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Vorrichtung zum Steuern der Längsbewegung eines Arbeitsschlittens
für eine Gewindedrehbank Die üblichen automatischen Gewindedrehbänke enthalten eine
Steuervorrichtung der Bewegungen der gekreuzten Führungen des Werkzeugträgers, welche
eine Leitspindel aufweist, :die in Umdrehung versetzt ist und mit einer Leitbacke
zusammenarbeitet, die parallel zur Achse der Leitspindel gleitet und in einer Ebene
senkrecht zu dieserAchse schwingen kann. Nocken sorgen am Anfang und Ende des :Arbeitshubes
dafür, daß die Leitbacke mit der Leitspindel in Eingriff gebracht wird bzw. von
ihr entfernt wird. Die Bewegungen der Leitbacke parallel zur Achse der Leitspindel
steuern die Bewegungen -des Längsschlittens des Werkzeugträgers. Diese Gewindedrehbänke
weisen Nachteile auf, die darauf zurückzuführen sind, daß die Leitbacke sich einerseits
in zwei senkrecht zueinanderstehenden Ebenen bewegen muß und andererseits, daß die
Entfernung der Leitbacke von der Leitspindel mittels eines Nockens erfolgt. Um der
Leitbacke die Ausübung von Bewegungen in zwei zueinander senkrechten Ebenen zu ermöglichen,
hat man sie mit einer Hülse verbunden, welche auf einer Stange angebracht ist, die
in ihren Lagern gleiten kann. Es ist verständlich, daß eine solche Anordnung nicht
leicht herzustellen ist, wenn eine große Genauigkeit verlangt wird und die @Spielräume
möglichst klein zu halten sind. Außerdem weist diese Hülse einen Ring auf, der in
seiner Längsstellung einstellbar ist. Dieser Ring trägt eine Nase, die zusammenwirkt
mit dem Nocken am
Anfang und am Ende des Arbeitshubes des Werkzeuges.
Außerdem ist (der Bereich, den die genannte .Nase dem mit ihr zusammenwirkenden
Nocken zur Verfügung stellt; höchstens gleich einer Ganghöhe der Leitspindel. Die
Nase und der Nocken nutzen sich daher schnell ab, und .es besteht die Gefahr, daß
die Leitbacke eine Ganghöhe zu spät von der Leitspindel entfernt wird. Daher kann
es vorkommen, daß das Werkzeug sich fest in den zu schneidenden Körper eingräbt
und dabei entweder bricht oder sich so stark abnutzt, daß es erneut geschliffen
werden muß. Nach jedem .Schleifen muß aber die Neueinstellung der ganzen Drehbank
erfolgen und geprüft werden, wenn man ein Präzisionsgewinde erhalten will. Außerdem
kann es je nach dem Abnutzungsgrad der Nase, die mit dem Nocken zusammenwirkt, vorkommen,
daß -die Leitbacke sich in halbem Eingriff mit der Leitspindel befindet. In diesem
Fall erfolgt eine schnelle örtlicheA Abnutzung der Leitspindel und der Leitbacke.
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Aus dem Vorhergesagten kann man ersehen, daß die Leitspindeln und
die Leitbacken der üblichen automatischen !Gewindedrehbänke sich verhältnismäßig
rasch abnutzen und vor allem sehr ungleichmäßig abgenutzt werden, so daß eine häufige
Überholung der Maschine erforderlich ist.
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Um diese Nachteile zu vermeiden, hat man den Träger der Leitbacke
direkt gelenkig verbunden .mit dem Längsschlitten des Werkzeugträgers. Eine .solche
Konstruktion ist nicht immer erwünscht, da sie den Werkzeugträgerschlitten schwer
macht. .Angesichts der heute zur Verfügung stehenden Spezialstähle und der dadurch
möglichen hohen Schneidgeschwindigkeit muß die Rückkehr des ,Schlittens in die !Ausgangsstellung
sehr rasch erfolgen; da hierfür nur eine Zeit zur Verfügung steht, die wesentlich
kleiner ist Tals die Dauer einer vollständigen Umdrehung der Nockenwelle, welche
die Bewegungen für das Eingreifen und Abheben der Leitbacke steuert, und,da die
Nockenwelle sich nicht viel langsamer bewegen kann als die Leitspindel, weil sonst
das Eingreifen und Außereingriffbringen der Leitbacke nicht mit der erforderlichen
Genauigkeit erfolgen kann.
