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Gewindeschneidmaschine Die Erfindung bezieht sich auf eine Gewindeschneidmaschine,
in welcher dem Werkzeug ein der Ganghöhe oder einem Vielfachen derselben, d. h.
der Gewindelänge entsprechender Längsvorschub und ein gewöhnlich in mehreren Schnitten
der Tiefe des herzustellenden Gewindes entsprechender Quervorschub erteilt wird.
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Man hat bereits die, Kombination von Nocken und kinematischen Mitteln,
insbesondere mit Hebeln, vorgeschlagen, bei denen man die Stellung der Gelenkachsen
oder die Länge der Arme insbesondere so verändern konnte, daß es möglich war, die
gesamte Schnittiefe, in vorliegendem Fall die Tiefe der herzustellenden Gewinde,
zu verändern. Diese vorgeschlagenen Lösungen stellten jedoch eine Abhängigkeit des
Arbeitens der verschiedenen Teile der Anordnung voreinander her, so daß es nicht
immer möglich war, getrennt die: Regelung eines der Parameter, welche bei der Verwirklichung
des erstrebten Zieles auftreten, nämlich die Ganghöhe, die Gewindelänge, die gesamte
Schnittiefe oder Tiefe der herzustellenden Gewinde, die zur Erzielung dieser Tiefe
notwendige Zahl von Schnitten, vorzunehmen.
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Erfindungsgemäß sind die verschiedenen auszuführenden Funktionen ebenso
vielen Nocken zugeteilt, deren Winkelstellung oder Geschwindigkeit unabhängig voneinander
geregelt werden kann, und zwar insbesondere derart, daß es möglich ist, getrennt
die gesamte Schnittiefe oder Gewindetiefe und die zur Erzielung derselben nötige
Zahl von aufeinanderfalgen.den Schnitten zu verändern.
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Die Gewindeschneidmaschine gemäß der Erfindüng ist gekennzeichnet
durch einen am Beginn und am Ende jedes Werkzeugdurchlaufes wirksamen Anstell- und
Rückziehnocken, einen von diesem unter Zwischenwirkung eines Getriebes mit veränderlicher
Übersetzung angetriebenen Vorschubnocken,
dessen Nockenhub der ganzem
Schnittiefe entspricht, und durch einen unmittelbar auf den Querschlitten einwirkenden
Nocken mit veränderlicher Steigung (Tiefennocken), der von den Abtastorganen des
Rückzie:h- und des Vorschubnockens eine wachsende Schwingbewegung für die Anstell-und
Rückzugsbewegung sowie für die Vorschubbewegung erfährt.
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Die Erfindung ist in, den Zeichnungen beispielsweise veranschaulicht.
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Fig. r und -2 zeigen im Seiten.riß bzw. in einer schematischen Seitenansicht,
welche nur den Schlitten und die Organe zur Betätigung des Werkzeugs darstellt,
eine entsprechend der Erfindung ausgebildete Gewindeschneidmaschine; Fig.3 zeigt
getrennt in einer schematischen. schaubildähnlichen Ansicht gewisse kinematische,
an der Maschine verwendete Vorrichtungen; Fig. q., 5 und 6 zeigen getrennt in größerem
Maßstab im Schnitt die Gesamtanordnung der verschiedenen Nocken für den Längsvorschub,
die Rückziehbewegung und die Quervorschübe mit der Vorrichtung zur Regelung der
Zahl der Schnitte; Fig.7 zeigt im Schnitt bzw. im Grundriß die Schlittenanordnung
des Tiefennockens.
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Zur Erzielung der hin und her gehenden Bewegung in der Längsrichtung
der Spindel verwendet man gemäß einer bevorzugten Ausführungsform (Fig. r bis 3)
einen Ganghöhennocken i, der abnehmbar auf eine Welle 2 aufgesetzt ist und seinen
Antrieb von der Spindel 3 erhält, z. B. mittels eines schematisch bei q.-5-6 sichtbaren
Getriebes, dessen Übersetzungsverhältnis vorzugsweise leicht verändert werden kann.
