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Einrichtung für die Herstellung von Gewindeschneidwerkzeugen Gewindeschneidwerkzeuge,
wie Schneidbacken, Gewindebohrer u. dgl., bei denen die für das Anschneiden in Betracht
kommenden Zähne, die die gleiche Lage haben wie die für das Fertigschneiden bestimmten
Zähne, unter einem Winkel von etwa io bis i5° schräg weggearbeitet sind, haben infolge
der sehr großen Schneidflächen der Anschneidzähne einen großen Schneidwiderstand.
Außerdem ist ein genaues Ausrichten des Werkzeuges, z. B. einer Kluppe, beim Anschneiden
nur schwer zu erreichen.
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Zur Vermeidung dieser Nachteile ist bereits wiederholt vorgeschlagen
worden, die Schneidkanten der Werkzeuge so auszuführen, daß. die Anschneidzähne
gegenüber den Fertigschneidzähnen in zunehmendem Maße derart zurückgesetzt angeordnet
werden, daß ihre Spitzen auf einem Kegel liegen. Bei einer solchen Anordnung der
Zähne wirken die einzelnen Zähne, die nacheinander beim Schneiden .einer Gewinderille
wirksam werden, wie ein Drehstahl, .der nach jeweiliger Beistellung um Spanstärke
nach und nach tiefer in die zu schneidende Gewinderille eindringt. Die mit einem
.derartigen Werkzeug geschnittenen Gewinde zeichnen sich durch Genauigkeit und Glätte
der Oberfläche aus und sind von einem auf einer Drehbank geschnittenen Gewinde kaum
zu unterscheiden. Durch die kegelförmige Zurücksetzung der Anschneidzähne ergibt
sich außerdem der Vorteil, daß das Gewinde im Bereich der Anschneidzähne kegelig
ausläuft, so daß es für die Herstellung dichter Rohrverschraubungen hervorragend
geeignet ist.
Trotz dez erwähnten Vorteile haben sich Schneidwerkzeuge
mit Anschneidzähnen, deren Spitzen auf einem Kegel liegen und die voneinander in
Richtung des zu schneidenden Gewindes gemessen gleichen Abstand haben wie die Fertigschneidzähne,
in der Praxis nicht einführen können, da man bisher keine Methode kannte, solche
Werkzeuge serienmäßig wirtschaftlich herzustellen. Anfertigung @einzelner Werkzeuge
von Hand kann wegen des zu hohen Preises, der durch die Einzelfertigung be--;dingt
ist, nicht in Betracht kommen. In neuerer Zeit ist bereits ein Verfahren vorgeschlagen
worden, .das eine serienmäßige Herstellung ermöglicht und darin besteht, einen die
Komple@mentform des herzustellenden Scbmeidteiles aufweisenden Körper mit in gleichem
Abstand voneinander angeordneten Rillen zu .drehen und nach der Form dieses Körpers
im Kopierverfahren die Schneidkante des Werkzeuges zu formen. Auch diese Art der
Herstellung ist duxch die Verwendung des Komplementkörpiers noch verhältnismäßig
umständlich, zumal für die Herstellung von Schneidwerkzeugen für Gewinde verschiedener
Steigung je- ein besonderer Komplementkörpex erforderlich ist.
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Die Erfindung geht von dem Gedanken aus, daß es möglich sein muß;
die Form des Schnei:dwerkzeuges unmittelbar .auf einer Leitspindeldrehbank oder
@einex ähnlichen Werkzeggmaschin-e herzustellen, wobei die Herstellungskosten dann
verhältnismäßig niedrig gehalten werden können. Gegenstand der Erfindung ist daher
eine Einrichtung für die Herstellung von Gewindeschneidwerkzeugen; wie Sduieidbacken
od. dgl., bei denen sämtliche Schneidzähne, im Richtung des zu schneidenden Gewindes
gemessen, gleichen Abstand voneinander haben und die Anschneidzähne zunehmend derart
zurückgesetzt sind, daß. ihre Spitzen auf wem Kegel liegen, mit einem Leitlineal
für die Beistellung des Drehstahles einer Leitspindeldrehbank oder :ähnlichen Werkzeugmaschine.
