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Gewindeschneidvorrichtung für Drehbänke Die Erfindung bezieht sich
auf eine Gewindeschneidvorrichtung für Drehbänke, deren Gewindeschneidstahl nach
jedemDurchgang auf größere Schnittiefe durch eine Schaltscheibe nachgestellt wird,
die dabei mit. Vorsprüngen wachsender Höhe auf den einen Arm eines doppelarmigen
Hebels einwirkt, dessen anderer Arm von veränderlicher Länge ist und den Werkzeugträger
senkrecht zur Drehachse des zu bearbeitenden Werkstücks verschiebt.
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Bei der Verwendung einer derartigen Vorrichtung zum Schneiden von
Gewinde in Metallen ist es erforderlich, daß man das Maß der Stahlzustellung bei
den aufeinanderfolgenden Durchgängen des Werkzeugs in Abhängigkeit von der Gesamttiefe
des Gewindes je nach dem Durchmesser und der Härte des zu bearbeitenden Werkstücks
verändern kann. Dies ließe sich zwar durch eine Änderung der das Vorrücken des Werkzeugs
steuernden Nockenscheibe erreichen, jedoch ist dieses Mittel für die Praxis unerwünscht,
denn es würde die Verwendung von zahlreichen ünd kostspieligen Nockenscheiben erfordern,
um allen den Fällen entsprechen zu können, die im Betrieb auftreten könnten. Außerdem
würde dieses Mittel für jede herzustellende Gewindetiefe den Ausbau und Ersatz der
' Nockenscheibe erfordern. `
Man hat auch bei Maschinen zum Schneiden von
Holzgewinde, die eine Antriebsvorrichtung der erwähnten Art zum Vorschieben; des
Werkzeugs besitzen, die Möglichkeit vorgesehen, die Länge des Hebels, der die Wirkung
der das Vorrücken des Werkzeugs bestimmenden Nockenscheibe auf den Werkzeugträger
überträgt, veränderlich zu gestalten. Zu dem Zweck wurde der Teil, der die Bewegung
dieses Hebelarms an den Werkzeugträger weitergibt, in einem Schlitz des Hebelarms
mit Hilfe einer lösbaren Schraube
einstellbar befestigt. Dadurch
konnte dieser Teil auf dem Hebelarm verschoben und dieser verschieden lang gemacht
werden.
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Wenn eine derartige Anordnung -es auch zuläßt. mit ein und derselben
Nockenscheibe verschiedene Spanzustelltiefen des Werkzeugs zu erreichen, gestattet
sie doch nicht eine leichte und genaue Einstellung auf die verschiedenen Tiefen.
Für das Schneiden von Metallgewinden, die bei der heutigen Technik gleichzeitig
große Bequemlichkeit in der Einstellung und eine bis zu o,oi mm gehende Genauigkeit
erfordern, ist die bekannte Vorrichtung wenig geeignet.
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Die Vorrichtung nach der Erfindung soll nun eine leichte und äußerst
genaue Regelung der Zustelltiefe des Werkzeugs ermöglichen. Außerdem soll sie gestatten,
die Wirksamkeit des ersten Durchganges im Vergleich zu den nachfolgenden Durchgängen
je nach der Art des zu bearbeitenden Metalls zu verändern.
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Hierzu besteht die Vorrichtung "nach der Erfindung darin, daß der
in seiner Länge veränderliche Arm des zweiarmigen Hebels, welcher die Wirkung der
umlaufenden Nokkenscheibe auf den Werkzeugträger überträgt, von einer Platte gebildet
wird, die sich über eine Rolle o. dgl. auf einem Schieber abstützt, der am Werkzeugträger
geführt und mit Hilfe einer Mikrometerschraube senkrecht zur Schwingachse des Hebels
verstellbar ist.
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Bei dieser Ausbildung braucht man nur die Mikrometerschraube in der
einen oder anderen Richtung zu verdrehen, um den Abstand zwischen der Stützrolle
und der Schwingachse des Hebels zu verkleinern oder zu vergrößern und dadurch die
Länge des Hebelarms und das sich daraus ergebende Übertragungsverhältnis zu verändern.
Daraus ergibt sich eine mehr oder weniger große Querverschiebung des Werkzeugträgers.
Diese ganze Handhabung läßt dich in. einfacher Weise, beispielsweise mit Hilfe eines
geriffelten Knopfes, durchführen. Dabei kann eine vollständige Umdrehung der Mikronleterschraube
etwa einer Veränderung des Werkzt:ugvorschubs um o, i mm entsprechen, so daß die
Genauigkeit der Maschine sehr hoch wird.
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An sich sind bereits bei Werkzeugmaschinen voll Nockenscheiben gesteuerte
Winkelhebel zur Anwendung gekommen, deren Übertragungsverhältnis durch Veränderung
eines der Hebelarme einstellbar ist. Hierzu liegt bei den bekannten Vorrichtungen
der die Bewegung. weitergebende Punkt des Hebelarms-veränderlicher Länge auf einem
Schieber, der mit Hilfe einer Mikrometerschraube senkrecht zur Schwingachse des
Hebels. verstellbar ist. Derartige Vorrichtungen, wie sie beispielsweise zur Verschiebung
der Spindelstöcke bei Langdrehautomaten verwendet werden, dienen jedoch der Lösung
einer ganz anderen Aufgabe als diejenige, deren Lösung die Erfindung anstrebt. Bei
den bekannten Vorrichtungen handelt es sich darum, den Hub eines Spindelstockes
zu verändern, während mit der Vorrichtung nach der Erfindung die gleichzeitige Änderung
der gesamten Stahlzustelltiefe und des Wertes jeder Teilzustellung in Abhängigkeit
von der Gesamttiefe bei Gewindeschneidmaschinen verändert werden soll.
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Auf den Zeichnungen ist beispielsweise eine Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes
veranschaulicht.
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Abb. i zeigt den Grundriß einer Gewindeschneidmaschine. an der die
Vorrichtung nach der Erfindung Anwendung gefunden hat, Abb.2 ist eine Vorderansicht
der Maschine, Abb. 3 gibt eine Seitenansicht wieder, Abb. d. zeigt eine Einzelheit
der Nockenscheibe mit Außenprofil zur Steuerung der Längsverschiebung des Werkzeugs.
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Die Maschine besitzt ein Gestell i, ähnlich einer Drehbank mit Spindelstock
und Bett. Eine Welle 2 kann sich mit verschiedenen Geschwindigkeiterl drehen und
trägt ein Kupplungssystem, bestehend aus einer festen Riemenscheibe 3 und einer
drehbaren Riemenscheibe d.; 5 ist der Schalthebel, der den Riemen 6 von einer auf
die andere Riemenscheibe bringen kann. Dieser Hebel wird durch eine Sperrklinke
7 in der Betriebsstellung gehalten und durch eine. Feder $ in die Anhaltstellung
gezogen. Er trägt eine Bremse 9, die sich im Augenblick des Ausrückens gegen die
feste Riemenscheibe 3 preßt.
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Die Hauptwelle 2 treibt durch die Zwischenschaltung eines Vorgeleges
io, ioQ, Tob" io, eine zur Welle 2 parallele Welle i i. Die Welle i i kann mit einer
bestimmten Anzahl verschiedener Geschwindigkeiten im Verhältnis zur der Welle 2
umlaufen. Im vorliegenden Fall sind drei Geschwindigkeitsverhältnisse, i6, 32 und
6q., Umdrehungen der Welle 2 bei einer Umdrehung der Welle i i angenommen. Diese
Welle i i trägt einen 2,#ocken 12 mit dem in Fig. q. gezeigten Außenprofil. d. h.
mit in einem Winkelbereich über 270 ' gleichmäßig ansteigender Hölle, danach über
einen Winkelbereich von T,.5 ° ungefähr gleichbleibender Höhe, über den darauffolgenden
Winkelbereich von 6o' mit abfallender und über den restlichen Winkelbereich von
15 ° wieder mit ungefähr gleichbleibender Höhe. Der Nocken i2 betätigt eine
Rolle 13, die an einem senkrecht zur Welle 2 zwischen zwei Gleitschienen
15 des Gestells i verschiebbaren Schlitten 1q. befestigt ist. Der Schlitten
1d. besitzt in seiner Mitte eine Gewindestange i6
und eine senkrechte
Führungsleiste i4', die durch die Achse der Stange 16 hindurchgeht. Diese Führungsleiste
verläuft genau parallel zu den Gleitschienen 15. Eine Feder. sichert das Anliegen
der Rolle 13 an den Nocken 12.
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Die Gewindestange 16 dient dazu, mit Hilfe eines Handgriffs 16' Platten
verschiedener Formen, jedoch in ganz bestimmter Lage gegenüber der Führungsleiste
des Schlittens 14 an diesem zu befestigen. Diese Platten 18 (rechtwinklig, dreieckig,
trapezförmig, vieleckig) bestimmen die von der Maschine hergestellte Ganghöhe des
Gewindes, indem das Verhältnis zwischen der Umdrehungszahl der Welle 2 und dem Längsvorrücken
des Schneidwerkzeügs geändert wird.
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Die Platte i8 kann z. B. mit zwei kreuzförmig verlaufenden Rillen
18' versehen sein, in deren eine oder andere die Führungsleiste 14 je nach
der der Platte i8 gegebenen Lage eingreifen kann.
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Das Schneidwerkzeug i9 ist an einem Support 2o befestigt, der sich
senkrecht zur Achse der Welle :2 zwischen zwei Führungen 21 verschiebt, die durch
zwei Bolzen 22 auf einer Längsgleitbahn 23 befestigt sind, die sich parallel zur
Welle :2 zwischen den Führungen des Gestells i verschiebt. Der Support 2o trägt
ein senkrecht zur Welle 2 bewegbares Gleitstück .24, das zwischen zwei Mikrometerschrauben
25 durch einen Vierkant mit Ansatz 26 gehalten wird, der an dem Gleitstück 24 befestigt
ist. Diese beiden Schrauben regeln das Vorrücken des Werkzeugs gegen den mit Gewinde
zu versehenden Gegenstand und so gleichfalls den Durchinesser des Gewindes. Sie
bilden einen Teil des Supports 2o.
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Das Gleitstück 24 trägt an seinem Ende eine Rolle 27, die durch einen
Schieber 28 abgestützt wird, der vermittels eines Kordelknopfes 29, der auf eine
Mikrometerschraube 3o wirkt,. senkrecht verstellbar ist. Die Rolle 27 sucht sich
unter der Wirkung einer nichtdargestellten Feder kräftig gegen einen Hebel 31 zu
legen, der um eine Achse 3a drehbar ist und einen zweiten Arm 33 trägt, der länger
ist als der. Hebel 31, und an seinem Ende mit einer Rolle 34 ausgerüstet
ist.
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Die Rolle 34 stützt sich unter dem durch die: Rolle 27 ausgeübten
Druck auf einer Scheibe 35 ab, die an ihrem Umfang acht Vorsprünge 35' besitzt.
Diese Vorsprünge, die wie die Zähne eines Zahnrades regelmäßig verteilt sind, sind
verschieden und in der Höhe ansteigend; so daß. sie über die Rollen 34 und 27 vorrückend
auf das Werkzeug i9 wirken.
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Die Kombination der beiden Hebelarme 31, 33 mit der Wirkung des Schiebers
28 auf die-Rolle 27 gestattet dadurch, daß man die Rolle 27 von der Achse 32 entfernt
oder ihr nähert, wunschgemäß das gesamte, durch die acht Torsprünge der Scheibe
35, die unveränderlich sind, hervorgerufene Vorrücken zu vergrößern oder zu verkleinern.
Man kann so durch das einfache Verrücken der Rolle 27 in acht Schritten Gewindetiefen
von 3, 4, 5 oder 6 mm herstellen, wobei das Vorrücken bei jedem Schritt proportional
zu der Gesainttiefe des Gewindes erfolgt. Eine vollständige Umdrehung der Schraube
3o mit dem Kordelknopf 29 entspricht einem Vorrücken von i/io mm des Werkzeugs,
was den Genauigkeitsgrad der Maschine kennzeichnet.
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Die Vorsprünge 35'_ können in Größe und Anzahl so angeordnet sein,
um entweder in drei Schritten (in diesem Fall entspricht eine Umdrehung der Scheibe
drei Gewindeschnitten) oder in vier Schritten für zwei Gewindeschnitte je Umdrehung
oder auch in 5, 6, 8, 9, 1o, 12 oder 15 Schritten Gewinde zu schneiden. Die durch
die Rolle 27 hervorgerufene proportionale Vergrößerung oder Verringerung ist unabhängig
von der jeweiligen Anzahl der Vorsprünge der Scheibe.
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Die Drehung der Scheibe 35 vollzieht sich mittels zweier Sektoren
36, die auf einer Seite des Nockens 12 befestigt sind und. auf einen Hebel 37 wirken,
an dem eine Klinke 38 befestigt ist. Diese Klinke wirkt auf ein Sperrad 39, das
auf einer Welle 4o befestigt ist, auf der sich auch die Scheibe 35 befindet. Die
Wirkung eines der Sektoren 36 löst die Rolle 34 von einem Vorsprung der Scheibe
35 in dem Augenblick, wo die Rolle 13 den Winkelbereich von 27o" ansteigender Höhe
des Nockens 12 durchlaufen hat. Die Rolle 34 befindet sich also zwischen zwei Vorsprüngen,
wenn. die Rolle 13 die 6o° abfallender Höhe des Nockens 12 durchläuft. In diesem
Zeitpunkt vollzieht sich die Wirkung des zweiten Sektors 36, der die Scheibe 35
sich so «reit drehen säßt, daß die Rolle 34. auf den folgenden Vorsprung zu liegen
kommt. Das Sperrrad 39 trägt seitlich Sektoren 41, die auf die Klinke 7 wirken und
die Maschine nach dem letzten Gewindeschritt äusr*ken. Man kann hier einen, zwei,
drei oder vier Sektoren vorsehen, je nach der Anzahl der bei einer Umdrehung der
Scheibe 35 hergestellten Gewindeschnitte.
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Während die Bewegungen des Vorrückens und Einstellens des Werkzeugs
senkrecht zur Drehachse der mit Gewinde zu versehenden Gegenstände durch die Wirkung
der Scheibe 35 verursacht werden, bleibt noch die Wirkung- der Platten 18 festzulegen,
die an dem Schlitten 14 befestigt sind: Eine der Seiten der Platten 18 steht in
Berührung mit einer Rolle 42, die an einem senkrechten Schieber 43 befestigt ist,
welcher mittels eines Kordelknopfes
4-. zwischen den Führungen
des Rahmens 45 verstellbar ist, der auf der Längsgleitbahn 23 befestigt ist, auf
der der Werkzeugträger 2o gleichfalls befestigt ist. Die mit der Rolle 42 in Berührung
stehende Seite der Platte z8 ist nicht parallel zu den Gleit-,(' hienen i,,
sie verläuft schräg zu den Gleitschienen, und der Grad der Neigung ist für jede
der vier Seiten der Platte 18 verschieden (z. B. 6 mm, 12 miil, 18 mm, 2.I min Höhe
auf io cm Länge).
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Wenn die Maschine mit dein Drehzahlverhältnis von 16 : i zwischen
den Wellen 2 und i .i in Betrieb ist, so wird der Nocken 12 die Platte 18 bis zum
Ablauf von zwölf Umdrehungen der Welle 2 (entspricht dem Winkelbereich von 27o°
des Nockens 12) hochheben und das Werkzeug in dem Längssinn um ein Stück verschoben
werden, das gleich ist der Neigung der Seite oder Schrägfläche der Platte 18, die
auf die Rolle 42 wirkt. Wenn die Höhe dieser Neigung 6 mm betrugt, wird die Ganghöhe
0,5 mm sein; wenn sie 12 mm beträgt, wird die Ganghöhe i min sein. Sie wird
1,5 min für die Höhe von 18 mm und 2 mm für die von 24 mm betragen.
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Mit derselben Platte wird die Höhe der Neigung von 6 mm Schritte von
0,25 mm und 0,125 min ergeben, wenn man mittels des Vorgeleges lob die Verhältnisse
32 : i und 64 : 1 zwischen den Wellen 2 und i i herstellt. Gleiches gilt für die
drei anderen Seiten der Platte 18.
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Wenn das Werkzeug den ersten Arbeitsgang durchlaufen hat und die Rolle
13 an die Spitze des ansteigenden Teils des Nockens 12 gelangt ist, kommt der erste
Sektor 36 zur Wirkung, und die Rolle 34 fällt zwischen zwei Vorsprünge der Scheibe
35, wodurch das Werkzeug von dein Werkstück gelöst wird. In diesem Zeitpunkt durchläuft
die Rolle 13 den stark abfallenden Teil des Nokkens i2, die Platte 18 geht herunter
und das Werkzeug kehrt in seine Ausgangsstellung zurück. Eine neue Wirkung seitens
des zweiten Sektors 36 bringt die Rolle 34 auf den folgenden Vorspi?hng zurück,
der höher ist als der vorhergehende, und das Werkzeug dringt tiefer ein. Der Vorgang
wiederholt sich bis zu dein Augenblick, wo nach Fertigstellung des Gewindes der
auf die Klinke 7 einwirkende Sektor 4i die Maschine anhält.
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Um die Längsbewegung des Werkzeugs einzustellen, bringt man die Rolle
13 auf die höchste Stelle des Nockens 12 und betätigt den Kordelknopf 44, der durch
das Hochschrauben der Rolle 42 längs der Schrägfläche der Platte i S die Gleitbahn
23 in der Fig. 2 nach rechts verschiebt und so die im Verhältnis zur Welle -2 am
weitesten rechtsliegende Gewindeebene bestimmt. Um die entgegengesetzte Ebene einzustellen,
die gegenüber der Welle 2 am weitesten links liegt und die Gewindeausgangsebene
bildet, betätigt man den Kordelknopf .16, der die Mikrometerschraube 47 dreht, «-elche
mit der Gleitbahn 23 vermittels des Supports 48 verbunden und durch Anschlagen auf
das Gebättse i wirksam ist. Eine Scheibe 49 gestattet, die Schraube 47 zu blockieren,
jedesmal, wenn die Einstellung erfolgt ist.
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Die Drehgeschwindigkeit ist entsprechend der zulässigen Umfangsgeschwindigkeit
des Schneid-,verkzeugs für das geschnittene Metall zu wählen. Sie ist konstant,
und die Rückkehr des Werkzeugs auf seinen Angriffspunkt erfordert nur ein Drittel
der für das Gewindeschneiden benötigten Zeit. Die Genauigkeit in der Längsbegrenzung
der Bahn des Werkzeugs gestattet, sehr saubere und genaue Gewinde serienweise herzustellen.
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Die Verwendung von Schrägflächen an der Platte 18, um die Ganghöhe
festzulegen, gestattet alle Ganghöhen auszuführen. Geht man z. B. davon aus, daß
die Schrägfläche in zwölf Umdrehungen der Hauptwelle wirksam ist, so genügt für
eine herzustellende Ganghöhe, die geradlinige Länge von zwölf Gewindegängen zu nehmen
und der Schrägfläche über eine Länge von io cm eine dieser linearen Länge gleiche
Höhe-zu geben. Man erhält so, wenn man eine Höhe von 2 Zoll auf io cm und die drei
Verhältnisse 16 : 1, 32 : 1, 64 : i zwischen den Wellen 2 und i i wählt, Gewinde
von 6, 12 und 24 Gängen auf den Zoll. Wenn man eine Höhe von 1,5 Zoll nimmt, erhält
man die Gewinde von 8 und 16 Gängen auf den Zoll. Mittels zweier trapezförmiger
Platten 1S erhält man alle Witworth-Gewinde zwischen 4 und 24 Gewindegängen je Zoll.
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Für die Spezialgewinde kann die Platte 18 durch eine Alhidade mit
graduiertem Kreissektor mit Nonius ersetzt werden, die um eine Achse drehbar und
durch Mikrometerschrauben einstellbar ist. Man kann so alle Winkel und hierdurch
alle Gewindearten bestimmen.
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Natürlich sind die oben angegebenen Daten über die Drehzahlverhältnisse,
Neigungen usw. nur als Beispiele anzusehen.
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Die Maschine kann als selbständige Maschine arbeiten oder einen Zusatz
für eine andere Maschine bilden. Der Umstand, daß Gewinde mit der Schnittgeschwindigkeit
eines Werkzeugs geschnitten werden, gestattet, Gewinde auf Werkstücke zu schneiden,
die sich auf Maschinen für andere Bearbeitungsvorgänge drehen, weil keine Umkehr
in der Drehbewegung stattfindet. So ist die Zeit des Gewindeschneidens ein Gewinn
an der Gesamtarbeitszeit. Es ist gleichfalls möglich, mit einem geeigneten Werkzeug
gleichzeitig zwei
Gewinde der gleichen Ganghöhe von verschiedenen
Durchmessern herzustellen.
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Dadurch, daß man einwärts gekrümmte Reibungsflächen an Stelle von
geraden Flächen verwendet, kann man Gewindegänge mit steigenden und fallenden Zwischenräumen
herstellen.
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Mit abgesetzten Flächen kann- man verschiedene, sich in ein und demselben
Arbeitsgang aufeinanderfolgende Ganghöhen erhalten. Um die Linksgewinde herzustellen,
genügt es, die Hauptwelle sich im umgekehrten Sinn drehen zu lassen, den Nocken
sowie die Scheibe umzukehren und das Schneidwerkzeug umzusetzen.
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Die Maschine kann mit Hohlwelle für das Gewindeschneiden von Rohren,
Zylindern usw. ausgeführt werden. Für den F,11 von Werkstücken, die an ihren beiden
Enden gehalten werden müssen, kann man eine bewegliche, verschiebbare Docke oder
ein anderes geeignetes Halteorgan vorsehen.