Dieser Nocken wirkt dabei mit einer Rolle 7 zusammen, welche von einer Stange 8
getragen wird, welche der Einwirkung einer Rückholfeder 9 unterworfen ist und den
Werkzeughalterschlitten oder einen Teil ro desselben mit dem Werkzeug r i mitnimmt.
Diesem wird so bei jeder Umdrehung der Welle 2 eine der Gewindelänge entsprechende,
hin und her gehende Bewegung erteilt, für welche die Form dieses Nockens r vorgesehen
ist.
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Zur Erzielung der Anstell- und Rückziehbewegung des Werkzeugs ist
ein zweiter Nocken 12, Rückziehnocken genannt, vorgesehen, welcher zur Aufgabe hat,
das Werkzeug für den Schnitt in die richtige Stellung zu bringen und es am Ende
des Schnittes- aus dem Gewinde zurückzuziehen, um einen schnellen Rücklauf des Werkzeugs
zu ermöglichen. Dabei wird dieser Nocken bei der dargestellten Ausführungsform mit
derselben Geschwindigkeit wie der Ganghöhennocken i angetrieben. Er wird z. B. durch
eine Welle 13 getragen, welche zu der Welle :2 parallel und mit dieser durch Zahnräder
6, 14 verbunden ist.
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Zur Erzielung der Quervorschubbewegung des Werkzeugs bei jedem Schnitt
dient ein dritter Nocken 15, Vorschubnocken. genannt, dessen Profil vorzugsweise
stufenlos veränderlich ist, und der so angetrieben wird, daß er während des. Gewindeschneidens
oder eines anderen vorzunehmenden Vorgangs eine Umdrehung ausführt, so däß er sich
nach Beendigung der Arbeit wieder in seiner Aus gangswinkelstellung befindet. Diese
Drehung de Nockens kann in so viel Teile x unterteilt werden wie man Schnitte für
diesen Vorgang auszuführen wünscht. Hierzu wird dieser Nocken 15 von eines
Welle 16 angetrieben, welche mit der Spindel 3 oder der Welle 2 durch ein geeignetes
Antriebssystem insbesondere ein Schrittschaltwerk, verbunden ist das Mittel zur
Regelung und Veränderung des Antriebs und damit der Zahl ii enthält.
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Schließlich wird zur Steuerung der Querverschiebung des Werkzeugs.
durch die beiden vorhergehenden Nocken (Rückzieh- und Vorschubnocken) ein vierter
Nocken 17 (Fig. 2 und 3) verwendet, der von einer Welle 18 getragen wird.
Durch die vereinte Wirkung der beiden Nocken 12 und 15 und durch eine geeignete
Hebelverbindung -erhält dieser Nocken 17 eine Winkelbewegung, die z. B. mittels
eines Fingers i9 in eine Querverschiebung -des Schlittens io oder eines Querorgans
dieses letzteren verwandelt werden kann. Diese Verschiebung stellt einen Gesamtvorschub
mit feststehendem Hub während der Dauer eines Gewindeschneidvorgangs oder eines
anderen Vorgangs dar, d. h. während der vollständigen. Umdrehung des Vörschubnockens
15, unabhängig von der Zahl n der Bruchteile, in. welche diese Drehung zerlegt
ist. Der gesamte geradlinige Vorschub des Werkzeugs oder, anders ausgedrückt, die
Schnittiefe, in vorliegendem Fall die Gangtiefe, ist daher wesentlich von der Form
des mit dem Finger 19 in Berührung stehenden wirksamen Profils des Nockens
17 abhängig. Durch geeignete Regelmittel wird es möglich, dieses Profil und
somit auch die-Schnittiefe zu verändern, so daß der Nocken 17 Tiefennocken genannt
werden kann.
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Hinsichtlich des Antriebssystems zur schrittweisen, beliebig veränderlichen
Vorwärtsbewegung des Vorschubnockens 15 kann man neben anderen Ausführungsformen
folgendermaßen vorgehen: Man läßt z. B. durch den Rückziehnocken 12 mittels eines
Fingers 2o einen frei schwenkbaren Hebel 2i betätigen, der mittels einer Muffe 22
auf die Welle 2@ aufgesetzt ist und einen Zahnsektor 23 antreibt, der mit einem
Zahnrad 24 im Eingriff steht, welches auf der Welle 16 frei drehbar und mit einem
Hebel 25 starr verbunden ist, der mittels einer Achse 2,6 eine einen
Zahn 27 und eine Nase 28 aufweisende Klinkenschaltung antreiben soll.
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Der Zahn 27 wird durch eine nicht dargestellte Feder gegen ein mit
der Welle 16 und somit mit dem Vorschubnocken 15 starr verbundenes Klinkenrad
29 gedrückt, während die Nase 28 sich auf einem Teil ihres Weges gegen die Außenfläche
eines nockenförmigen Teils 30 legen kann, der frei schwenkbar auf die Welle 16 aufgesetzt
ist und eine Ausklinkvorrichtung darstellt.
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Schließlich sieht man noch Mittel vor, um diese Ausklinkvorrichtung
in verschiedenen Stellungen festhalten zu können, z. B. mit Hilfe eines Griffes
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mit einer Steckvorrichtung, welche einen Anschlagsfinger 32 aufweist, der
in ein beliebiges Loch einer von einem Sektor 34 getragenen Reihe von Löchern 33
eintreten kann.
Bei jedem einer Umdrehung der Wellen.2 und 13 entsprechenden
Werkzeugdurchgang führt der Arm 21 eine Schwenkung um einen Winkel aus, der konstant
ist und der größten Zähnezahl entspricht, um welche die Klinke 27, 28 das Klinkenrad
29 drehen kann,. Man kann jedoch die Zahl der tatsächlich mitgenommenen Zähne verändern,
indem man mittels der Ausklinkvorrichtung 3o die Stellung der Klinke verändert,
in welcher sie das Rad 29 betätigt. Infolgedessen ist der Drehwinkel des Vorschubnockens
15 bei jeder Umdrehung der Wellen 2 und 13, d. h. bei jedem Schnitt entsprechend
der Stellung der Ausklinkvorrichtung 30 veränderlich; ebenso ist die Zahl n der
Schnitte für eine vollständige Umdrehung des Nockens 15, d. h. für die Bearbeitungsdauer
des Werkstücks ebenfalls veränderlich.
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Ferner ist es zweckmäßig, wie schematisch aus Fig. 1 und 6 ersichtlich,
mehrere. Klinkenräder 29 vorzusehen, die verschiedene Zähnezahlen aufweisen und
je mit einer regelbaren Ausklinkvorrichtung versehen sind, was die Erzielung einer
stufenlosen Staffelung der Zahl der Schnitte über ein sehr ausgedehntes Gebiet ermöglicht.
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Die zwischen dem Rückzieh- und Vorschubnocken einerseits und dein
Tiefennocken andererseits angeordnete Hebelverbindung enthält nach Fig. 2 und 3
einen auf einer Welle 36 schwenkbaren Hebel 35, der mittels eines Lenkers 37 und
eines Armes 38 oder durch beliebige andere Mittel die Drehung der Welle 18 steuert,
welche die Drehung des Tiefennockens 17 bewirken soll. Ferner enthält sie eine auf
dem Hebel 35 schwenkbare Vorrichtung mit zwei mit der gleichen Achse 41 starr
verbundenen Armen 39, 40, welche an. ihren Enden Rollen 42, 43 tragen., welche sich
gegen die beiden Nocken 12, 15 unter der Einwirkung von geeigneten elastischen-
Mitteln legen.
