DE1992350U - Maschine zum Gewindedrehen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Maschine zum Gewindedrehen mit einem in Führungen verschiebbaren Spindelkasten, an dessen hohler Spindel ein Gewindedrehknopf angeflanscht ist, mit einer von der Spindel des Spindelkastens angetriebene Leitspindel, die sich an einer Leitmuttereinrichtung am Maschinenbett abstützt, und mit einem hydraulischen Kolbengetriebe, das den Spindelkasten mit einer Geschwindigkeit, die geringfügig größer oder kleiner als der Gewindevorschub ist, zu bewegen bestrebt ist.

Bekannt ist eine hydraulisch entlastete Genauigkeits-Transportspindel für Werkzeugmaschinen, insbesondere zur Verschiebung vorzugsweise lotrechter Werkstückschlitten (Deutsche Patentschrift 665 341). Hierbei wird durch ein zur Transportspindel koaxial angeordnetes hydraulisches Kolbengetriebe ein Entlastungsdruck erzeugt, der größer als das Gewicht des Schlittens mit Werkstück ist. In der Ruhelage drückt also die Spindelmutter im Schlitten mit ihren unteren Flanken auf die oberen Flanken der Transportspindel. Nach

Beaufschlagung des hydraulischen Kolbengetriebes hebt dieses den Schlitten ab und es kommen die oberen Flanken der Spindelmutter mit den unteren Flanken der Transportspindel zur Anlage. Beim Transport des Schlittens kommen also die Flanken zur Anlage, die bei Ruhestellung des Schlittens nicht aufeinander drücken. Die genaue Einstellung des Schlittens in Messposition erfolgt hier von Hand bei nicht entlasteter Spindel. Soll auch der Transport messgenau vonstatten gehen, so wird der Hydraulikdruck schwächer eingestellt, so dass die Spindelmutter auf den Messflanken der Transportspindel gleitet. Für diese bekannte Anordnung ist also kennzeichnend, dass zwischen Spindelmutter und Transportspindel ein gewolltes und notwendiges Spiel besteht und dass der Einstellung der Hydraulik keine Anzeige- bzw. Kontrollvorrichtung zugeordnet ist, so dass die Größe der hydraulischen Über- oder Unterschusskraft ganz vom Bedienenden abhängt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer solchen Maschine das Spiel zwischen Leitspindel und Leitmuttereinrichtung zu verhindern.

Erfindungsgemäß wird hierfür vorgeschlagen, dass die Leitmuttereinrichtung aus zwei in die Leitspindel eingreifenden, gegeneinander verspannbaren Schneckenrädern besteht.

Die Leitmuttereinrichtung enthält z.B. eine parallel zur Leitspindel angeordnete Platte, in der zwei Wellen gelagert sind, die auf der einen Seite je ein in die Leitspindel eingreifendes Schneckenrad mit untereinander gleicher Zähnezahl tragen. Auf der anderen Seite sind gegen die Wellen verstell- und festklemmbare, miteinander kämmende Zahnräder gleicher Zähnezahl angeordnet, mit denen die Schneckenräder mit ihren in die Leitspindel eingreifenden Zähnen gegen die beiden zu einem Gewindegang gehörigen Flanken der Leitspindel so verspannt werden können, dass kein Spiel mehr auftritt. Auf der unteren Welle ist zusätzlich eine Rastscheibe angeordnet, in die ein unter Federdruck stehender, hydraulisch ausziehbarer Index eingreift. Bei eingerastetem Index ist die Leitmutterrichtung gesperrt und wirkt als Leitmutter. Ist der Indes ausgezogen, rollen die Schneckenräder auf der Leitspindel ab, wenn der Spindelkasten hydraulisch im Eilgang in seine Ausgangsstellung zurückgefahren wird. In dieser Stellung wird der Index hydraulisch freigeben und nun durch seine Druckfeder gegen die Rastscheibe gedrückt, die durch die umlaufende Leitspindel über die Schneckenräder angetrieben umläuft. Kommt die Raste an den Index, rastet dieser wieder ein, wodurch ein Endschalter den hydraulischen Vorschub des Spindelkastens einschaltet, wodurch dieser wieder vorläuft. Die Ausgangsstelle kann beliebig nahe an den Werkstückanfang gelegt werden. Mittels der einstellbaren Druckfeder am Index kann die Größe der hydraulischen Über- oder Unterschusskraft gegenüber dem Leitspindelvorschub festgelegt werden. Weicht diese Kraft nur geringstfügig vom vorgegebenen Wert ab, so wird der Index etwas zurückgedrückt, bis die etwas stärker gedrückte Feder wieder das Gleichgewicht hält, wobei diese Abweichung, die maximal = 2 % der tatsächlichen Vorschubkraft beträgt, von einem Zeiger sichtbar gemacht wird. Bei großer hydraulischer Fehleinstellung wird der Index ganz herausgedrückt und die Maschine über Endschalter stillgesetzt.

Soll die Maschine zum Drehen von verschiedenen Gewindearten geeignet sein, so wird sie mit einer auswechselbaren Leitspindel ausgestattet. Hierbei ist des weiteren vorgesehen, dass die Schneckenräder und deren Lager auswechselbar sind.

Um mit der Maschine ein Mehrfachschneiden bei tiefgängigen Gewinden, also das damit verbundene exakte Wiedereinfahren der Werkzeuge in einen vorgeschnittenen Gewindegang, zu ermöglichen, muß das Produkt aus Schneckenradzähnezahl und Leitspindelsteigung ein ganzzahliges Vielfaches der zu schneidenden Gewindesteigung sein. Wegen der auswechselbaren Leitspindeln und entsprechend dem zu drehenden Gewinde ist es deshalb notwendig, dass die Schneckenräder unterschiedliche Zähnezahl haben. Hierbei müssen die auf den gelagerten Wellen auf der Gegenseite der Schneckenräder angeordneten, miteinander kämmenden Zahnräder die gleiche Zähnezahl wie die Schneckenräder oder ein ganzzahlig Vielfaches davon besitzen. Die einzige notwendige von mehreren möglichen Rastscheiben wird entsprechend dem zu drehenden Gewinde auf der einen oder anderen Welle angeordnet, weswegen zwei Indexe angeordnet sein müssen.

Beim automatischen Betrieb der Maschine und bei ungünstigen Rücklaufweglängen kann es vorkommen, dass bis zum Einrasten des Indexes ein Schneckenrad und damit die Rastscheibe fast ganz umlaufen müssen, was im Sinne einer kürzest möglichen Taktzeit ungünstig ist. Die Rastscheiben sollen deshalb so viel als möglich Rasten erhalten, wobei des weiteren vorgeschlagen wird, dass in der Rastscheibe mehrere Rasten vorgesehen sind, deren Zahl

a = Z x P[tief]L : P[tief]W x G ist,

worin Z die Zahl, der Zähne eines Schneckenrades, P[tief]L die Steigung der Leitspindel, P[tief]W die Steigung des zu schneidenden Gewindes und G eine gerade Zahl sind.

Zwischen den Wellen der Lagerplatte ist ein zweiarmiger Hebel gelagert, der mit zwei entsprechenden Rastnasen versehen ist, die in den Rasten entweder einer auf der oberen oder unteren Welle angeordneten Rastscheibe eingreifen können. Auf die eine Seite des zweiarmigen Rasthebels wirkt ein Stößel, der unten in einen Kolben übergeht, mit dem er hydraulisch hochgedrückt werden kann, wodurch die Rastnase aus der Raste einer Rastscheibe gedrückt wird. Auf die andere Seite des Rasthebels wirkt ein Stößel, der unter dem Druck einer mit Schraubring einstellbaren Druckfeder steht und die Rastnasen in die Rasten drück. Ein durch Druckfeder und Schraubring hindurchgehender Fortsatz dieses Stößels betätigt einen Endschalter. Mit der einstellbaren Druckfeder kann über Stößel, Rasthebel, Rastnase und Raste der Maximalwert der hydraulischen Über- oder Unterschusskraft in Höhe von etwa +- 2% der Gesamt-Vorschubkräfte seitens der Leitspindel auf die Schneckenräder eingestellt werden. Beim Ansteigen der Kräfte wird die Rastnase etwas aus der Raste gedrückt, bis die stärker gedrückte Feder wieder das Gleichgewicht herstellt. Erst bei hydraulischer Fehleinstellung wird der Rasthebel aus der Raste gedrückt und der Endschalter zur Stillsetzung der Maschine betätigt. Die Bewegung des Rasthebels kann auch so ausgeführt werden, dass eine Seite des Rasthebels als Zahnsegment ausgebildet ist, in das ein in eine Zahnstange ausgearbeiteter Bolzen eingreift, der oben als hydraulisches Kolbengetriebe ausgebildet ist und der unten unter einstellbarem Federdruck steht.

Statt des Rasthebels können auch zwei getrennte Raststößel (Indexe) vorgesehen sein.

Beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt, und zwar sind Fig. 1 eine Seitenansicht der gesamten Maschine, Fig. 2 eine vergrößerte Aufsicht auf die Leitmuttereinrichtung mit abgenommenem Deckel, Fig. 3 ein Querschnitt durch die Leitmuttereinrichtung nach Fig. 2, Fig. 4 eine Aufsicht auf eine Leitmuttereinrichtung einer anderen Ausführungsform mit abgenommenem Deckel und Fig. 5 ein Schnitt durch die Mitte der Leitmuttereinrichtung nach Fig. 4.

Gemäß Fig. 1 ist auf dem Maschinenbett 1 in Führung gleitend der Spindelkasten 2 angeordnet, dessen hohle Spindel den Gewindedrehkopf 3 trägt. Mit der Spindel über Zwischenräder verbunden ist außen am Spindelkasten 2 das Wechselradgetriebe 4 mit auswechselbarer Leitspindel 5 angeflanscht. Die Leitspindel 5 schraubt sich in die Leitmuttereinrichtung 6 ein. Das sperrige Werkstück 7 ist im Spannstock 8, der vertikal und quer zur Spindelkastenführung verstellt werden kann, eingespannt. Unter dem Spindelkasten ist das hydraulische Kolbengetriebe 9, das den Spindelkasten bewegt, gestrichelt angedeutet. Linksseitig ist eine auf das hydraulische Kolbengetriebe für die Betätigung der Werkzeugschlitten im Drehkopf einwirkende Kopiersteuerung 37 angebaut, die mit dem Kopierfühler die Schablone 38 abtastet, die auf einer Konsole 39 eingespannt ist, die sowohl horizontal als auch vertikal automatisch verstellt werden kann.

Gemäß Fig. 2 ist an der rechten Seite des Gehäuses 10 der Deckel 11 angeschraubt, an dem die Lagerplatte 12 mit Fuß verschraubt ist. Gemäß Fig. 3 sind in der Lagerplatte 12 die Wellen 13 und 14 gelagert, die rechts je ein Schneckenrad 15 und 16 tragen, die in die Leitspindel 17 eingreifen und durch Passfedern gegen Drehung und stirnseitig durch Scheiben und Schrauben gegen Abziehen gesichert sind. Linksseitig trägt die Welle 13 eine Flanschhülse 18, die einen Zahnring 19 mit Schrauben 20 befestigt trägt. Die Flanschhülse 18 ist durch eine Passfeder gegen Drehung und durch Scheibe und Schraube gegen Abziehen gesichert. Die Welle 14 trägt durch Passfeder gegen Drehung und durch Scheibe und Schraube gegen Abziehen gesichert ein Zahnrad 21, das nach links in eine Hülse ausläuft, auf der die Rastscheibe 22 zentriert und mit Schrauben 23 befestigt ist.

Wie aus Fig. 2 und 3 ersichtlich ist, ist der Zahnring 19 gegen die Flanschhülse 18 und das Zahnrad 21 mit Welle 14 gegen die Rastscheibe 22 in Langlöchern einstellbar. Da außerdem Zahnring 19 und Zahnrad 21 vierundzwanzig Gewindebohrungen für die Klemmschrauben besitzen, können bei Abnützung nacheinander alle vierundzwanzig Zähne der Schneckenräder bei indexierter Rastscheibe 22 als Leitmutter wirken. Zu der Rastscheibe 22 axial verschiebbar ist der Index 24 angeordnet, der unten in den Kolben 25 übergeht. Der Index 24 kann durch Beaufschlagung mit Druckmittel über die

Leitung 26 ausgezogen werden und wird nach Abschalten der hydraulischen Beaufschlagung durch die Druckfeder 27 wieder gegen die Rastscheibe 22 gedrückt. Die Vorspannung der Druckfeder 27 kann durch die Einstellschraube 28 verändert werden.

Gemäß Fig. 2 ist linksseitig in den Kolben 25 keine kleine Zahnstange 29 eingearbeitet, in die ein Ritzel 30 eingreift, das an einer Welle den angedeuteten Zeiger 31 trägt, der in Fig. 3 von der Seite zu sehen ist. In Fig. 2 ist auch ein Stößel 32 dargestellt, der durch eine Schräge bei abwärts gehendem Index 24 nach außen gedrückt wird und über einen zweiarmigen Hebel 34, der unter Federdruck 35 steht, den Endschalter 36 betätigt. Da die Leitspindel 17 je Gewindeart (Metrisch, Whitworth, Modul) eine andere ist, müssen auch die Schneckenräder 15 und 16 andere sein. Um ein leichtes Auswechseln zu gewährleisten, wird der Seitendeckel 11 mit der Lagerplatte 12 und allen Einbauteilen nach Ausrasten des Indexes 24 in Richtung auf den Spannstock 8 herausgezogen, mit anderen Schneckenrädern bestückt und wieder eingebaut. Die beiden Zahnräder 19 und 21 müssen untereinander die gleiche Zähnezahl haben, wie dies auch für die Schneckenräder 15 und 16 untereinander gilt.

Gemäß Fig. 4 und 5 sind in der Lagerplatte 41 die Wellen 42 und 43 wälzgelagert. Auf der der Leitspindel 44 zugekehrten Seite sind auf diesen Wellen die Schneckenräder 45 und 46, die in die Leitspindel 44 eingreifen, befestigt. Auf der anderen Seite sind auf den Wellen 42 und 43 Flanschhülsen 47 und 48 befestigt. Auf diesen sind die miteinander kämmenden Zahnringe 49 und 50 mit Schrauben 51 und 52 befestigt. Die Zähnezahl der Zahnringe 49 und

50 muß immer ein ganzzahlig Vielfaches der Zähnezahl der jeweiligen Schneckenräder sein, damit die Schneckenräder auf der Leitspindel ablaufen können. Auf der Welle 42 ist die Sicherungskappe 53 mit Senkschraube 54 gehalten und auf der Welle 43 ist durch Passfeder gesichert die Rastscheibe 55 mit Senkschraube 56 gehalten. Wenn eine Rastscheibe auf der Welle 42 angeordnet werden muß, kommt die Sicherungskappe auf die Welle 43. Der zweiarmige Rasthebel 57 ist auf einem Bolzen 58, der in dem Gehäusesteg 59 eingeschraubt ist, gelagert. Er kann mit seinen Rastnasen sowohl in eine Raste einer auf der Welle 42 wie auch auf der Welle 43 angeordneten Rastscheibe einrasten. Die Flanschhülsen 47 und 48 haben stets soviel Gewindebohrungen für die jeweils drei Schrauben 51 und 52 wie die dazugehörigen Schneckenräder Zähne, um nacheinander alle Zähne der Schneckenräder zum Eingriff mit der Leitspindel zu bringen.

Außerdem haben die Zahnringe 49 und 50 für die Befestigungsschrauben 51 und 52 Langlöcher, um die Schneckenräder gegen die Kurzleitspindel zum Spielausgleich verspannen zu können.

Gemäß Fig. 4 ist linksseitig ein Stößel 60 angeordnet, der in den Kolben 61 übergeht, mittels dessen der Stößel hydraulisch ausgehoben werden kann, um den Rasthebel 57 zum Ausrasten zu bringen. Auf der rechten Seite ist der Stößel 62 angeordnet, der mittels einer Druckfeder 63 den Rasthebel 57 in die Raste einer Rastscheibe drückt, wobei die Vorspannung der Druckfeder 63 mittels Schraubring 64 eingestellt werden kann. Durch Druckfeder und Schraubring hindurchgeführt hat der Stößel 62 einen Fortsatz 65, der auf den Endschalter 66 wirkt. Der Deckel 67 verschließt die Öffnung zum Austausch der Rastscheiben. Auf dem Rasthebel 57 ist noch ein langer Zeiger 68 angeordnet, dessen Spitze durch ein Fenster 69 im Gehäuse der Leitmuttereinrichtung sichtbar ist und der dazu dient, geringe hydraulische Fehleinstellungen, bei denen die Rastnasen geringfügig ausgedrückt werden, anzuzeigen.

An der rechten Seite in Fig. 4 ist der Deckel 70 sichtbar, an den die Lagerplatte 41 mit Fuß angeschraubt ist. Die komplette Lagerplatte 41 ist mit dem Deckel 70 als Ganzes auswechselbar.

Claims (15)

1. Maschine zum Gewindedrehen mit einem in Führungen verschiebbaren Spindelkasten, an dessen hohler Spindel ein Gewindedrehkopf angeflanscht ist, mit einer von der Spindel des Spindelkastens angetriebenen Leitspindel, die sich an einer Leitmuttereinrichtung am Maschinenbett abstützt, und mit einem hydraulischen Kolbengetriebe, das den Spindelkasten mit einer Geschwindigkeit, die geringfügig größer oder kleiner als der Gewindevorschub ist, zu bewegen bestrebt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitmuttereinrichtung aus zwei in die Leitspindel eingreifenden, gegeneinander verspannbaren Schneckenrädern besteht.

2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitmuttereinrichtung eine parallel zur Leitspindel angeordnete Platte aufweist, in der zwei Wellen gelagert sind, die auf der einen Seite die Schneckenräder tragen.

3. Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass auf der anderen Seite der Wellen gegen die Wellen verstell- und festklemmbare, miteinander kämmende Zahnräder angeordnet sind.

4. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Zahnrad aus einem Grundkörper und einem auf diesem verstellbaren Zahnkranz besteht.

5. Maschine nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass auf einer Schneckenradwelle eine Rastscheibe angeordnet ist, in die ein unter Federdruck stehender, hydraulisch ausziehbarer Index eingreift.

6. Maschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei ausgezogenem Index der Spindelkasten hydraulisch im Eilgang vor- und zurückfahrbar ist, wobei die Schneckenräder auf der Leitspindel abrollen.

7. Maschine nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass in Ausgangsstellung des Spindelkastens der Index selbsttätig in die umlaufende Rastscheibe einrastbar ist.

8. Maschine nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Index am vorderen Ende abgeschrägt ist und durch eine einstellbare Feder beaufschlagt ist und dass die Rastscheibe eine entsprechend abgeschrägte Aufnahme besitzt.

9. Maschine nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass in eine in den Indexkolben eingearbeitete Zahnstange ein Ritzel eingreift, auf dessen Achse außen ein Zeiger angeordnet ist, der die Einstellung der Vorschubhydraulik anzeigt.

10. Maschine nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein sich an einer in den Indexkolben eingearbeiteten Schrägfläche abstützender Stößel bei völligem Rückgang des Indexkolbens und Ausrasten des Indexes aus der Rastscheibe nach außen drückbar ist und über einen unter Federdruck stehenden zweiarmigen Hebel einen Endschalter betätigt.

11. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 10 mit auswechselbarer Leitspindel, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneckenräder und deren Lager auswechselbar sind.

12. Maschine nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneckenräder unterschiedliche Zähnezahl haben.

13. Maschine nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass in der Rastscheibe mehrere Rasten vorgesehen sind, deren Zahl

a = Z x P[tief]L : P[tief]W x G ist,

worin Z die Zahl der Zähne eines Schneckenrades, P[tief]L die Steigung der Leitspindel, P[tief]W die Steigung des zu schneidenden Gewindes und G eine gerade Zahl sind.

14. Maschine nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Rastscheibe entsprechend dem zu drehenden Gewinde auf der einen oder anderen Schneckenradwelle angeordnet ist.

15. Maschine nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch einen zweiarmigen Rasthebel, dessen Arme jeweils eine Nase aufweisen, die in die Rasten der Rastscheiben in der Stellung auf der einen oder der anderen Schneckenradwelle eingreift.