DE2246222A1 - Gewindestrehlautomat - Google Patents
GewindestrehlautomatInfo
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Description
PATENTANWÄLTE
DIPL-ING. JOACHIM K. ZENZ
DIPL-ING. FRIEDRICH G. HELBER
DIPL-ING. JOACHIM K. ZENZ
DIPL-ING. FRIEDRICH G. HELBER
43 ESSEN-BREDENEY O 0 / C O O
Andre Bechler Moutier / BB (Schweiz)
Gewindestrehlautomat
In der Praxis kommt es oft vor, dass an einem Werkstück zwei oder
mehr Gewinde geschnitten werden müssen, die perfekt koaxial sein
sollen. Diese Aufgabe kann nicht unter Verwendung von Gewindeschneidbohrern
bzw, Gewindeschneidklupen gelöst werden. Bei Drehautomaten herrschen in der Arbeitszone, wo mehrere Werkzeuge in
einem Bearbeitungazyklus zum Einsatz kommen müssen, um glatte (zylindrische,
plane, konische oder profilierte) Flächen zu drehen, sehr enge Platzverhältnisse. Es ist deshalb praktisch ausgeschlossen,
dort auf einem Querschlitten oder auf einem Kreuzschlitten mehr als einen Gewindestrehlapparat vorzusehen, dessen Werkzeug un~
,ter Steuerung durch drehende Kurvenscheiben Längabewegungen in Richtung
der Werkstückachse in Schneidhüben und Rücklaufhüben, sowie
Querbewegungen für das Ein- und Ausfahren des Werkzeuges durchführt.
Somit entfällt die Möglichkeit, zwei oder mehr Gewinde an dem Werkstück zu fertigen, ohne Umspannen desselben. Zudem muss
berücksichtigt werden, dass es zum Betrieb jedes Gewindestrehlapparat es erforderlich ist, dass die Kurvenscheiben, namentlich
jene zur Steuerung der Längsbewegungen, in einem bestimmten Dreh-
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BAD ORIGINAL
zahlverhältnis zur Werkstückspindel anzutreiben sind, wozu das
Vorhandensein einer entsprechenden ausgebildeten Antriebsverbindung
erforderlich ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Gewindestrehlautomaten
zu schaffen, der es ermöglicht an einem Werkstück ohne Umspannen desselben zwei oder mehrere Gewinde zu schneiden. Zudem
wird ein platzsparender Aufbau angestrebt, mit einem verhältnismässig kleinen baulichen Aufwand, insbesondere Aufwand an Organen
in der Antriebsverbindung zwischen der Werkstückspindel und den Steuerkurven des oder der Gewindestrehlapparate.
Bei einem Gewindestrehlautomaten mit einer Werkstückspindel soll
diese Aufgabe dadurch gelöst werden, dass an einer Werkzeugtragscheibe, die um eine die Drehachse der Werkstückspindel im rechten
Winkel schneidende geometrische Achse drehschaltbar ist, mindestens ein Gewindestrehlapparat befestigt ist, bei dem ein
Strehlwerkzeugträger an einem Apparatengehäuse geführt ist zur Ausführung von Längsbewegungen in Radialrichtung der Werkzeugtragscheibe
und von Querbewegungen in der Richtung der genannten
geometrischen Achse, und bei dem eine im Apparatengehäuse gelagerte Welle ein Kurvenglied zur Steuerung der Längsbewegungen und
ein Kurvenglied zur Steuerung der Querbewegungen trägt, dass ferner
eine Antriebsverbindung zwischen dieser Welle des bzw. jedes Gewindestrehlapparates und der Werkstückspindel vorhanden ist,
und dass eine motorisch angetriebene Einrichtung vorhanden ist zur Bewegung der Weik zeugtragscheibe in der Richtung ihrer geometrischen
Achse.
Zum Stand der Technik sei auf die US-Patentschrift 3 435 498 verwiesen.
