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Gewindeschneidevorrichtung für Drehbänke Die Erfindung betrifft eine
Gewindeschneidevorrichtung für Drehbänke, deren Schneidestahl nach jedem Durchgang
auf gr<ißene Scbnittiefe von einer 13eistellkurve vorgeschoben wird, welche von
einer bei jedem .1rl>eitsdurchgang einmal umlaufenden Steuerwelle über ein Schaltrad
weiterschaltbar ist, dessen Schaltklinke nach dem letzten Arl>eitsdurchgang durch
einen zum Schaltrad und zur Beistellkurve gleichachsigen :»schlag utrwirksam gemacht
wird.
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-Nfan hat bereits für eine Vorrichtung dieser Art Regelungsmittel
vorgeschlagen; die es ermöglichen, die Zahl der aufeinanderfolgenden Schnitte des
Schneidewerkzeugs als Funktion der gesamtenTiefe des zu erzeugenden Gewindes zu
ändern, ohne daß man die Beistellkurve auszuwechseln braucht. Zu diesem Zweck wird
bei der bekannten Maschine die Wirkung der Beistellkurve auf den Werkzeugträger
durch einen zweiarmigen Hebel übertragen, dessen einer Arm mit der Beistellkurve
in Berührung steht und dessen anderer Arm einen Druck auf den Werkzeugträger senkrecht
zur Drehachse des Werkstücks ausübt. Der auf den Werkzeugträger wirken.deArm wird
durch eine Platte gebildet, welche sich mittels einer Rolle auf eine Kulisse stützt,
die, im Werkzeugträger geführt und durch eine Mikrometerschraube senkrecht zur Schwingungsachse
des Hebels regelbar ist. Es genügt also, die Mikrometerschraube in dem einen oder
anderen Sinn zu drehen, um die Stützrolle der Schwingungsachse
des
Hebels zu nähern oder zu entfernen und so die Länge des Hebelarmes und das sich
daraus ergebende Übersetzungsverhältnis zu ändern, das eine größere oder kleinere
Querbewegung des Werkzeugträgers 'bestimmt.
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Bei einer derartigen Regelungsweise ist aber die Anzahl der Schnitte,
des Werkzeuges für eine gegebene Beistellkurve stets in ummittelbarer Beziehung
zu dem gesamten Vorschub des Werkzeuges, d. h. einem bestimmten gesamten Vorschub
entspricht stets, eine gleiche Anzahl von Schnitten. Nun ist es jedoch beim Gewindeschneiden
häufig erforderlich, die Anzahl und die Tiefe der einzelnen Schnitte für eine bestimmte
Gesamttiefe des Gewindes ändern zu können, namentlich mit Rücksicht auf die Härte
des zu bearbeitenden Metalls. Beispielsweise erfordern weiche Metalle nur eine verhältnismäßig
kleine Anzahl von Schnitten für eine bestimmte Gewindetiefe, während die harten
1 etalle eine größere Anzahl weniger tiefer Schnitte für die gleiche gesamte
Gewindetiefe erfordern. Die Vorrichtung gemäß der Erfindung löst die Aufgabe, unabhängig
voneinander mit einer einzigen Beistellkurve die eine oder die andere Regelung vornehmen
zu können, sei es die gesamte Vorsrhubtiefe des Werkzeuges, sei es die Anzahl der
Schnitte, die das Werkzeug vollführen muß, um den gewünschten Gesamtvorschub zu
erreichen, wohei außerdem sichergestellt ist, daß,die aufeinanderfolgenden Schnitte
in der Tiefe abnehmen. Die Vorrichtung erlaubt also im besonderen, die gesamte Wirkungstiefe
des Werkzeuges in einer bestimmten Anzahl von Schnitten zu. regeln, welche, sei
es hinsichtlich dieser Anzahl, sei es 'hinsichtlich des Grades der Beistellung,
durch die Härte des mit Gewinden zu versehenden Metalls bestimmt wird. Die Vorrichtung
gibt außerdem die Möglichkeit, das Gewinde in sehr schnellen Arbeitsdurchgängen
zu bearbeiten, wie es die Anforderungen der neuzeitlichen Stahllegierungen für das
Werkzeug bedingen.
