DE3721732C2

DE3721732C2 - Vorrichtung zum Gewinde-Wirbeln

Info

Publication number: DE3721732C2
Application number: DE19873721732
Authority: DE
Inventors: Willi Weinhoefer
Original assignee: Leistritz AG
Current assignee: Leistritz AG
Priority date: 1987-07-01
Filing date: 1987-07-01
Publication date: 1996-12-19
Anticipated expiration: 2007-07-02
Also published as: DE3721732A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Gewinde-Wir bel. Derartige Vorrichtungen sind vielfach bekannt.

Die DE-OS 21 42 004 beschreibt eine Vorrichtung zum Ge winde-Wirbeln, die mit einem mit einer Bohrung verse henen, längs eines Maschinengestells verfahrbaren Ge häuse versehen ist, an dem schwenkbar ein Schneidwerk zeug aufweisender Träger befestigt ist. Die Neigung dieses Trägers relativ zu dem Gehäuse ist um eine hori zontal liegende Achse einstellbar ausgebildet.

Die US-PS 2 691 921 beschreibt eine Gewinde-Wirbelvor richtung, bei der die Schneidwerkzeuge in einem Gehäuse angeordnet sind, das längs eines Maschinentisches ver fahrbar ist, wobei die Neigung der Schneidwerkzeuge nur zusammen mit dem Träger vorgenommen werden kann.

Vorrichtungen dieser Art werden zum spanabhebenden Be arbeiten schwieriger Werkstückformen von besonderem Profil eingesetzt. Für Außengewinde weist das Wirbelag gregat einen mit Werkzeugträgern und Werkzeugen besetz ten Hohlkreisel auf, dessen Achse in bezug auf dieje nige des im Durchmesser kleineren Werkstücks soweit verschoben ist, daß die Werkzeuge tangential einschnei den können. Das Gewindewirbeln ist z. B. für die Her stellung von Extruder- oder Förderschnecken, die Zonen unterschiedlicher Steigung aufweisen, sehr wirtschaft lich, da die Bearbeitungszeiten viel kürzer sind als beim Fräsen; es müssen jedoch bei diesen bekannten Vor richtungen alle Übergangszonen gefräst werden, was her kömmlich ein Auswechseln der Aggregate mit entsprechend langen Umrüst- und Stillstandszeiten erfordert.

Man hat zwar bereits versucht, auf das Wirbelaggregat ein kleines Fräsgerät zu montieren. Dieses muß aber beim Schwenken des Wirbelaggregats in den Steigungswin kel mitgeneigt und jeweils zum Fräsen wieder senkrecht gestellt werden, so daß die Handhabung recht umständ lich ist. Auch erfolgt die seitliche Abstützung beim Fräsen durch die Lagerung des Wirbelaggregats, die aus zwischen Halbschalen geklemmten Zapfen oder Wellen stümpfen besteht. Sie soll eigentlich nur der Schwenk barkeit der Anordnung dienen und ist infolgedessen grö ßeren Beanspruchungen kaum gewachsen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum kombi nierten Bearbeiten von Werkstücken durch Gewindewirbeln und Fräsen zu schaffen. Die Vorrichtung soll eine gute Handhabung ermöglichen und die Wirtschaftlichkeit des Einsatzes erheblich verbessern, so daß gerade auch Werkstücke komplizierter Form rasch und präzise bear beitet werden können.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Ausgestaltungen sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 13.

Erfindungsgemäß weist der Träger für den Hohlkreisel einen geschlossenen Rahmen mit Bohrungen auf, welche die Lagerzapfen aufnehmen, die darin durch Klemmele mente testlegbar sind. Am Träger ist eine Zusatzein richtung für Dreh-, Fräs- und Bohrwerkzeuge angebracht oder anbringbar, so daß die verschiedensten Arbeits gänge mit ein und demselben Grundgerät ausführbar sind. Der geschlossene Rahmen ist sowohl statisch als auch dynamisch äußerst stabil. Die Konstruktion gestattet dadurch eine Vielfalt von bislang nicht möglichen Bear beitungskombinationen, und zwar mit hoher Wirtschaft lichkeit.

