelstock einer Drehbank befindlichen, drehangetriebenen Spindel befestigt ist, mit einem Gewindeschneidwerkzeug und einem Hilfswerkzeug, das dazu dient, eine Übergangsfläche in einen der endseitigen Gewindegänge zu schneiden, wobei diese Werkzeuge zueinander beweglich sind.

Es sind bereits Vorrichtungen dieser Art bekannt.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, ^

eine Vorrichtung zu schaffen, die es einerseits ermöglicht, den schwächer werdenden auslaufenden Teil des letzten Gewindeganges in einer genaueren Weise, als dies mit den vorbekannten Vorrichtungen möglich ist, zu entfernen und andererseits genau die Form der Übergangsfläehe zu bestimmen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass das Hilfswerkzeug, das an einem das Gewindeschneidwerkzeug tragenden Supportteil angeordnet ist, bezüglich dieses Supportteiles längsbeweglich und durch einen Antriebsmechanismus steuerbar ist, von dem ein Betätigungselement in Berührung

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mit einem Steuerteil unabhängig von diesem Supportteil gehalten wird, so dass eine Längsverschiebung gleichzeitig mit dem Support,jedoch in entgegengesetzter Richtung erfolgt.

Der Gegenstand der Erfindung ist in der Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt, und zwar zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht einer erfindungsgemäss ausgerüsteten ^ Drehbank schematisch,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht der Drehbank nach der Fig. 1, ebenfalls schematisch,

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines mit der Drehbank nach der Fig. 1 bearbeiteten Werkstückes und

Fig. 4 einen axialen Schnitt durch das Werkstück nach der Fig. 3, der die relativen Stellungen eines Gewindeschneidwerkzeuges und eines HilfsWerkzeuges am Ende der Bearbeitung zeigt.

Bei der in der Zeichnung dargestellten Drehbank handelt es sich um eine solche mit einem Kreuzsupport; Sie weist einen Spindelstock 1 auf, in dem eine Spindel 2 gelagert ist, die durch einen Motor drehangetrieben wird. Diese Spindel trägt an ihrem vorderen Ende eine Spannzange 3, in die ein mit Gewinde zu versehendes Werkstück 4 eingespannt wird.

Vor dem Spindelstock 1 findet sich ein Support, der aus einem Längsschlitten (Unterschlitten) 5, der parallel zu der Achse der Drehbank auf dem Bett derselben verschiebbar ist, sowie aus einem Planschlitten (Oberschlitten) 6 besteht, der auf dem Schlitten 5 angeordnet und in einer Richtung senkrecht zu der Achse der Drehbank beweglich ist. Diese beiden Schlitten werden durch Nocken in bekannter Weise gesteuert. Der Oberschlitten 6

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trägt einen Werkzeughalter 7, an dem ein Gewindeschneidwerkzeug 8 befestigt ist, das aus einer an einem Teil ihres Umfanges bogenförmig ausgeschnittenen Scheibe besteht, dergestalt, dass sich Schneidkanten ergeben, die ein Profil bestimmen, das demjenigen des in das Werkstück 4 einzuschneidenden Gewindes entspricht. Das Werkzeug 8 und der Werkzeughalter 7 sind in der Fig. 2 zwecks besserer Übersichtlichkeit derselben nicht dargestellt.

Um das Gewinde in das Werkstück 4 einzuschneiden, werden die Schlitten 5 und 6 so gesteuert, dass das Werkzeug 8 bei mehreren Durchgängen eine rechteckige Bahn beschreibt. "

Zunächst erfolgt eine Vorwärtsbewegung entlang der Seite des «!Werkstückes 4 bis dicht vor die Einspannvorrichtung 3, wobei . das Werkzeug ausser Eingriff mit dem Werkstück 4 steht, sodann eine Beistellbewegung in Richtung auf dies Werkstück, sodann eine Rücklaufbewegung, während derer das im Schnitt stehende Werkzeug parallel zu der Achse der Drehbank mit einer Geschwindigkeit verschoben wird, die von der Drehzahl der Spindel 2 dergestalt abhängig ist, dass dessen Verschiebung während einer Umdrehung der Spindel gleich der Gewindesteigung -ist, und abschliessend eine Abhebbewegung, durch welche das Werkzeug angenähert in die Ausgangsstellung zurückgeführt wird. {

Jede Zustellung des Werkzeuges in das Werkstück 4 während der Beistellbewegung erfolgt ein wenig tiefer als bei dem vorhergehenden Durchgang.