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Zu diesem Zweck besteht die Vorrichtung gemäß der Erfindung darin,
daß die Beistellkurve, welche den N orschub des Werkzeuges regelt, nach einem Profil
abnehmiender Steigung geformt ist, und ihr Träger sowie der Anschlag, welcher die
Freigabe des Schaltrades nach der letzten Schnitthöhe bewirkt, unabhängig voneinander
gegenüber dem Schaltrad in Umfangsrichtung einstellbar sind.
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Die Vorrichtung gemäß der Erfindung ermöglicht es, den Teil des Profils
der Beistellkurve, der auf den Vorschub des Werkzeuges einwirken soll, gemäß der
gesamten Vorschubtiefe zu hestimnien und zu verändern, und zwar unabhängig von dieser
Tiefe, wobei,die Anzahl der Zähne,des Schaltrades, die 'beim Gewindeschneiden in
Wirkung treten muß, und infolgedessen die Anzahl der Arbeitsdurchgänge der Drehbank,
dAi. die Anzahl der Schnitte zwischen dem Anfang und dem Ende der Bearbeitung, verändert
werden können.
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Bei einer Ausführungsform gemäß .der Erfindung können die ansteigende
Beistellkurve und der regelbare Anschlag zweckmäßig aus einem Stück je mit einem
Schneckenrad hergestellt sein, mit denen eine Schnecke zusammenarbeitet, welche
mit einem Stellknopf versehen ist und von einem mit dem Schaltrad fest verbundenen
Teil getragen wird. Dieser Teil kann zweckmäßig einen Arm aufweisen; der bei Beginn
der Bearbeitung in Anlage gegen einen festen Anschlag gehalten wird, beispielsweise
durch eine Spiralfeder, die gleichachsig mit der Beistellkurve und mit dem regelbaren
Anschlag angeordnet ist, so daß diese Teile selbsttätig in ihre Anfangsstellung
zurückgeführt werden, sobald der regelbare Anschlag das Schaltrad freigegeben hat.
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Der Gegenstand der Erfindung ist in .der Zeichnung an Hand eines Ausführungsbeispiels
veranschaulicht; es zeigt Abb. i eine Seitenansicht der ganzen Vorrichtung, Abb.
2 eine Draufsicht der Teile zur Steuerung der Längsbewegungen des Werkzeuges, Abb.3
eine Draufsicht des Getriebes zur Regelung des Berührungspunktes zwischen dem das
Werkzeug tragenden Drehkopf und er schwingenden Platte, die die Querverschiebungen
des Werkzeuges steuert, Abb 4 eine schematische Darstellung eines Beispiels des
Umrisses der die schwingende Platte steuernden Kurve, Abb.5 eine Draufsicht der
Teile zur Regelung der Steuerkurve und der Teilkurbel, welche die Stillsetzung der
Maschine herbeiführen.
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,Bei dem gezeichneten Ausführungsbeispiel ist t der das Werkzeug tragende
Drehkopf, in dem das Werkzeug 2 befestigt ist, das auf das mit Gewinde zu versehende
Werkstück 3 einwirken soll. Das Werkstück ist in üblicher Weise in der nicht gezeichneten
Drehbankspindel eingespannt. Der Drehkopf i ist auf einem Schlitten befestigt, der
dem Querschlitten einer gewöhnlichen liegenden Drehbank entspricht und deshalb nicht
gezeichnet oder beschrieben wird. Dieser Schlitten ist so angeordriet, daß er jede
gewünschte Schräglage entsprechend dem Winkel ödes zu schneidenden Gewindes einnehmen
kann und daß gegebenenfalls das Werkzeug hin und her pendeln kann anstatt vorzurücken.
Die einzige Besonderheit dieses Querschlittens liegt darin, daß er nicht in üblicher
Weise von einer Spindel gesteuert wird, sondern der Einwirkung einer regelbaren
Spannfeder 4 unterliegt, die den Schlitten stets entgegengesetzt zum Schneidevorschub
zu bewegen sucht.
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Der Querschlitten sitzt auf einem Hauptschlitten, dessen Längsverschiebung,
parallel zur Achse des @'Verkstückes, beispielsweise durch eine mit ihm verbundene
Stange 5 gesteuert wird, die eine axiale Bewegung unter der Wirkung einer auf einer
Welle 7 verkeilten Kurvenscheibe 6 (Abb. i und 2). empfängt. Diese Bewegung wird
durch die Kurvenscheibe 6 auf die Stange 5 mittels einer Rolle 8 übertragen, die
an einem Ende der Stange 5 befestigt ist und die sich auf das Profil der Kurvenscheibe
6 unter der. Wirkung einer Druckfeder g stützt, die gegen das andere Ende der Stange
5 wirkt. Das Profil der Kurverischeil->e 6 hat beispielsweise über einen Sektor
von etwa 27o° einen
scliratilxnförinigen 'feil entsprechend der
Arbeit des Werkzeuges, über einen Sektor von etwa 15' einen stetigen Teil zur Herbeiführung
eines Stillstandes des Schlittens während des Ausrückens des Werkzeuges, einen Sektor
von ungefähr 6o° mit einer dem genannten schraubenförmigen Teil entgegengesetzten
Schraubensteigung entsprechend der Rückholung des Schlittens unter der Wirkung der
Feder 9 und einen Sektor von ungefähr 15° mit einem zweiten stetigen Teil zur He;beiführung
eines neuen Stillstandes des Schlittens, währenddessen das Werkzeug 2 um die nächstfolgende
Schnittiefe beigestellt wird. Die Welle 7, welche die Kurvenscheibe 6 trägt, wird
von der Drehspindel her mittels eines nicht gezeichneten Getriebezuges @in Drehung
versetzt, der das Umdrehungsverhältnis !herzustellen vermag, das zwischen den Geschwindigkeiten
der Spindel und der Welle 7 als Funktion der Gewindesteigung Lind der Abmessungen
der Kurvenscheibe herrschen muß und im übrigen nach Belieben die Erzeugung von Rechts-
und Linksgewinden gestattet.
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An dem Drehkopf i ist mittels einer Achse io ein B1("ck i i drehbar
gelagert, der von einer Schraubenspindel 12 durchdrungen wird, die einen gerändelten
Reglerfansch 13 hat. Die Spindel 12 trägt an ihrem Ende einen Knopf 14, beispielsweise
aus Hartgummi, der sich unter dem Druck der Feder 4 auf die ebene Fläche einer Reglerplatte
15 stützt, die parallel zur Achse des mit Gewinde zu versehenden Werkstückes 3 liegt
und deren Aufgabe später noch beschrieben wind. Die Schraubenspindel 12 kann in
dem Block i i nach ihrer Einregelung mittels einer Klemmschraube 16 festgestellt
werden. Die Lage des Knopfes 14 kann überdies dadurch eine zusätzliche Einstellung
erfahren, daß der Block i i um die Achse io mittels einer Schnecke 17 geschwenkt
werden kann. Die Schnecke 17 'hat einen gerändelten Knauf 18, und sie greift tangential
in einen auf der Achse io befestigten Sektor i9 (Abt. i und 3) ein. Man kann so
mit sehr großer Genauigkeit die Lage des Berührungs-,punktes des Knopfes 14 mit
der Platte 15 regeln und infolgedessen die Schwingungsweite dieser Platte, die den
Vorschub des Werkzeuges bestimmt. Die Platte 15, auf die sich der Knopf 14 stützt,
ist an einem Arm 20 befestigt, der um eine Achse 21 schwingen kann und der an seiner
der Platte 15 entgegengesetzten Seite eine Rolle 22 trägt. Diese stützt sich auf
eine Kurvenscheibe 23, die sich um eine Achse 24 drehen kann. Die Achse 21 sitzt
in einem Träger 25, der seinerseits an der Achse 24 befestigt ist. An dieser ist
andererseits ein Hebel 26 befestigt, der an seinem Ende eine Rolle 27 trägt. Diese
Rolle stützt sich unter der Wirkung der Feder 4, die auf die Gesamtheit der genannten
Teile mittels des Schlittens des Drehkopfes i und der Schraubenspindel 12 einwirkt,
.auf eine Kurvenscheibe 28, die auf der Welle 7 aufgekeilt ist. Das ` Profil der
Kurverischeil)e 28 ist derart, daß die Platte 15 tinid mit ihr der das Werkzeug
2 tragende Drehkopf i gezwungen werden, unter der Wirkung der Feder 4 bei jeder
Umdrehung der Kurven-Scheibe 28 sich in dem Augenblick vom Werkstück 3 zu entfernen,
in dem der Schlitten am Ende seines Arbeitshubes angekommen ist, und zwar nm ein
ausreichendes Maß und während einer ausreichenden Zeit, um das Ausrücken des Werkzeuges
und sein Wiederverschieben zu gestatten.
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Die Kurvenscheibe 23, die sich um die Achse 24 dreht, ist bestimmt,
die Beistellung des Werkzeuge, 2 für jede Schrnittiefe festzulegen. Das Profil dieser
Kurvenscheibe ist so beschaffen, daß die aufeinanderfolgenden Schnitte an Tiefe
von der ersten zur letzten abnehmen, welches auch immer die Anzahl der Schnitte
sei. Dieses Profil ist demnach durch eine Kurve gebildet, deren Krümmungsradiu.s
ständig von einem Punkt aus abnimmt, derart, daß der Unterschied der Höhe zwischen
den Enden eines Abschnitts bestimmter Länge auf dem Kurvenprofil sich ändert entsprechend
der Lage dieses Abschnitts auf dem Umfang der Kurvenscheibe. Die A'bb.4 zeigt schematisch
ein Beispiel des Umrisses der Kurvenscheibe 23 und veranschaulicht die verschiedenen
Tiefen der Gewinde, die beispielsweise bei sechs Schnitten entsprechend der Umfangsstellung
der Rolle 22 auf der Kurvenscheibe erhalten werden. Diese Stellung der Rolle 22
kann mittels des noch zu beschreibenden Getriebes geregelt werden, wobei man außerdem
jede andere Zwischenstellung erzielen kann. Die Anzahl der Schnitte hängt von dem
Drehwinkel ' der Kurvenscheibe 23 ab, über den sie gegen die Rolle 22 wirksam ist,
und dieser kann ebenfalls mittels eines noch zu beschreibenden Getriebes geregelf
werden. Man hat so die Möglichkeit, eine große Anzahl von Kombinationen zu verwirklichen.
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Das Regelgetriebe für die Kurvenscheibe 23 umfaßt (Abt. i und 5) einen
Arm 29, der auf der Achse 24 an der Seite der Kurvenscheibe 23 sitzt, so daß er
um diese Achse schwingen kann. Der Arm 29 unterliegt der Wirkung einer Spiralfeder
30, die ihn im Sinn des Pfeiles f mitzunehmen sucht, und er hat einen Finger 29°,
mit dem ein beispielsweise von einem elastischen Stoff 32 umhüllter ortsfester Anschlag
31 zusammenarbeitet und der bestimmt ist, den Winkelausschlag -des Armes 29 zu begrenzen,
wenn er von der Feder 3o mitgenommen wird. Der Arm 29 ist andererseits aus einem
Stück mit einem Schaltrad 33, mit dem die Klinken 34 und 35 zusammenarbeiten. Die
Klinke 34 ist auf einer Achse 36 gelagert, die von dem Hebel 26 getragen wird. Die
Klinke 35 sitzt auf einer festen Achse 37. Die Klinken sind von Federn 38 und 39'
belastet. Der Arm 29 bildet,die Lagerung für zwei Schnecken 40 und 41, die mit gerändelten
Stellknöpfen 42 und 43 versehen sind. Die Schnecke 40 greift tangential in ein Schneckenrad
44 ein, das mit der Kurvenscheibe 23 aus einem Stück besteht. Die Schnecke 41 greift
in ein Schneckenrad 45 ein, das mit einer Teilkurbel 46 verbunden ist, die ebenfalls
um die Achse 24 drehbar ist und sich auf der der Kurvenscheibe 23 abgekehrten Seite
des Armes 29 befindet. Die Schnecke 40 gestattet die Regelung der Winkelstellung
der Kurvenscheibe 23 mit Bezug auf den Finger 29° und somit den Anschlag 32: Die
Schnecke
41 erlaubt die Regelung der Winkelstellung der Teilkurbel 46 mit Bezug auf den Finger
29°. Diese doppelte Regelung bestimmt den wirksamen Teil der Kurvenscheibe 23 und
somit die Tiefe des geschnittenen Gewindes, und sie legt außerdem die Anzahl der
Schnitte des Werkzeuges fest. Außerdem bilden die beiden Schnecken 40 und 41 eine
starre Verbindung zwischen der Kurvenscheibe 23 und der Teilkurbel 46 einerseits
und dem Arm 29 und somit dem Schaltrad 33 andererseits.
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In der Bahn der Teilkurbel46 ist ein Hebel47 angeordnet, der um eine
feste Achse 48 schwingen kann und den eine Feder 49 gewöhnlich gegen einen Anschlag
5o gestützt hält. Dieser Hebel 47 hat eine Warze 5 i, die .sich in eine Warze 52
einhaken kann, welche auf einem Winkelhebel 53 angebracht ist. Der Hebel
53 ist um eine Achse 54 schwingbar und von einer Feder 55 belastet. Der Hebel 53
ist so gelagert, daß er bei einer Schwingung um,die Achse 54 auf die Finger 56 bzw.
57 trifft, die an den Klinken 34 bzw. 35 angebracht sind, so daß diese aus dem Schaltrad
33 ausgerückt werden. Andererseits steuert dieser Hebel mittels einer nicht gezeichneten
Übertragung die Ausrückung der Maschine. Am Ende des Hebels, entgegengesetzt zu
der Warze 52, ist ein Handgriff 58 vorgesehen, der die Handbedienung dieses Hebels
für die Wiedereinrückung der Maschine ;gestattet.
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Die Vorrichtung wirkt in folgender Weise: Beim Ikginn der Arbeit des
Gewindeschneidens stützt sich der Finger 29° auf den Anschlag 32. Ist die Vorrichtung
in Betrieb gesetzt, so wirkt die Kurvenscheibe 28 auf die Rolle 27 und läßt die
Platte 15 und damit das Werkzeug 2 zurücklaufen. Gleichzeitig nimmt der Hebelarm
26 die Klinke 34 mit und dreht das Schaltrad 33 um einen Zahn um die Achse 24 und
mit ihm die Gesamtheit der mit dem Arm 29 vereinigten Teile. Wenn die Rolle 27 unter
der Wirkung der Kurvenscheil)e 28 an ihren Ausgangspunkt zurückkehrt, greift die
vorn Arm 26 zurückgeführte Klinke 34 in den folgenden Zahn des Schaltrades 33 ein.
Dieses wird während dieser l'kwegung durch die Klinke 35 festgehalten, die am Masthinengehäuse
gelagert ist und gegen die das Schaltrad 33 durch die Spiralfeder 30 gestützt
wird, so daß eine ganz bestimmte Lage des Stillstandes der Gesamtheit der mit dem
Schaltrad 33 starr verbundenen Teile gesichert ist. Bei jeder Umdrehung der Welle
7 wird somit diese Gesamtheit um den Betrag eines Zahnes des Schaltrades 33 weitergedreht,
und zwar so lange, bis die Teilkurbel 46 gegen den Hebel 47, stößt und ihn um seine
Achse 48 verdreht. Dadurch wird die Warze 5 i von der Warze 52 des Hebels 53 abgerückt.
Dieser Hebel schwingt jetzt unter der Wirkung der Feder 55 um die Achse 54, rückt
die Maschine aus und setzt alle "Geile still. Gleichzeitig stößt der Hebel 53 auf
die an den Klinken 34 und 35 befestigten Finger 56 und 57, rückt die Klinken aus
dem Schaltrad 33 aus und macht es frei, so daß der g an.ze auf der Achse 24 gelagerte
Mechanismus von der Spiralfeder 30 v,rdreht wird, bis der Finger 29° wieder gegen
den Anschlag 32 stößt. Die Klinken 34 und 35 bleiben so lange ausgerückt, bis der
Hebel 53 . wieder, mittels des Handgriffes 58 in Arbeitsstellung gfbracht wird.
Die Maschine läuft dann wieder an, und die Arbeit :beginnt mit dem neuen Arbeitsstück,
das an Stelle des fertig mit Gewinde versehenen Stückes 3 während des Stillstandes
der Maschine eingesetzt worden ist.
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Aus dem Gesagten ergibt sich, daß die der Teilkurbel 46 mittels der
Schnecke 41 in bezug auf den Finger 29° gegebene Stellung nach Belieben die Regelung
der Anzahl von Zähnen des Rades 33 gestattet, die von der Klinke 34 vorgetrieben
werden, bevor die Ausrückung durch den Druck der Teilkurbel 46 gegen den Hebel 47
erfolgt. Diese Anzahl der Zähne entspricht der Anzahl von Schnitten, die das Werkzeug
bis zum Stillstand der Maschine ausführt, d. h. bis zur Fertigbearbeitung des Werkstücks.
Die Vorrichtung gestattet daher, die Anzähl .der Schnitte für jedes Werkstück zu
verändern von einem unveränderlichen Ausgangspunkt aus, der durch den Anschlag 32
gegeben ist, zu einem veränderlichen Punkt, der dem regelbaren Auftreffen der Teilkurbel
46 auf den Hebel 47 entspricht. Andererseits bestimmt die der Kurvenscheibe 23 durch
die Schnecke 4o erteilte Einstellung gegenüber dem Anschlag 32 denjenigen Teil des
Profils dieser, Kurvenscheibe, der auf die Rolle 22 wirken soll und .der demzufolge
die Beistellung des WerkzeUgen 2 steuert. Bei gegebenem Profil der Kurvenscheibe
23 kann also die Beistellung für eine gegebene Anzahl von Schnitten entsprechend
der ausgewählten Stellung der Kurvenscheibe geändert werden. Diese doppelte Regelung
,kann leicht benutzt werden, um allen praktischen Anforderungen Genüge zu tun.
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Bei dem beschriebenen Beispiel wurde die ebene Fläche der Platte
15, gegen die sich er Knopf 14 stützt, als genau parallel zur Achse des Werkstücks
3 angenommen, was dein Gewindeschneiden auf einem zylindrischen Stück entspricht.
Wird die Platte 15 so :schräg ;gestellt, daß sie parallel zu der ihr zugekehrten
Mantellinie eines kegeligen Werkstücks 3 liegt, so 'kann konisches Gewinde geschnitten
werden. .