Die Antriebseinheit ist für die Schneid-Werkzeuge be vorzugt an dem Oberteil des Trägers angeordnet. Sie kann ein mit dem Träger starr verbundenes oder einstückiges Gehäuse mit einem Riementrieb und/oder ei nem Motor aufweisen. Der Antrieb der Hohlkreisel ge schieht über ein Kegelradpaar oder einen Stirnrädersatz durch die Schwenkmitte des Lagerzapfens hindurch. Vor teilhaft ist der Träger hohl ausgebildet, insbesondere als Rohrkasten, wodurch die An- oder Unterbringung der Antriebseinheit stark erleichtert wird. Der klare, ser vicefreundliche Aufbau gewährleistet hohe Be triebszuverlässigkeit.

Die Maßnahmen der Ansprüche 5 bis 7 tragen wesentlich zur Präzision der Bearbeitung bei. Das Wirbelaggregat ist in seiner Winkelstellung über die Lagerzapfen ver stellbar. Entweder von Hand oder motorisch kann der entsprechend der Gewindesteigung erforderliche Nei gungswinkel mittels eines Drehwinkelgebers in beiden Richtungen exakt eingestellt werden. Als Klemmelemente dienen Buchsen, die mechanisch oder durch Druckmittel betätigung spannbar sind. Sie ergeben eine viel ge nauere und steifere Klemmung, als das mit geteilten La gern bzw. Halbschalen möglich ist.

Die Schwenkbarkeit des Trägers um eine vertikale Achse sowie die Befestigung des Trägers an einem als Schlit ten ausgebildeten Lagerbock erlaubt in einfacher Weise sowohl die Tiefenzustellung beim Gewindewirbeln als auch eine zusätzliche Schwenkbewegung des Trägers um eine senkrechte Achse. Dazu ist ein als Schlitten aus gebildeter Lagerbock vorgesehen, der einen breiten Wel lenstumpf hat, welcher von einem Buchsenkörper form schlüssig und drehverstellbar übergriffen ist. Das Trä ger-Unterteil ist ein auf dem Maschinenbett verfahrba rer Schlitten. Er weist also selbst eine direkt einge arbeitete Führung für die Tiefenzustellung auf.

Am Träger-Oberteil ist ein Fräsaggregat auf einem quer zum Maschinenbett waagerecht verfahrbaren Stellschlit ten angeordnet. Zur vertikalen Verstellung des Fräs werkzeuges kann zusätzlich ein senkrechter Fräsaggre gat-Schlitten oder eine Pinole vorhanden sein. Mit die sen beiden Freiheitsgraden der Bewegung sind zahlreiche Arbeiten ausführbar. Außerdem kann für die Zusatzein richtung am Träger-Oberteil wenigstens ein Drehschlit ten und/oder eine Aufnahme für Revolver-Köpfe vorhanden sein. Dies ermöglicht einen automatischen Werkzeugeinzug bzw. das Wechsel der Werkzeuge. Man kann also entsprechend dem jeweili gen Bedarf verschiedene Anbauten vornehmen oder weglassen. So ermöglicht ein Drehschlitten für sich be reits das Gewindewirbeln und Drehen. Benutzt man Drehschlitten und Fräsaggregat, z. B. in einer um 45° versetzten Anordnung, so lassen sich Gewindewirbeln. Drehen und Fräsen kombinieren. Revolver-Köpfe er möglichen es, mit angetriebenen Werkzeugen zu arbeiten

Die Erfindung ist in der folgenden Beschreibung von Ausfüh rungsbeispielen anhand der Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:

Fig. 1 eine Stirnansicht einer Vorrich tung zum Gewindewirbeln und Fräsen,

Fig. 2 eine Seitenansicht der Vorrichtung von Fig. 1,

Fig. 3 eine Stirnansicht ähnlich Fig. 1, jedoch mit ab gewandelter Fräseinrichtung,

Fig. 4 eine Seitenansicht der Vorrichtung von Fig. 3,

Fig. 5 eine Stirnansicht noch einer anderen Ausfüh rungsform mit Fräs- und Zusatzeinrichtung und

Fig. 6 eine Seitenansicht der Vorrichtung-von Fig. 5.

Die allgemein mit 10 bezeichnete Vorrichtung wird in Verbindung mit einer herkömmlichen Drehmaschine benutzt. Deren Maschinenbett 12 trägt auf einem Ma schinen-Schlitten 14 einen Lagerbock 16 für die Vor richtung 10 und hat eine Hauptspindel, deren Achse 18 in Fig. 1 schematisch angedeutet ist.

Die Vorrichtung 10 weist einen geschlossenen Rah men 20 als Träger für einen Hohlkreisel 22 auf, der Werkzeughalter 24 für Schneidwerkzeuge 26 mit Wech selplatten 28 haltert. Der Hohlkreisel 22 ist im Träger 20 neigungsverstellbar. Dazu sind Lagerachsen bzw. Zapfen 30 in Bohrungen 42 des Trägers 20 schwenkbar gelagert. Die Zapfen 30 sind mittels Klemmbuchsen festsetzbar. Ein Drehgeber 46 hat eine Stelleinrichtung und wirkt mit seinem Servomotor auf einen Zahn- oder Schnecken trieb 48, mit dem die Zapfen 30 in den Boh rungen 42 auf genau die Winkelposition gebracht wer den, die dem gewünschten Neigungswinkel der Ebene des Hohlkreisels 22 zum Maschinenbett 12 entspricht. Der Antrieb des Hohlkreisels 22 erfolgt mittels einer Antriebseinheit 32, deren Gehäuse 34 am Träger 20 montiert ist und einen Riementrieb 36 sowie einen Mo tor 38 aufweist. Die Abtriebswelle 40 des Riementriebs 36 durchsetzt den einen Zapfen 30 und wirkt bei spielsweise über ein Kegelradgetriebe (Fig. 3) auf den Hohlkreisel 22.

Auf seinem Oberteil 50 trägt der Träger 20 ein Fräs aggregat 52. Dieses ist in Quer-Richtung X mittels eines Querschlittens 54 verstellbar. Die Zustellung des Fräs werkzeugs in Höhen-Richtung Y geschieht mittels einer Pinole 58.

Im Unterteil 60 des Trägers 20 ist eine Schwenkla gerung vorgesehen, die aus einem im Lagerbock 16 sit zenden Wellenstumpf 62 und einem darauf abgestützten Buchsenkörper besteht. Über den Lagerbock 16 mit sei ner Führung auf dem Maschinen-Schlitten 14 erfolgt die Tiefenzustellung der Vorrichtung 10 für das Gewinde wirbeln. Bei anderen Arbeitsgängen trägt der Lager bock 16 die Schneidwerkzeuge 26 des Hohlkreisels 22 mittig zum Werkstück, also zur Hauptspindelachse 18 hin, so daß sie außer Eingriff kommen. Das Wirbelgerät, d. h. der Hohlkreisel 22, kann dabei geneigt bleiben. Das Fräsaggregat 52 ist auf dem Querschlitten 54 stets senk recht zum Maschinenbett 12 gelagert.

Im Ausführungsbeispiel der Fig. 3 weist das Fräsag gregat 52 außer dem Querschlitten 54 noch einen Hoch schlitten 56 auf, mit dem eine Verstellung in Höhen-Rich tung Y möglich ist. Dazu sind Antriebe vorgesehen, die jeweils einen als größere Einheit dargestellten Mo tor und einen kleineren Servomotor mit zugeordneten (schematisch dargestellten) Kugelrollspindeln aufwei sen können. Ist ein Hochschlitten 56 vorhanden, so ist die in Fig. 1 und 2 dargestellte Pinole 58 entbehrlich.

Aus Fig. 3 ist ersichtlich, daß die Welle 40 ein Kegel rad tragen kann, das mit einem zugeordneten Kegelrad des Hohlkreisel 22 in Eingriff steht.

Im Ausführungsbeispiel der Fig. 5 und 6 trägt die Vorrichtung 10 am Oberteil 50 des Trägers 20 ein schräg angeordnetes Fräsaggregat 52, das einen Hoch schlitten 56′ zur Bewegung in Höhen-Richtung Y′ be sitzt. Zur Vertikalen kann die Anordnung beispielsweise um 22,5° oder 30° geneigt sein. Auf der anderen Seite ist mit entsprechender Gegenneigung am Träger-Ober teil 50 ein weiterer Hochschlitten 56′ angeordnet, der einen Revolver-Kopf 64 mit stehenden oder rotierend angetriebenen Werkzeugen trägt. Diese sind nicht im einzelnen bezeichnet, können aber beispielsweise Dreh-, Fräs- oder Bohrwerkzeuge sein.

Man erkennt, daß die Vorrichtung 10 stufenlos regel bare Antriebe haben und nach Bedarf mit automati schem Werkzeugeinzug bzw. Werkzeugwechsler ausge führt sein kann. An dem sehr stabilen Träger 20 sitzt oberhalb des Hohlkreisels 22 das Fräsaggregat 52. Dieses sitzt auf dem Querschlitten 54 (Fig. 1 bis 4) zur Verstellung in Y-Richtung. Für die Schnitt-Tiefenzustel lung beim Stirn fräsen oder anderen Bearbeitungsvor gängen ist ein Hochschlitten (56 in Fig. 3 und 4), eine Pinole 58 (Fig. 1 und 2) oder ein geneigter Hochschlitten (56′ in Fig. 5 und 6) vorgesehen, um die entsprechenden Höhenverstellung vorzunehmen.

Der weitere Bearbeitungskopf 64 (Fig. 5) ist in einer anderen Hochrichtung Y′′ zustell- bzw. rückfahrbar. In jedem Falle bietet die Vorrichtung 10 die Möglichkeit der Komplettbearbeitung an Werkstücken mit sehr schwierigen Formen.

Claims

1. Vorrichtung zum Gewinde-Wirbeln, insbesondere zum Herstellen von Extruder- oder Förderschnecken, beste hend aus

a) einem auf einem Maschinen-Schlitten (14) montierten Lagerbock (16), in dem ein Träger (20) für einen mit auswechsel- und nachstellbaren Schneidwerkzeugen (26) besetzten Hohlkreisel (22) um eine senkrechte Achse schwenkbar angeordnet ist,
b) einer Antriebseinheit (32) für den Hohlkreisel (22) für den Antrieb um dessen Rotationsachse und
c) einer Lagerachse (30) mit Klemmvorrichtung (44) zum Festlegen des Neigungswinkels des Hohlkreisels (22) in bezug auf ein den Maschinen-Schlitten (14) tragendes ortsfestes Maschinenbett (12), wobei
d) der Träger (20) einen geschlossenen Rahmen auf weist,
e) eine der Lagerachsen (30) von einer mit der An triebseinheit (32) verbundenen Welle (40) durchsetzt ist und
f) an dem Träger (20) Anschlußmittel (54, 56) für die Befestigung von relativ zu dem Träger (20) ver schiebbaren, von der Verschwenkbarkeit des Hohlkreisels (22) unbeeinflußten Dreh-, Bohr- und Fräswerkzeugen (52) vorgesehen sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß die Antriebseinheit (32) für die Schneid-Werk zeuge (26) am Oberteil (50) des Trägers (20) angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet, daß die Antriebseinheit (32) aus einem mit dem Träger (20) starr verbundenen Gehäuse (34) mit einem Riementrieb (36) und einem Motor (3,8) besteht.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da durch gekennzeichnet, daß der Träger (20) hohl ausge bildet ist, vorzugsweise als Rohrkasten.

5. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerachsen (30) in den Bohrungen (42) gesteuert verdrehbar sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich net, daß zur Drehverstellung der Lagerachsen (30) ein Drehwinkelgeber (46) mit einem Zahn- oder Schnecken trieb (48), einem Schrittmotor und dgl. vorhanden ist.

7. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Klemmvorrichtung (44) für die Lagerachsen (30) mechanisch oder druckmit telbetätigt spannbare Buchsen vorgesehen sind.

8. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (20) an einem als Schlitten ausgebildeten Lagerbock (16) befe stigt und um eine vertikale Achse schwenkbar ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich net, daß der Lagerbock (16) einen die vertikale Achse markierenden breiten Wellenstumpf (62) aufweist, der von einem Buchsenkörper formschlüssig und drehverstell bar übergriffen ist.

10. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger-Unterteil (60) als auf dem Maschinenbett (12) verfahrbarer Schlitten ausgebildet ist.

11. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß am Träger-Oberteil (50) ein Fräsaggregat (52) auf einem quer zum Maschi nenbett (12) waagerecht verfahrbaren Stellschlitten (54) angeordnet ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeich net, daß zur vertikalen Verstellung des Fräswerkzeuges zusätzlich ein senkrechter Fräsaggregat-Schlitten (56) oder eine Pinole (58) vorhanden ist.

13. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß für die Dreh-, Bohr- und Fräswerkzeuge (52) am Träger-Oberteil (50) wenigstens ein Drehschlitten und/oder eine Aufnahme für Revolver-Köpfe vorgesehen ist.