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Gegenstand der Erfindung ist eine Steuervorrichtung für .die Bewegungen
des Längsschlittens des Werkzeugträgers einer Gewindedrehbank, welche diese Nachteile
vermeiden soll. .Diese Vorrichtung enthält eine Leitspindel, die mit einer senkrecht
zur Leitspindel bewegbaren Leitbacke zusammenwirkt und unterscheidet sich von den
bekannten Vorrichtungen dadurch, daß die Leitspindel längs verschiebbar und über
Verbindungsorgane mit dem Längsschlitten des Werkzeugträgers verbunden ist, sowie
dadurch, daß die Leitbacke gegen jede Bewegung parallel zur Leitspindel gesichert
ist.
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Die Zeichnung zeigt schematisch und beispielsweise eine @Ausführungsform
der Erfindung. In dieser Zeichnung werden nur die Teile abgebildet, die notwendig
sind, um die Steuervorrichtung des Längsschlittens verständlich zu machen.
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Der Spindelstock i der Gewindedrehbank ist im Lager 2 drehbar gelagert
und wird durch den Motor M angetrieben. Der zu schneidende Körper 4 wird einseitig
im Futter eingespannt, während sein anderes Ende von einer Pinole 5 gehalten ist.
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Diese Gewindedrehbank enthält einen Werkzeugträger mit kreuzweise
angeordneten Schlitten, wobei der Querschlitten 6, der in Führungen des Maschinenrahmens
3 gehalten ist, den Längsschlitten 7 trägt, der in Führungen des Querschlittens
6 untergebracht ist. DerLängsschlitten7 steht unter derEinwirkung der Rückführungsfeder
8, welche das Bestreben hat, diesen Schlitten in Berührung mit einem einstellbar
angeordneten Anschlag 9 zu halten.
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Der Längsschlitten 7 ist durch Verbindungsorgane mit der Leitspindel
io verbunden. Letztere wird durch den Motor M in Umdrehung versetzt, und zwar über
ein auswechselbares Zahnradgetriebe. Die Leitspindel ist mit der Welle i i starr
verbunden; ,diese ist an ihrem einen Ende genutet und gleitet in einer Hülse 13.
Diese Hülse dreht sich in einem Lager 14, welches im Maschinenrahmen angebracht
ist und trägt zwei Zahnräder 15 und 16, die je an einem Ende .der Hülse befestigt
sind. Das Zahnrad 15 greift in ein Zahnrad i/-, welches mit der Welle des iSpindelstocks
i fest verbunden ist. Die Welle z i ist daher durch den Motor M in Umdrehung versetzt;
außerdem ist sie mittels einer Kupplung 18 mit einer Stoßstange ig verbunden, welche
in einer Führung 2o des Maschinenrahmens gleitet. Ein Stift 2 1 greift in eine Nut
22 ein und verhindert jede Drehung der Stoßstange. An ihrem freien Ende trägt die
,Stoßstange einen Stift 23, der in eine Quernut 24 des Schlittens 7 eingreift. Die
Leitbaclce 25 gleitet in einer Ausnehmung 26 des Maschinenrahmens. Ein Hebel 27
greift in eine Ausnehmung 28 ein und steuert .die Bewegungen der Leitbacke und verursacht
ihren Eingriff und ihre Entfernung gegenüber ,der Leitspindel io. Der Hebel 27 ist
starr mit der Achse 29 verbunden, welche sich in Lagern dreht, die im Maschinenrahmen
angeordnet sind. Die Achse 29 trägt außerdem einen Hebel 3o, dessen freies Ende
mit einem Nocken 31 zusammenwirkt, um nach jeder Rückkehr des Schlittens in -die
Ausgangsstellung das Eingreifen der Leitbacke herbeizuführen. Der Nocken
31 ist fest verbunden mit einer Achse 32, welche von dem Motor lL1 angetrieben
wird mittels der Zahnräder 17, 15, 16, 33, 34 und einer Kupplung 35. Das
Zurückziehen der Leitbacke wird dagegen durch ein plötzlich wirkendes Relais hervorgerufen,
welches am Ende eines jeden Arbeitshubes des Werkzeuges betätigt wird. Das
Relais besteht aus einer Feder ioo, welche auf einer iStange ioi sitzt, die in Ausnehmungen
des Maschinenrahmens gleitet und eine Zahnstange io2 sowie eine Stoßstange
103 trägt.
