DE471846C

DE471846C - Control for tool slides of screw cutting machines

Info

Publication number: DE471846C
Application number: DEH103835D
Authority: DE
Original assignee: GEORGE DICKERSON HAYDEN
Current assignee: GEORGE DICKERSON HAYDEN
Priority date: 1925-10-14
Filing date: 1925-10-14
Publication date: 1929-02-18

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuerung für Werkzeugschlitten von Schraubenschneidmaschinen. Es sind Schraubenschneidmaschinen bekannt, bei denen die Werkzeugschlitten mittels Steuertrommeln bewegt werden. In diesen Trommeln sind Nuten vorgesehen, die in bestimmter Weise gekrümmt sind und in denen ein Zapfen der Werkzeugschlitten entlanggleitet. Bei Drehung der Trommel wird der Werkzeugschlitten durch den in der Kurvennut entlanggleitenden Zapfen an den Arbeitskopf der Maschine heran- bzw. von ihm weggeführt.The invention relates to a control for tool slides of screw cutting machines. There are known screw cutting machines in which the tool slide be moved by means of control drums. In these drums grooves are provided which are curved in a certain way and in which a pin slides along the tool slide. When rotating the The tool slide becomes the drum through the pin sliding along the cam groove on the working head of the machine led towards or away from him.

Diese Art der Steuerung eines Werkzeug-Schlittens hat den Nachteil, daß dem Schlitten nur ein kleiner Hub zwischen seinen Endlagen gegeben werden kann, da sonst die die Steuernuten enthaltenden, im Durchmesser an sich verhältnismäßig großen Trommeln sehr lang ao ausgeführt werden müßten. Die Abmessungen der Steuertrommeln derartiger Schrauben^ schneidmaschinen gestatten im allgemeinen nur einen etwa bis zu ro cm höchstens betragenden Hub der Werkzeugschlitten. Für dieas jenigen Fälle also, in denen es sich darum handelt, Werkstücke in einem Arbeitsgang auf verhältnismäßig großer Länge, beispielsweise bis zu einem halben Meter, zu bearbeiten, kommen Werkzeugmaschinen nach der erwähnten bekannten Art nicht in Frage.This type of control of a tool slide has the disadvantage that the slide only a small stroke can be given between its end positions, otherwise the control grooves containing drums which are relatively large in diameter would have to be made very long. The dimensions of the control drums of such screw cutting machines generally allow only a stroke of the tool slide that is at most up to approx. cm. For the as those cases in which it is a question of workpieces in one operation to work on a relatively long length, for example up to half a meter, Machine tools of the known type mentioned are out of the question.

Dieser Nachteil wird gemäß der Erfindung dadurch vermieden, daß der Werkzeugschlitten der Maschine mittels teilweise verzahnter, mit Zahnsegmenten des Werkzeugschlittens zusammenwirkender Räder an den Arbeitskopf der Maschine heran- und von ihm fortbewegt wird. Hierdurch wird unter Vermeidung sperriger Steuertrommeln erreicht, daß der Werkzeugschlitten trotz gedrungener Bauart der Maschine einen langen, für die Bearbeitung langer Werkstücke erforderlichen Hub ausführen kann.This disadvantage is avoided according to the invention in that the tool slide the machine by means of partially toothed, toothed segments of the tool slide cooperating wheels to the working head of the machine and moved away from him will. This is achieved while avoiding bulky control drums that the Despite the compact design of the machine, the tool slide has a long one for machining long workpieces required stroke.

Um bei dieser Ausführungsform die Einleitung der Vor- und Rückwärtsbewegung des Werkzeugschlittens zu erleichtern und den Werkzeugschlitten während der Bearbeitung des Werkstückes in der inneren Hubstellung festzuhalten, sind am Werkzeugschlitten zwei Bolzen vorgesehen, die in den Endstellungen des Schlittens sowie kurz davor und dahinter mit je einer auf dem Antriebsglied für die Treibräder angeordneten Kurvennut zusammenwirken. Auf diese Weise wird der Werkzeugschlitten in seiner Arbeitsstellung derart verriegelt, daß er s'ich nicht unter dem Gegendruck der wirksamen Werkzeuge verschieben kann. Gleichzeitig ist durch diese Anordnung ein schneller Übergang der Schlittenbewegung von der einen Richtung in die andere ermöglicht. In order to initiate the forward and backward movement of the in this embodiment Tool slide to facilitate and the tool slide during machining To hold the workpiece in the inner stroke position, there are two on the tool slide Bolts are provided that are in the end positions of the slide and just before and behind it each cooperate with a cam groove arranged on the drive member for the drive wheels. In this way the tool slide is locked in its working position in such a way that it is not under the counter pressure of effective tools can move. At the same time is through this arrangement enables a quick transition of the slide movement from one direction to the other.

Mittels der Vorrichtung nach der Erfindung wird der Werkzeugschlitten bis kurz an seinen Umkehrpunkt mit verhältnismäßig hohen und gleichmäßig bleibenden Geschwindigkeiten an die Arbeitsspindel heran und von ihr fortgeführt. Am Umkehrpunkt wird seine Geschwindigkeit allmählich verlangsamt, bis er zum Stillstand gebracht ist. Während diesesBy means of the device according to the invention, the tool slide is close to his Reversal point at relatively high and constant speeds the work spindle approached and continued from it. At the turning point its speed becomes gradually slowed down until it is brought to a standstill. During this

Stillstandes führen andere Teile der Maschine Bewegungen aus, z. B. um den Werkstoff vorzuschieben und den Arbeitskopf in seiner Stellung zu sichern. Der Schlitten setzt sich dann allmählich aus der Ruhestellung nach vorwärts in Bewegung, vergrößert seine Geschwindigkeit auf ein Höchstmaß, bis er den Punkt erreicht hat, wo die Werkzeuge in Tätigkeit treten. Hier wird der Werkzeugschlitten plötzlich angehalten und bleibt während einer vorher festgelegten Zeit in Ruhe, nach der er allmählich, wieder sich zurückzubewegen beginnt, indem er seine Geschwindigkeit bis auf ein Höchstmaß erhöht. Diese hin und her gehende Bewegung des Schlittens kann vorher festgelegt und durch irgendeinen bekannten Geschwindigkeitsregler gesteuert werden. Bei der Vorrichtung nach der Erfindung wird der Werkzeugschlitten am Ende seiner Bewegung eine ganz bestimmte Zeit lang gegen die Arbeitsspindel gedrückt, zu. dem Zweck, alle Ungenauigkeiten, hervorgerufen durch das Federn oder Nachgeben von Maschinenteilen, auszuschalten. Ferner wird der Werkzeugschlitten am andern Ende seiner Bewegung festgehalten, um dem Werkstoff genügend Zeit zum Vorschub und dem Arbeitskopf Zeit zur Drehung zu lassen, damit das Werkstück von einem Werkzeug vor das nächste gebracht werden kann.At a standstill, other parts of the machine perform movements, e.g. B. to advance the material and to secure the working head in its position. The slide then gradually moves down from its rest position moving forward, maximizing its speed until it reaches the Has reached the point where the tools come into action. This is where the tool slide is suddenly stopped and remains at rest for a predetermined time, after which it will gradually move back again begins by increasing its speed to the max. This back and forth movement of the sled can be predetermined and controlled by any known speed controller will. In the device according to the invention, the tool slide is at the end its movement pressed against the work spindle for a very specific time. the purpose of eliminating all inaccuracies caused by the springs or yielding of machine parts. Further the tool slide is held at the other end of its movement to the material To allow enough time for the feed and the working head to rotate, so the workpiece can be brought from one tool to the next.

Es ist bereits vorgeschlagen worden, den Vorschub von Werkzeugschlitten dadurch zu vergrößern, daß der Schlitten außer mittels der Steuertrommel noch mittels eines in eine Zahnstange des Schlittens eingreifenden Zahntriebes zusätzlich bewegt wird.It has already been proposed to reduce the feed rate of the tool slide enlarge that the carriage in addition to by means of the control drum still by means of a Rack of the slide engaging gear drive is also moved.

Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung nach der Erfindung an einer Schraubenschneidmaschine dargestellt. Abb. ι zeigt die vollständige Maschine in Seitenansicht und Abb. 2 im Grundriß. Die Abb. 3 und 4 stellen Ansichten von links bzw. rechts auf die Maschine dar. Abb. 5 ist ein Schnitt nach der Linie J-K der Abb. 1. Abb. 6 und 7 sind Schnitte, entsprechend den Schnittlinien L-M und N-O der Abb. 2, der erstere in größerem Maßstabe. Abb. 8 ist eine Ansicht des Zahnrades mit den Nuten zur Steuerung des Werkzeughalters gemäß Schnittlinie P-Q der Abb. 5. Abb. 9 ist eine Seitenansicht des Werkzeughalterschlittens.In the drawing, an embodiment of the device according to the invention is shown on a screw cutting machine. Fig. Ι shows the complete machine in side view and Fig. 2 in plan. Figs. 3 and 4 represent views from the left and right of the machine. Fig. 5 is a section along the line JK in Fig. 1. Figs. 6 and 7 are sections corresponding to the section lines LM and NO in Fig. 2, the former on a larger scale. Fig. 8 is a view of the toothed wheel with the grooves for controlling the tool holder according to section line PQ of Fig. 5. Fig. 9 is a side view of the tool holder slide.

Die Maschine besteht aus einem Maschinenbett ι mit einer Verlängerung 2, auf der die Einrichtung für den Werkstoffvorschub angebracht ist, einem Träger 3, auf dem ein Ouerschlitten 4 von beliebiger Ausführung gleitet und einem Teil 5 für den Werkzeugschlitten. Es sei darauf hingewiesen, daß, mit Ausnahme von zwei Wellen, die im Untergestell gelagert sind, alle Teile der Maschine außerhalb des Maschinenbettes angebracht sind. Diese Anordnung gestattet ein genaues Ausrichten des Arbeitskopfes, des Werkzeugschlittens und der Wellen und macht alle Teile leicht zugänglich.The machine consists of a machine bed ι with an extension 2 on which the Device for the material feed is attached to a carrier 3 on which a Ouerschlitten 4 of any design slides and a part 5 for the tool slide. It should be noted that, with the exception of two shafts in the base are stored, all parts of the machine are attached outside of the machine bed. This arrangement allows an accurate Align the working head, tool slide and shafts and make all the parts easily accessible.

Auf dem hinteren Teil des Maschinenbettes ist ein Träger 8 angeordnet, der einen Motor 9 mit einem Ritzel 10 trägt, das mit einem Zwischenrad 12 zusammenarbeitet, das lose auf der Hauptwelle 13 angebracht ist. Diese 7« AVelle ist am einen Ende in dem Träger gelagert. Zahnrad 12 ist in Eingriff mit Zahnrad 14 auf Welle 15. Ein zweites Zahnrad ir auf der Motorwelle arbeitet mit Zahnrad 13" zusammen, das auf der Welle 13 befestigt ist. Es kann jedes andere beliebige Mittel verwendet werden, um die Wellen 13 und 15 anzutreiben. Wie aus den Abb. 5 und 7 hervorgeht, trägt die Welle 15 eine Schnecke 16, die in Eingriff steht mit einem Schneckenrad 17 einer Querwelle 18. Die Welle 18 ist im Teil S des Maschinenbettes 1 gelagert, und an seinem äußeren Ende ist ein Kegelrad 19 angebracht, das mit einem gleichen Kegelrad 20 einer Welle 21 in Eingriff steht. Die Welle 21 ist in Lagern 22 und 24 geführt, die durch Träger 23 und 25 gehalten werden. Sie steuert den Werkstoffvorschub und die genaue Feststellung des Arbeitskopfes. Die Wellen 18 und 21 machen bei jedem Arbeitsgang der Maschine, bei dem der Werkstoff um ein Stück vorgeschoben wird, eine Umdrehung; hierbei wird der Arbeitskopf um den Winkelbetrag geschwenkt, der den Abstand zwischen zwei Arbeitsspindeln darstellt, und die Spindein haben die nötige Umdrehungszahl erreicht, so daß jedes Werkzeug die gewünschte Arbeit verrichten konnte; ferner ist der Werkzeugschlitten bewegt worden, um die einzelnen Werkzeuge an das Werkstück heranzubringen; er wird dort gehalten, bis jedes Werkzeug seine Arbeit verrichtet hat, und' wird dann zurückbewegt. Die einzelnen Vorgänge sind folgende:A carrier 8 is arranged on the rear part of the machine bed, which carries a motor 9 carries with a pinion 10 that cooperates with an intermediate gear 12 that is loose is mounted on the main shaft 13. This 7 ”AVelle is supported at one end in the carrier. Gear 12 meshes with gear 14 on shaft 15. A second gear ir on the motor shaft cooperates with gear wheel 13 ″ which is fastened on shaft 13. Any other suitable means to drive the shafts 13 and 15 can be used. As can be seen from Figs. 5 and 7, the shaft 15 carries a worm 16 which is in engagement with a worm wheel 17 of a transverse shaft 18. The shaft 18 is in Part S of the machine bed 1 is mounted, and at its outer end a bevel gear 19 is attached, which meshes with the same bevel gear 20 of a shaft 21. The wave 21 is guided in bearings 22 and 24 which are held by supports 23 and 25. She controls the material feed and the exact determination of the working head. The waves 18 and 21 do with each work step of the machine in which the material around a Piece is advanced one turn; here the working head is adjusted by the angular amount swiveled, which represents the distance between two work spindles, and the spindles have reached the required number of revolutions so that each tool could do the desired work; furthermore is the tool slide moved to bring the individual tools to the workpiece; he is kept there until each Tool has done its work, and 'is then moved back. The individual processes are the following:

Die Welle 15 ist in zwei Lagern 27 und 28 angeordnet und die Querwelle 18 in am Maschinenteil ι angebrachten Augen 29. Diese Welle trägt ein Zahnrad 31, welches mit einem gleichen Zahnrad 32 auf Welle 33 so kämmt, daß die beiden Wellen in entgegengesetzter Richtung sich drehen. Das Bett ist mit Führungen 34 für den Werkzeugschlitten 35 ausgerüstet, der, wie gewöhnlich, Gegenführungen 36 trägt, die ihn in seiner Lage halten sollen. Der Schiiten kann z. B. entsprechend Abb. s ausgebildet werden. Der Schlitten ist mit T-förmig ausgebildeten Schlitzen 37 und 38 versehen, in denen beliebig ausgestaltete Werkzeuge befestigt werden können; er trägt ferner einen mehrkantigen Kopf 39, der in seinen verschiedenen Flächen T-förmige Schlitze 40 hat. Die Zahl der Flächen desThe shaft 15 is arranged in two bearings 27 and 28 and the transverse shaft 18 in on the machine part ι attached eyes 29. This shaft carries a gear 31, which with a same gear 32 meshes on shaft 33 so that the two shafts in opposite directions Turn direction. The bed is equipped with guides 34 for the tool slide 35, which, as usual, carries counter guides 36 that are intended to hold it in its position. The Shiite can e.g. B. accordingly Fig.s be trained. The carriage is formed with T-shaped slots 37 and 38 provided, in which arbitrarily designed tools can be attached; he wears also a polygonal head 39, which is T-shaped in its various surfaces Has slots 40. The number of faces of the

Kopfes 39 entspricht der Zahl der später beschriebenen Spindeln.Head 39 corresponds to the number of spindles described later.

An den Gegenführungen 36 befinden sich zwei .Vasen 42, die Bolzen 43, 44 (Abb. 9) tragen, die in der Ebene der Wellen 18, 21 und T,^ liegen. An der unteren Seite des Werkzeugschlitten* 35 sind Zahnstangen 45 und 46, wie aus Abb. 10 ersichtlich, angeordnet. Auf den Wellen 18 und 2>3 sind teilweise verzahnte Rader 47 und 48 so angeordnet, daß sie beide während der Dauer von etwa 90 "* in die Zahnstangen eingreifen können. Auf dem Schnekkeiirad 17 sind Auflagen angeordnet, die zwei Kurvennuten 49 und 50 (Abb. 8) bilden;= die erstere ist: etwa 45⁰, die letztere ungefähr 135^ lang. Die Abmessungen können jedoch beliebig geändert werden.On the counter guides 36 there are two .Vases 42, which carry bolts 43, 44 (Fig. 9), which lie in the plane of the shafts 18, 21 and T, ^. Toothed racks 45 and 46, as shown in Fig. 10, are arranged on the lower side of the tool carriage * 35. On the shafts 18 and 2> 3 , partially toothed wheels 47 and 48 are arranged in such a way that they can both engage in the racks for a period of about 90 ". Fig. 8); = the former is: about 45 ⁰ , the latter about 135 ^ long. The dimensions can, however, be changed as desired.

Die Räder 47 und 48 drehen sich in entgegengesetzten Richtungen, wie es durch die Pfeile angedeutet ist. Jedes Zahnrad trägt einen besonders stark ausgebildeten Anfangszahn, der den Zweck hat, den starken mittleren Zahn 51 des Schlittens anzutreiben. Das Zahnrad 48 beginnt in dem Augenblick die Zahnstange anzutreiben, in dem der Bolzen 43 die Kurvennut verläßt, die gerade den Schlitten nach links zu bewegen beginnt, wie aus Abb. 6 ersichtlich ist. Die Anfangsbewegung, die durch die Nut eingeleitet wird, findet allmählich statt, während die durch das Zahnrad 48 hervorgerufene Bewegung gleichförmig bleibt.The wheels 47 and 48 rotate in opposite directions as indicated by the Is indicated by arrows. Each gear wheel has a particularly strong initial tooth, which has the purpose of driving the strong central tooth 51 of the slide. That Gear 48 begins to drive the rack at the moment in which the bolt 43 leaves the cam groove that is just beginning to move the carriage to the left, as out of Fig. 6 can be seen. The initial movement initiated by the groove takes place gradually instead, while the motion caused by gear 48 remains uniform.

Wenn das Zahnrad 48 und die Zahnstange außer Eingriff kommen, ist der Bolzen 44 in die Kurvennut 49 eingetreten, deren vorderes Ende gerade die wagerechte Verbindungslinie zwischen den Wellen 18 und 33 erreicht hat. Der erste Teil der Nut setzt die Vorwärtsbewegung des Schlittens weiter fort; wenn aber der Bolzen 44 den kreisförmigen Teil 53 der Nut erreicht hat, wird der Schlitten in seiner vorderen Stellung angehalten. Das gibt den Werkzeugen am Kopf 39 genügend Zeit, das Werkstück fertig zu bearbeiten, indem sie alle Uligenauigkeiten beseitigen, die durch das Federn von Maschinenteilen und vom Werkstück selbst hervorgerufen werden. Die weitere Bewegung der Nut bewegt den Schlitten wieder zurück, und der Bolzen 44 verläßt die Kurvennut 49 in dem Zeitpunkt, in dem der erste Zahn des Rades 47 den mittleren Zahn 51 der Zahnstange anzutreiben beginnt. Das Zahnrad 47 bewegt jetzt den Schlitten mit gleichbleibender Geschwindigkeit zurück, und, wenn seine Zähne mit der Zahnstange 45 außer Eingriff kommen, tritt der Bolzen 43 gerade in die längere Kurvennut 50 ein.When the gear 48 and the rack disengage, the bolt 44 is in the curve groove 49 entered, the front end of which is just the horizontal connecting line between shafts 18 and 33 has reached. The first part of the groove sets the forward movement the sledge farther on; but when the bolt 44 has reached the circular part 53 of the groove, the carriage is in stopped in its forward position. That gives the tools on the head 39 enough time to finish machining the workpiece by eliminating any inaccuracies caused by the Springs from machine parts and from the workpiece itself. The other Movement of the groove moves the carriage back again, and the bolt 44 leaves the Cam groove 49 at the point in time when the first tooth of the wheel 47 is the middle tooth 51 the rack begins to drive. The gear 47 now moves the carriage with it constant speed back, and when his teeth with the rack 45 come out of engagement, the bolt 43 just enters the longer cam groove 50.

Während ungefähr der ersten 15⁰ setzt die Xut die Rückwärtsbewegung des Schlittens fort, dessen Geschwindigkeit sich jedoch allmählich verlangsamt, bis er endlich zum Stillstand gekommen ist. Während etwas mehr als ι ου "bleibt der Schlitten dann in Ruhe; = in dieser Zeit wird das Werkstück und die Arbeitsspindel für die nächsten Arbeitsgänge eingestellt. Schließlich erreicht der Bolzen 43 das Ende dieser Xut, wie aus Abb. 6 ersichtlich ist, und die Vorwärtsbewegung des Schlittens beginnt.For about the first 15 ⁰ the Xut sets the backward movement of the slide continues, the speed of which, however, gradually slowed until he finally stopped. During a little more than ι ου "the slide then remains at rest; = during this time the workpiece and the work spindle are set for the next work steps. Finally, the bolt 43 reaches the end of this Xut, as can be seen from Fig. 6, and the Forward movement of the carriage begins.

Claims

Patent claims:

ι. Control for tool slides from Screw cutting machines, characterized in that the tool slide (35) by means of partially toothed racks (45, 46) of the tool slide cooperating drive wheels (47, 48) to the work head (57) receiving the workpiece and moved away from it will.

2. Control according to claim 1, characterized in that two on the tool slide (35) provided bolts (43, 44! In the end positions of the slide and just before and behind with one each the drive member (17) for the drive wheels (47, 48) arranged cam groove (49, 501 cooperate. ·

For this purpose ι sheet of drawings

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