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Vorrichtung an Werkzeugmaschinen zur Herstellung von geschlossenen
Rillen in zylindrischen Werkstücken Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung
an Werkzeugmaschinen zur Herstellung von geschdosssenen Rillen in zylindrischen
Werkstücken. Es sind Vorrichtungen bekannt, bei denen eine das Werkstück tragende
und durch eine Leitspindel axial verstellbare Arbeitsspindel eine der gewünschten
Rillenteilung entsprechende Axialkurvenscheibe trägt. Letztere arbeitet mit einer.zweiten,
gleichachsig angeordneten, aller nicht drehbaren Kurvenscheibe zusammen. Dieses
Zusammenarbeiten erfolgt derart, daß das Werkstück, entgegen der ihm von der Leitspindel
erteilten axialen Verschiebung, in solchem Ausmaß zurückverschoben wird, daß das
Werkstück in bezug auf das die Rillen erzeugende Werkstück stillsteht. Es werden
im Werkstück Kreisrillen erzeugt. Nach einer vollen Werkstückumdrehung ist die höchste
Kurvenlage erreicht. Beim Weiterdrehen gleitet die mit dem Werkstück sich drehende
Axialkurvenscheibe von der feststehen-den Axialkurvensoheibe ab und gelangt in die
Ausgangslage, d. h. in die tiefste Kurvenlage zurück. Es findet eine Verstellung
des Werkstückes in bezug auf das Werkzeug, d. h. ein Teilvorgang statt. Die Größe
der axialen Verstellung des Werkstückes entspricht dem Abstand der im Werkstück
erzeugten Rillen.
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Mit diesen bekannten Vorrichtungen ist es nicht möglich, vollständig
geschlossene Kreisrillen- zu erzeugen, denn während des Teilvorganges darf das Werkzeug
nicht mit dem Werkstück in -Berührung stehen. Um die axiale Verschiebung des Werkstückes
in bezug auf das Werkzeug zu ermöglichen; mu$ das Werkzeug vom Werkstück abgehoben,
d. h: aus der eben erzeugten Rille ausgehoben werden. Das Ab-.
lieben,
des Werkzeuges muff zeitlich erfolgen, ehe das Werkstück eine volle Drehung gemacht
hat. Ebenso kann das Werkzeug erst wieder in seine Arbeitslage eingestellt werden.,"nachdem
das Werkstück seine zweite Drehurig schon begonnen hat. Diese Arbeitsweise kann
Anwendung finden bei NVerkstücken mit unterbrochenem Umfang, so z. B. bei Rillenfräsern.
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Bei zylindrischen Werkstücken hat man sich so beholfen, daß diese
mit einer in Längsrichtung verlaufenden, segmentartigen Ausnehmung versehen werden.
Die axiale Verstellung von Werkzeug urrd Werkstück in bezug aufeinander fand dann
statt,' wenn die Ausnehmung dem Werkzeug gegenüberstand. Der Zweck vorliegender
Erfindung ist, diesen Nachteil zu beseitigen und die Herstellung .von Werkstücken
mit vollständigem, ununterbrochenem Mantel und vollständig in sich geschlossenen
Rillen zu ermöglichen. Dieser Zweck wird dadurch erreicht, daß die axiale Verschiebung
des Werkstückes in bezug auf das Werkzeug zeitlich verzögert. wird, bis letzteres
die Kreisrille im Werkstück vollendet hat. Erfindungsgemäß wird das dadurch er-.reicht,
daß die ,auf der Arbeits'pindel sitzende Kurvenscheibe im gleichen Sinn, aber mit
geringerer Geschwindigkeit als die zweite auf einer Hilfsspindel angeordnete Kurvenscheibe
motorisch angetrieben wird. Die Überholung der' Axialkurvenscheiben und damit die
axiale Verschiebung des Werkstückes findet also statt, nachdem letzteres eine volle
Umdrehung vollendet hat. Nachdem das Werkstück eine volle Umdrehung gemacht hat,
aber ehe die axiale Verstellung des Werkstückes durch die Axialkurvenscheibe stattfinden
kann, wird das Werkzeug radial vom Werkstück abgehoben, und zwar mittels einer in
Abhängigkeit von der Arbeitsspindeldrehung angetriebenen Nockenscheibe. Das Werkzeug
erzeugt hei der nächsten Zustellung, die nach erfolgter axialer Verschiebung des
Werkstückes stattfindet, die nächstliegende Kreisrille.
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Gemäß der Erfindung ist ferner eine Einzahnkupplung od. dgl. vorgesehen,
welche erlaubt, die Stellung der Axialkurvenscheibeiin bezug auf die Stellung der
das Werkzeug verstellenden Nockenscheibe zu sichern und damit das Ein- und Ausrücken
des Werkzeuges in bezug auf die axiale Verschiebung des Werkstückes zeitlich richtig
zu bestimmen. .
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Eine beispielsweise Ausführungsform der Vorrichtung zum Schleifen
von Preßrollen, wie sie zum Profilieren von mehrrilligen Schleifscheiben verwendet
werden, ist in der Zeichnung schematisch dargestellt.
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Fig. i zeigt einen senkrechten Axialschnitt; Fig. 2 stellt einen Schnitt
dar nach der Linie II-II der Fig. i ; Fig. 3 zeigt eine Einzelheit in größerem Maßstab.
In der Zeichnung sind nur diejenigen Teile einer Gewindeschleifmaschine dargestellt,
welche zur, Durchführung des Verfahrens notwendig sind; die, weiteren, zur:. Maschine
gehörenden Einzelheiten (Antrieb usw.) sind weggelassen. Die Welle T' treibt über
die Zugspindel 2 urid Zahnrad 3 das Zahnrad 4. Letzteres ist auf der Ärbeitsspindel
5 lose gelagert und kann durch axiales Verschieben einer Muffe 6 mit der Arbeitsspindel
5 gekuppelt werden. Die Muffe 6 und Zahnrad-4 weisen je nur einen einzigen Zahn
auf, so daß die Stellung des Zahnrades 4 zur Arbeitsspindel 5 beim Kuppeln festgelegt
ist. Mit der Arbeitsspindel 5 ist eine Kurvenscheibe ii verbunden; beide Teile drehen
sich' miteinander. In der Arbeitsspindel 5 ist eine Hilfsspindel 7 axial verschiebbar
gelagert. Diese Hilfsspindel 7 erhält ihren Antrieb von der Arbeitsspindel 5 aus
durch ein Rädervorgelege B. Die Spindeln 5 und 7 laufen in gleicher Richtung mit
ungleicher Geschwindigkeit; es eilt die Hilfsspindel 7 der Arbeitsspindel 5 vor.
Durch eine Feder 9 wird die Hilfsspindel 7 nach links (Fig. i) gepreßt, so daß ein
auf der Hilfsspindel 7 befestigter Nocken io immer auf der Kurvenscheibe i i aufliegt.
Das Werkstück 12 wird zwischen die Spitze 7' der Hilfsspindel 7 und die Reitstockspitze
13 gespannt. Die Reit-stockspitze 13 steht unter der Wirkung der Feder 14 derart,
daß das Werkstück 12 der axialen Verschiebung der Hilfsspindel 7 folgen kann.
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Die Zugspindel 2 und die Leitspindel 15 sind miteinandrer durch die
Wechselräder" 16 verbunden; durch welche die Vorschubbewegung des Schlittens 17
von der Drehung dien Arbeitsspindel 5 abhängig wird. Ferner wird von der Zugspindel
2 aus mit Hilfe einer Gelenkwelle 31 die Steuerwelle 18 angetrieben, welche die
Verstellung des Schleifschlittens 19 betätigt. Im Schlitten i9 ist die Schleifscheibe
5 drehbar gelagert. Dieser Schleifschlitten wird in der Ruhestellung der Maschine
durch eine Feder 20, welche auf die Zustellspindel 21 wirkt, vom Werkstück 12 nach
hinten geschoben. Die hintere Stellung des Schleifschlittens i9 fällt finit der
Endstellung des Kolbens 22 zusammen. Wird in den Zylinder 23 Drucköl eingeführt,
so bewegt sich der Kolben 22 und damit der Schleifschlitten i9 entgegen der Wirkung
der Feder 2o nach vorn, bis der Anschlag 21' an einem Arm eines zweiarmigen Hebels
24 anliegt und bis ein Anschlag 2. des Hebels an einer Kurvenscheibe 25 zur Auflage
kommt. Der Hebel 24 wird durch Drehung der Kurve 25 verstellt und dabei der Schleifschlitten
i9 verschoben.- Die von der Zugspindel 2 aus angetriebene Welle 18 ist als Zylinderventil
ausgebildet. Das Ventil 18 hält während eines gewissen Drehwinkels die Zuleitung
26 des Drucköles verschlossen und verbindet während dieser Zeit die Leitung 27,
welche von dem Ventil 18 zum Zy=' linder 23 führt, mit dem Ablauf 3o. Die Stellung
der Ventilwelle i8 ist mit der Stellung der Kurvenscheibe ii zum Nocken io im Zusammenhang,
;wie weiter unten noch näher beschrieben wird.
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Unabhängig von der Kurvenscheibe 25 kann `der Schleifschlitten i9
auch durch .eine Welle 28 ver-: stellt werden, die über- Zahnräder 35, 36 die Zustefl-"'
spindel 21 dreht, wodurch die Mutter 29 und dhmit' der Schlitten i9 verschoben wird.
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Um in dem Werkstück 12 Ringnuten mit. einef° Teilung t (Fig. i) herzustellen;
werden die Wechsel= räder 16 so berechnet, als ob t eine Gewindesteigung
bedeuten
würde. Die Steigung der Kurve 11 muß ebenfalls einer Gewindesteigung vom Betrag
t entsprechen. Das Übersetzungsverhältnis zwischen der Arbeitsspindel 5 und der
Hilfsspindel 7 ist 1 : 2, so daß sich also die Hilfsspindel während einer Umdrehung
der Arbeitsspindel zweimal dreht. Wird die Welle i in der Pfeilrichtung (Fig. i)
angetrieben, so wird durch die Leitspindel 15 eine der Steigung t beziehungsweise
Teilung 6 entsprechende Verschiebung des Schlittens 17 bewirkt. Die feststehende
Axialkurve i i besitzt eine Rechtssteigung. Infolge der relativ doppelt so schnellen
Drehbewegung der Hilfsspindel 7 gegenüber der Spindel 5 läuft Nocken io auf der
Kurvenscheibe ii und bewirkt eine Verschiebung der Hilfsspindel 7 nach rechts. Der
Antrieb für die Leitspindel 15 ist so zu wählen, daß sich der Schlitten 17 nach
links (Fig. i) bewegt. Dadurch wird erreicht, daß die axialen Bewegungen des Schlittens
17 und der Spindel 7 gleich groß, aber entgegengesetzt gerichtet sind; somit bleibt
das Werkstück 12 in bezug zum Werkzeug S während einer Kurvendrehung axial stehen.
Es werden deshalb Rillen erzeugt. Natürlich können auch linksgängige Kurvenscheiben
i i gewählt werden, wobei dann die Axialbewegung des Schlittens 17 nach rechts erfolgen
muß; das Resultat bleibt sich gleich.
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Die Übersetzung zwischen Welle 5 und Zylinderventil 18 ist so gewählt,
daß beide Teile gleiche Drehzahl aufweisen. Das Ventil 18 ist derart eingestellt,
daß, 'kurz bevor der Anschlag io über die steile Zone i i' der Axialkurvenscheibe
i i hinuntergleitet, die Druckleitung 26 geschlossen und die Leitung 27 mit dem
Ablauf 30 verbunden wird. Die Schleifscheibe S wird deshalb durch die Feder
20 vom Werkstück 12 weggeführt, kurz bevor dasselbe um den Betrag t weitergeschaltet
wird. Die Federn 9 und 14 verschieben nämlich die Hilfswelle 7 nach links, während
der Nocken io die Stelle i i' passiert. Kurz bevor das Ventil 18 in Wirkung tritt,
läuft der Anschlag 24 auf der Zone a-b der Kurve 2-5 auf (Fig. 3), wodurch ein sanftes
Abheben der Schleifs@cheibe S vom Werkstück 12 bewirkt wird. Nach dem Schaltvorgang
wird dem Zylinder 23 01 unter Druck zugeführt und die Schleifscheibe S wieder
zugestellt. Der Anschlag 24 befindet sich in diesem Moment hei Punkt c der Kurvenscheibe
25-. In der Folge wird der Sclileifschlitttii i9 langsam wieder zugestellt, bis
der Punkt d am Anschlag 24 eintrifft. Von Punkt d bis Punkt a ist die Kurve 25 konzentrisch,
d. h. während dieses Drehungswinkels tritt keine Verschiebung des Schlittens i9
auf. Diese Partie d-a muß mindestens einer vollen Umdrehung des Werkstückes entsprechen;
sie wird dem Drehverhältnis entsprechend mindestens i8o° gewählt.
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Sind alle Rillen geschliffen, dann wird die Maschine auf Rücklauf
umgeschaltet. Für den. Rücklauf wird die Muffe 6 nach links (Fig. i) geschoben,
und der Zylinder 23 wird mit dem Ablauf 30 verhunden. Das Werkstück 12 bleibt
dann während des Rücklaufes stehen; und die Schleifscheibe S ist vom Werkstück 12
abgehoben. Beim Wiedereinrücken des Arbeitsganges wird durch die Einzahnkupplung
zwangsläufig die richtige Arbeitsstellung erzielt. Die Einzahnkupplung kann natürlich
auch auf einer anderen Welle angebracht werden, sofern sich diese mit derselben
Geschwindigkeit dreht wie Spindel 5.
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Die dargestellte Einrichtung kann auch Verwendung finden zur Herstellung
von Gewinderillenfräsern u. dgl.