Diese veranschaulicht und beschreibt eine Vielzweckwerkzeugmaschine, in der ein Werkstück während seiner fiinspannung in
einem ersten Werkstückhalter eine erste Reihe von Bearbeitungen erfährt, nachher von einem zweiten Werkstückhaitor abgeholt und
in den Arbeitsbereich von Werkzeugen gebracht wird, die von einem Sternrevolver getragen sind. Unter diesen Werkzeugen findet man
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einfache Bohrer, deren Drehantrieb mittels im Revolver untergebrachten
getrieblichen Mitteln erfolgt. Man findet aber auch einen Halter für einen Gewindebohrer oder eine Gewindeschneidkluppe
, mit Mitteln für den Drehantrieb und für den Längsvorschub im einen oder anderen Sinne. Hingegen fehlen in dieser Maschine
gänzlich:
a) ein Gewindestrehlapparat, wie oben definiert,'
b) die motorisch angetriebene Einrichtung zur Bewegung des Revolvers
in Richtung seiner Schaltachse, und
c) eine Antriebsverbindung zwischen einer (zum fehlenden Gewindestrehlapparat
gehörenden) Welle und der Werkstückspindel,
Beiliegende Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes
dar. Es zeigen: . .
Die Fig. 1, 2 und 3 einen Aufriss, einen Seitenriss bzw. eine Draufsicht des Gewindeschneideautomaten,
Fig. 4 einen Teilhorizontalschnitt nach der Linie IV-IV der
Fig. 1, in welchem in grösserem Massstab Einzelheiten eines Gewindestrehlapparates und dessen Antriebsverbindung
mit der Werkstückspindel veranschaulicht sind,
Fig. 5 einen Teilschnitt nach der Linie V-V der Fig. 4,
Fig. 6 einen Teilschnitt nach der Linie VI-VI der Fig. 1, in welchem im grösserem Massstab Einzelheiten des Antriebes
einer Steuerwelle und einer Vorrichtung zum Fortschalten (Indexieren) einer Werkzeugtragscheibe
veranschaulicht sind, und
Fig. 7 teilweise einen Seitenriss und teilweise einen Querschnitt zn Fig. 6.
Auf einem Macschinenbett 1 ist ein Spindelstock 2 angeordnet, in
dom eine. Werkstückspindel 3 angeordnet ist; diese ist mit einem
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Spannfutter 4 ausgerüstet und wird von einem Elektromotor 5 mittels
eines Riemengetriebes 6, 7» 8 angetrieben. Auf dem Bett 1 ist ein Längsschlitten 9 in einer zur Drehachse X der Werkstückspindel
5 parallelen Richtung verschiebbar geführt. Auf diesem Längsschlitten 9 ist ein Querschlitten 10 in einer zur vorgenannten
Drehachse im rechten Winkel stehenden Richtung verschiebbar geführt. Dieser Querschlitten ist in seinem Oberteil als Lagerbock
10a ausgebildet, auf dessen nach vorn ragendem hohlzylindrischen Teil 10b (Fig. 4 und 7) eine Werkzeugtragscheibe 11 um eine
Achse Y drehbar gelagert ist, welche die Drehachse der.Werkstückspindel
3 im rechten Winkel schneidet. Durch eine noch zu beschreibende Schaltvorrichtung kann die Werkzeugtragscheibe 11
um Schritte von beispieleweise 60 fortgeschaltet (indexiert) werden.
Auf der Vorderseite der Werkzeugtragscheibe 11 sind nun im ge- . zeigten Ausführungsbeispiel nebst Werkzeugträger wie 12, in denen
je ein Drehmeissel 13 eingespannt ist, zwei Ctewindestrehlapparate
14 befestigt, die ein Gewindeschneidwerkzeug 15 bzw. 15a aufweisen. Durch Portschaltung der Werkzeugtragecheibe 11
können die einzelnen Werkzeuge in Arbeitsposition beim Werkstück A gebracht werden. Es versteht sich, dass z.B. auch ein mit einem
Bohrer ausgerüsteter Werkzeugträger an der Tragscheibe 11 angebracht werden könnte und die Folge der nacheinander zum Einsatz
gelangenden Werkzeuge nach Bedarf beliebig variiert werden kann.
Zur Steuerung der Bewegungen der Schlitten 9 und 10 samt der Tragscheibe
11 sind Kurvenglieder 16 bzw. 17 vorgesehen, die beide auf einer Steuerwelle 18 festsitzen und nur ganz schematisch angedeutet
sind. Das Profil der Kurvenscheibe 16 wird durch einen am Bett 1 gelagerten Tasthebel 19 abgetastet, der auf eine längselnstellbar
am Längsschiltten 9 befestigte Schiene 20 einwirkt;
eine Feder 21 ist stets danach bestrebt, den Längsschlitten nach rechts (Fig. 1) zu verschieben. Das Kurvenglied 17 - eine Kurventrommel
- wird von einem am Bett 1 gelagerten Tasthebel 22 abge-
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tastet, der auf die Hinterseite des QuerSchlittens 10 einwirkt; eine
Feder 24 hat stets das Bestreben, diesen nach hinten zu ziehen*
Die Steuerwelle 18 ist in dem an der einen Stirnseite des Bettes
1 befestigten lagergestell la gelagert, das auch elektrische Mikroschalter 119 trägt, die zur Steuerung von Hilfsfunktionen
dienen und durch Nocken 120 betätigt werden; gewisse solche Nocken sind im Umfang verstellbar an einer auf der Steuerwelle
18 festsitzenden Trommel 118, andere z.B. am.Körper der Kurventrommel
17 befestigt.
Der Antrieb der Steuerwelle 18 erfolgt durch den Motor 3 mittels eines Riemengetriebes, zu dem die Stufenscheiben 25, 26 und der
Riemen 27 gehören,.ferner über eine Uebertragungswelle 28, 28a und ein Schneckengetriebe 29, 30. Zwischen die Abschnitte. 28,
28a der uebertragungswelle ist eine Klauenkupplung 31 eingesetzt, die mittels des Gestänges 32 von Hand ausgerückt werden
kann, etwa beim Einrichten der Maschine, worauf der Wellenabschnitt 28a und damit die Steuerwelle 18 von Hand gedreht werden
kann durch eine auf das Vierkantende aufgesteckte Kurbel.
Die Gewindestrehlapparate 14 weisen in der dargestellten Ausbildung
je ein mittels Schraubbolzen 32 an der Tragscheibe 11 befestigtes Gehäuse 33 auf, an dessen Vorderseite eine in Radialrichtung
der Tragscheibe 11 verlaufende Führungsbahn ausgebildet ist. In dieser ist der Schenkel 34a eines I-förmigen Gliedes 34
verschiebbar geführt, dessen anderer Schenkel 34b eine zur Achse der Tragscheibe 11 parallele Führungsbahn hat. In dieser ist ein
Schlitten 35 geführt, an dem ein Halter 36 für das Gewindestrehlwerkzeug
15 (bzw. 15a) befestigt ist. Im Apparatengehäuse 33 ist eine Hilfswelle 37 gelagert, auf der eine Kurventrommel 38 mit
Kurvennut 38a, eine Kurvenscheibe 39 mit Kurvennut 39a und ein
Kegelzahnrad 40 festsitzen. Die Kurvennut 38a ist eine Längsvorschubkurve für das zugehörige Werkzeug 15 (bzw. 15a) und hat in
der Abwicklung sägezahnförmigen Verlauf; sie wird durch einen am
Schenkel 34a festsitzenden Bolzen 41 abgegriffen; die Kurvennut
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39a ist eine Abhebekurve tür dasselbe Werkzeug 15 (bzw. 15a) und
setzt sich aus zwei konzentrischen Abschnitten und zwei Verbindungsabschnitten zusammen (Fig. 5); sie wird stets durch einen am
Schlitten 35 festsitzenden Bolzen 42 abgegriffen.
' Die Welle 37 des (bzw. jedes) Gewindestrehlapparates 14 muss
während jeder Arbeitsperiode dieses Apparates mit einer konstanten
Geschwindigkeit drehen, die mit derjenigen der Werkstückspindel 3 in einem vorbestimmten, geeigneten Verhältnis steht.
Deshalb ist eine entsprechende Antriebsverbindung vorgesehen, wie folgt. Die Werkstückspindel 3 treibt über ein Kegelradgetriebe
43, 44, eine Zwischenwelle 45 und ein Kegelradgetriebe 46, 47 eine Eingangsweile 4Θ in einem Wechselradgetriebe ani
die Wechselräder desselben sind mit 49» 50 bezeichnet. Ueber eine Welle 51 und ein Zahnradpaar 52, 53 wird der Antrieb an eine
teleskopische Gelenkwelle 54 weitergeleitet; innerhalb des zum . Querschlitten 10 gehörenden Lagergehäuses 10a wird der Antrieb
über ein Kegelradgetriebe 55, 56 und eine ausrückbare Klauenkupplung
57 an eine zur Werkzeugtragscheibe 11 koaxiale und sie durchsetzende Uebertragungswelle 58, und schliesslich durch ein
auf dem vorderen Ende dieser Welle sitzendes Kegelzahnrad 59 an
das auf der Hilfswelle 37 festsitzende Kegelzahnrad 40 übertragen.
Die Klauenkupplung 57 ist nur dann eingerückt wenn einer der Gewindestrehlapparate14 sich in Arbeitsposition befindet;
dafür sorgt ein Elektromagnet 60, dessen Speisung über hiezu geeignete
Elemente gesteuert ist, zu denen einer der Mikroschalter 120 gehört.
Pur die schrittweise Portschaltung der Werkzeugtragscheibe 11 ist
im gezeigten Ausführungsbeispiel eine Vorrichtung vorgesehen, bei dem auf dem zum Querschlitten 10 gehörenden Lagergehäuse 10a ein
Block mit Elektromotor 61 und Schneckenradgetriebe 62 aufgebaut ist. Ein Riemen 63 läuft über eine auf der Ausgangswelle dieses
Blockes sitzende Riemenscheibe 64, über eine Umlenkscheibe "65 und
in einer Rille eines abgesetzten Teiles der Tragscheibe 11. Die Umlenkscheibe 64 ist am einen Ende einer am Lagergehäuse 10a ge-
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lagerten Wippe 65 gelagert, deren anderer Arm einen Verriegelungszahn 66 trägt und mit einem Betätigungselektromagnet verbunden
ist. Bei eingeschaltetem Motor 61 und angezogenem Elektromagnet 67 (beide gesteuert mittels eines der Nocken 120 und des zugehörigen
Mikroschalters 119, also in Abhängigkeit von der Drehlage
der Steuerwelle 18) ist der Riemen 63 durch die Scheibe 65 gespannt und der Verriegelungszahn 66 befindet sich in seiner
unwirksamen Lage; demzufolge wird die Tragscheibe 11 gedreht. Gleich danach fällt der Elektromagnet wieder ab; der
Verriegelungszahn 66 greift dann in einen der Rasteinschnitte ·
67 ein, die in einer an der Tragscheibe 11 befestigten Rastenscheibe
69 vorhanden sind.
Im Betrieb führt die Steuerwelle 18 für einen kompletten Bearbeitungszyklus
an einem Werkstück eine Undrehung aus. Sie steuert dabei den Elektromotor 61 und den Elektromagnet 67 für die Fortschaltung
(das Indexieren) der Tragscheibe llj sowie den Elektromagneten
60 für das Ein- und Ausrücken der Klauenkupplung 57; ferner steuert sie mit ihren Kurvengliedern 16, 17 die Längs- waä
die Querbewegungen der Tragscheibe 11 und somit der von dieser getragenen Werkzeuge.
Pur ein in Arbeitsposition befindliche^ Gewindestrehlwerkzeug
oder 15a sind dabei die Querbewegungen nacheinander Schnellzustellung
zum Werkstück, stetige Zustellung zum Vergrössern der · Spantiefe und Schnellrückstellung nach vollendetem Schneiden des
Gewindes; der stetigen Zustellung zum Vergrössern der Spantiefe bzw. Eindringen in das Werkstück sind für ein solches Werkzeug
oder 15a die Bewegungen überlagert, die durch die Kurven 38a, des Gewindestrehlapparates erzeugt werden und während mehreren
Umdrehungen der Strehlapparatteile 37, 38, 39 wiederholt werden. Bei jeder solchen Umdrehung wird nacheinander
a) das Werkzeug durch die Kurve 39a rasch um die geringe Strecke a an das Werkstück herangebracht,
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b) bei Schnitteingriff am Werkstück durch die Längsvorschubkurve
38a parallel zur Werkstückachse verschoben;
c) durch die Abhebekurve 39a um den Betrag a vom Werkstück abgehoben,
d) durch einen stellen Abschnitt der Kurve 38a wieder rasch in die Ausgangslage zurückverschoben.
