DE606992C - Vorrichtung zum Abdrehen und Gewindefraesen in ein und derselben Einspannung des Werkstueckes - Google Patents

Description

In vielen Fällen ist an Werkstücken nach dem Fräsen von Gewinde noch eine Dreharbeit erforderlich, und es sollen diese nachträglich hergestellten Drehflächen eine ganz bestimmte Lage dem Gewinde gegenüber einnehmen. Vielfach spannt man das Werkstück zwecks Bearbeitung auf der Drehbank in dem gefrästen Gewinde, um eine genaue Lage der Drehflächen zu dem Gewinde zu erhalten.

Jedoch bringt diese Maßnahme keinen vollen Erfolg, weil das hergestellte Gewinde niemals vollkommen schlüssig mit dem Gewinde der Spannvorrichtung übereinstimmt und das unvermeidliche Spiel im Gewinde leicht zum Verspannen des Werkstückes führt. Vielfach liegen die nachher zu bearbeitenden Drehflächen auch so ungünstig gegenüber dem Gewinde, daß sie nur schwer oder überhaupt nicht zugänglich sind, wenn das Werkstück im Gewinde gespannt ist. Es ist also in keinem Falle eine Gewähr dafür geboten, daß die Drehflächen in genau übereinstimmender Lage zu dem gefrästen Gewinde liegen. Selbst bei den günstigsten Arbeitsbedingungen besteht in dem Umspannen eines Werkstückes zwecks Vornahme einer weiteren Bearbeitung eine Gefahr für den zentrischen Lauf der in verschiedenen Spannungen hergestellten Bearbeitung.sflächen zueinander. Genau zueinander laufende Bearbeitungsflächen lassen sich nur erzielen, wenn diese in einer einzigen Spannung hergestellt werden. Dies ist bei gefrästem Gewinde bisher aber nicht möglich gewesen, weil die Arbeitsbedingungen beim Gewindefräsen so grundverschieden sind von denjenigen beim Drehen, daß eine Vornahme dieser verschiedenen Bearbeiteingen auf einer gemeinsamen Maschine nicht möglich war. Das Gewindefräsen bedingt infolge der zu fordernden Genauigkeit eine sehr feste Lagerpassung der das Werkstück tragenden Spindel, die sich wegen der nur sehr geringen Drehzahl beim Gewindefräsen ohne Schwierigkeiten anwenden läßt. Für das Drehen, das mit einer wesentlich größeren Tourenzahl durchgeführt wird, ist die für das Fräsen erforderliche enge Lagerpassung bei weitem zu fest. Wollte man die Spindel mit der zum Drehen erforderlichen Drehzahl mit der für das Fräsen erforderlichen festen Lagerpassung laufen lassen, so wunde sofort ein Festfressen' eintreten.

Um ohne Umspannung auf der gleichen Maschine Gewinde fräsen und abdrehen zu können, ist es also erforderlich, mit zwei verschiedenen Lagerpassungen, nämlich einer engen für das Fräsen und einer loseren für das Drehen, zu arbeiten.

Die Erfindung schafft diese Möglichkeit unter Benutzung der genannten Erkenntnis dadurch, daß die beiden verschiedenen Lagerpassungen und zwei verschiedene ineinander-

gelagerte Spindeln verteilt werden. Die Erfindung besteht darin, daß zwei gleichachsige ineinandergelagerte, miteinander kuppelbare und mit zwei verschiedenen Geschwindigkeiten antreibbare Spindeln vorgesehen sind, deren eine als Drehspindel und deren andere als Frässpindel dient und von denen die innere das Werkstück trägt.

In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht, und zwar zeigen:

Abb. ι einen Längsschnitt durch den Spin-

delkasten der Maschine nach der Erfindung, Abb. 2 einen Teilquerschnitt nach Linie A-A der Abb. ι und

Abb. 3 eine Teilansicht nach Abb. 2 von' rechts gesehen.

Der Erfindungsgedanke ist anwendbar sowohl bei geschlossenen Maschinen als auch bei Vorrichtungen zum Fräsen von Gewinde, welche auf irgendeine vorhandene Fräsmaschine oder Drehbank aufzusetzen sind. Im dargestellten Beispiel ist der letztere Fall angenommen. Es ist dabei 1 ein der Arbeitsspindel als Lagerung dienendes und alle sonstigen Teile der Fräsvorrichtung tragendes Gehäuse, das auf dem Support irgendeiner Hilfsmaschine zu befestigen ist. In diesem Gehäuse 1 ist eine hohle Frässpindel 2 drehbar und in gewissen Grenzen axial verschiebbar gelagert. Ihren Antrieb erhält die Spindel 2 in bekannter Weise durch eine Schnurscheibe 3, welche ihre Drehung durch eine Schnecke 4 und ein Schneckenrad 5 auf eine Spindel 6 überträgt. Von dieser wird die Drehung durch Zahnräder 7 und 8 auf eine Spindel 9 und von dieser durch ein Schneckengetriebe 10, 11 auf die Hohlspindel 2 übertragen. Die Schnecke 10 ist als Fallschnecke auegebildet und steht mit einem um die Spindel 6 schwingenden Hebel 12 (Abb. 3) in derartiger Verbindung, daß sie bei entsprechender Schwingung des Hebels 12 aus dem Schneckenrad 11 ausgehoben wird, was dann selbsttätig geschieht, wenn das Gewinde fertiggestellt ist. Mit der Frässpindel 2 ist durch einen Keil 13 eine Leitpatrone 14 verbunden, die sich in einer am Gehäuse 1 gehaltenen Leitmutter 15 führt. Durch den Keil 13 ist noch ein Handrad 16 mit der Frässpindel 2 verbunden und durch eine auf das Ende der Frässpindel 2 geschraubte Mutter 17 an Ort gehalten. Das Handrad 16 dient zur Zurückdrehung der Frässpindel 2 und besitzt einen Anschlagstift 18 zum Auslösen des Selbstganges nach erfolgter Fertigstellung des Gewindes. In die beiden Enden der hohlen Frässpindel 2 sind Lagerschalen 19 und 20 fest eingesetzt, welche zur Aufnahme von Lagerbüchsen 21 und 22 dienen und je eine schlank kegelige Bohrung 23 und einen Steilkegel 24 besitzen. Die Lagerbüchsen 21 und 22 sind mit einer Hohlspindel 25 verbunden, und zwar ißt die Büchse 21 durch einen Keil 26 undreh-, bar, aber in geringen Grenzen axial verschiebbar und die Büchse 22 durch Gewinde axial einstellbar. Eine Gegenmutter 27 dient zur Sicherung der Büchse 22 in ihrer Axialstellung. Die Hohlspindel 25 dient zur Aufnahme des Werkstückes, z. B. eines Geschosses 28, das an seinem Mundstück mit Gewinde versehen und noch mit einem Drehstahl bearbeitet werden soll. Am vorderen Ende ist in die Hohlspindel 25 ein etwa nach der Außenform des Geschosses ausgedrehter Ring 29 eingeschraubt, während im entgegengesetzten Ende ein Kolben 30 verschiebbar ist, welcher mit einer kegeligen Ausdrehung das andere Ende des Geschosses aufnimmt und es zentriert. Das Anpressen des Kolbens 30 und damit das Festspannen des Werkstückes erfolgt durch eine mit dem Kolben 30 drehbar verbundene Schraubspindel 31, welche mit Gewinde in einem Kopf 32 geführt ist. Letzterer ist durch einen bajonettartigen Verschluß mit einem auf das Ende der Hohlspindel 25 geschraubten Ring leicht lösbar verbunden. Zwecks Einbringens des Werkstückes wird der Kopf 32 nach einer Teildrehung, um den Bajonettverschluß zu lösen, mit dem Kolben 30 aus der Hohlspindel 25 entfernt, das Werkstück 28 eingeführt, der Kolben 30 mit dem Kopf 32 wieder in die Hohlspindel 25 eingesetzt, der Bajonettverschluß durch Drehung des Kopfes 32 wieder geschlossen und der Kolben 30 durch Drehen der Spindel 31 gegen das Werkstück gepreßt.

Am vorderen Ende besitzt die Hohlspindel 25 einen mit Gewinde versehenen Bund 33, gegen welchen sich die Lagerbüchse 21 mit ihrer Stirnfläche legt. Das bundartige Ende der Lagerbuchse 21 besitzt gleichfalls Gewinde, doch von entgegengesetzter Gangrichtung wie das Gewinde des Bundes 33. Über diese beiden Gewinde ist eine Ringmutter 34 mit entsprechendem Rechts- und Linksgewinde geschraubt. Die Ringmutter 34 ist mit etwas Spiel von einem in dem Gehäuse 1 drehbar gelagerten Ring 40 umgeben, in welchen eine Hülse 41 (Abb. 2) eingeschraubt ist. In dieser führt sich ein von einem Handgriff 42 ausgehender Stift 43, während der hülsenförmige Teil 44 des Handgriffes 42 die Hülse von außen umgreift, auf dieser verschiebbar geführt, aber ihr gegenüber gegen Drehung gesichert ist. Eine den Stift 43 umgebende Feder 45 sucht den Handgriff 42 immer in eine solche Lage nach außen zu drängen, daß der Stift 43 mit seinem freien Ende innerhalb der Hülse 41 verbleibt. Drückt man den Handgriff 42 entgegen der Wirkung der Feder 45 radial nach der Mitte der Vor-

richtung zu, dann tritt das freie Ende des Stiftes 43 nach innen vor und tritt in eine der am Umfang der Ringmutter 34 vorgesehenen Nuten 46 ein, wenn eine solche dem Stift 43 gerade gegenübersteht. Im andern Falle sucht man sich durch leichte Drehung des Ringes 40 mittels des Handgriffes 42 die nächste Nut und drückt den Stift 43 in diese hinein. Jetzt kann man mittels des Handgriffes 42

to die Ringmutter 34 in dem einen oder anderen Sinne drehen, um die Lagerbüchse 21 axial zu verschieben.

IiSt durch Drehung der Ringmutter 34 in entsprechender Richtung die Lagerbüchse 21 mit ihrer Stirnfläche fest gegen den Bund 33 gezogen, dann sind die Lagerbüchsen 21 und 22 mit so viel Spiel in den· Lagerschalen 19 und 20 geführt, wie für eine gute Lagerung einer Drehspindel erforderlich ist. Die erst-' malige genaue Einstellung erfolgt durch die verschraubbare Lagerbüchse 22 und die nachherige Sicherung durch die Gegenmutter 27. Die Hohlspindel 25 stellt also die zum Abdrehen des Werkstückes bestimmte Drehspindel der neuen Vorrichtung dar, die in der Frässpindel 2 drehbar gelagert ist. Entsprechend ihrer Bestimmung muß die Hohlspindel 25 im Verhältnis zu der Umdrehungszahl der Frässpindel 2 eine sehr hohe Drehzahl erhalten. Es ist daher zu empfehlen, ihr einen eigenen Antrieb zu geben. Zu diesem Zweck ist an dem Gehäuse 1 ein senkrecht stehender Motor 3 5 angebracht, welcher durch ein Kegelräderpaar 36, 37 ein Zahnräderpaar 38, 39 antreibt, von denen das Rad 39 mit der Hohlspindel 25 verkeilt ist.

Die Wirkungsweise ist folgende:
1st das Werkstück 28 in der bereits geschilderten Weise in der Hohlspindel 25 eingespannt und soll beispielsweise zuerst an dem Mundstück Gewinde gefräst werden, dann wird die Hohlspindel 25 mit der Frässpindel 2 starr gekuppelt. Dies geschieht durch Drehung der Ringmutter 34 mittels des Handgriffes 42 in solchem Sinne, daß die Lagerbüchse 21 von dem Bund 33 der Spindel 25 hinweg gegen die Lagerschale 19 verschoben wird. Die kegeligen Flächen 24 der Lagerschalen 19 und 20 und der Lagerbüchsen 21 und 22 werden dadurch fest aufeinandergepreßt, und es wird eine starre Verbindung zwischen den Spindeln 25 und 2 geschaffen. Die kegeligen Flächen 23 und 24 sind, so aufeinander abgestimmt, daß der Kupplungsdruck von den Flächen 24 aufgenommen wird, um zu verhindern, daß die schlank kegeligen Laufflächen 23 sich ineinander festsetzen und sich beim späteren Entkuppeln nicht selbsttätig lösen. Die Vorrichtung ist jetzt als Fräsvorrichtung eingestellt und dreht sich mit der Spindel 2 beim Einschalten des Schneckentriebes 10, 11 in dem Gehäuse 1, wobei sie sich entsprechend der Steigung des Gewindes der Leitpatrone 14, 15 axial verschiebt.

