DE564270C - Selbsttaetig arbeitende Maschine zum Bohren, Nabenbearbeiten und Gewindeschneiden von Massenteilen fuer die Heizungsindustrie - Google Patents

Description

Die Massenteile von Zentralheizungen, wie Elemente für Radiatorenöfen und Kesselglieder, die später durch Verschrauben zu Heizöfen oder Gliederkesseln vereinigt werden, bearheitete man seither in der Weise, daß auf Spezialmaschinen die einzelnen Elemente gebohrt und mit einem Gewinde versehen sowie die zum Abdichten benötigten Flächen gefräst werden.

Es sind Maschinen bekannt, bei denen diese Arbeitsvorgänge auf zwei getrennten Maschinen, sowie auch solche, bei denen sämtliche Arbeitsoperationen auf einer Maschine und in einem Zuge ausgeführt werden.

Bei ersteren Maschinen werden auf der einen Maschine die Elemente an den Naben gefräst und gleichzeitig die Gewindelöcher vorgebohrt, während auf der zweiten Maschine die Gewinde geschnitten werden.

Der Nachteil dieser Bearbeitungsweise liegt darin, daß dabei die Ausbringung pro Kopf des Arbeiters gering ist, da jedes einzelne Element in zwei Maschinen eingespannt werden muß und die Arbeitsoperationen hintereinander!iegen, was wesentliche Zeitverluste verursacht. Bei Massenartikeln, die in solch riesigen Mengen hergestellt werden müssen, wie es z. B. die Radiatorenofenelemente sind, ist diese Arbeitsweise unwirtschaftlich.

Aus diesem Grunde ging man später dazu über, halbautomatische kombinierte Maschinen zu bauen. Bei denselben werden gleichzeitig in einer Aufspannung und in einem Zuge die Naben abgefräst, die Löcher gebohrt und mit Gewinde versehen. Letztere Arbeit wird durch Verwendung von kombinierten Bohrern und Gewindebohrern bewerkstelligt.

Die Verwendung dieser Werkzeuge hat jedoch große Nachteile im Gefolge. Da der Bohrer auch gleichzeitig Gewindebohrer ist und in das rohe Gußstück arbeiten muß, so muß die Drehzahl bzw. die Schnittgeschwindigkeit des Werkzeuges sehr niedrig gehalten werden, um ein sauberes und einwandfreies Gewinde zu erzielen; der Vorschub hingegen muß gleich der Gewindesteigung, also sehr groß sein. Die Werkzeuge müssen daher bei dieser Bearbeitungsart außerordentlich hoch beansprucht werden, was wiederum zu haufigen Werkzeugbrüchen führt.

Da nun z. B. der Radiatoren- oder Gliederkesselguß infolge der dünnen Wandstärken sehr hart ist, andererseits durch Versetzen der Kerne die Bearbeitungszugaben öfters recht ungleichmäßig sind und die Gewindebohrer, da es sich um Gewinde zwischen 25 und 40 mm äußeren Durchmesser handelt, im Vergleich zur verlangten Leistung schwach gehalten werden müssen, so sind häufige

Brüche der recht teuren Werkzeuge die Folge.

Dieser große Werkzeugverbrauch in Verbindung mit den Zeitverlusten, die durch wiederholtes Auswechseln zerstörter Werkzeuge entstehen, heben daher teilweise den durch nur einmaliges Einspannen und Bearbeiten in einem Zug erzielten Nutzen wieder auf. Ein weiterer Nachteil dieser Ausführung ίο ist der, daß man bei ihr infolge der aus oben geschilderten Gründen bedingten geringen Schnittgeschwindigkeiten und großen Vorschübe keine Bohr- und Gewindeschneidwerkzeuge aus Hartmetallen (Widia, Stellit usw.) benutzen kann, da diese große Schnittgeschwindigkeiten bei geringen Vorschüben bedingen.

Wie weiter bereits ausgeführt, werden bei beiden Bearbeitungsarten die Dichtungsflächen der Naben in einem Arbeitsgang gefräst, es findet also kein besonderes Schlichten statt. Da jedoch die Fräsmesser in die harte Gußkruste einschneiden müssen, werden dieselben rasch stumpf, so daß schon nach der Bearbeitung weniger Elemente die Flächen nicht mehr so sauber werden, daß sie metallisch dichten.

Um diesem Übelstand abzuhelfen, muß man daher die fertigen Elemente entweder nachschleifen oder aber beim Zusammenschrauben Papierdichtungen zwischen die Flächen legen. Ersteres Verfahren ist, da es einen neuerlichen Transport und eine weitere Arbeitsoperation bedingt, teuer; letzteres zeitraubend und unschön, besonders wenn die Dichtungen nach Ingebrauchnahme warm werden und über die Nabenränder hervorquellen.

Die Erfindung bezieht sich nun auf eine automatisch arbeitende Maschine zum Bearbeiten \^ron Massenteilen für die Heizungsindustrie, Elemente für Radiatoröfen, Gliederkessel usw., bei der alle vorher geschilderten Mängel der seitherigen Bearbeitungsmethoden vermieden werden, bei gleichzeitiger Leistungssteigerung auf das Doppelte der seither bekannten. Dies wird erreicht durch eine Trennung der Arbeitsgänge innerhalb der Maschine, so daß jedes Werkzeug mit der bestgeeigneten Schnittgeschwindigkeit und dem günstigsten Vorschub arbeiten kann. Hierdurch wird der Werkzeugverbrauch auf ein Minimum reduziert, es werden metallisch dichtende Flächen erzeugt und die wirtschaftliche Verwendung von Hartmetallwerkzeugen ermöglicht.

Auf der Zeichnung ist als Beispiel die Bearbeitung von Radiatorenelementen veranschaulicht, und zwar zeigt

Fig. ι das Arbeitsschema auf der einen Seite vor dem Schnitt, auf der anderen Seite vor Beginn des Rücklaufes,

Fig. 2 einen Querschnitt durch die Maschine, wobei auf einer Seite die Werkzeugspindeln im Schnitt, auf der anderen Seite in Ansicht mit der Transportkette gezeichnet sind,

Fig. 3 einen Längenschnitt durch den verschiebbaren Spannbügel, Schnitt A-B der Fig. 2.

Die Vorteile der im Schema (Fig. 1) dargestellten Bearbeitungsweise liegen darin, daß die Bohrwerkzeuge a, weil sie von den Gewindebohrern getrennt sind, hohe Schnittgeschwindigkeiten bei geringen Vorschüben erhalten können, also niedrig beansprucht werden, und infolge der großen Schnittgeschwindigkeiten die wirtschaftliche Verwendung von Hartmetall zulassen.

Die Fräsmesser b haben die Naben nur zu schruppen, und da sie ebenfalls mit hoher Schnittgeschwindigkeit laufen und keine metallisch dichtende Fläche zu erzeugen haben, so können auch hier vorteilhaft Hartmetallwerkzeuge verwendet werden, wodurch eine hohe Lebensdauer dieser Werkzeuge erzielt wird.

Die Gewindebohrer c können gegenüber kombinierten Werkzeugen eine stark gesteigerte Schnittgeschwindigkeit erhalten, da das Gewindeloch bereits vorgebohrt ist und die _go Gewindebohrer auf die Gewindeschneidarbeit beschränkt sind.

Die Schlichtmesser d endlich greifen an einer bereits gefrästen Fläche an, so daß Beschädigungen durch die Gußhaut ausgeschlossen sind. Da sie rasch laufen und nur eine Spanabnahme von Bruchteilen eines Millimeters bei hohen Drehzahlen vorzunehmen haben, so werden die derart geschlichteten Flächen spiegelglatt und metallisch dichten.

Durch die Arbeitsteilung innerhalb derselben Maschine werden also die obengenannten Vorzüge, Leistungssteigerung, geringer Werkzeugverbrauch, metallisch dichtende Flächen und wirtschaftliche Verwendungsmöglichkeiten von Hartmetallwerkzeugen, erzielt.

Um nun die Werkstücke automatisch von einem Werkzeug zum anderen zu bringen, ist in dem Ausführungsbeispiel die Anordnung der Werkzeuge derart erdacht, daß der Schrupp Vorgang oberhalb des Fertigprozesses stattfindet. Es können also die Arbeitsstücke auf ein Transportmittel aufgeladen werden, welches beim Lösen geeigneter Riegel entweder durch eigene Schwerkraft oder mechanisch den Rohling zuerst den Schruppwerkzeugen I, das vorgearbeitete Stück den Fertigwerkzeugen II und das fertige Werkstück zur Abladestelle bringt.

Beim Ausführungsbeispiel erfolgt der Transport innerhalb der Maschine durch

eigene Schwerkraft, da die Schrupp- und Fertigwerkzeuge untereinander angeordnet sind.

In Fig. 2 ist das Transportmittel in Form einer endlosen Kette dargestellt. Diese Art der Förderung ist für die oben bezeichneten Arbeitsstücke besonders vorteilhaft, weil Haken, die leicht an einer normalen Kette zu befestigen sind, leichtes Einlegen der Werkstücke e zulassen und durch einfachen Antrieb entsprechend dem Werkzeugspindelabstand einfach gesteuert werden können.

Eine zweckdienliche neue Spannvorrichtung für genannte Werkstücke stellt der in Fig. 3 beispielsweise dargestellte Spannbügel g dar; derselbe ist in Führungen h zwischen den Spindelstöcken verschiebbar, um die Arbeitsstücke zum Transport freizugeben. Die Spannbacken / sind mit dem Spannbügel ver- |

schiebbar verbunden. Sie werden im Ausführungsbeispiel durch Preßluft bewegt. Die Eigenart dieses Spannbügels liegt darin, daß alle Klemmung und Fixierung erzeugenden Mittel (Backen i, Klemmdruckerzeuger k und Einstellspindel I) zu einem Element verbunden sind, welches, leicht beweglich, die Werkstücke zur Förderung freigeben kann. Eine einfache Verbindung zwischen Transportkette, Preßlufthebel und Spannbügel gestattet einen vollautomatischen Transport.

Fig. 2 zeigt in der Schnitthälfte einen Vorschubantrieb der Schruppwerkzeuge, der direkt von der Drehbewegung selbst hervorgerufen wird. Alle bisherigen Maschinen zur Bearbeitung der vorgenannten Werkstücke erzeugen den Vorschub der Werkzeuge durch Kurven oder über besondere Ableitungen durch Spindel oder Zahnstange. Ein direktes Verschieben des Werkzeuges durch die übliehe Gewindepatrone mit Steigung durch gleichen Vorschub wurde darum vermieden, weil das Gewinde eine derart kleine Steigung hatte, daß es den Spanrückdrücken nicht Stand hielt.

♦5 In Fig. 2 ist die Hohlspindel m mit Innengewinde versehen und verschiebt bei der Drehbewegung die gegen Drehung gesicherte Gewindehülse n. Die Werkzeugspindel 0, welche durch Hohlspindel -in in Umlauf gesetzt wird, ist in dieser axial verschiebbar gelagert und trägt die Gewindepatrone-/>, welche wiederum in die Gewindehülse η eingreift. Die Differenz der Gewindesteigung in der Hohlspindel η und der Steigung auf der Patrone p ist gleich dem Vorschub des Werkzeuges bei einer Umdrehung. Es können also bei der beschriebenen Anordnung beide Gewinde grobe Steigung erhalten (das bedeutet geringen Verschleiß) und doch, jede gewünschte, auch die kleinste Vorschubgröße erzielt werden. Alle komplizierten Kurvensteuerungen oder Vorschubgetriebe kommen in Wegfall.

Die Naben von Radiatorenelementen, Kesselgliedern und verschiedener Fittings müssen, wie bereits erwähnt, metallisch dichten, die Dichtflächen müssen daher mechanisch poliert werden.

Dies wird in an sich bekannter Weise durch folgende Anordnung erreicht: Die Schlichtwerkzeuge Si in Fig. 2 erhalten ihren Vorschubantrieb gemeinsam mit der Gewindeschneidspindel c durch Patrone r und Büchse s, da die Feder t die Schlichtmesserhohlwelle u gleichlaufend mit der Spindel q axial vordrückt.

Erst wenn die Bundfläche ν sich gegen die feste Anschlagfläche w anlegt, schiebt sich nur noch die Gewindeschneidspindel weiter, während die Schlichtmesser die Gewindeschneiddauer zum Polieren benutzen.

Aus der Beschreibung der Erfindung ergibt sich mithin, daß durch die Trennung und Neuanordnung der Werkzeuge eine längere Lebensdauer der Werkzeuge selbst, eine Verkürzung der Arbeitszeit, eine einwandfreie Herstellung metallisch dichtender Flächen, durch Anwendung der Differentialgewindepatrone ein einfacher, feinstufig regulierbarer Vorschub und durch das Transportmittel in Verbindung mit der Spannvorrichtung ein vollautomatisches Arbeiten erzielt wird.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Selbsttätig arbeitende Maschine zum Bohren, Nabenbearbeiten und Gewindeschneiden von Massenteilen für die Heizungsindustrie, w^rie Radiatoren, Kesselglieder u. dgl., dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstücke durch eine mit Greifern (x) versehene Transportkette (y) zunächst den schnellaufenden Bohr- und Schruppwerkzeugen (S_r), welche die Naben beim Bohren gleichzeitig schruppen, und dann den getrennt davon angeordneten Fertigwerkzeugen (S₁), durch welche beim Beginn des Gewindeschneidvorganges die Nabe geschlichtet und beim weiteren Verlauf desselben poliert wird, zugeführt und alsdann zur Ablage ge- tio bracht werden.

2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorschub der Schruppwerkzeuge (S₁) durch eine Gewindepatrone (ρ) derart erfolgt, daß die die Drehung erzeugende, mit Innengewinde versehene Hohlspindel (■>«) eine gegen Drehung gesicherte Gewindehülse (n) axial verschiebt, welche ebenfalls Innen-

- gewinde besitzt, und der auf der Werkzeugspindel (o) befestigten Gewindepatrone (e) eine entgegengesetzte, in bezug

auf das Werkzeug geringe Axialbewegung pro Umdrehung erteilt.

3. Maschine nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß während der ganzen Gewindeschneid- und Rücklaufdauer des Gewindebohrers (c) die Fräsmesser (d) die Naben dadurch zunächst

schlichten und polieren, daß die Fräswerkzeuge so lange mit dem Gewindebohrer axial gleichlaufend verschoben werden (Schlichtvorgang), bis die Anschläge (w) die weitere Axialbewegung verhindern und die Messer nunmehr polieren.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

BERLIN. GEDRUCKT IN DER REICHSDItUCKEREI