Diese Einrichtung ist nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, ,daß das Leitlineal
an der übergangssteile zwischen Zylinder und Kegel eine Leitkante von gegenüber
der Kegelleitkante geringerer Steigung aufweist, die die Länge einer Gewindesteigung
hat und .symmetrisch zurr übergangsstellle liegt, und daß .dem Drehstahl im Bereich
dieser Leitkante, z. B. mittels einer den Support verstellenden Kurvenscheibe, eine
zu der von der Leitspindel bewirkten Bewegung zusätzliche Vorschubbewegung erteilt
wird.
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Die zusätzliche Vorschubbewegung kann dem Drehstahl vorteilhaft in
der Weise erteilt werden, daß die Kurvenscheibe um den Winkelbetrag; der die Zusatzbewegung
verkörpert, von einem synchron mit der Werkstückdrehung laufenden Antrieb über eine
Eintoumenkupplung antreibbar ist, die beim' Vorschub des Supports am Anfang der
Übergangs- . stelle der Leitkante und gleichzeitig in Abhängigkeit von der Stellung
der Drehspindel selbsttätig einschaltbar ist, und daß die Kurvenscheibe während
.der Zurückverschiebiuig des Supports an beliebiger Stelle und in beliebiger Weise
in die Ausgangslage zurückdrehbar ist. Eine zeitlich genau richtige Steuerung der
Eintouxenkupplung kann mittels zweier in Reihe geschalteter Kontakte, vom -denen
der eine in Abhängigkeit vom Vorschub und der andere in Abhängigkeit von der Werkstückdrehung
geschlossen wird, bei elektrischer -Steuerung der Kuppluaig erreicht werden. Wenn
die Anordnung so getroffen wird, daß der Hub der Kurvenscheibe mittels eines Hebelgetriebes
mit einstellbarem Übersetzungsverhältnis auf :den Support übertragbar ist, so kann
eine einzige Kurvenscheibe für die Herstellung einer Vielzahl von Gewinden verschiedener
Steigung benutzt werden.
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Die Erfindung sei. an Hand der Zeichnungen näher erläutert. -Fig.
i zeigt .einen Gewindebolzen mit einer Schneidbacke, -Fig.2 die Schneidkante eizier
Schneidb:acke in vereinfachter Darstellung, Fig..3 einen Ausschnitt der Fig.3 in
größerem Maßstab und Fig. q. als Ausführungsbeispiel der Erfindung .einen Support
einer Leitspindeldrelibank mit selbsttätiger Steuexung des Dnehstahlvorschubes und
der Drehstahlbeistellung.
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In. Fg. i ist ein. Gewindebolzen i mit im Eingriff befindlicher Schneidbacke
z dargestellt. Die Sehneidbacke z hat einen Anschneidb:ereich-a und einen Fertigschneidbereich
b. Sämtliche Zähne der Schneldbacke weisen gleichen Abstand c voneinander auf. Die
, Anschneidzähne sind zunehmend derart zurückgesetzt, daß ihre Spitzen auf einem
Kegel liegen. Dadurch ergibt sich, daß die Rillen zwischen den Anschneidzähnen unsymmetrisch
zu Iden Zähnen liegen, und zwar beträgt der Abstand des Rillengrundes von der Zahnspitze
nach links gemessen d und ;nach rechts gemessen e, während die Rillen
zwischen den. Fertigschneidzähnen symmetrisch liegen, ihr Abstand also nach beiden
Seiten gleich cl-- ist. Es tritt also. an Üar Übergangsstelle vom zylindrischen
Abschnitt b zum kegeligen Abs,chnitta des Schneidwerkzeuges eine Verschiebung ,der
Rille in b:ezug auf die Schneidzähne um das Maßx ein. Diese Ab.weichungx bleibt
sodann für die weiteren Anschneidzähne bzw. die Rillen zwischen ihnen :gleich groß
bestehen.