Der die Drehspindel antreibende Motor 35 muß natürlich während der Benutzung der Vorrichtung zum Gewindefräsen ausgeschaltet sein. Er wird rückwirkend von dem Zahnrad 39 aus ganz langsam mitgedreht werden. Die Einrichtung kann natürlich auch so getroffen sein, daß der Motor 35 von der sich beim Gewindefräsen drehenden Spindel 2 unbeeinflußt bleibt. Es muß natürlich auch Vorsorge getroffen sein, daß der Motor 35 nicht eingeschaltet werden kann, wenn die Spindel 25. mit der Spindel 2 gekuppelt ist, weil dies zum Bruch einzelner Teile der Vorrichtung führen würde. Gemäß der Erfindung ist eine solche Sicherung dadurch geschaffen, daß die Schaltdruckknöpfe 47 und 48 für den Motor 35 in einem Ausbau 49 des Gehäuses 1 neben dem Handgriff 42 angeordnet und von einem von dem Handgriff 42 ausgehenden Schutzblech 50 überdeckt sind, wenn sich der Handgriff 42 in der Kuppellage der Spindeln 25 und 2 entsprechenden Stellung befindet. Die Schaltdruckknöpfe sind in diesem Falle also nicht zugänglich, und der Motor 35 kann deshalb nicht eingeschaltet werden. Damit nicht durch willkürliche Bewegung des Handgriffes 42 zu ungelegener Zeit die Schaltdruckknöpfe 47, 48 freigelegt und der Motor 35 dann doch eingeschaltet werden kann, ist seitlich am Gehäuse ι dem Ring 40 zugekehrt ein segmentförmiger Anschlag 51 angeschraubt. Gegen die Innenfläche dieses Anschlags 51 stützt sich bei nicht niedergedrücktem Handgriff 42 ein seitlich an der Hülse 44 vorstehender Stift 52, so daß der Ring 40 mit dem Handgriff 42 nur gedreht werden kann, wenn der Handgriff 42 niedergedrückt ist, der Stift 52 also unterhalb das Anschlages 51 iiegt. Diese Stellung kann der Handgriff 42 aber nur einnehmen, wenn der Stift 43 in eine der Nuten 46 eingedrungen ist. Es kann also der Handgriff 42 nur dann gedreht werden, wenn er die Ringmutter 34 mitnehmen soll, um die Kupplung zwischen den Spindeln 25 und 2 herbeizuführen oder zu lösen. Ist aber die Kupplung zwischen den genannten Spindeln geschlossen, dann überdeckt das Schutzblech 50 die Schaltdruckknöpfe 47 und 48. Ist dagegen die Kupplung gelöst und befindet sich daher der Handgriff 42 in zurückgeschwungener Stellung, dann sind die Schaltdruckknöpfe 47 und 48 freigelegt. Wenn jetzt der Motor 35 eingeschaltet wird, kann sich nur die zum Abdrehen bestimmte Spindel 25 drehen, während die Frässpindel 2 unbeeinflußt bleibt. Die Einrichtung kann nun so getroffen sein, daß die Frässpindel 2 in irgendeiner Weise gesperrt wird,

wenn sich nur die Drehspindel 25 drehen soll; an sich ist dies nicht unbedingt erforderlich, da die Lagerreibung in den Schalen 19 und 20 geringer ist als die Lagerreibung in der Frässpindel 2, eine Mitnahme der letzteren also nicht zu befürchten ist. Außerdem kann die Drehrichtung der Drehspindel 25 so gewählt werden, daß dem etwaigen Bestreben, die Frässpindel 2 mitzunehmen, ein Anschlag entgegenwirkt, gegen welchen die Frässpindel 2 nach Fertigstellung des Gewindes in die x\usgangslage zurückgedreht wird.

Um die neue Vorrichtung für die Dreharbeit verwenden zu können, ist entweder an dem Gehäuse 1 oder auf dem Maschinentisch, auf welchem das Gehäuse 1 befestigt ist, ein Kreuzsupport 53 angeordnet. Beim Ausführungsbeispiel ist dieser Support in einer rechtwinklig zur Wirklichkeit liegenden Ebene dargestellt. Der Support selbst ist auf einer ihn tragenden Platte 54 um einen Bolzen 55 schwenkbar und durch Schrauben 56 feststellbar gehalten. Es ist dadurch möglich, den Support in beliebige Schräglage gegenüber dem Werkstück einzustellen, um Arbeitsflächen von beliebiger Schräglage gegenüber dem Werkstück herstellen zu können.

Es sind noch weitere Maßnahmen getroffen zur Sicherung der neuen Vorrichtung gegen unsachgemäße Bedienung. So kann ein Kuppeln der Spindeln 2 und 25 nur bei ausgerücktem Motor 35 erfolgen, weil der von dem Handgriff 42 ausgehende Träger 57 des Schutzbleches 50 gegen den bei eingerücktem Motor 35 nach außen vorstehenden Schaltdruckknopf 47 stößt, wenn man versucht, den Ring 40 mit dem Handgriff 42 zu drehen. Nur bei niedergedrücktem Knopf 47, also bei ausgeschaltetem Motor 35, ist es möglich, den Handgriff 42 zwecks Kuppeins der Spindeln 2 und 25 zu drehen. Der bei ausgeschaltetem Motor 35 nach außen vorstehende Druckknopf 48 behindert die Drehung des Handgriffes 42 nicht, weil das Schutzblech 50 (Abb. 3) über den vorstehenden Knopf 48 hinweggeht. Es muß auch verhindert werden, daß der Handgriff 42 nach dem Kuppeln der Spindeln 2 und 25 ombefugterweise wieder in seine Ausgangslage zurückgedreht wird und die Schaltdruckknöpfe 47 und 48 dadurch freigelegt werden. Hierzu dient auch der Anschlag 51. Dessen Länge ist so bemessen, daß der Stift 52 an dem Ende des Anschlages nach außen unter Wirkung der Feder 45 entlang gleiten kann, wenn die Kupplung zwischen den beiden Spindeln 2 und 25 geschlossen ist. Wollte man jetzt den Griff 42 in seine Ausgangslage zurückschwenken, dann stützt sich der Stift 52 gegen den Anschlag 51 und verhindert die Rückschwenkung. Diese ist nur möglich, wenn man den Handgriff 42 niederdrückt, bis der Stift 52 unterhalb des Anschlages 51 frei wird, was wieder nur möglich ist, wenn der Stift 43 in eine der Nuten 46 eingreift. Wird dann der Griff 42 zurückgedreht, dann wird die Ringmutter 34 mitgenommen und die Kupplung zwischen den beiden Spindeln 2 und 25 gelöst.

Das Einschalten der Fallschnecke 10 muß auch in Abhängigkeit gesetzt werden von dem Schließen der Kupplung zwischen den Spindeln 2 und 25. Es soll das Einschalten nur möglich sein bei geschlossener Kupplung, weil sonst die Frässpindel 2 leer laufen würde. Das Einschalten der Fallschnecke ic erfolgt durch den Schalthebel 12. Eine rückwärtige Verlängerung 58 (Abb. 3) dieses Schalthebels 12 liegt in dem Bereich eines unter Wirkung einer Feder 59 stehenden, 'in ortsfesten Lagern 60 verschiebbar geführten Stiftes 61. Beim Versuch, den Hebel 12 einzuschalten, wenn sich der Handgriff 42 in der in den Abb. 2 und 3 dargestellten Lage befindet, die Kupplung zwischen den Spindeln 2 und 25 also nicht geschlossen ist, stößt der Stift 61 seitlich gegen den Träger 57 des Schutzbleches 50 und wird dadurch in der Verschiebung gehindert. Der Stift 61 kann nur dann verschoben und der Hebel 12 nur dann eingeschaltet werden, wenn der Handgriff 42 sich in der der Kuppellage zwischen den Spindeln 2 und 25 entsprechenden Stellung befindet.

Claims (7)

1. Patentansprüche:

   i. Vorrichtung zum Abdrehen und Gewindefräsen in ein und derselben Einspannung des Werkstückes, bei der das Werkstück während des Abdrehens mit größerer Geschwindigkeit umläuft als während des Gewindefräsens, gekennzeichnet durch zwei gleichachsig ineinandergelagerte, miteinander kuppelbare und mit zwei verschiedenen Geschwindigkeiten antreibbare Spindeln (2 und 25), deren eine (z. B. 25) als Drehspindel und deren andere (z. B. 2) als Frässpindel dient und von denen die innere (25) das Werkstück (28) trägt.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung zwischen den beiden Spindeln (2 und 25) durch mit kegeligen Flächen (23, 24) in- ng einandergreifende Lagerschalen (19, 20) und Lagerbüchsen (21, 22) erfolgt, von welchen die Lagerbuchse (21) durch Vermittlung einer mit Rechts- und Linksgewinde versehenen, mit dem einen Gewinde die Lagerbuchse (21) und mit dem anderen Gewinde einen Bund (33) der

   Abdrehspindel (25) umfassenden Ringmutter (34) zum Zweck der Kupplung axial verschiebbar ist.
3. 3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehung der Ringmutter (34) durch einen mit Nuten (46) in Eingriff zu bringenden, um die Ringmutter (34) schwingenden Handgriff (42) erfolgt, dessen Schwingbewegung von einem ortsfesten Anschlag (51) so beeinflußt wird, daß sie nur erfolgen kann, wenn der Stift (43) des Handgriffes (42) in Eingriff mit den Nuten (46) der Ringmutter (34) steht.
4. 4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Handgriff (42) einen in die Nuten (46) einfassenden Stift (43) besitzt, mit seinem hülsenförmigen Teil (44) sich über einer von einem im Gehäuse (1) drehbaren Ring (40) ausgehenden Hülse (41) führt, unter Wirkung einer Spiraldruckfeder (45) steht und einen seitlich vorstehenden Stift (52) besitzt, welcher zusammen mit einem ortsfesten Anschlag (51) die Schwingbewegung des Handgriffes (42) zuläßt oder sperrt.
5. 5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltdruckknöpfe (47, 48) zum Aus- und Einschalten des die Abdrehspindel (25) antreibenden Motors (35) seitlich neben dem Handgriff (42) in dessen Schwingbereich vorgesehen sind und daß an dem Handgriff (42) ein Schutzblech (50) angeordnet ist, welches die Schaltdruckknöpfe (47, 48) überdeckt und so äußeren Zugriffen entzieht, wenn sich der Handgriff (42) in der der Kuppelstellung der Spindeln (2) und (25) entsprechenden Lage befindet.
6. 6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, gekennzeichnet durch einen von dem Handgriff (42) ausgehenden Träger (57), welcher beim Versuch, die Ringmutter (34) mit dem Handgriff (42) zu drehen, wenn der Antriebsmotor (35) noch eingeschaltet ist, gegen den vorstehenden Schaltdruckknopf (47) stößt und so eine Drehung des Handgriffs (42) verhindert.
7. 7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6j gekennzeichnet durch einen in ortsfesten Lagern (60) verschieblichen, unter Wirkung einer Feder (59) stehenden Stift (61), dessen eines Ende in dem Schwingungsbereich einer Verlängerung (58) des das Schneckengetriebe der Frässpindel (2) einschaltenden Hebels (12) liegt, während sich das andere Ende gegen den von dem Handgriff (42) ausgehenden Träger (57) stützt, wenn der Handgriff (42) sich in einer Stellung befindet, welche der gelösten Kupplung zwischen den Spindeln (2) und (25) entspricht.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen