DE632901C - Gewindestrehlvorrichtung mit Leitpatrone - Google Patents

Description

Das Schneiden mehrgängiger Gewinde mittels einzahniger Gewindeschneidstähle oder Gewindestrehler auf der Drehbank erfolgte bisher regelmäßig in der Weise, daß nach dem Fertigschneiden je eines Gewindeganges die kraftübertragende Verbindung zwischen dem sich drehenden Werkstück oder Werkzeug und der Gewindeleitpatrone gelöst, dann eine Teildrehung dieser Teile gegeneinander herbeigeführt und erst hernach wieder eine zwangsläufige Verbindung hergestellt wurde. Um diese Teildrehung hervorzubringen, wurde entweder eines der Wechselräder zwischen Arbeitsspindel und Leitspindel um eine entsprechende Zähnezahl umgesetzt oder die auf der Arbeitsspindelnase sitzende, mit einer Teilung bzw. Rasten versehene Mitnehmer- oder Flanschscheibe um einen entsprechenden Teilungswert gedreht. Nach diesen von Hand und nur bei stillstehender Maschine ausführbaren Arbeiten konnte dann das Schneiden des zweiten Gewindeganges und bei beispielsweise dreigängigem Gewinde nach nochmaliger Ausführung der vorgenannten Zwischenarbeiten das Schneiden des dritten Gewindeganges vorgenommen werden. Soweit an der Maschine selbsttätige Schaltvorrichtungen ähnlich denen bei Maschinen zum Stoßen, der Zähne von Zahnrädern u. dgl. vorgesehen wurden, besorgten diese dieselben Vorgänge, nämlich Entkuppeln, Teildrehen mittels Teilvorrichtung und wieder Einkuppeln.

Dieses zeitweise Lösen und Wiederherstellen der Verbindung zwischen dem sich drehenden Werkzeug oder Werkstück und der Gewindeleitpatrone konnte bisher nur vermieden werden durch Verwendung entsprechender mehrzähniger Gewindeschneidwerkzeuge, von denen je ein Zahn den ersten, der zweite den zweiten, der dritte den dritten Gang usw. schneidet.

Diese mehrzähnigen Werkzeuge erfordern jedoch einen entsprechend großen Auslaufweg und waren deshalb beispielsweise beim Schneiden von Gewinden bis nahe an einen 4-5 Bund heran oder in Sacklöcher, bei denen ein ausreichend breiter Auslauf für das Werkzeug durch eine entsprechend breite Aussparung am Werkstück nicht vorgesehen werden kann, überhaupt nicht anwendbar. Nachteilig war ferner, daß der vervielfachte Schneiddruck entsprechend stärkere Abmessungen des Werkzeuges erforderte und das Schneiden von mehrgängigen Innengewinden in Bohrungen von kleinem Durchmesser überhaupt unmöglieh machte. Ein weiterer Nachteil des Mehrfachgewindeschneidwerkzeuges ist die Unmöglichkeit, die Form der einzelnen Schneidzähne von vornherein genau gleich herzustellen bzw. zu erhalten, da beim Arbeiten mit einer ungleichen Abnutzung gerechnet werden muß.

Gemäß der Erfindung ist es möglich gemacht worden, die Nachteile des mehrzähnigen Schneidwerkzeuges zu vermeiden und in völlig selbsttätigem Arbeitsgang ein mehrgängiges Gewinde mit einem einzahnigen Gewindeschneidstahl vollständig fertig und mit völliger Formgleichheit aller Gewindegänge untereinander zu schneiden, ohne daß irgendeine

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Umstellung an der Gewindeschneidvorrichtung nötig ist.'"*'~ /'"."'774

Im wesentlichen besteht die Erfindung darin, daß mit Berücksichtigung der Gewindeläng^ die Gewindesteigungen von Werkstück,;'*''"' Gewindeleitpatrone unter Zwischenscl einer geeigneten Übersetzung unter sich' _?_.._._ schieden gemacht und so bemessen werden,, daß zwischen dem Ausheben der Gewindeleitbacke aus ihrer Leitpatrone und der Möglichkeit des Wiedereinfallens dieser Leitbacke in die Leitpatrone, damit also auch dem Ab- und Wiederansetzen des Werkzeugs am Werkstück, ein Weiterdrehen des Werkstücks mit Voreilung oder Verzögerung zu einem anderen als dem eben bearbeiteten Gewindegang stattfindet.

Auf diese Weise gelangt das einzahnige Strehlwerkzeug, nachdem es einen Gewindegang durchlaufen hat; in einen anderen Gewindegang, derart, daß also beispielsweise bei einem zweigängigen Gewinde beim ersten Durchgang der erste Gang, beim zweiten Durchgang der zweite Gang, beim dritten Durchgang wieder der erste Gang, beim vierten Durchgang wieder der zweite Gang geschnitten wird, während bei dreigängigem Gewinde die Reihenfolge 1, 2, 3, i, 2, 3 usf. oder i, 3, 2, 1, 3, 2 usf. ist. So ist es möglieh, alle Gänge gleichmäßig, je von Span zu Span fortschreitend, fertigzustellen, und man kann dann auch die Gewindeschneidvorrichtung vollständig selbsttätig arbeiten lassen.

Ein Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung dargestellt.

Fig. ι zeigt in schaubildlicher Draufsicht eine für das neue Verfahren eingerichtete Gewindeschneid- oder Strahlvorrichtung.

Fig. 2 ist' ein Schnitt nach Linie A-B der Fig. I,

Fig. 3 ein Schnitt nach Linie C-D der Fig. i,

Fig. 4 ein Schnitt nach Linie J-K der Fig. 1 bzw. E-F der Fig. 5,

Fig. 5 ein Schnitt nach Linie G-H der Fig. 4.

Fig. 6 zeigt in größerem Maßstab im Längsmittelschnitt das Werkstück fertig bearbeitet. Fig. 7 ist eine Abwicklung des Gewindes dieses Werkstückes.

Fig. 8 zeigt schaubildlich die aufeinanderfolgenden Bearbeitungen des Gewindes dieses Werkstückes.

Fig. 9 zeigt die entsprechenden-Bearbeitungen bei einem dreigängigen Gewinde, während die Fig. 6 bis 8 sich auf ein zweigängiges Gewinde beziehen.

Fig. 10 zeigt schaubildlich in einem spiraligen Linienzug, wie bei Herstellung eines viergängigen, nur einen Gang -langen Gewinr . des die zur Bearbeitung desselben erforderlichen Drehungen der Arbeitsspindel sich aneinanderreihen, je unter Einfügung einer Teildrehung, während welcher das Ausheben, Zurückführen und Wieder anstellen des Werk-' Z^UgS erfolgt.

$jFig. 11 zeigt die Einteilung eines der vier gleichzeitig vom Leitgewinde zurückgelegten Umläufe.

Fig. 12 zeigt in gleicher Darstellungsweise wie Fig. 10 die Aufeinanderfolge der Arbeitsvorgänge bei Herstellung ebenfalls eines viergängigen, aber nur einen halben Gang langen Gewindes, jedoch bei anderer Übersetzung zwischen Arbeitsspindel und Gewindeleitpatrone. .

Fig. 13 zeigt wie Fig. 11 die Einteilung eines der vier gleichzeitig vom Leitgewinde zurückgelegten Umläufe.

Das mit einem mehrgängigen Gewinde zu versehende Werkstück 1 wird in bekannter Weise von der Drehbankspindel 2 gedreht. Letztere treibt mittels der Zahnräder 3, 4, 5 die Steuerwelle 6 über eine Kupplung 7. Auf der Steuerwelle 6 ist in bekannter Weise die Gewindeleitpatrone 8 befestigt, ebenso die Umschaltnocken 9 und 10, denen Umschaltarme 11 bzw. 12 zugeordnet sind, welche die Längsbewegung der die Leitbacke 13 tragenden Umschaltsteuerhülse 14 auf der zugehörigen Welle 15 mitmachen, mit welch letzterer diese Hülse durch Nut und Feder 16 verbunden ist.

Die Längsbewegung, welche von der Gewindeleitpatrone 8 aus der Steuerhülse 14 erteilt wird, wird mittels der Gabel 17 auf die Stange 18, den Längsschlitten 19 und auf das einzahnige Gewindeschneidwerkzeug 20 übertragen.

Sobald der Umschaltarm 11 in den Weg des Nockens 9 gelangt, werden die Umsteuerhülse 14 und die Welle 15 entsprechend gedreht. Ein steilgängiges Innengewinde 21 (Fig. 4) in der Welle 15 bewirkt eine Verschiebung der mit entsprechendem Außengewinde in das Innengewinde 21 eingreifenden Zahnstange 22, die irgendwie, z. B. durch Federkeil 23, gegen Drehung gesichert ist und mit der Ritzelverzahnung 25 einer Gewindespindel 26 kämmt, die ihrerseits den Querschlitten 27 mit entsprechender Gewindemutter bewegt.

Eine verhältnismäßig langsam umlaufende Kurventrommel 29 rückt dann, wenn die Arbeit des Schneidwerkzeuges 20 beendet ist, mit ihrem Nocken 30 und einem Hebel 31 die Kupplung 7 aus.

Das nach jedem Durchgang aus dem geschnittenen Gewindegang ausgehobene Schneidwerkzeug 20 wird in an sich bekannter Weise mittels Feder 40 und der am Längsschlitten 19 angreifenden Schubstange 18 an

den Gewindegang zurückbewegt und dadurch, daß der Nocken io den Umschaltartn 12 entsprechend dreht, wieder angestellt, um einen weiteren Span zu nehmen.
Die Übersetzung zwischen den beiden Zahnrädern 3 und 5 über das Zwischenrad 4 ist nun erfmdungsgemäß so gewählt, daß das Wiederansetzen des Gewindeschneidwerkzeuges 20 nicht an dem zuvor geschnittenen Gang geschieht, sondern an einem anderen Gang, dem zweiten, dritten usw. Gang, bis nach dem Schneiden der anderen Gänge wieder mit dem ersten Gang begonnen wird, einen weiteren Span zu nehmen.

Die üblichen einfachen Übersetzungsverhältnisse 1:1, 1:2, 1:3, 1:4 sind also vermieden. Es darf in dem vorliegenden Falle, wenn das Zahnrad S nach einmaliger Umdrehung in eine bestimmte Anfangs stellung wiedergelangt ist, das Zahnrad 3 sich nicht wieder in derselben Stellung befinden, die es zu Beginn der Umdrehung des Zahnrades 5 eingenommen hatte, sonst würde das Gewindeschneidwerkzeug immer wieder in denselben Gewindegang gelangen, sondern das Zahnrad 3 muß nach jeder vollen Umdrehung des Zahnrades 5 um einen der Gangzahl des Gewindes entsprechenden Teil einer Umdrehung verstellt sein, also bei einem zweigängigen Gewinde um ¹Z₂, bei einem dreigängigen Gewinde um ¹J₃ oder ²/₃, bei einem viergängigen Gewinde um ^x/₄ ader ³/₄.

Bei einem zweigängigen Gewinde kann also das Übersetzungsverhältnis von Arbeitsspindel 2 auf Steuerwelle 6 entweder 2:3 oder -2:5 oder 2 : 7 oder 2 :9 usw. sein, bei dreigängigem Gewinde 3 :4 oder 3 : 7 oder 3 :10 usw. oder 3 : 5, 3 : 8, 3 : 11, bei viergängigem Gewinde 4:5, 4:9 oder 4:3, 4:7 usw. In jedem Fall ist das Übersetzungsverhältnis so zu wählen, daß das Gewindeschneidwerkzeug nach jedesmaligem Durchlauf stets in einem anderen Gang als den zuvor geschnittenen gelangt und erst nach dem Durchlaufen aller

+5 Gänge wieder in den zuerst geschnittenen Gang gelangt und weiterhin, immer abwechselnd, einen Gewindegang nach dem anderen bearbeitet, bis das ganze Gewinde fertiggeschnitten ist.

In Fig. 8 ist die Abwicklung des Gewindes schaubildlich mehrmals nebeneinander gezeichnet, um dadurch die Aufeinanderfolge mehrerer Durchgänge des Schneidwerkzeuges zu veranschaulichen. I bezeichnet den ersten, II den zweiten Gewindegang. Durch besonders dicke Striche ist der jeweils bearbeitete Gewindegang kenntlich gemacht. Es wird demnach beim ersten Durchgang der Gewindegang I, beim zweiten Durchgang der Gewindegang II, beim dritten Durchgang wiederum der Gewindegang I geschnitten usf.

In gleicher Weise zeigt Fig. 9 wie von den drei Gängen I, II, III des dreigängigen Gewindes wieder zunächst der Gang Ϊ; dann der Gang II, dann der Gang.III ,und dann erst wieder der Gang I geschnitten wird. Statt dessen; könnte auch in der durch Pfeile angedeuteten; Reihenfolge zuerst der Gang I, dann der Gang III, dann der Gang II und hierauf erst wieder der Gang I geschnitten werden.

Fig. 10 zeigt die Umdrehungen, welche die Arbeitsspindel beim Schneiden eines viergängigen, einen Gang langen Gewindes zurücklegt und wie die einzelnen Arbeitsgänge (durch starke schwarze Linien dargestellt) sich je unter Einfügung einer Leergangteil drehung (durch dünne Linien mit Querstrichen dargestellt) aneinanderreihen, für den Fall, daß die Übersetzung zwischen Leitgewinde und Arbeitsspindel 4:5 oder 1 : i*/₄ beträgt. Fig. 11 zeigt, wie je ein Arbeitsgang und ein Leergang sich auf eine Umdrehung des Leitgewindes verteilen. Die Drehrichtung ist jedesmal durch einen Pfeil angedeutet.

Mit E und A ist das Einfallen bzw. Abheben der Leitbacke gekennzeichnet. Der Kreisbogen S der Leitgewindeumdrehung wird während des Strehlens zurückgelegt, der Kreisbogen R während der Rückbewegung des Strehlers zwischen seinem Abheben und Wiedereinfallen.

Da mehrere Drehungen der Arbeitsspindel veranschaulicht werden mußten, sind diese nach Art einer Spirale ineinandergefügt, die in der Richtung von innen nach, außen durchschritten wird. Der Weg für das Durchlaufen des ersten bei B₁ beginnenden. Gewindeganges S₁ ist — · — · bezeichnet.. An ihn schließt sich die = = = bezeichnete Teilumdrehung R₁ der Arbeitsspindel während ioo der Zurückführung des Strehlers an, sodann der — · · · — bezeichnete zweite Gewindegängig, hierauf wieder die Teilumdrehung i?₂ während der Rückbewegung des Strehlers,

sodann die · · — · · · — bezeichnete Um-

drehung S₃ für den dritten Gewindegang und nach einer weiteren Teilumdrehung R₃ die

—.... —... dargestellte Umdrehung S₄

für den vierten Gewindegang.

Man erkennt, daß während je einer vollen Umdrehung der Arbeitsspindel das Leitgewinde eine ⁴/₅-Umdrehung S macht; während der restlichen ¹/₅-Umdrehung vollzieht sich das Ausheben der Leitbacke und des Strehlers, das Zurückführen des letzteren sowie das Wiedereinfallen der Leitbacke und das Wiederansetzen des Strehlers, während die Arbeitsspindel ^-Umdrehung weiterläuft. Somit gelangt der Strehler jedesmal in den nächstfolgenden Gewindegang; die Steigung des Leitgewindes muß in diesem Falle der Übersetzung 5 :4 entsprechend ^δ/₄, d. h. das

ι, 2 5fache, des zu schneidenden Gewindes betragen. "

Auch ist es möglich, ein kurzes vierfaches Gewinde mit - den Übersetzungsverhältnissen 4 _: 3 oder ι : ³/₄ zu schneiden, wobei sich die jeweiligen Drehungen von Arbeitsspindel und Leitgewinde wie in Fig. 12 und 13 dargestellt verhalten.

Während des Schneidens je eines Ganges des im ganzen nur einen halben Gang langen viergängigen Gewindes, währenddessen die Arbeitsspindel also auch nur ^"Umdrehung ausführt, legt das Leitgewinde ²/₃-Umdrehung zurück. Während der restlichen ^g-Umdrehung des Leitgewindes dreht sich die Arbeitsspindel um !/^Umdrehung weiter, und beim Wiedereinfallen der Leitbacke gelangt der Strehler, der vorher den ersten Gewindegang (—·—·—) bearbeitet hat, nun nicht in den nächstfolgenden, den · zweiten Gewindegang (—" — · ), sondern in den vorhergegangenen, den _ vierten Gewindegang (—····—····—) nach einer weiteren Umdrehung des Leitgewindes in den dritten Gewindegang (—···—···—), das nächste Mal in den zweiten Gewindegang (—··—··—). dann erst wieder in den ersten Gewindegang (— · — · —·) zurück.

In diesem Falle muß, der Übersetzung 4 : 3 entsprechend, die Steigungshöhe des Leitgewindes ³/_d, d.h. das o,75fache der vollen Steigungshöhe des zu schneidenden Gewindes betragen.

Wollte man ein längeres Vierfachgewinde mit einer Steigungshöhe beispielsweise von zwei vollen Gewindegängen schneiden, so müßte hierfür anstatt der im ersten Beispiel (nach Fig. 10 und n) gewählten Übersetzung von 4 : 5 zwischen Arbeitsspindel und Leitgewinde eine solche von 4': 9 angewendet werden, wobei dann während zweier voller Umdrehungen der Arbeitsspindel das Gewindeschneiden und während einer weiteren ^-Umdrehung derselben die Rückbewegung des Strehlers erfolgt, der nun an dem nächstfolgenden Gewindegang seine Arbeit fortsetzt. In dieser Zeit von s^-Umdrehungen der Arbeitsspindel hätte dann das Leitgewinde infolge der Übersetzung 4 : 9 eine volle Umdrehung ausgeführt; dementsprechend müßte in diesem Fall das Leitgewinde gegenüber dem zu schneidenden Gewinde eine um ⁹/₄ höhere, d. h. 2,25fache Steigungshöhe erhalten.

Bei einer entsprechenden Wahl der Übersetzung könnte das Leitgewinde für jeden Arbeitsgang statt einer auch zwei oder mehrere volle Umdrehungen ausführen; dann erhält das Leitgewinde eine entsprechend geringere Steigung. ·

Aus den gezeichneten und beschriebenen Beispielen erkennt man, daß hier nicht mehr wie beim üblichen Gewindeschneiden mittels Gewindeleitpatrone das Leitgewinde für eine gewisse Ganghöhe unabhängig von der Gangzahl und der Werkstückgewindelänge ist, sondern daß vielmehr Gangzahl und Gewindelänge bei gegebener Ganghöhe jeweils Leitpatronen mit verschiedener Ganghöhe und verschiedenen Übersetzungen zwischen Werkstück und Leitpatrone erfordern.

Die verwendete Leitpatrone 8 kann in jedem Fall eingängig oder mehrgängig sein. An ihrer Stelle könnte auch eine Kurve mit einer entsprechenden Gewindesteigung für den Vorlauf und einem entsprechenden Rücklauf angewendet werden. Im letzteren Falle würde bei der beispielsweise gewählten Gewindeschneideinrichtung ein Ausheben und Wiedereinfallenlassen der Leitbacke 13 entbehrlich sein,

Die beschriebene Einrichtung kann selbstverständlich bei entsprechender Gestaltung an jeder Art von Drehbänken mit Leitgewindeeinrichtung angewendet werden.

Um das Vorschneiden von beispielsweise vier- oder sechsgängigen Gewinden zu beschleunigen, kann auch bei einem viergängigen Gewinde mit einem zweimaligen Durchgang eines zweizahnigen Gewindestahles, sofern der Gewindeauslauf dies erlaubt, gearbeitet werden, während bei einem sechsgängigen Gewinde ein dreimaliger Durchgang eines zweizahnigen oder ein zweimaliger Durchgang eines dreizahnigen Gewinde-Stahles anwendbar ist.

Claims (1)

1. Patentanspruch :

   Gewindestrehlvorrichtung mit Leitpatrone für das Schneiden mehrgängiger Gewinde mit mehreren Werkzeugdurchläufen durch¹ jeden Gewindegang, dadurch gekennzeichnet, daß mit Berücksichtigung der Gewindelängen die Gewindesteigungen von Werkstück (1) und Gewindekitpatrone (8) unter Zwischenschaltung einer geeigneten Übersetzung (Räder 3, 4, 5) unter sich verschieden und so bemessen sind, daß zwischen dem. Ausheben der Gewindeleitbacke (13) aus ihrer Leitpatrone n₀ und der Möglichkeit des Wiedereinfallen s dieser Leitbacke in die Leitpatrone ein Weiterdrehen des Werkstückes mit Voreilung oder Verzögerung zu einem anderen als dem eben bearbeiteten Gewindegang stattfindet.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen