DE611900C - Verfahren und Maschine zur Herstellung von Schraubenmuttern mit gekruemmtem Gewinde - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Muttern mit gekrümmtem Gewinde. Es ist bereits bekannt, Muttern mit gekrümmtem Gewinde dadurch herzustellen, daß die Mutternachse bei Beginn des Gewindeschneidens schräg zur Bohrerachse liegt und bis zur Beendigung· des Gewindeschneidens aus dieser Schräglage in eine andere, den gleichen Winkel mit der Bohrerachse einschließende Schräglage geschwenkt wird. Es ist ferner bekannt, zur Herstellung des gekrümmten Gewindes die Mutter oder das Werkzeug während des Arbeitsganges seitlich geradlinig hin und her zu bewegen.

Von dem bekannten Verfahren unterscheidet sich der Erfindungsgegenstand dadurch, daß die Muttern zwecks Herstellung mittels eines Gewindebohrers um eine Achse gedreht werden, welche die Seelenachse der Muttern in der Mitte unter einem rechten Winkel schneidet. Hierdurch wird erreicht, daß der seitliche Druck auf den Gewindebohrer fortfällt, der bei dem bekannten Verfahren unvermeidlich war, und daß die Herstellung der Muttern ohne besondere Schwierigkeit in einem Automaten erfolgen kann.

Zum Schneiden des Gewindes wird am besten ein Gewindebohrer mit kegeligem Anschnitt und wenigen Schneidzähnen verwendet. Bei der Verwendung derartiger Bohrer wird zweckmäßigerweise die Drehung der Mutter erst beim Eintritt der Führungsgänge des Gewindebohrers in die Mutter eingeleitet, weil sonst das gekrümmte Gewinde an der Eintrittsseite zu weit und nicht allseitig voll angeschnitten werden würde.

Zur Ausführung des Verfahrens eignet sich eine an sich bekannte selbsttätige Mutterngewindeschneidemaschine mit umlaufendem, mittels Kurvenscheibe axial verschobenem Gewindebohrer, bei welcher die Muttern aus einem Werkstückbehälter einem selbsttätig sich öffnenden und schließenden Spannbackenpaar zugeführt und durch dieses dem Gewindebohrer dargeboten werden. Diese bekannte Maschine wird zur Durchführung des neuen Verfahrens dahin ausgebildet, daß das Sp.annbackenpaar und der Werkstückbehälter von einem Bock getragen werden, der auf einem Tisch um die Achse der jeweils bearbeiteten Mutter drehbar gelagert ist, welche die Seelenachse der Mutter in der Mitte unter einem rechten Winkel schneidet, und dessen Schwenkung zwangsläufig von dem axialen Vorschub der Bohrerspindel abgeleitet wird. Vorzugsweise liegt der Drehzapfen des Bokkes unterhalb des Spannbackenpaares.

Die Schwenkung des den Werkstückbehälter und das Spannbackenpaar tragenden Bockes wird von dem axialen Vorschub der Bohrerspindel durch eine Zugstange mit verstellbaren Mitnehmern abgeleitet, deren gegenseitiger Abstand den Ausschlag des Bockes auf seinem Tisch bestimmt. Die Zugstange hat geringeren Hub als die Bohrerspindel; denn der gleiche Hub ist zur Schwenkung des Bockes nicht nötig (Fig. 2). Durch Einstellung der Mitnehmerstücke ent-

sprechend dem erforderlichen Ausschlag des Bockes oder, mit anderen Worten, dem gewünschten Halbmesser der Krümmung des Gewindes wird von dem Hub der Zugstange nur der wirksame Teil benutzt.

Das Spannbackenpaar, welches die zu schneidende Mutter in der Arbeitslage festspannt, besteht, wie bekannt, aus einer festen und einer verschiebbaren Spannbacke, die für ίο- den Erfindungszweck dahin ausgebildet sind, daß die verschiebbare Spannbacke eine Rolle trägt, die sich gegen einen Bogenanschlag eines von einer Nockenscheibe der Kurvenwelle gesteuerten Hebels legt, um die Mutter in dem Spannbackenpaar ständig unter gleichem Druck festzuspannen. · Als Bohrer wird zweckmäßig ein solcher verwendet, der an seinem vorderen Ende vor dem Gewinde einen Führungszapfen trägt, der in an sich bekannter Weise in einer Buchse geführt wird. Gemäß der Erfindung ist diese Buchse in einem federnden Schlitten gelagert und tritt aus dem Schlitten so weit hervor, daß der Führungszapfen sofort nach seinem Durchtritt durch die Spannbacken der Mutter von ihr aufgenommen wird. Wird für diesen Gewindebohrer ein Überlaufbohrer verwendet, dann sind zur Führung des Bohrerschaftes vor der Mutter und zur Fortschaltung der geschnittenen Muttern auf dem Bohrerschaft zwei bewegliche, durch Nockenscheiben und Hebel von der Kurvenwelle gesteuerte Spannschieber mit Führungsbacken angeordnet.
In den Zeichnungen zeigen:

Fig. ι eine Seitenansicht der Maschine, teilweise im Schnitt,

Fig. 2 eine Draufsicht zu Fig. 1, teilweise im Schnitt,

Fig. 3 eine Ansicht des den Werkstückbehälter und das Spannbackenpaar tragenden Bockes und seines Tisches von der Bohrseite gesehen,

Fig. 4 eine Ansicht zu Fig. 3 von der linken Seite gesehen,

Fig. 5 eine Rückansicht zu Fig. 3, Fig. 6 eine Draufsicht zu Fig. 3 bis S, Fig. 7 eine Seitenansicht der Führung für den Gewindebohrerschaft,

Fig. 8 eine Ansicht zu Fig. 7 in der Bohrrichtung gesehen,

Fig. 9 eine Draufsicht zu Fig. 8, Fig. 10 einen vergrößerten Teilschnitt des den Werkstückbehälter und das Spannbackenpaar tragenden Bockes sowie die Führung des Gewindebohrerschaftes gemäß Fig. 7 bis 9· in der einen Endstellung beim Schwenken (Anfangsstellung beim Gewindeschneiden),

Fig. 11 die gleiche Ansicht in der anderen Endstellung (Endstellung beim Gewindeschneiden) ;

Fig. 12 bis 16 zeigen einen Mutterrohling in verschiedenen Arbeitsstellungen während des Gewindeschneidens;

Fig. 17 zeigt eine schematische Darstellung der der Mutter erteilten Pendelschwingung während des Gewindeschneidens.

In Fig. 17 ist schematisch das Wesentliche des neuen Verfahrens dargestellt. M ist die Lage einer Mutter, in der sie beim Stillstand der Maschine und solange die Fertiggänge des Gewindebohrers noch nicht in die Mutter eingedrungen sind, von dem Spannbackenpaar gehalten wird. B ist der Gewindebohrer mit seinem Führungszapfen. Die Bohrerachse I-I steht senkrecht auf der Querachse H-II, welche die Symmetrieachse der Pendelschwingung bildet. Die Achse ΙΙ^β-ΙΙ^α in der einen Endstellung bildet mit dieser Symmetrieachse II-II einen Winkel a. Ebenso bildet die Symmetrieachse IP-IP in der anderen Endstellung mit der Achse II-II einen Winkel ß, der gleich dem Winkel α ist. Sobald die Fertiggänge des Gewindebohrers B in die Bohrung der Mutter eintreten, beginnt die Schwingung der Mutter aus der Lage M (AchselF-IP) in die Lage M' (AcbselP-IP), wobei die Muttern eine halbe Pendelschwingung gleich dem doppelten Winkel α oder β ausführen. Der Scheitelpunkt des Pendels 5" liegt auf der Bohrerachse I-I. Die Gerade, welche den Scheitel 5 außerdem bestimmt, steht zur Zeichnungsebene senkrecht und bildet die Drehachse für den Bock, der den Werkstückbehälter und das Spannbackenpaar trägt. Der Pendelscheitel liegt also auch auf der zur Seelenachse der Mutter senkrechten Mittellinie, so daß die Krümmung der Mutter symmetrisch wird.

Eine Kurventrommel 1 (Fig. 1 und 2) hat eine der Neigung des zu schneidenden Gewindes entsprechende Kurve, sitzt auf einer Kurvenwelle 2 (Fig. 1) und erteilt durch einen Hebel 3 der Gewindebohrerspindel 4 und ihrer Führungsleiste 5 eine Himindherbewegung. Die Führungsleiste 5 überträgt durch einen Gleitstein 6 und einen Hebel 7 ihre Bewegung auf eine Zugstange 8. Auf der Zugstange8 sind Mitnehmerp und 10 ein- und feststellbar, deren gegenseitiger u₀ Abstand, welcher den Ausschlag eines Bokkes 11 (Fig. 1) auf einem Tisch 12 bestimmt, nach dem gewünschten Halbmesser der Gewindekrümmung der Mutter eingestellt wird.

Der Bock 11 dreht sich um einen Zapfen 13, dessen Achse eine -zu- der Seelenachse der Mutter senkrechte gerade Linie bildet, auf welcher der Scheitel des Pendelst liegt. Prismengleitflächen an dem Tisch 12 sichern die konzentrische Führung. Die Mitnehmer 9 und 10 auf der Zugstange 8 stoßen an einen einstellbaren Ring 14 des Bockes 11.

Die Kurvenwelle 2 trägt Nockenscheiben 15 und ιό (Fig. 1 und 8) zum Antrieb von Spannhebeln 17 und 18 (Fig. 8), welche Spannschieber 19 und 20 (Fig. 8 und 11) für Führungsbacken 21 und 22 des vor der eingespannten Mutter liegenden Teils des Schaftes des Gewindebohrers bewegen (Fig. 10). Diese Führungsbacken 21 und 22 sind notwendig zur Führung des Bohrerschafts, wenn als Gewindebohrer ein Überlauf bohrer mit gekrümmtem Schaft Verwendung findet. Die Nocken der Scheiben 15 und 16 sind so gestaltet, daß beim Vorschub des Gewindebohrers die auf dem Bohrerschaft befindlichen geschnittenen Muttern von den Führungsbacken 21 und 22 zurückgeschaltet werden. Diese gehen beim Durchtritt einer Mutter auseinander und schließen sich dann wieder, um eine Anlage für die bereits geschnittenen Muttern hinter den Führungsbacken zu bilden (Fig. ι und 2). Sobald der Gewindebohrer zum Schneiden ansetzt, schließen sich die Spannschieber 19 und 20 so, daß die Führungsbacken 21 und 22 sich als Führung um den Gewindebohrerschaft legen. Gleichzeitig tritt der vordere Führungszapfen des Gewindebohrers in eine Stahlbuchse 23 (Fig. 10 und 11) ein. Die Stahlbuchse 23 sitzt in einem in der Bohrrichtung geführten, unter Federdruck stehenden Schlitten 24, der, wenn der Bohrerschaft bis zur Anlage gegen eine in der Buchse 23 befindliche Kugel vorgedrungen ist, dem weiteren Druck des Gewindebohrers' nachgibt, sich nach hinten bewegt und beim Zurückziehen des Gewindebohrers mittels Federkraft wieder in seine Ausgangsstellung zurückschnellt.

Eine Nockenscheibe 25 (Fig. 3) auf der Kurvenwelle 2 steuert einen Hebel 26 und eine bewegliche Spannbacke 27, welche die mit Gewinde zu versehende Mutter zu einer Schneidstelle 28 führt und hier festspannt. Da. die Schwenkung des Bockes 11 während des Gewindeschneidens erfolgt, muß dafür Sorge getragen werden, die bewegliche Spannbacke 27 in ihrer Spannlage unabhängig von der Schwenkung des Spannbackenpaares festzuhalten. Deshalb trägt die bewegliche Spannbacke 27 eine Rolle 29 (Fig. 10 und 11), die sich gegen einen Bogenanschlag 30 des von der Nockenscheibe 25 gesteuerten Hebels 26 legt.

Die Kurvenwelle2 trägt außerdem noch eine Nockenscheibe 31 (Fig. 1 und 5), die mittels eines Hebels 32 einen Sperrbolzen 33 steuert, der in.bekannter Weise immer nur eine Mutter aus dem Sammelkanal 34 (Fig. 3) in das Spannbackenpaar gleiten läßt.

Zur Zuführung der einzelnen Muttern zu der Schneidstelle 28 dient eine Nockenscheibe 35 (Fig. i, 4 und 5) auf der Kurvenwelle 2, die in an sich bekannter Weise einen Hebel 36, eine Zugstange 37 und einen Hebel 38 steuert. Der Hebel 38 ist durch einen Bolzen 39 mit einem Hebel 40 (Fig. 3) verbunden und bewegt einen Gleitstein 41 eines Zubringers 42, welcher die in einem Trichter 43 enthaltenen Muttern herausschöpft und sie in der richtigen Lage den Spannbacken zuführt.

Zur sicheren Führung des Bockes It auf dem Tisch 12 dienen die Haltestücke 44, 45 (Fig. 2, 5, 10 und 11), die über den Rand des Tisches 12 fassen.

Die Arbeitsweise der Maschine ist folgende:·

Nachdem die Maschine eingerückt ist, werden die Kurvenwelle 2 vom Hauptantrieb durch eine Schnecke und ein Schneckenrad und die Gewindebohrerspindel 4 durch Stirnräder gedreht. Durch Drehung der Kurventrommel 1, deren Steigung der des zuschneidenden Gewindes entspricht, wird mittels des Hebels 3 die Gewindebohrerspindel 4 mit der Führungsleiste 5 vorgeschoben. Nun wird die untere im Kanal befindliche Mutter durch den Hebel 26 und die Spannbacke 27 zur Schneidstelle 28 geführt und festgespannt. Der Hebel 7, welcher durch den Stein 6 mit der Führungsleiste 5 verbunden ist, wird mit der Zugstange 8 und den Mitnehmern 9, 10 gleichzeitig vorgeschoben. Sobald der vordere Führungszapfen des Gewindebohrers B in die Stahlbuchse 23 eingetreten ist, schließen sich die Führungsbacken 21, 22 und geben dem hinteren Führungsschaft des Gewindebohrers eine sichere Führung. Der Gewindebohrer kann nun anfangen, Gewinde zu schneiden. Wenn er so weit in die Mutter eingedrungen ist, daß seine Führungszähne angreifen, stößt der Mitnehmer 9 vor den 100. Ring 14 und erteilt hierdurch dem Bock 11 eine schwingende Bewegung um den Zapfen 13. Die Stahlbuchse 23, die den vorderen Führungszapfen des Gewindebohrers gleich beim Durchtritt durch die Mutter aufnimmt, tos wird nun gleichzeitig mit dem Schlitten 24 beim weiteren Schneiden des Gewindebohrers vorgeschoben, um den Gewindeteil des Gewindebohrers durch die Mutter hindurchtreten zu lassen. no

Das gekrümmte Gewinde ist nun hergestellt. Die Spannhebel 17, 18 sowie der Spannhebel 26 werden von den Nockenscheiben, 15, 16 bzw. von der Nockenscheibe 25 freigegeben, und die Spannschieber 19, 20 mit den Hebeln 17, 18 durch Federzug in die Ruhestellung gebracht. Danach zieht die Kurventrommel' 1 durch den Hebel 3 die Bohrerspindel 4 und durch den Hebel 7 und die Zugstange 8 mit dem Mitnehmer 10 den iao Bock 11 in die Anfangsstellung zurück. Beim Zurückziehen der Spindel 4 wird die fertig-

geschnittene Mutter durch den Gewindeteil des Gewindebohrers von der Schneidstelle 28 mitgenommen und bleibt hinter dem Gewindeteil des Bohrers liegen. Der Gewindebohrer wird so weit zurückgezogen, daß der Gewindeteil des Bohrers vor dem Spannschieberpaar 19, 20 ruht. Beim nächsten Arbeitshub schließen sich die Spannschieber 19, 20 mit den Führungsbacken 21, 22 so weit, daß der Gewindeteil des Bohrers durchtreten kann. Die zuletzt geschnittene Mutter bleibt vor den Führungsbacke» 21, 22 Hegen und wird über den hinteren Führungsschaft des Gewindebohrers weitergeschoben. Die Muttern werden nach und nach über den gekrümmten Schaft des Überlaufbohrers abgeschleudert. Der Sammelkanal wird in bekannter Weise durch das Aufundabgehen des Zubringers 42 gefüllt. ·

Claims (7)

1. Patentansprüche:

   i. Verfahren zur Herstellung von Schraubenmuttern mit gekrümmtem Gewinde, deren Achse bei Beginn des Gewindeschneidens schräg zur Bohrerachse Hegt und bis zur Beendigung des Gewindeschneidens aus dieser Schräglage in eine andere, den gleichen Winkel mit der Bohrerachse einschließende Schräglage geschwenkt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Muttern zwecks Herstellung mittels eines Gewindebohrers (B) um eine Achse gedreht werden, die die Seelenachse der Muttern in der Mitte unter einem rechten Winkel schneidet.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehung der Rohmuttern erst beim Eintritt der Fertiggänge des Gewindebohrers (B) in die Rohmuttern eingeleitet wird.
3. 3. Selbsttätige Mutternschneidmaschine zur Ausführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2 mit umlaufendem, mittels Kurvenscheibe axial verschobenem Gewindebohrer, bei der die Muttern aus einem Werkstückbehälter einem selbsttätig sich öffnenden und schließenden Spannbackenpaar zugeführt und durch dieses dem Gewindebohrer dargeboten werden, dadurch gekennzeichnet, daß das Spannbackenpaar (27, 27") und der Werkstückbehälter (43) von einem Bock (11) getragen werden, der auf einem Tisch (12) um die Achse der jeweils bearbeiteten Mutter (Zapfen 13) drehbar gelagert ist, welche die Seelenachse der Mutter in der Mitte unter einem rechten Winkel schneidet und dessen Schwenkung zwangsläufig von dem axialen Vorschub der Bohrerspindel (4) abgeleitet wird, z. B. durch Kurventrommel (1), Hebel (3), Führungsleiste (S), Gleitstein (6), Hebel (7), Zugstange (8).
4. 4. Maschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkung des Bockes (11) von dem axialen Vorschub der Bohrerspindel (4) durch eine Zugstange (8) mit verstellbaren Mitnehmern (9, 10) abgeleitet wird, deren gegenseitiger Abstand den Ausschlag des Bockes (11) auf seinem Tisch (12) bestimmt.
5. 5. Maschine nach den Ansprüchen 3 und 4 mit einer festen und einer beweglichen Spannbacke für die Mutter, dadurch gekennzeichnet, daß die bewegliche Spannbacke (27) eine Rolle (29) trägt, die sich gegen einen Bogenanschlag (30) eines von einer Nockenscheibe (25) der Kurvenwelle (2) gesteuerten Hebels (26) legt, um die Mutter in dem Spannbackenpaar (27, 27°) ständig unter gleichem Druck festzuspannen.
6. 6. Maschine nach den Ansprüchen 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der vordere Führungszapfen des Gewindebohrers mittels einer in einem unter Federdruck stehenden Schlitten (24) gelagerten Buchse (23) geführt wird, die aus dem Schlitten (24) so weit hervortritt, daß der Führ ungs zapfen sofort nach seinem Durchtritt durch die Spannbacken (27, 27") von ihr aufgenommen wird.
7. 7. Maschine nach den Ansprüchen 3 bis 6, insbesondere mit Überlaufbohrer, dadurch gekennzeichnet, daß zur Führung des Bohrerschaftes vor der Mutter und zur Fortschaltung der geschnittenen Muttern* auf dem Bohrerschaft zwei bewegliche, durch Nockenscheiben (15, 16) und Spannhebel (17, 18) von der Kurvenwelle (2) gesteuerte Spannschieber (19, 20) mit Führungsbacken (21, 22) angeordnet sind.

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen