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Universal-Teilkopf Die Erfindung bezieht sich auf einen Teilkopf für
Werkzeugmaschinen zum Herstellen von über einem Werkstückdurchmesser verteilten.
Aussparungen, Löchern o. dgl., und betrifft eine neue Ausbildung der Einstellmittel,
durch die es möglich ist, unbegrenzt jede beliebige Teilung ohne Bedingung für die
Größe der einzelnen Teilschritte sowohl beim Teilen mit gleicher oder ungleicher
Teilung bzw. Rundschalten (Spiralfräsen) als auch bei jeder Winkelstellung der Teilspindel
ohne weiteres einzustellen, wobei außerdem ein Höchstmaß von Einstellgenauigkeit
gewährleistet ist, da die beim Differentialteilen mit den bekannten Teilköpfen in
den Teilvorgang einbezogenen Zahnräder zum Antrieb der Lochscheibe von der Arbeitsspindel
her entfallen. Neben diesem gegenüber den bekannten Teilkopfausbildungen erweiterten
Arbeitsbereich hat die neue Ausführung noch den anderen Vorteil der einfacheren
Ausführung, da alle Einstellungen mit nur einer Lochscheibe und wenigen Wechselrädern
für das Spirälfräsen vorgenommen werden können und jede Lochauszählung entfällt.
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Erfindungsgemäß ist bei einem Teilkopf, dessen das Werkstück beeinflussende
Spindel über ein Schneckenradvorgelege von einer Teilkurbel aus einstellbar ist,
der Teilkurbel eine an dem Gehäuse drehbare, eine Anzeigevorrichtung steuernde Nockenscheibe
zugeordnet. Die Nockenscheibe ist
an dem Gehäuse feststellhar und
der mit ihr zusammenarbeitende Mitnehmerstift der Teilkurbel ist aus ihr ausziehbar,
so daß volle Kurbelumdrehungen ohne Mitnahme der Nockenscheibe ausgeführt werden
können. Die Nockenscheibe ist zweckmäßig an einer konzentrisch zur Teilkurbel an
dem Gehäuse drehbaren Tragscheibe befestigt, die mit einem oder mehreren Löchern
für den Mitnehmerstift der Kurbel versehen ist. Dieser Mitnehmerstift ist vorteilhaft
drehbar an dem Kurbelarm gelagert und hat eine Kegelfläche, der an dem Gehäuse ein
Reibungskonus zugeordnet ist, so daß also durch Drehen des Mitnehmerstiftes in dem
Kurbelarm dieser um Kleinbeträge verschwenkt und eine Feinsteinstellung vorgenommen
werden kann. Die Kurvenscheibe besteht aus zwei nach einer archimedischen Spirale
verlaufenden Teilstücken und steuert eine an dem Gehäuse angeordnete Meßuhr. Die
für einen Teilschritt erforderliche Bruchteilumdrehung der Teilkurbel erfolgt also
nicht mehr nach der Vielzahl von Löchern in der Teilscheibe, sondern nach der Anzeige
der Meßuhr. Durch entsprechende Wahl der Steigung der Kurvenscheibe läßt sich hierbei
eine erhebliche Übersetzung in der Anzeige erzielen, so daß selbst kleinste Winkeldrehungen
der Teilspindel in gut erkennbarem Maßstab angezeigt werden.
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In weiterer Vereinfachung des Aufbaues eines Teilkopfes ist die Teilspindel
des Kurbelarmes über einem ausrückbaren Zahntrieb mit dem Maschinenantrieb kuppelbar
und dient somit als Antrieb der Arbeitsspindel beim Spiralfräsen. Hierzu trägt die
Teilspindel des Kurbelarmes ein auf ihr feststellbares Schraubenrad, dessen Gegenwelle
in dem Gehäuse gelagert und mit einem Aufsteckansatz für den Antrieb durch Wechselräder
versehen ist. Dieser Antrieb wird beim Spiralfräsen durch Feststellen des Schraubenrades
auf der Teilspindel eingeschaltet. Um hierbei einen Umlauf der Teilkurbel zu vermeiden,
ist diese mit einer Kegelnabe auf einem Konus der Schneckenspindel geführt und durch
eine K@ordelmutter anziehbar, die beim Spiralfräsen gelöst wird.
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Weiterhin ist die Werkstückspindel mit einem Arbeitskopf um die Achse
der Teilspindel schwenkbar in dem Teilkopf gelagert, so daß sie ohne Beeinflussung
der Teilungseinstellung in jede Winkelstellung zur Waagerechten verbracht und jede
Teilung auch in beliebiger Winkelstellung der Spindel vorgenoimmen werden kann.
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Die Lagerung der Arbeitsspindel im Arbeitskopf erfolgt durch eine
kegelige Spannhülse, die im Arbeitskopf verschiebbar angeordnet ist und mittels
einer Ringmutter mit Handgriff so eingestellt werden kann, daß während des Teilvorganges
und beim Spiralfräsen das' Lagerspiel stets in den für die Teilgenauigkeit erforderlichen
Toleranzen liegt, daß aber während des Fräsvorganges bei stillstehendem Werkstück
die Spindel im Arbeitskopf festgeklemmt und die Schnecke mit dem Schneckenrad entlastet
wird.
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Die neue Ausführung ist nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert.
Es zeigt Abb. i einen Schnitt in der Ebene der Teilspindel nach Linie 1-I der Abb.
2, Abb. 2 eine Seitenansicht in Richtung der Teilspindel, Abb. 3 die Kurvensteuerung
für die Meßuhr in größerem Maßstab und Abb. 4 einen Schnitt in der Ebene der Arbeitsspindel
nach Linie IV-1V der Abb. i.
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Der Unterbau i des Teilkopfes hat zwei Seitenwangen 2, 3, zwischen
denen der die Arbeitsspindel 4 aufnehmende Lagerbock 5 geführt ist. Der Unterbau
nimmt in zwei Büchsen 6, 7 die Teilspindel 8 auf, deren Schnecke 9 mit dem Schneckenrad
io der Arbe-itspindel 4 im Eingriff steht.
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Die Seitenwangen 2, 3 des Unterbaues i sind nach einem um die Achse
der Teilspindel 8 geschlagenen Kreisbogen geformt und an diesen Bogenkanten mit
Abschrägungen i i versehen. Der Lagerbock 5 hat eine hierzu konzentrische Kappe
12 mit einzelnen vorstehenden Kantenabschrägungen 13. In diesen Abschrägungen 13
führen sich Keilplatten 14, die durch den Lagerbock 5 durchsetzende Schraubbolzen
15 angezogen werden können, sich dabei auf der Randabschrägung 11 der Wangen 2,
3 abstützen und den Lagerbock in dem Unterbau i verspannen. Nach Lockern der Spannbolzen
15 kann somit der Lagerbock 5 um die Achse der Teilspindel 8 verschwenkt werden,
so daß der Arbeitsspindel 4 jede Winkelstellung zur Waagerechten gegeben werden
kann. Da das Schneckenrad io in der Schwenkebene liegt, wird durch diese Einstellung
der Arbeitsspindel 4 der Eingriff von Schneckeg und Schneckenrad io nicht beeinflußt.
Eine der Wangen ist dabei zweckmäßig mit einer Winkelteilung versehen, der an der
Kappe 12 des Lagerbockes ein Zeiger 16 zugeordnet ist. Das Schneckenrad io ist vorteilhaft
mit einem in der Mittelebene geteilten Schneckenkranz 56, 57 versehen, wobei in
die Teilfuge Zwischenscheiben 58 eingelegt sind, durch deren Herausnahme das Schneckenrad
bei sich einstellendem Spiel wieder nachgestellt werden kann.
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Die Teilspindel 8 trägt in einem Gehäusefortsatz 17 lose drehbar ein
Schraubenrad 18, das mit einem Kupplungskonus i9 versehen ist und mit einem Gegenrad
auf der Wechselradwelle 2o im Eingriff steht. Das eine Ende 21 der Wechselradwelle
20 ist aus dem Gehäuse herausgeführt und hier zur Aufnahme des letzten Wechselrades
eingerichtet, das für das Spiralfräsen über entsprechend bemessene Zwischenräder
von der Maschinenspindel aus angetrieben wird.
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Dem Kupplungskonus i9 ist ein auf der Spindel 8 verschiebbarer, aber
in Drehrichtung durch eine Gleitfeder mitgenommener Gegenkonus 22 zugeordnet, der
über eine Zwischenbüchse 23 durch eine Kordelmutter 24 in den Kupplungskonus i9
eindrückbar ist. Die Kordelmutter 24 ist auf einem Gewindeteil 25 der Spindel
8 gehalten und durch eine Vorgelegemutter 26 gesichert. Somit kann durch Anziehen
oder Lockern der Kordelmutter 24 das Schraubenrad 18 mit der Spindel 8 gekuppelt
oder entkuppelt werden, um den Antrieb von der Maschinenspin,
del
über die Wechselradwelle 2o auf die Teilspindel 8 und damit auf die Arbeitsspindel
4 zu übertragen.
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Vor dem Gewindeteil 25 hat die Teilspindel 8 einen Konus 27, auf den
sich die Nabe 28 der Teilkurbel 29 führt. Das Feststellen der Nabe 28 auf den Konus
27 erfolgt durch eine Kordelmutter 30, die auf einem Gewindefortsatz 31 der Spindel
8 aufgeschraubt und durch eine Gegenmutter 32 gesichert ist.
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An einem Innenflansch 33 des Gehäusefortsatzes 17 ist eine
mehrfach abgesetzte Büchse34 befestigt, die mit einer Schale 35 den Feststellkonus
22 führt und die Lochscheibe 50 drehbar aufnimmt. Die Lochscheibe 5o trägt
auf der Rückseite eine herzförmige Kurvenscheibe 36, die aus zwei nach einer archimedischen
Spirale verlaufenden Hälften 36° und 36b (Abb. 3) besteht. Die Teilscheibe ist auf
der Rückseite am Umfang mit einer Abschrägung 37 versehen, der an dem Gehäusefortsatz
17 ein entsprechender Konus 38 zugeordnet ist. Die Büchse 34 hat einen Gewindefortsatz
39 mit einer Stellmutter 4o, die gegen die Lochscheibe 5o verschraubt werden kann
und damit die Scheibe 50 in der Abschrägung 38 des Gehäuses 17 festklemmt.
Die Stellmutter 40 ist durch eine Gegenmutter 41 gesichert.
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Der Kurvenscheibe 36 ist der Fühlstift 42 einer Meßuhr 43 zugeordnet,
die auf dem Gehäuse 17
sitzt.
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Die Teilkurbel 29 hat einen, den Löchern 49 der Lochscheibe 5o zugeordneten
Mitnehmerstift 44, der durch einen Griffknopf 45 entgegen der Wirkung einer Feder
46 zurückziehbar ist und in einen Konus 47 ausläuft. Dieser arbeitet mit einer Kegelfläche
48 des Gehäuses 17 zusammen, so daß also durch Drehen des Griffknopfes 45 der Konus
47 sich auf der Kegelfläche 48 abwälzt und dadurch zur Feineinstellung die Teilkurbel
29 verschwenkt, so daß die Teilspindel 8 verdreht wird.
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Für die Bedienung des neuen Teilkopfes genügt die Anordnung eines
Loches49 für den Mitnehmerstift 44 in der Teilscheibe 5o, doch können auch zur Vereinfachung
der Handhabung etwa sechs Löcher auf den Umfang verteilt sein.
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Die Arbeitsspinde14 ist in einer kegeligen Spannhülse 5 i gelagert,
die an ihrem einen Ende ein Gewinde 52 trägt, auf welches eine Ringmutter 53 aufgeschraubt
ist. Durch Anziehen oder Nachlassen der Ringmutter wird die Arbeitsspindel im Gehäuse
festgeklemmt (Fräsvorgang bei stillstehendem Werkstück), oder es wird ihr das für
die Drehbewegung erforderliche Lagerspiel vermittelt (Teilvorgang, Spiralfräsen).
Die Betätigung der Ringmutter 53 erfolgt durch einen Handgriff 54, der durch einen
Spannring 55 auf der Ringmutter in geeigneter Lage festklemmbar ist.
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Zum Teilen bei gleicher oder ungleicher Teilung wird bei gelöster
Spindelfeststellung die Kordelmutter 4o angezogen und damit die Lochscheibe 50 an
dem Gehäuse 17 festgestellt. Durch Zug an dem Griffknopf 45 wird der Mitnehmer 44
von der Lochscheibe 5o abgezogen und die Kurbel 29 um eine dem jeweiligen Teilschnitt
entsprechende Zahl ganzer Umdrehungen verdreht. Diese Umdrehungen der Kurbel 29
werden, da hierbei die Mutter 30 angezogen ist, über die Spindel 8, Schnecke 9 und
Schneckenrad io auf die Arbeitsspindel 4 übertragen. Ist neben den vollen Umdrehungen
der Teilkurbel für die richtige Einstellung noch eine Teilumdrehung notwendig, so
wird bei in das Loch 49 eingerastetem Mitnehmerstift 44 die Mutter 40 gelöst und
damit die Lochscheibe 5o mit der Kurvenscheibe 36 zum Verdrehen freigegeben. Es
folgt dann eine Teilumdrehung der Kurbel 29, bis die Meßuhr, deren Zeiger hierbei
durch die mitgenommene Kurvenscheibe 36 beeinflußt wird, den aus der Teilungstabelle
ersichtlichen Wert anzeigt. Dtie Kordelmutter 40 wird dann wieder fest gestellt,
und die Einstellung ist beendet, so daß nach dem Feststellen der Arbeitsspindel
mit dem Arbeitsgang begonnen werden kann.
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Zum Spiralfräsen wird die Mutter 30 gelöst, so daß die Kurbel
29 lose auf der Spindel 8 sitzt, während die Muttern 40 und 24 angezogen werden.
Damit bleibt die Lochscheibe 50 stehen, und die Spindel 8 wird von der Wechselradwelle
20 über das Schraubenrad 18 angetrieben. Nach demDurchfräsen der Spiralnut und Zurückfahren
des Maschinentisches wird . die Mutter 3o angezogen, Mutter 24 gelöst und die Teilung,
wie oben beschrieben, vorgenommen, worauf nach Feststellen der Mutter 24 und Lösen
der Mutter 3o die nächste Nut gefräst werden kann.
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Der Aufbau des neuen Teilkopfes und seine Hanidhabungsindsomit äußerst
einfach. DadieTeileinstellung auf der Meßuhr abgelesen werden kann, erübrigt sich
die sonst notwendige und größere Aufmerksamkeit erfordernde Einstellung nach einer
mit mehreren Lochkränzen versehenen Teilscheibe. Es entfällt ferner jede Auswechslung
der Lochscheibe und etwaiger Zwischenräder, da mit den vorbeschriebenen Mitteln
jede vorkommende Teilung eingestellt werden kann. Lediglich für das Spiralfräsen
sind je nach der Steigung der Nut einige wenige Wechselräder notwendig.
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Die Stellung der Arbeitsspindel ist dabei ohne Einfluß auf die Teilungsmöglichkeiten,
und es lassen sich mit dem neuen Teilkopf für jede Stellung der Arbeitsspindel alle
beliebigen Teilungen bedingungslos und mit größter Genauigkeit einstellen.