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Um diese Verhältnisse recht anschaulich darzustellen, ist in Fig.
z .eine Schneldbacke wiedergegeben, bei der die Zahnspitzen und der Grund der Rillen
ohne Abrundung gezeichnet sind. Außerdem ist in dieser Abbildung noch eine zu der
mit ausgezogenen Linien dargestellten Schneidbacke um 9o° versetzte Schneidbacke
durch gestrichelte Linien angedeutet. Die Spitzen beider Schneidbacken haben genau
gleichen Abstand voneinander. In ;der Mitte zwischen den Linien I und T I liegt
die Übergangsstelle von dem zylindrischen zum kege-Ligen Abschnitt. Aus der Abbildung
isst ohne weiteres zu ersehen, daß. die Rille der gestrichelt dargestellten S,chneidbacke
an der übergangssteile bereits tiefer liegt, ;daß also die Rillen der in, einem
Sehneidwerkzeug weiter vorgesehenen Backen bereits vor der. Übergangsstelle tiefer
geschnitten
werden müssen, als es der bis zur übergangsstelle reichenden
Zylinderform entsprechen würde.
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Dieses Tieferwe;rden der Rillen ist in Fig.3, die eine größere Darstellung
des zwischen den Linien I und II liegenden Abschnittes wiedergibt, gut erkennbar.
In dieser Abbildung sind vier um je 9o° gegeneinander versetzte Schneidbacken durch
je besondere Linien dargestellt. Aus der Abbildung ist ersichtlich, daß für den
Rillen,-rund im Anschluß an einen zylindrischen Teil, der um :eine halbe Gewindesteigung
vor der Übergangsstelle bereits endet, ein kegeliger Bereich vorhanden ist, der
um das Maß x größer ist als eine Gewindesteigung. An diesen Bereich schließt sich
dann der kegelige Bereich entsprechend der Zurücksetzung der Anschneidzähne an.
In dem mittleren Bereich nimmt das Maß der Abweichung von der bei zylindrischer
Ausführung vorhandenen Lage des Rillengrumdes stetig zu und beträgt für die eine
Sch@neidbacke 1/4x, für die andere 1/2x, für die dritte 3/4x und für die vierte
Schneidback e, deren Zahnspitze genau an der Übergangsstelle liegt, 4/4x.
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Gemäß der Erfindung wird bei der Herstellung von Schneidwerkzeugen
die Beistellung des Drehstahles durch ein Lineal gesteuert, das an der übergangsstelle
zwischen Zylinder und Kegel .eine Leitkante von gegenüber der Kegelleitkante nur
etwa halber Steigung aufweist, wobei .die Länge dieser Leitkante einer Gewindesteigung
entspricht. Außerdem wird dem Drehstahl im Bereich .dieser Leitkante .eine zusätzliche
Vorschubhewegumg erteilt, so .daß der Drehstahl im Bereich der Übergangsleitkante
gegenüber der von der Leitspindel bewirkten Bewegung stetig zunehmend bis zum Maß.
x vorverstellt wird.
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In Fig. ¢ ist ein Drehbanksuppoirt mit Steuermitteln, wie sie bei
der Durchführung der Erfindung benutzt werden können, dargestellt. Mittels einer
Leitspindel 3 ist der Support q. in Längsrichtung des Drehbankbettes verschiebbar.
Auf dem Längssupport q. ist ein Quersupport 5 angeordnet, der seinerseits wieder
einen in Längsrichtung des Drehbankbettes veirschieblichen Support 6 trägt. Auf
dem Support 6 ist schließlich ein in Querrichtung verschiebbarer Support 7 angeordnet,
der den Drehstahl 8 trägt ;und mittels einer Handkurbel 9 in der Beistellrichtung
verstellt werden kann. Der Support 6 steht unter Wirkung einer Zugfeder i o, die
ihn nach rechts zu verschieben sucht. und in Anlage an einem Schieber i i hält,
der auf einem Hebel 12 verscbiebbar ,angeordnet ist.