Der Oberschlitten 6 trägt einen Hilfssupport mit einem Unterteil 9, der starr an dem Schlitten 6 seitlich des Werkzeughalters 7 befestigt ist. Auf diesem Unterteil ist, wie man aus Fig. 2 ersieht, ein Hilfsquerschlitten 10 angeordnet, und zwar auf einer vorspringenden Schwalbenschwanzführung 11 des

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Unterteils 9. Der Schlitten 10 kann auch durch Rollen, die zwischen der Führungsschiene 11 und dem Schlitten 10 angeordnet sind, geführt sein. Der Schlitten 10 trägt einen aufrechtstehenden zentralen Wandteil 12 mit einer sich in Längsrichtung erstreckenden Schwalbenschwanzführung 13, auf der ein Hilfslängsschlitten 14 gleitet, der ebenfalls durch Rollen geführt sein kann. Dieser Schlitten 14 trägt an seinem vorderen Ende einen Werkzeughalter 15 für ein Hilfswerkzeug 16, das gemäss den Fig. 3 und 4 zwei Schneidkanten 33 und 34 aufweist.

Die Schlitten 10 und 14 sind durch Federn, die in dem mittleren Teil 12 bzw. in dem Unterteil 9 angeordnet sind, belastet. Die erstere bewegt den Schlitten 10 nach rechts in der Fig. 1, und die zweite Feder bewegt den Schlitten 14 nach vorn in Richtung auf den Spindelstock 1. Der Unterteil 9 weist noch einen Ständer 17 auf, in dem sich eine Welle 18 dreht, die sich parallel zuder Drehbankachse in einer Höhe über derselben erstreckt. Die Welle 18 ist in nicht dargestellten Lagern geführt, die in dem Ständer 17 angeordnet sind. An ihrem in der Fig. 2 rechten Ende trägt diese Welle einen starr befestigten Hebel 19, dessen unteres Ende einen einstellbaren Zapfen " (Anschlag) 20 aufweist, der die rechte seitliche Fläche des

Sojilittens 10 beaufschlagt. Eine nicht dargestellte, zwischen dem Hebel 19 und dem Ständer 17 angeordnete Feder ist bestrebt, den Schlitten 10 nach links zu verschieben, und zwar entgegen der Wirkung der zwischen dem Schlitten 10 und dem Unterteil 9 angeordneten Feder. Am aussersten Ende der Welle 18 ist gleicherweise ein Hebel 21 befestigt, dessen Länge gleich derjenigen des Hebels 19 ist und der an seinem unteren Ende eine Rolle 22 trägt. Die Achse dieser Rolle und ebenso die Achse des einstellbaren Zapfens 20 sind in der gleichen Höhe wie die Achse der Drehbank gelegen. Wie man aus der Zeichnung

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ersieht, beaufschlagt die Rolle 22 die Seitenfläche 23 eines ringförmigen Nockens 24, der koaxial zu der Spindel 2 angeordnet und an derselben befestigt ist. Ein Hebel 29, dessen unteres Ende um eine Achse 25 eines an dem Unterteil 9 befestigten Armes 26 schwenkbar ist, trägt an seinem oberen Ende eine Anschlagstange 27, die in Berührung mit der vorderen Stirnfläche des Schlittens 14 steht, die dem Spindelstock zugewandt ist. Eine Rolle 28, deren Achse sich in der Höhe der Drehbankspindelachse befindet, ist an dem Hebel gelagert· und zwar in gleicher Entfernung zwischen der Achse 25 und der Achse der Anschlagstange 27. Diese Rolle stützt sich an der Stirnfläche 30 des Nockens 24 ab.

