DE2453543A1 - Mechanische vorrichtung zur raschen herstellung von gewindebohrungen - Google Patents

Description

Dr. Alfred Eitel ο._Ρ.,ΐη₉. Ernst Czowalla CiptX Peter Matschkur 0*

85 Nürnberg 106, den 11. NOV. 1974 Königstraße 1 (Museumsbrücke) Fernsprech-Sammel-Nr. 203931

Parkhaus Katharlnenhof Parkhaus AdlerstraBe

diess.Nr. 26 565/Ma-Rl

Eugene Armand HALLAL, 94, rue des Rosiers, 93400 Saint Ouen /Frankreich

"Mechanische Vorrichtung zur raschen Herstellung von Gewindebohrungen'¹ .

Die Erfindung betrifft Werkzeugmaschinen zum Gewindeschneiden, die ein Festhalten und Regeln der Ganghöhe der Schraube während des Betriebs bei gleichzeitiger großer Fertigungsgeschwindigkeit gestatten. ·

Bei bestimmten bekannten Vorrichtungen dieser Art verwendet man· eine Pressenbewegung, Absenkbewegung und Hubbewegung, um das Eindringen des Gewindebohrers und sein Zurückziehen zu steuern. Diese Vorrichtungen enthalten keine Regelung der Ganghöhe, sondern die Vorschub- und Rücklaufstörungen des Gewindebohrers werden durch ein Dämpfungsorgan in Form einer Feder zwischen der

509820/0395 .

Deutsche Bank A. Q. Nürnberg Nr. 03 / 30 688. BLZ 760 70012 - Hypobank Nürnberg Nr. 156 / 274 500, BLZ 760 20214 Postscheck-Konto: Amt Nürnberg Nr. 383 05-855 - Drahtanschrift: Norlspatent

-z-

Steuerung der Rotationsbewegung und der Vorschubbewegung des 'genannten Gewindebohrers kompensiert. Diese Anordnung ist Jedoch nicht mechanisch und dieser Notbehelf erfordert außerordentlich hochqualifizierte und spezialisierte Arbeitskräfte zur Bedienung dieses Typs von Werkzeugmaschinen. Die Arbeitsgeschwindigkeit wird darüberhinaus teilweise dirch den Zeitverlust der zahlreichen Brüche der Gewindebohrer im Betrieb kompensiert bzw. aufgezehrt, was die Leistungsfähigkeit weiter reduziert.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, die diese Schwierigkeiten vermeidet und bei der es insbesondere möglich ist, eine große Geschwindigkeit und damit eine große Fertigungskapazität beizubehalten, während die Maschine gleichzeitig einfach von wenig oder nicht qualifizierten Arbeitskräften bedient werden kann, um in jedem Fall die Herstellungskosten der Fertigungsvorgänge zu senken und darüberhinaus auch noch eine gewisse Einsparung an Gewindebohrern zu erzielen.

• Zur Lösung dieser Aufgabe ist gemäß der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung vorgesehen, die eine innere mechanische Verbindung enthält, welche einen perfekten Synchronismus zwischen der Zahl der vom Gewindebohrer vollführten Umdrehungen und seinem Vorschub in das zu bearbeitende Werkstück ermöglicht. Anders ausgedrückt bedeutet dies, daß das Verhältnis zwischen der Drehzahl des Gewindebohrers und seinem Fortschreiten ent-

50 9 820/0395

β
sprechend seiner Ganghöhe bei der Vorschub--und Rückhubbewegung exakt respektiert ist, wobei darüberhinaus ein-einzelnes Kommando zur Festlegung der Ganghöhe für die Anfangssteuerung des Gewindeschneidprozesses ausreicht.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einiger Ausführungsbeispiele sowie an Hand der Zeichnung. Dabei zeigen:

Figur 1 eine schematische Darstellung zum besseren Verständnis einer erfindungsgemäßen Vorrichtung und

Figur 2 einen vereinfachten Schnitt durch eine industriell an wendbare Ausführungsform einer erfindungsgemäßen automatischen Gewindeschneid- bzw. Bohrmaschine.

