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Vorrichtung zum Schneiden von Gewinde an feststehenden Werkstücken
Es ist eine Vorrichtung zum Schneiden von Gewinde an feststehenden Werkstücken mit
einem Drehstahlhalter bekannt, der in einer radialen Führungsbahn eines axial hin
und her gehenden, umlaufenden Kopfes verstellbar ist. Auch die vorliegende Erfindung
bezieht sich auf eine derartige Vorrichtung. Ihr liegt die Aufgabe zugrunde, die
Verstellung des Drehstahlhalters in der radialen Führungsbahn des Kopfes oder mehrerer
derartiger Drehstahlhalter selbsttätig herbeizuführen, im Gegensatz zu der bekannten
Einrichtung (Patent 238 8o9), bei welcher lediglich eine von Hand drehbare Schraubenspindel
diesem Zweck diente.
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Die Aufgabe ist freilich an sich nicht neu. Denn ein Bohr- und Plandrehkopf,
mit dessen Hilfe man auch an einem feststehenden Werkstück Gewinde schneiden kann
und bei welchem die Querbewegung des Drehstahlhalters in der radialen Führungsbahn
des umlaufenden Kopfes selbsttätig herbeigeführt wird, ist ebenfalls bekannt. Doch
sind die Mittel nicht bekanntgeworden, mit denen diese selbsttätige Querbewegung
herbeigeführt wird (Die Werkzeugmaschine 1942, Heft 1546, S. q.62): Erfindungsgemäß
ist nun die Vorrichtung der eingangs angegebenen Bauart durch ein den Drehstahlhalter
verstellendes Schaltwerk gekennzeichnet, das an den Hubenden des Kopfes durch Anschläge
angetrieben, wird und den Drehstahl für die Vorläufe des Kopfes schrittweise zustellt
und für die Rückläufe abhebt.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, bei welcher noch
ein zweiter Drehstahl
angeordnet ist, der z. B. die Spitzenrundung
des Gewindes herausarbeitet, sind die Drehstahl halter durch Zahnstangen und Ritzel
bewegungsschlüssig verbunden. Bei Vorrichtungen zum Schneiden von Gewinde an umlaufenden
Werkstücken ist eine gleichartige Anordnung zweier Drehstahlhalter bekanntgeworden
(Patent 145 8o1).
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Am besten besteht das Schaltwerk aus einer mit einer Ziegelfläche
versehenen Nockentrommel, die durch die Anschläge nach jedem Vorlauf des Kopfes
gedreht und am Ende je des Vor- und Rücklaufes axial verschoben wird und dadurch
einerseits den oder die Drehstahlhalter entgegen der Kraft von Rückstellfedern um
ein der Winkeldrehung der Nockentrommel entsprechendes Maß am Ende jedes Rücklaufes
zustellt und andererseits am Ende jedes Vor- bzw. Rücklaufes vom Werkstück zurückzieht
bzw. wieder vorschiebt.
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Bei Gewindeschneidvorrichtungen für feststehende Werkstücke ist es
freilich bekannt, den schrittweisen Vorschub des Drehstahlhalters durch eine Nockenscheibe
zu bewirken, die durch ein Schrittschaltwerk gedreht wird, dessen Schaltklinkenträger
durch einen festen Anschlag am Ende des Vorlaufes gedreht wird. Das Abheben des
Drehstahls beim Rücklauf erfolgt dabei aber nicht selbsttätig, sondern muß voll
Hand vorgenommen werden( Patent 545 6.I9).
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Für die schrittweise Drehung der Nockentrommel stellen die verschiedensten
Möglichkeiten zur Verfügung. Erfindungsgemäß jedoch dient diesem Zweck eine in dem
hinlaufenden Kopf gleitend geführte achsparallele Welle, welche durch die Anschläge
verschiebbar ist und sowohl die Nockentrommel als auch ein. Schrittschaltrad trägt
und dr:rch ihre Hinundherbewegung die Schaltklinke des Schrittschaltrades antreibt.
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Bei Verwendung von Hartmetallwerkzeugen und den damit verbundenen
hohen Spindeldrehzahlen nimmt der Vorlauf des Werkstücks nur eine sehr geringe Zeit
in Anspruch. Aus diesem Grunde wäre es unpraktisch, den Vorlauf und Rücklauf des
Kopfes durch Unisteuern eines Elektromotors herbeizuführen, da dieser sich dabei
zu stark erhitzen würde. Erfindungsgemäß -wird daher der axiale Vor- und Rücklauf
der den umlaufenden Kopf tragenden Spindel durch einen Nocken herbeigeführt, der
von der Spindel mittels eines Untersetzunggetriebes stetig in Umlauf versetzt -wird.
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Bei einer Vorrichtung zum Schneiden voll Gewinde an umlaufenden Werkstücken
auf Drellbän ken ist es allerdings bekannt, den Vorlauf und Rücklauf durch eine
Trommel mit Kurvelinut herl>eizuführen (Patent 7q.1 338).
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Die Vorrichtung nach der Erfindung kann man ! in der Weise an Drehbänken
verwenden. daß man <las Werkstück all Stelle eines Supportes auf dem Bettschlitten
aufspannt und die Vorrichtung auf der Hauptspindel befestigt. Ebensogut ist die
Vorrichtung für Bohr- und Fräsmaschinen geeignet. ' In der Zeichnung, in der das
bevorzugte Ausführungsbeispiel -wiedergegeben ist, zeigt Fig. i einen Längsschnitt
durch die Vorrichtung, Fig. 2 eine Seitenansicht, Fig. 3 den Schnitt nach der Linie
3-3 der Fig. i und Fig. .I den Schnitt nach der Linie q.-q. der Fig. 3. In den Wänden
eines kastenartigen Tragrah-.' mens io ist eine hohle, über Zahnräder 30,
3 1 an-1 getriebene Spindel ri mittels Wälzlager ZZ gelagert, in deren
Enden Buchsen 13 und 14 zur Aufnahine einer Welle 15 befestigt sind. Diese ist in
der Buchse 14 bei 16 durch Feder und Nut axial i beweglich geführt und ragt beiderseits
aus der Spindel i i hervor. Ihr rechtes Ende trägt den Werkzeugkopf, während am
linken Ende ein Triebwerk zur axialen Hinundherbewegung angreift.
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Dieses Triebwerk wird von einem am Kastenrahmen io befestigten Gestell
17 getragen, in welchem parallel zur Spindel eine Welle 18 gelagert ist. Diese Welle
steht mit der Welle i 5 durch ein oder mehrere Untersetzungsgetriebe in Verbindung
und wird daher mit einer niedrigeren Drehzahl als diese angetrieben. Das Untersetzungsgetriebe
besteht aus einem auf der Welle 18 befestigten Wechselrad i9, einem hiermit kämmenden,
auf einer Hilfswelle 2o befestigten Wechselrad 2i, aus einem ebenfalls auf dieser
Welle befestigten Zahnrad a2 sowie aus einem hiermit kämmenden Zahnkranz 23 einer
Buchse 24, die im Gestell 17 gelagert und mit der Welle 15 durch Feder und Nut verbunden
ist. Die Welle 20 ist ebenfalls im Gestell 17 gelagert.
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Auf der Hilfswelle 18 ist eine Nockentrommel 25 befestigt, die einen
Arm 26 einer Welle 27 hin und her bewegt. Diese Welle ist im Gestell 17 quer zu
den anderen Wellen gelagert, und auf ihr ist eine Gabel 28 (Fig.2) befestigt,
die eine durch Spurlager auf der Welle 15 gehaltene Muffe 29 ergreift und in eine
Pendelbewegung versetzt.
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Die Welle 15 läuft daher nicht nur mit der Spindel i i um, sondern
geht außerdem in Achsenrichtung hin und her. Dabei wird die Geschwindigkeit dieser
Hinundherbewegung durch die Wahl der Wechselräder i9 und 21 bestimmt, während die
Hublänge durch Auswechseln der Nockeiltrommel 2; veränderlich ist.
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Der auf dem rechten Ende der Welle 15 befestigte Werkzeugkopf hat
die Gestalt einer zylindrischen Trommel 32, die auf ein Gewinde 33 der Spindel aufgeschraubt
und ihr gegenüber durch einen Kegelansatz 34 ausgemittet ist. Die Tromine132 bildet
quer zur Achse verlaufende Gleitbahnen zur Aufnahme zweier Schieber 35 und 36, die
ihrerseits achsparallele Gleitbahnen 37 zur Aufnahme von Drehsupporten 38 und 39
aufweisen. Diese Drehstahlsupporte sind auf den Gleitbahnen 37 verschiebbar und
feststellbar. Die Schieber 35 und 36 sind zu gegenläufiger Bewegung miteinander
verbunden. Beim vorliegenden Ausführung-Beispiel ist das dadurch geschehen, daß
an einem Ansatz .Io des Schiebers 35 durch eine Gewindespindel .I1 verstellbar eine
Zahnstange .I2 befestigt ist, mit der der Zalinkraliz 43 einer achsparallel iin
Werkzeugkopf
gelagerten Welle 44 kämmt. Diese Welle hat eine zweiteVerzahnung, die mit einer
am Schieber 36 befestigten Zahnstange im Eingriff steht. Bewegt sich der Schieber
35 mit Bezug auf Fig. 3 nach rechts, dann wird dadurch der Schieber 36 nach links
verschoben. Der eine Support 38 trägt einen Drehstahl 45 zum Einschneiden der Gewinderille,
während der vom Support 39 getragene Stahl 46 die Abgratung bzw. die Spitzenrundung
herbeiführt.
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Eine Schraubenfeder 46, die sich einerseits gegen einen Ansatz 47
des Schiebers 35 und andererseits gegen ein Widerlager 48 der Trommel 32 stützt,
sucht die beiden Drehstähle zurückzuziehen und hält dadurch einen kegeligen Stift
49, der an einem Ansatz 5o des Schiebers 35 befestigt ist, in Anlage an einer Nockentrommel
51.
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Diese Nockentrommel ist auf einer in dem Kopf 32 axial verschiebbaren
und drehbaren Welle 52 befestigt, deren rechtes Ende in der Nabe eines Schaltrades
53 liegt und mit diesem durch Feder und Nut verbunden ist. Das Schaltrad 53 ist
an der Trommel 32 gelagert und kann durch eine Schaltklinke 54 schrittweise gedreht
werden. Wenn das geschieht, gelangen dadurch Abschnitte der Nockentrommel 5 i von
verschiedenem Radius unter den Zapfen 49. Dadurch wird die jeweilige Anstellung
der Drehstähle bestimmt.
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Bewegt sich der Kopf 32 mit Bezug auf Fig. i nach links, so stößt
das linke Ende der Welle 52 an einen an der Spindel i i angeschraubten Anschlagring
55 und wird dadurch relativ zum Kopf 32 in die in Fig. i gezeigte Lage verschoben
und in dieser gerastet. Dazu dient.eine unter Federdruck stehende Kugel 56, die
in eine Nut der Welle 52 einschnappt. Hierbei liegt die Trommel 51 an dem Zapfen
49 an. Wenn sich nunmehr der Kopf 32 nach rechts bewegt, greifen die Drehstähle
in das fest aufgespannte und in den Kopf 32 hineinragende Werkstück W ein, um das
Gewinde herauszuarbeiten. Am Ende des Hubes stößt der Kopf eines an der Welle 52
befestigten Bolzens 57 an eine Anschlagfläche 58 des Ringes 55 und hält die Welle
52 fest, während der Kopf 32 die Verschiebung fortsetzt. Auf diese Weise gelangt
die Kugel 56 in die rechte Raste der Welle 52. Ist das geschehen, so ist der Stift
49 vom Umfang der Nockentrommel 51 abgeglitten. Damit dies stoßfrei geschieht, kann
die Nockentrommel einen kegelig verjüngten Abschnitt 59 haben. Infolgedessen ziehen
die Feder 46 und die Fliehkraft die Drehstähle zurück, so daß sie beim folgenden
Rücklauf vom Werkstück abgehoben werden.
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Durch die Hinundherbewegung der Welle 52 relativ zum Kopf 32 wird
außerdem die Schaltklinke 54 angetrieben. Zu diesem Zweck ist parallel zur Welle
52 eine Stange 6o im Werkzeugkopf verschiebbar geführt, die an der Hinundherbewegung
der Welle teilnimmt und zu diesem Zweck mit ihr durch einen Mitriehmer 61 verbunden
ist. Die Stange 6o trägt zwei gegeneinander in Längsrichtung versetzte Nocken 62
und 63. Der diese Nocken tragende Abschnitt der Stange 6o geht durch eine Öffnung
eines Traghebels 64 hindurch, der die Schaltklinke 54 trägt und an dem Werkzeugkopf
32 bei 65 gelagert ist. Bei der Hinundherbewegung der Stange 6o verschwenken die
Nocken 62 und 63 den Traghebel 64. Nach jedem Arbeitshub des Kopfes 32 erfährt daher
die Nockentrommel 51 eine Drehung und gelangt mit einem Umfangsabschnitt von größerem
Radius in den Bereich des Stiftes 49, wodurch die Drehstähle zugestellt werden,
wenn am linken Hubende des Kopfes 32 der Stift 49 auf die Nockentrommel 51 hinaufgleitet.
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Die beschriebene Einrichtung ermöglicht es, in einfachster Weise nach
Wahl Rechts- oder Linksgewinde zu schneiden. Zu diesem Zweck kann man die Nockentrommel
51 von der Welle 52 abnehmen und umgekehrt aufstecken und außerdem die Stange 6o
um i8o° drehen, so daß die Nocken 62 und 63 den Antrieb der Klinke 54 am anderen
Hubende des Werkzeugkopfes herbeiführen.
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Die beschriebene Einrichtung kann in mannigfacher Hinsicht abgeändert
werden. So kann der den Stahl 46' tragende Halter genau so ausgebildet sein wie
derjenige des Stahles 45. Auch könnte er mit einem eigenen Zustellantrieb, also
einer eigenen Nockentrommel 51 nebst Zubehör, versehen werden. In diesem Falle würden
die Getriebeelemente 42 bis 44 fortfallen. Die beiden Stahlhalter könnten dann symmetrisch
angeordnet werden, so daß sich besondere Gegengewichte zum Auswuchten des Werkzeugkopfes
erübrigen. Andernfalls müssen solche Gegengewichte, wie bei 66 angedeutet, vorgesehen
sein. Der Stahlhalter 38 ist beim vorliegenden Ausführungsbeispiel mit zwei Stahlaufnahmen
67 und 68 versehen. Die rechts liegende Stahlaufnahme 68 verwendet man, wenn das
Gewinde am Arbeitsstück mehr rechts liegt oder wenn der Werkstoff lange Späne ergibt,
die den Raum innerhalb des Kopfes 32 verstopfen könnten.
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Der Hebel 28 kann fortfallen, wenn die NockentromMel 25 unmittelbar
auf Nockenrollen wirkt, die an der Muffe 29 gelagert sind. Die Nockentrommel 25
kann auch als Nutentrorrimel ausgeführt sein.
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Die beschriebene Einrichtung läßt sich an jeder Revolverdrehbank bzw.
Drehbank mit Hohlspindel anbringen.