In der Stellung gemäss Fig. 1 sind die Rollen 22 und 28 ausser Kontakt mit dem Nocken 24, und die Werkzeuge 8 und 16 befinden sich beide ausserhalb des Arbeitsbereiches der Drehbank. Wenn man das Werkzeug 8 in Arbeitsstellung durch Verschieben der Schlitten 5 und 6 bringt, so werden sich die Rollen 28 und 22 an den Flächen 30 und 23 des Nockens 24 abstützen. Da die Entfernung zwischen der Achse der Rolle und der Achse 25 des Hebels 29 gleich der Hälfte der Entfernung zwischen der Achse der Anschlagstange 27 und der Achse 25 ist, ersieht man, dass, wenn die beiden Werkzeuge 8 und 16 "

sich gleichzeitig in der Ebene der Stirnfläche 31 des Werkstückes 4 befinden, das Werkzeug 16 zurückgeht, sobald das Werkzeug 8 nach vorn geführt wird, um in die Stellung zu gelangen, in der dasselbe das Gewinde anschneidet. Die Lage der Anschlagstange 27 kann sodann derart eingestellt werden, dass das Hilfswerkzeug 16 nicht in Ber.ührung mit dem Werkstück stemmt, solange das Werkstück 8 den letzten Gewindegang schneidet.

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Die durch das Werkzeug 16 ausgeführte Arbeit ist in der Fig. 3 dargestellt. Sobald das Schneiden des Gewindes beendet ist, wird der zur Stirnfläche auslaufende letzte Gewindegang, der normalerweise in einen Gewindeteil enden würde, der progressiv dünner wird und eine sich verringernde Höhe aufweist, dergestelt, dass abschliessend keinerlei Widerstand mehr vorliegt, durch eine parallel zu der Achse des Werkstückes liegende Mantelflächen-Oberfläche 32 zum Abschluss kommen, die von der Spitze des Gewindes ausgeht und sich progressiv bis zum Gewindegrund, nämlich dem Kern des Werkstückes 4 verbreitert. Diese Übergangsfläche kann angenähert eben sein und den Kern des Werkstückes tangieren, jedoch kann dieselbe ebenfalls beispielsweise eine Spiralform aufweisen. Der Verlauf dieser abgeflachten Oberfläche 32 wird durch die Form der seitlichen Oberfläche 23 des Steuernockens 24 bestimmt.

Fig. 4 zeigt,wie die Fläche 32 erhalten wird. Das in voll ausgezogeneen Linien dargestellte Werkzeug 8 ist in der Lage wiedergegeben, die dasselbe während des letzten Durchganges, etwa eine vollständige Umdrehung vor dem Abheben von dem Werkstück 4 einnimmt. Das Werkzeug 16 befindet sich dann auf der gleichen Höhe wie das Werkzeug 8 und dessen Schneidkante berührt das Gewinde. Die Rolle 22 befindet sich auf dem Teil der Oberfläche 23 der Steuerkurve, der am weitesten entfernt von der Drehbankspindelachse ist. Das in der Fig. 3 dargestellte Werkstück 4 dreht sich in Uhrzeigerrichtung. Während einer Halbdrehung, die in der in der Fig. 4 gezeigten Stellung beginnt, wird das Werkzeug 8 in Richtung nach unten um einen Betrag verschoben, der gleich der Hälfte der Gewindesteigung ist. Währenddessen wird das Werkzeug 16 einerseits nach links verschoben, bis dessen Schneidkante 33 sich in einer Entfernung

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von der Spindelachse gleich dem Radius des Kerns des Werkstückes befindet und andererseits nach unten um einen Betrag verschoben, der ebenfalls gleich der Hälfte der Gewindesteigung ist. "Diese letztere Bewegung wird durch die Form der Stirn fläche 30 des Steuernockens 24 bestimmt. Diese Stirnfläche ist nicht eben, sondern weist an einem Teil ihres Umfangs einen schraubenförmigen Verlauf auf, dessen Neigung gleich dem Doppelten der Steigung des Gewindes ist. Die axiale Verschiebung des Werkzeuges 16 während dasselbe im.Eingriff mit dem Werkstück steht, entspricht somit derjenigen des Werkzeugs 8, da ja das Verhältnis der Entfernungen zwischen der Rolle 28 und der Achse 25 einerseits und der Anschlagstange 27 und der Achse 25 andererseits gleich 1:2 ist.

Die Oberfläche 32 wird durch die Schneidkanten 33 und 34 während der aufeinanderfolgenden Durchgänge des Werkzeuges auf Grund der folgenden Tatsache fortschreitend hergestellt:

Die relative Verschiebung des Werkzeuges 8 von einem Durchgang bis zum nächsten ist nicht nur eine reine radiale Verstellung, sondern eine Schrägverstellung. So ist in der Fig. 4 strichpunktiert gemäss dein Bezugszeichen 8a eine Stellung des Werkzeuges 8 während des ersten Durchganges beim Gewindeschneiden und gemäss dem Bezugszeichen 8b ist die entsprechende Stellung für die gleiche Orientierung des Werkstückes 4 während des letzten Durchganges wiedergegeben. Bezüglich des Werkstückes 4 hat das Werkzeug 8 währendder aufeinanderfolgenden Dur chgänge eine axiale Verschiebung χ erfahren. Es ergibt sich somit, dass während des ersten Durchganges, sobald sich das Werkzeug 8 in der Stellung befindet, die der voll ausgezogen gezeichneten entspricht, d.h. Schneiden des Anfangs des letzten Gewindeganges, das Werkzeug 16 gegenüber der Darstellung in Fig. 4 weniger tief steht. Dieses Werkzeug erfährt also zwischen 009810/0165

jedem Durchgang eine Tiefenzustellung, und seine endständige Schneidkante 34 kommt mit dem Material des Werkstückes 4 bei jedem Durchgang mit einer Tiefe in Eingriff, die gleich der erfolgten Verstellung ist. Obgleich die Stellung des Schlittens bei der Rücklaufbewegung des Werkzeuges 8 bei jedem Durchgang in Richtung nach rechts um eine Entfernung, die gleich der Tiefe des bei einem Durchgang entfernten Materials ist, verschoben ist, ist die Stellung des Schlittens 10, die lediglich durch die Umfangsfläche 23 des Nockens 24 gesteuert wird, genau gleich bei jeder k Umdrehung der Spindel. Am Ende jedes Durchganges des Werkzeuges 16 ergibt sich somit eine identische radiale Bewegung, die in Kombination mit der Drehung der Spindel die Form der Oberfläche 32 bestimmt.

Die oben beschriebene Vorrichtung ermöglicht das Schneiden einer Verbindungsfläche zwiahen dem Kern des Werkstückes 4 und der Spitze des Gewindes in dem letzten zur Stirnfläche 31 auslaufenden Gewindegang mit sehr hoher Genauigkeit, wobei die Form dieser Verbindungsfläche nach Belieben vermittels des Steuernockens hergestellt werden kann. Weiterhin wird das diese Fläche schneidende Werkzeug durch den Oberschlitten der " Drehbank mit sehr hoher Genauigkeit ebneso wie das Gewindeschneidwerkzeug, das an diesem Oberschlitten befestigt ist, geführt.

Wenn die beschriebene Vorrichtung mit einem Hilfswerkzeug mit geringfügig unterschiedlicher Ausführungsform gegenüber derjenigen des Werkzeuges 16 ausgerüstet ist, kann dieselbe auch dergestalt gesteuert werden, dass eine der Fläche 32 entsprechende Verbindungsfläche an dem vorderen Endgang eines Innengewindes hergestellt wird, das durch das Hauptwerkzeug 8 in ein Werkstück in -Gestalt einer an der Spindel 2 eingespannten Buchse od. dgl. eingeschnitten ist.

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— y .—

Bei einem Werkstück mit Aussengewinde kann man ebenfalls ein dem Werkzeug 16 analoges Hilfswerkzeug vorsehen und es so steuern, dass der nach hinten auslaufende Teil des Gewindes mit einer entsprechenden Fläche 32 abgeflacht wird, wenn dieser nicht in einem Teil des Werkstückes beginnt, dessen Durehmesser wenigstens gleich demjenigen der Gewindespitzen ist.

Patentansprüche:

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Claims

Patentansprüche:

ί 1.) Vorrichtung zum Schneiden eines Gewindes in ein Werkstück, das an einer in dem Spindelstock einer Drehbank befindlichen drehangetriebei en Spindel befestigt ist, mit einem Gewindeschneidwerkzeug und einem Hilfswerkzeug, das dazu dient, eine Übergangs fläche in einen der endseitigen Gewindegänge zu schneiden, wobei diese Werkzeuge zueinander beweglich sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Hilfswerkzeug (16), das an einem das Gewindeschneidwerkzeug (8) tragenden Supportteil (6) angeordnet ist, bezüglich dieses Supportteils längsbeweglich und durch einen Antriebsmechanismus steuerbar ist, von dem ein Betätigungselement (28, 29) in Berührung mit einem Steuerteil (24) unabhängig von diesem Supportteil (6) gehalten wird, so dass eine Längs verschiebung gleichzeitig mit dem Supportteil (6), jedoch in entgegengesetzter Richtung erfolgt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungen der Werkzeuge (8, 16) so einstellbar sind, dass die zwei Werkzeuge (8, 16) gleichzeitig in Berührung mit dem Werkstück (4) gebracht werden, während das Gewindeschneidwerkzeug (8) den letzten Gewindegang schneidet.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerteil (24) durch einen ringförmigen Nocken gebildet wird, der koaxial zu der Spindel (2) angeordnet und an derselben befestigt ist, wobei das Betätigungselement (28, 29) des Antriebsmechanismus in Berührung mit der Stirnfläche (30)

des Nockens (24) gehalten wird.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass

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das Hilfswerkzeug (16) ebenfalls in Querrichtung bezüglich des Supportteils (6) durch ein weiteres Betätigungselement (21, 22) des Antriebsmechanismus bewegbar ist, das in Berührung mit der Seitenfläche (23) des Nockens (24) gehalten wird.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Supportteil durch den Oberschlitten (6) der Kreuzschlitten (5, 6) der Drehbank gebildet wird.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass g das Hilfswerkzeug (16) durch einen Hilfssupport (9, 10) getragen wird, der von zwei übereinander angeordneten Schlitten (9 und 10) gebildet wird, die in Längs- und Querrichtung auf dem Oberschlitten (6) beweglich sind.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Profil der Seitenfläche (23) des Nockens (24) der Form der Übergangsfläche (32) entspricht.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsmechanismus einen Hebel (29) aufweist, der an

dem Support (6) um eine Achse (25) schwenkbar ist, die senkrecht ^

zu der Achse der Drehbank verläuft und mit dem freien Ende mit dem Hilfswerkzeugt rager (14, 15) in Verbindung steht und zwischen der Schwenkachse (25) und dem freien Ende eine Rolle (28) aufweist, die unter der Wirkung einer Feder stehend gegen die Stirnfläche (30) des Nockens (24) anliegt.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Rolle (28) in gleicher Entfernung von der Achse (25) des Hebels (29) und dem freien Ende desselben angeordnet ist.
10. \^Torrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass

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die Stirnfläche (30) des Nockens (24) über einem Teil ihres Umfanges eine schraubenförmige Oberfläche aufweist, deren Neigung das Doppelte der Steigung des Gewindes ist.

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