Es liegt dabei auf der Hand., dass die Ganghöhe xles erzeugten Gewindes
durch die Steilheit des oben unter b) erwähnten Abschnittes der Längsvorschubkurve 38a und durch das Drehzahlverhältnis zwischen
dem Kurvenglied 38 (somit der Hilfswelle 37) und der Werkstückspindel
3 bestimmt wird, somit durch Einsetzen eines anderen Wechselradpaares 49» 50 verändert werden kann. Dit durch das
Kurvenglied 17 bewirkte Zustellung muss während der letzten (oder schon vorletzten) Umdrehung der Strehlapparateteile 37» 38,
39 gleich Null sein damit das erzeugte Gewinde perfekt zylindrisch
wird.
Mit dem beschriebenen Gewindeschneidautoinaten können an einem
Werkstück in einer einzigen Einspannung nebst gewöhnlichen Drehbearbeitungen auch zwei Gewinde, z.B. ein Innen- und Aussengewinde
geschnitten werden, wobei der ganz Punktioneablauf vollautomatisch gesteuert ist.
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Claims (3)
- PATENTANSPRUECHEί 1.jGewindestrehlautomat mit einer Werkstückspindel, dadurch gekennzeichnet, dass an einer Werkzeugtragscheibe (11), die um eine die Drehachse der Werkstückspindel (3) im rechten Winkel schneidende geometrische Achse (Y) drehschaltbar ist, mindestens ein Gewindestrehlapparat (14) befestigt ist, bei dem ein Strehlwerkzeugträger (35) an einem Apparatengehäuse (33) geführt ist zur Ausführung von Längsbewegungen in Radialrichtung der Werkzeugtragscheibe und von Querbewegungen in der Richtung der genannten geometrischen Achse (Y) und bei dem eine im Apparatengehäuse gelagerte Welle (37) ein Kurvenglied (38) zur Steuerung der Längsbewegungen und ein Kurvenglied (39) zur Steuerung der Querbewegungen trägt, dass ferner eine Antriebsverbindung zwischen dieser Welle des bzw. jedes Gewindestrehlapparates (14) und der Werkstückspindel (3) vorhanden ist, und dass eine motorisch angetriebene Einrichtung vorhanden ist.zur Bewegung der Werkzeugtragscheibe in der Richtung ihrer geometrischen Achse.
- 2. Gewindestrehlautomat nach Anspruch 1, mit einem Bett, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeugtragscheibe (11) auf einem Lagerbock (10a) drehbar, aber-axial unbeweglich gelagert ist, der zur motorisch angetriebenen Einrichtung gehört, in welcher dieser lagerbock auf einem Querschlitten (10) angebracht ist, dessen Bewegungen durch ein auf einer motorisch angetriebenen Steuerwelle (18) sitzendes Kurvenglied (17) gesteuert sind, und dass zur Antriebsverbindung zwischen der Werkstückspindel und der Welle (37) des bzw. jedes Gewindestrehlapparates (14) eine die Werkzeugtragscheibe (11) durchsetzende, zu ihr koaxial im Lagerbock (10a) gelagerte Uebertragungswelle (58), eine teleskopische Gelenkwelle (54) und ein auf dem Bett angebrachtes Wechselradgetriebe (49» 50) gehören.3098U/0306
- 3. Gewindeatrehlautoraat nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Uebertragungswelle- (58) und der Gelenkwelle (54) eine ein- und ausrückbare Kupplungsvorrichtung (57) eingesetzt ist, wobei Mittel (60) vorgesehen sind, die bewirken, dass diese Kupplungsvorrichtung nur dann eingerückt ist wenn die Werkzeugtragscheibe eine Schaltlage einnimmt, in der sich der Gewindestrehlapparat bzw. einer der Gewindestrehlapparate in Arbeitsstellung befindet.3098U/0306Leerseite
Applications Claiming Priority (2)
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CH1423071A CH561100A5 (de) | 1971-09-30 | 1971-09-30 |
Publications (3)
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---|---|
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DE2246222B2 DE2246222B2 (de) | 1976-02-12 |
DE2246222C3 DE2246222C3 (de) | 1976-09-23 |
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PL78438B1 (de) | 1975-06-30 |
DE2246222B2 (de) | 1976-02-12 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
EHJ | Ceased/non-payment of the annual fee |