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Der Hebel 12 ist auf dem Support 5 schwenkbar gelagert und liegt mit
einer Rolle 13 am Umfang einer Kurvenscheibe i q. an. Die Kurvenscheibe i a weist
einen Umfang auf, der durch zwei spiegelbildlich zueinander liegende Spiralen gebildet
ist, die bei Drehung der Scheibe stetig zunehmende bzw. abnehmende Radien aufweisen.
Die Kurvenscheibe i q. steht über eine nicht dargestellte Eintourenkupplung mit
einem Antrieb in Verbindung, der in Gleichlauf mit ,der Werkstückdrehung umläuft
und bei Einschaltung der Kupplung eine Drehung der Kurvenscheibe um 18o° bewirkt.
An dem Support 5 ist ein Ausleger 15 vorgesehen, der eine Rolle 16
trägt. Außerdem sind Druckfedern 17 vorhanden, die den Support 5 nach vorn drücken.
Die Rolle 16 arbeitet mit einem Leitlineal zusammen, das einen in Richtung der Läng@sschlebung
des Supports ¢ verlaufenden Teil und einen hierzu schräg verlaufenden weiteren Teil
aufweist. Unter dem Leitlineal 18 ist in Längsrichtung verschiebbar und in beliebiger
Lage feststellbar ein weiteres Lineal i9 vorgesehen, dessen Leitkante eine der kegeligen
Lage der Anschneidzähne des herzustellenden Werkzeuges entsprechende Schräglage
hat. Die schräg verlaufende Leitkante des Lineals 18 bat eine geringere Steigung
als die Leitkante des Lineals i g, dessen Steigung dem gewünschten kegeligen Anschneidbereich
des Werkzewges entspricht. Die Größe der Steigung der Kante ödes Lineals 18 kann
graphisch oder rechnerisch, beispielsweise in Anlehnung an die in Fig. 3 gezeichnete
Darstellung, leichtermittelt werden. Sie ist annähernd halb so groß wie die Steilheit
der Leitkante des Lineals i g.
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Durch Verschiebung .der Lineale 18 und 19 gegeneinander kann jede
gewünschte Länge der schräg verlaufenden Kante des Lineals 18 wirksam gemacht werden
und so die Vorrichtung für das Drehen von Werkzeugen mit Gewinden verschiedener
Steigung eingestellt werden. Natürlich können auch beide Lineale 18, i9 gemeinsam
auf dem ortsfest vorzusehenden Träger in Längsrichtung verschiebbar vorgesehen werden.
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Die Steuerung der obenerwähnten, jedoch nicht dargestellten Eintowrenkupplung
erfolgt zweckmäßig über zwei in Reihe geschaltete elektrische Kontakte, von denen
der eine in Abhängigkeit vom Vorschub und der andere in Abhängigkeit von der Werkstückdrehung
geschlossen wird. Der eine Kontakt kann beispielsweise @an dem Lineal 18, und zwar
:an der Knickstelle der Leitkanten dieses Lineals so angeordnet werden, daß er geschlossen
wird, wenn die Rolle 16 diese Stelle erreicht. Der andere Kontakt kann beispielsweise
von einem am Drehfutter der Bank vorzusehenden Nocken bei jeder Umdrehung der Spindel
bei einer bestimmten Stellung des Futters geschlossen werden. Auf diese Weise wird
erreicht, daß, die Kupplung, wenn die Rillen .des herzustellenden Werkzeuges in
mehreren Durchgängen geschnitten werden, immer in genau der gleichen Stellung von
Werkstück und Drehstahl zueinander wirksam gemacht wird, so daß. der Übergang zwischen
zylindrischem und kegeligem Teil einwandfrei geschnitten wird.
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Die Wirkungsweise der beschriebenen Vorrichtung ist folgende: Nachdem
das zylindrisch und kegelig vorgedrehte Werkstück eingespannt worden ist, werden
die Leitlineale 18, i 9 entsprechend der Steigung des zu schneidenden Gewindes so
zueinander eingestellt, daß die Schrägkante des Lineals 18 mit einer einer Gewindeganghöh@e
entsprechenden Länge wirksam wird. ' Sodann werden beide Lineale i8, i9 gemeinsam
in Längsrichtung der Drehbank so. verschoben, daß sich die Mitte der wirksamen Schräge
.des Lineals 18 genau an der
dem Übergang zwischen Kegel und Zylinder
des Werkstückes -entsprechenden Stelle befindet. Jetzt wird mittels dar Kurbel 9
der Drehstahl 8 auf Spanstärke gengestellt und dex Antrieb der Maschine eingerückt.
Der Drehstah18 schneidet jetzt, während sich der Längssupport q, unter Wirkung der
Leitspinde13 nach rechts verschiebt, :eine Gewinderille in den zyadrischarl Teil
des Werkstückes. Dabei läuft die Rolle 16 auf dem Lineal 18 ab und hält so den unter
Wirkung der Federn 17 stehenden Support 5 in der richtigen Lage.
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Gelangt nun die Rolle 16 an die Knickstelle der Leitkante des Lineals
18, so wird der erwähnte Kontakt ,geschlossen und bei #der Drehung des Drehbankfuttbers
auch der zweite Kontakt geschlossen, so @daß die Eintourenkupplwng für den Antrieb
der Kurvenscheibe 1q. wirksam wird. Im Verlauf der nächsten Werkstückdrehung führt-nun
die Kurvenscheibe 1 ¢ eine halbe Drehung .aus, so daß die Rolle 13 des Hebels 12
unter Wirkung der an dem Support 6 angreifenden Zugfeder io von der Stelle größten
Radius auf die Stelle kleinsten Radius der KuTvens-chedbe 14 gelangt. Die dabei
auftretende Schwenkbewegung des Hebels 12 wird in durch die Stellung des Schiebers
i i bestimmtem Ausmaß als Verschiebebewegung nach rechts auf den Support 6 übertragen,
so daß dem Drehstahl 8 die beabsichtigte Zusatzbewegung vom Ausmaß. x erteilt wird.
Zugleich bewegt sich dabei die Rolle 16 auf der Schrägkante des Lineals 18 und bewirkt
so. die erforderliche Beistellung des Drehstahles B.
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Wenn die Rolle 16 deal Knick zwischen der Schrägkante des Lineals
18 und der Leitkante des Lineals 19 erreicht, ist die Kurvenscheibe 14 um 18o° ,gedreht
worden. Sie bleibt jetzt stehen. Bei der weiteren Verschiebung des Längssupports
q: durch die. Leitspindel 3 wird daher dem Drehstahl 8 nur die durch die Schrägkante
.des Lineals 19 bestimmte Beistellbewegung erteilt.
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Soll der Drehstahl 8 einen weiteren Span abnehmen, so wird der Support
7 mittels der Handkurbel 9 zurückgezogen und der Support q. nach links zurückbewegt.
Sodann wird mittels der Handkurbel9 der Drehstahl 8 wieder auf Spanstärke eing2-stellt.
Vor dem Einschalten des neuen Schneidvorganges ruß noch die Kurvenscheibe 1¢ wieder
in ihre Ausgangslage zurückverstellt werden. Dies kann in beliebiger Weise, beispielsweise
von Hand, durchgeführt werden. Der Ablauf des zweiten und aller weiteren Schneidvorgänge
erfolgt in der gleichen Weise wie oben beschrieben. -Durch idie Verstellbarkeit
der Lineale 18 und 19 und durch die Einstellbarkeit des Schlebers i i kann die beschriebene
Maschine auf das Schneiden von Gewinden verschiedener Steigung eingestellt werden.
Mit einer Kurvenscheibe und nur zwei Leitlinealen kaum also eine Vielzahl von Gewinden
berücksichtigt werden.