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Die auf die Welle 18 übertragene Bewegung ist also eine hin und her
gehende Drehbewegung mit einer Amplitude, welche durch den Rückzie,hnocken 12 bestimmt
wird, die jedoch bei jedem Schnitt eine Vergrößerung erfährt, welche dem Anstieg
des Profils des Vorschubnockens 15 während des Bruchteils einer Umdrehung entspricht,
der ihm von der Klinke 27 erteilt wird.
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In den Zeichnungen sind Formen dargestellt, welche man für die Profile
der Rückzieh- und Vorschubnocken wählen, kann.
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Der Rückziehnocken 12 weist zwei konfzentrische Sektoren auf, von
denen der eine, AB, zurückliegt und der zurückgezogenen Stellung des Werkzeugs
entspricht, während der andere, CD, vorspringt und seiner Arbeitsstellung
entspricht. Man sieht, daß, wenn f den Drehsinn bezeichnet, die Ansetzbewegung des
Werkzeugs bei BC und sein Rückzug beim Austritt aus dem Gewinde bei DA erfolgen.
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Es ist noch zu bemerken, daß die Winkelstellung dieses Rückziehnockens
gegenüber dem Ganghöhennocken 1 durch den Eingriff der Zahnräder 6 und 14 bestimmt
wird, den man in geeigneter, gegebenenfalls regelbarer Weise wählt, um das Freikommen
des Werkzeugs an einem be,-stimmten Punkt in bezug auf 'die Arbeitsphase erhalten
zu können.
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Der Vorschubnocken 15 besitzt vorzugsweise ein Profil mit stufenlos
veränderlichem Radiusvektor, und zwar derart, daß man. für die letzten Schnitte
sehr feine, nach Null strebende Vorschübe für die Fertigbearbeitung erhält. Da der
Nocken eine Umdrehung je Werkstück ausführt, ist seine gesamte Hubhöhe, unabhängig
von der Gewindetiefe und der Zahl der Schnitte, konstant.
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Es ist zu bemerken, daß die Anbringung dieses Nockens 15 am Ende seiner
Welle 16, wo er mittels einer gerändelten Mutter 15, (Fig. 6) befestigt sein kann,
eine bequeme Ausbaumöglichkeit gewährleistet, so daß man ihn der auszuführenden
Arbeit anpassen kann, wobei auch beliebige andere Mittel zu demselben Zweck vorgesehen
werden können.
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In Fig. 2 und 3 sind die Nocken in einer Stellung dargestellt, welche
am Ende eines Arbeitsgangs dem Augenblick entspricht, an welchem der Vorschubnocken
in seine Ausgangsstellung zurückkehrt, während sich das Werkzeug noch auf dem Grunde
des Gewindes befindet.
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In diesem Augenblick hat der Tiefennocken eine Stellung erreicht,
in welcher ein bestimmtier Radiusvektor 0X' vor dem Finger 19 zu liegen kommt, während
bei Beginn des Vorgangs und für dieselbe Anstellstellung des Werkzeugs ein anderer
Radiusvektor 0X diese Rolle spielt. Diie Winkelabweichung XOX'= E stellt
den Winkelvorschub dar, welcher dem Nocken während der Bearbeitungsdauer des Werkstücks
erteilt wurde; die Schnitttiefe ist durch die Veränderung des Radiusvektors längs
des in. dem Winkel E gelegenen Profilabschnitts gegeben. Man kann die Schnittiefe
verändern., indem man einen anderen Profilabschnitt mit der Winkelamplitude E wählt.
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Die hierfür vorzusehenden Regelmittel werden zweokmäßi;g so ausgeführt,
daß der gesamte, der Welle 18 während einer Umdrehung des Vorschubnockens erteilte
Winkelvorschub konstant bleibt, was durch die dargestellte Ausführung erreicht werden
kann, da ja der Vorschubnocken stets die gleiche Gesamthubhöhe besitzt, und da seine
Verbindung mit dem Tiefennocken unveränderlich ist. Diese Regelung der Schnittiefe
kann man vornehmen, entweder indem man, wie dargestellt, die Winkelstellung des
Tiefennockens 17 auf seiner Welle 18 verändert, und zwar durch die gegenseitige
Verdrehung von zwei Teilen 44, 45 (Fig. 3) in Verbindung mit einer Teilung 46, oder
auch indem man den Nocken 17 so ausbildet, daß sein Profil beliebig verformbar ist.
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Man könnte jedoch auch gegebenenfalls auf den gesamten, der Welle
18 erteilten Winkelvorschub einwirken, indem man. eine beliebig regelbare Verbindung
zwischen dieser Welle und dem Varschubnocken 15 vorsieht.
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Es ist selbstverständlich, daß man eine Möglichkeit vorsehen muß,
um den Nocken 17 längs seiner Welle 18 entsprechend der Stellung des Schlittens
auf dem Maschinenbett zu verschieben, und zwar z. B. mittels der Nut 54 und des
Gleitkeils 182 (Fig. 7).
Schließlich wird die vorstehende Anordnung
noch durch Mittel zur selbsttätigen Stillsetzung der Maschine beim letzten Schnittvervollständigt,
d. h. wenn der Vorschubnocken seine Umdrehung beendet hat. Diese Mittel wirken z.
B. so, daß sie die Spindel 3 entkuppeln, wie dies schematisch in Fig. i dargestellt
ist, auf welcher ein von dem Nocken 15 getragener Stift 47 am Ende des Hubs dieses
Nockens mit Hilfe von Stangen 48, 49 den Hebel 51 eines Kupplungssystems betätigt.
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Es geht aus dem Vorstehenden hervor, daß es infolge der vollständigen
Unabhängigkeit der Regelung der verschiedenen erwähnten Nocken möglich 'wird, jedes
beliebige Gewindeschneidproblem nach beliebiger Wahl des Benutzers zu lösen, der
frei wählen kann: die durch die Form des Ganghöhennockens i gegebene Gewindelänge;
die Ganghöhe durch das Übersetzungsverhältnis zwischen der Geschwindigkeit der Spinde13
und der Geschwindigkeit dieses Nockens i ; die Gewindetiefe oder ganz allgemein
die gesamte Schnitttiefe durch die Mittel zur Regelung des Tiefennockens 17; die
Zahl der Schnitte und infolgedessen auch ihre Größe durch die Mittel zur Regelung
des Antriebs des Vorschubnockens 15.
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Der Einbau des Tiefennockens 17 in dem Gestell 173 erfolgt z. B. mit
Hilfe der beiden Muffen 44 45 (Fig.7), von. denen die eine 44 auf der Weile 18 mittels
des Keils 182 verkeilt ist, während die andere 45 mit dem Nocken 17 bei 183 starr
verbunden ist und außerdem gegenüber der ersteren eine Winkelverstellung erfahren
kann. Die Teilung 46 wird von der Muffe 45 getragen, während der entsprechende Zeiger
184 auf der Muffe 44 sitzt. Diese Teilung ist z. B. in Ganghöhen geteilt, wenn jeder
Ganghöhe eine Tiefe entspricht, oder sie kann auch in beliebiger anderer Weise eingerichtet
sein. Da jedem Sektor E eine bestimmte Ganghöhe entsprechen kann, kann man es so
einrichten, daß diese Ganghöhe an dem Teilstrich erscheint, der dem Umfang des Sektors
gegenüber zu liegen kommt. Mit Handgriffen versehene Schrauben 185 oder beliebige
;andere Mittel gestatten die Vornahme der Blockierung in jeder Regelstellung.
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Der Antrieb der Maschine kann in verschiedener Weise erfolgen. und
ist schematisch in. Fig. i dargestellt, in der das Bett 58 durch Füße 56, 57 getragen
wird und einen Elektromotor 55 enthält, der ein Getriebe 61 von veränderlicher Geschwindigkeit
antreibt. Letzteres ist mittels einer elastischen Kupplung 63 mit einer Doppelkupplung
66, 69 im Eingriff, die durch die obenerwähnte Vorrichtung 51 bedient wird.