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Die Zahnstange io2 greift in ein Zahnsegment 104 ein, welches fest
auf einerAAchse 105 angebracht ist und einen Arm i o6 trägt, dessen Ende
mit einem Hebel io7 zusammenwirkt. Letzterer ist auf einer Achse io8 angebracht,
deren Winkelbewegungen entgegen der Wirkung der Rückstellfeder iog voll den Bewegungen
des Längsschlittens 7 gesteuert werden.
Ein zweites Zahnsegment
iio, welches auf der Achse io5 angeordnet ist, greift in ein Zahnsegment i .i i,
das auf der Achse 29 angebracht ist, und verbindet dadurch die :Stange ioi mit dem
Hebel 27, welcher die Bewegungen der Leitbacke steuert.
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Die Stoßstange 103 ist durch eine Reihe von Übertragungsorganen verbunden
mit erstens einer Kurbel 6o, welche den Tiefgang des Werkzeuges nach jedem Arbeitsgang
regelt, zweitens einem ,Schwinghebel 6i, der in eine Nut 62 der Leiste 41 eingreift
und deren Bewegungen steuert und dabei das Zurückziehen und das Ineingriffibringen
des Werkzeuges gegenüber dem zu bearbeitenden Werkstück am Ende und zu Beginn eines
jeden Arbeitsganges bewirkt.
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Das Ein- und Ausrücken der Kupplungsorgane 35 erfolgt durch Handbetätigung.
Zu diesem Zweck wird ein Teil der Kupplung 35 mittels übertragungsorganen mit einem
Handgriff verbunden. Letzterer ist außerdem durch eine Reihe von Verbindungsorganen
an ein Zahnsegment 37 angeschlossen, welches in eine Zahnstange 38 greift, die in
einer Führung 39 des Querschlittens 6 gleitet. Das Ende q.o dieser Zahnstange wirkt
zusammen mit der Seitenfläche der Leiste 41, welche in der Führung 42 des Schlittens
6 gleitet. Diese Führung 42 ist in einer Ebene senkrecht zur Ebene der Führung 39
angeordnet, wobei eine Feder43 die Seitenfläche der Leiste gegen das Ende 4o der
Zahnstange drückt. Die Betätigung des Handgriffs L bewirkt gleichzeitig erstens
das Einrücken derKupplung35, zweitens in Querrichtung -die Einstellung der Betriebsausgangslage
des Schlittens des Werkzeugträgers durch die Verstellung des Querschlittens 6 entgegen
der Wirkung der Rückstellfederq:3, welche sie in Ausgangsstellung zurückzubringen
sucht, d. h. in Berührung mit einem einstellbaren Endanschlag qq..
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Die Winkelbewegungen des Segments 37, welche den Tiefgang des Werkzeuges
nach jedem Arbeitsgang bestimmen, werden durch eine besondere Vorrichtung gesteuert.
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Die .Steuervorrichtung des Längsschlittens arbeitet wie folgt: Wenn
.der Motor läuft, wird die Inbetriebsetzung der Vorrichtung erhalten durch die Betätigung
des Handgriffs L entsprechend der Uhrzeigerrichtung, wobei der Handgriff die aus
der Zeichnung ersichtliche Stellung einnimmt. Diese Betätigung ruft hervor einerseits
das Einrücken der Kupplung 35 und andererseits die Betätigung des Querschlittens
6 aus seiner Ruhelage heraus entgegen :der Wirkung seiner Rückstellfeder bis auf
eine vorgerückte, in der Zeichnung dargestellte Lage, wobei das Werkzeug mit dem
zu bearbeitenden Werkstück q. noch nicht in Berührung ist.