Wie in Figur 1 erkennbar, umfaßt die Vorrichtung eine Kulisse 1, die mit einer Zähnung 23 versehen ist und durch eine Kurbelstange oder ein anderes (nicht dargestelltes) Mittel hin- und herbewegt wird. Die Kulisse 1 nimmt aufgrund der Zähnung 23 ein Übersetzungsgetriebe 4, 5> 6 in zwei entgegengesetzten Drehrichtungen mit. Die Welle ader Spindel 7 am Ausgang des Übersetzungsgetriebes 4, 5, 6 steuert die Drehung des Gewindebohrers 9 in zwei verschiedenen Drehrichtungen,wobei die eine Drehrichtung dem Eindringen des Gewindebohrers in das Werkstück und die andere seiner Rückziehbewegung entspricht. An der

509820/0395

2453541

Kulisse 1 ist eine Nockenrampe 2 mechanisch befestigt, die demzufolge deren Hin- und Herbewegungen folgt, wobei die geneigte Fläche der Nockenrampe 2 ihrerseits die Führungsrolle 3 eines Betätigungsarms 15 steuert, der"seinerseits mit einem Verbindungsstück 14 versehen ist. Auf diese Weise folgt die Achse 13, die fest mit dem Verbindungsstück 14 verbunden ist, exakt den Bewegungen der Führungsrolle 3 entsprechend den Verschiebungen der Nockenrampe 2 und der Kulisse 1.

Die Achse 13 verschwenkt das Teil 19 oszillierend um dessen feste Drehachse 12. Das oszillierende Teil 19 seinerseits nimmt die Achse 11 und damit die Teile 18, 10 sowie schließlich das Organ 16 mit, welches auf der Drehwelle 8 gleitend verschiebbar ist, die den oder die Gewindebohrer 9 trägt. Die alternierende Bewegung der Trägerwelle 8 für den Gewindebohrer wird durch das Spiel der Kulissenführung 17 edelentert, die ihre Drehbewegung von der Welle 7 abnimmt, die ihrerseits vom Übersetzungsgetriebe 6, 5> 4 betätigt wird, das seinerseits seine Bewegung über die Zähnung 23 von der Hin- und Herbewegung der Kulisse 1 ableitet. Man erhält auf diese Weise eine Reihe von sogenannten ringförmigen oder geschlossenen Bewegungen, wobei eine einzelne Bewegung durch die Gesamtheit der anderen Bewegungen des Mechanismuses bestimmt ist und jede von den anderen mechanisch abhängt.

509820/0395

Die Originalität der Vorrichtung beruht darauf, daß es genügt, das Verhältnis der Arme des Hebels 19 - durch Betätigung der Mikrometerschraube 10, welche die Achse 11 steuert, die ihrerseits die Länge des Hebelarms zwisdi en den Achsen 11 und 12 verändert - zu ändern, um die Länge der Absenk-(oder Anheb-) bewegung der Welle 8 mit der Drehzahl der gleichen Achse 8 koinzidieren zu lassen. Das soll besagen, daß wenn die Vorschuboder Rückhubbewegung der Welle 8 einen Millimeter beträgt,während sie beispielsweise eine Umdrehung ausführt, die Ganghöhe des Gewindebohrers 9 einen Millimeter während einer Gesamtzahl von Umdrehungen die bestimmt ist durch eine Oszillation der Arme des Hebels 11, 12, 13 betragen wird. Dies wiederum definiert die Länge der Gewindebohrung, wobei die erzeugenden Bewegungen durch Richtungsumkehr alternieren, sei es Vorschub-Rückhub, sei es. Rotation. Der Gewindebohrer wird- einstellbar durch die Schraube 10 - demzufolge so gesteuert, daß seine Vorschub- und Rückhubbewegung exakt seiner Ganghöhe angepaßt ist.

Die Gesamtlänge des Verschiebewegs des Gewindebohrers 9 bei der alternierenden Hin- und Herbewegung hat demzufolge.ihren Ursprung in der Nockenrampe 2. Auf diese Weise hängen zwei mechanische Bewegungen zwangsläufig und untrennbar voneinander ab und ermöglichen somit auf sehr einfache Weise die Lösung der Probleme des Vorschubs des Rückhubs der Gewindebohrer entsprechend ihrer Ganghöhe. Diese letztere ist auf einem mikrometrischen Einstellglied eingestellt, die Drehzahl des Gewindebohrers

509820/0395

2453541

ist fest. Die Regelung dieser Festlegung der Ganghöhe des Werkzeugs sorgt für eine präzise Veränderung der geradlinigen Verschiebebewegung, wobei die rasche anfängliche Steuerung der Länge der geradlinigen alternierenden Verschiebung entsprechend einem bestimmten Gang beim Vorschub in der erfindungsgemäßen Vorrichtung verwirklicht ist. Diese gestattet sowohl die Verwendung von Gewindebohrern zum Durchstoßen, als auch von Schneidwerkzeugen, wobei die letzteren das Schneiden von Gewinden bei irgendwelchen mechanischen Teilen ermöglichen, während die Verwendung punzierender Gewindebohrer auf Metalle mit geringer Dicke beschränkt ist, beispielsweise Metallbleche.

In der Figur 2, die einen vereinfachten Schnitt durch eine industrielle Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zeigt, sind zur Vereinfachung des Verständnisses und der nachfolgenden Erläuterungen entsprechende Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen, wie in Figur 1.

Man erkennt die Kulisse 1, die mittels der Leitrollenführungen 21 sich auf einem Längste!! 22 verschiebt. Die Kulisse 1 setzt bei ihren Hin- und Herbewegungen das Übersetzungsgetriebe 4, 5, 6 in Rotation mit abwechselnd umgekehrtem Drehsinn, wobei das Abtriebszahnrad 6 die Welle 7 mitnimmt, die ihre Rotationsbewegung demTräger 24, 8 für den Gewindebohrer und damit dem Gewindebohrer 9 selbst aufprägt (in der Figur sind zwei Gewindebohrer dargestellt, es könnten jedoch selbstverständlich auch noch mehr sein). Die Baugruppe 9, 8, 24 kann sich vertikal hin- und

509820/0395

herverschieben Dank der Kulissenführung 17, die mechanisch mit der Kniestütze 16 verbunden ist, die die Mikrometerschraube 18 enthält. Diese wiederum ist fest mit der Achse 11 verbunden, welche eine oszillierende Bewegung durch den Hebel 19 erfährt, der um seine feste Achse 12 schwenkbar gelagert über die Achse 13 und das Teil 14 mitgenommen wird, das fest mit dem Betätigungsarm 15 verbunden ist. Der Betätigungsarm 15 wiederum erhält seine Bewegung über.die Führungsrolle 3, die mechanisch den Steuerbewegungen der Nockenrampe 2 folgt.

Die Handsteuerung 20 ist notwendig zur Anfangskontrolle der Stellung der Spindeln auf der Achse der Gewindeschneidöffnungen.

Die Zahnräder des Übersetzungsgetriebes 4, 5, 6 und die Welle 7 weisen vorzugsweise nur eine geringe Masse auf, so daß sie einerseits mit großer Geschwindigkeit arbeiten und andererseits die wichtigen positiven Beschleunigungen und Bremsbeschleunigungen des anderen Teils aushalten. Diese Teile sind in einem Ölbad innerhalb des Gehäuses 25 angeordnet.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann in allen Fällen Verwendung finden, wo eine hohe Arbeitsgeschwindigkeit beim Gewindeschneiden bei Großserien und eine große Einsparung an spezialisierten Arbeitskräften gefordert wird. Das Fehlen von Gewindebohrerbrüchen in der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist ein weiteres wesentliches Merkmal, wobei deren Vorteile selbstverständlich auch für Dreh- und Bohrmaschinen durch entsprechende Übertragung ausgenutzt "werden können.

509820/0395

Claims (6)

1. Patentansprüche:

   Ί.) Vorrichtung zum Gewindebohren bzw. Gewindeschneiden mit großer Geschwindigkeit, mit Einrichtungen zur präzisen Regelung der Ganghöhe und zur Sicherstellung des Synchronismus zwischen der Drehzahl und der Vorschub- bzw. Rückhubbewegung der Gewindebohrer, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotationsgeschwindigkeit des Gewindebohrers verärcferbar ist und seine Translationsbewegung proportional zu dieser Geschwindigkeit bleibt indem alle auftretenden Bewegungen zwangsweise voneinander abhängen.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Summe der auftretenden mechanischen Bewegungen in einem sogenannten ringförmigen oder geschlossenen Zusammenhang stehen derart, daß die verschiedenen Bewegungen eine geschlossene Kette bilden, deren Ursprung eine Kulisse sein kann, die in Längsrichtung hin- und herbewegbar ist.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß alle mechanischen Bewegungen, Rotationsbewegungen sowie Vorschub- und Rückhubbewegungen der Gewindebohrer, durch eine einzige mit einer Kulisse fest verbundene Nockenrampe gesteuert werden.

   509820/0395
4. 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Wert der Ganghöhe des verwendeten Gewindebohrers auf einem mikrometrischen Einstellteil präzise bestimmt, ist und rasch" den durchzuführenden Arbeiten anpaßbar ist.
5. 5. Vorrichtung nach einem der Anspräche 1 bis 4, dadurch "gekennzeichnet, daß der Wert der Vorschub-Rückhublänge der Gewindebohrer sowie die Ganghöhe durch Veränderung der Verhältnisse zwischen zwei Armen eines Hebels einstellbar ist.
6. 6. Vorrichtung nach einem' der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine feste Beziehung zwischen der Zahl der Drehungen und der Vorschub-Rückhubbewegung der Gewindebohrer besteht, derart,daß die Länge der Vorschub-Rückhubbewegung der Gewindebohrer unter Beibehaltung der gleichen Drehzahl■ veränderbar ,ist.

   509820/039 5