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Wenn die Kupplung 35 eingerückt ist, setzt die Achse 32 den Nocken
31 in Drehung, was eine Winkelverstellung des Armes 3o bewirkt, dessen Ende mit
dem Nockenprofil in Berührung ist. Die Winkelverstellung des Armes 30 verursacht
erstens die ,Schwingung des Hebels 27 und das Eingreifen der Leitbacke
2-5 in das (Gewinde der Leitspindel i o; zweitens über die Zahnsegmente 111,
110, 10q. und die Zahnstange 102 eine Verschiebung der Stange ioi nach rechts, bezogen
auf die zeichnerische Darstellung und die Zusammenpressung der Feder ioo; drittens
die Winkelverstellung des Armes io6 bis zu der aus der Zeichnung ersichtlichen Lage,
wobei der Hebel 107 mit dem Ende des Armes io6 zusammenwirkt, um jede Verschiebung
der Stange ioi unter der Einwirkung der Feder ioo zu verhindern; viertens über die
Stoßstange 103 !die Verschiebung der Leiste q.1 nach der linken Seite der
Zeichnung und den Quervorschub des Schlittens 6, wobei die Spitze des Werkzeuges
in Berührung mit der Oberfläche des Werkstückes kommt; fünftens über die Stoßstange
103 :die Drehung der Kurbel 6o im Uhrzeigersinn, welche den Tiefgang regelt. Diese
Winkelbewegung der Kurbel 6o verursacht das Einschneiden des Werkzeuges.
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Die Leitspindel befindet sich in Umdrehung, und da die Leitbacke im
Eingriff ist, verschiebt sie sich axial nach rechts. Dabei nimmt sie .den Schlitten
7 mit, so daß das Werkstück, welches vom Motor M in Umdrehung versetzt wird, vom
Werkzeug 79 das Gewinde eingeschnitten erhält.
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Am Ende des Arbeitshubes betätigt -der Anschlag 81 die Stoßstange
82 entgegen der Wirkung der Feder iog und hebt die Verriegelung 107, io6 auf, «-elche
das Relais in gespannter Lage hält, wie in der Zeichnung dargestellt ist.
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Das die Feder ioo enthaltende Relais wird betätigt und verursacht
erstens die plötzliche und schnelle Rückziehung der Leitbacke, zweitens die Verschiebung
der Leiste 41 nach rechts und die Rückstellung des Schlittens 6 sowie die Trennung
des Werkzeuges vom Werkstück.
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Da die Leitbacke von der Leitspindel entfernt ist, schiebt die Feder
8 den Längsschlitten 7 zurück bis zu ihrer Ruhestellung, welche durch den Anschlag
9 begrenzt wird.
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Da die Achse 32 sich weiterdreht, betätigt der Nocken 31 den Hebel
30 erneut, und es wiederholt sich der gleiche Kreislauf von Bewegungen.
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Um zu vermeiden, daß der Nocken 31 den Hebel 30 im Augenblick
der Lösung der Verriegelung 107,
io6 betätigen kann, was ein Zurückziehen
der Leitbacke verhindern würde, ist eine Sicherungsvorrichtung vorgesehen. Diese
Vorrichtung verhindert die Betätigung .des Hebels 30 durch den Nocken 31, solange
die Verriegelung io6, 107 in der abgebildeten Stellung sich befindet, d.
h. in der Verriegelungsstellung. Diese Vorrichtung besteht aus einer Verriegelung
83, 8q., welche in der dargestellten Schließstellung :durch eine nicht abgebildete
Feder gehalten wird. Das eine Verriegelungsglied 83 sitzt auf einem Hebel 88 drehbar
um eine Achse 85 und wird entgegen .der Wirkung der Rückstellfeder 8 am Ende des
Rückstellhubes des Längsschlittens betätigt. Die Stoßstange i9 trägt zu diesem Zweck
einen Mitnehmerstift 86, der mit einem Anschlag 87, der auf dem Hebel 88 fest sitzt,
zusammenwirkt. Der Nocken 31 gleitet .auf der Achse 32, und eine Feder 89 hält ihn
außer Eingriff mit dem Hebel 30, so daß der Nocken die Schwingbewegungen des Hebels
nicht hervorrufen kann. Der zweite Teil 84
der Verriegelung besteht
aus einem Arm, der mit einer Hülse verbunden ist, welche frei drehbar auf der Achse
29 sitzt. Diese Hülse trägt einen zweiten Arm 91, der einen Anschlag 92 trägt, der
mit einer finit dem Nocken 31 fest verbundenen Kurve 93 zusaminenwirkt.
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Wenn die Verriegelung 83, 8.I geöffnet ist, schwingt der :Arm 9i,
und der :Anschlag 92, zusammenwirkend mit der Kurve 93, verschiebt den Nocken 31
entgegen der Wirkung seiner Feder 89 um einen hinreichend großen Betrag, so daß
er mit dem .Arm 30 zusammenwirkt. Nur "nenn der Längsschlitten sich in der
Stellung des Arbeitsbeginns befindet, kann der Nocken 31 betätigen erstens das Eingreifen
der Leitbacke in die Leitspindel, zweitens die Spannung des die Feder ioo enthaltenden
Relais, drittens den Tiefenvorschub des Werkzeuges, viertens die Überführung des
Werkzeuges in Betriebsstellung durch die Betätigung der leiste 41.
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Die Betriebssicherheit ist daher eine vollständige, und es kann unabhängig
von der Drehzahl der Spindel keine Felilsteuerüng eintreten.
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Das Werkzeug schneidet bei jedem Arbeitshub immer tiefer in das Gewinde
des Werkstückes ein. .Aus vorstehendem ergibt sich, daß der Längsschlitten unbedingt
die gleichen Bewegungen ausführt wie die Leitspindel, was die Genauigkeit der @;
Iewindesteigung auf dein Werkstück 4: sichert, da die Spielräume auf ein Mindestmaß
herabgesetzt werden können und andererseits die Kräfte immer in derselben Richtung
wirken-, :die Spielräume sind praktisch beseitigt. Außerdem wird das Zurückziehen
der Leitbacke durch ein plötzlich wirkendes Relais bewirkt, wobei das Relais durch
hie Bewegungen des Längsschlittens betätigt wird, so daß dieses Zurückziehen einerseits
immer genau im gewünschten Augenblick erfolgt und andererseits durch die Plötzlichkeit
und Schnelligkeit der Zurückziehung der Leitbacke 25 unter dein :Einfiuß des Relais
eine :Abnutzung der Leitbacke und eine örtliche Abnutzung der Leitspindel weitestgehend
verhindert wird.
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;.Außerdem kann die ganze;Steuervorrichtung für die Bewegungen der
gekreuzten Schlitten des Werkzeugträgers am Maschinenrahmen angebracht werden, so
daß die .Schlitten von der Gewichtslast aller dieser Teile befreit sind. Das ergibt
eine größere Stabilität dieser beweglichen Teile und daher eine größere .Arbeitsgenauigkeit.
Die Masse der bewegten Teile ist geringer, und die -Abnutzung der Maschine verringert
sich dementsprechend.
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Die beschriebene Ausführungsform der Erfindung ist nur als eine beispielsweisezubetrachten.
Sokann die Vorrichtung zur Steuerung des Längsschlittens auch bei abweichender Ausbildung
des Werkzeugträgers angewendet werden, z. B. bei unten angeordriet; n Längsschlitten
und oben angeordneten Querschlitten.
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Außerdem kann die Betätigung der Zurückziehung der Leitbacke auch
nach anderen bekannten Prinzipien erfolgen, wie etwa mittels eines zweiten Nockens,
der auf der ,Achse 32 angebracht ist. Schließlich könnte die Leitbacke an ihrem
freien Ende auf einer zur Leitspindel parallelen Achse drehbar gelabert sein. Durch
die auf der ;Achse 32 befestigten Nocken könnten dann die Winkelbewegungen in einer
zur Leitspiiidelachse senkrechten Ebene unmittelbar gesteuert werden.