DE964799C - Vorrichtung zum induktiven Erhitzen von Werkstuecken unter einer Vorschub- und Drehbewegung - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM 13. JUNI 1957

P7225VIIId/2ih

Glarus (Schweiz)

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum induktiven Erhitzen von Werkstücken unter einer Vorschub- und Drehbewegung. Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art ist es bekannt, runde Werkstücke mittels schräg gestellter Reibrollen gleich-■ zeitig zu drehen und in der Längsrichtung vorwärts zu bewegen. Diese Reibrollen wirken direkt auf die Werkstücke. Die direkte Einwirkung hat den Nachteil, daß das Durchlaufenlassen unterschiedlich dicker Werkstücke erschwert wird, da Nachstellungen und Auswechseln der Reibräder notwendig wird. Die Werkstücke weisen außerdem am Ende des durchlaufenden Stückes eine Zone auf, die nicht in den Induktörbereich gelangen kann.

Diese Nachteile werden durch die erfindungsgemäße Anordnung behoben.

Die Erfindung besteht darin, daß eine Spindel das Werkstück bewegt, auf welche ein von einem Motor angetriebenes Reibrad einwirkt, dessen Achse in einer zur Spindelachse parallelen Ebene verstellbar ist.

Bei sich drehender Antriebsscheibe wird durch Reibungskupplung die Spindel angetrieben. Liegt die Antriebsscheibenachse parallel zur Spindelachse, so erfolgt eine reine Drehübertragung. Wird die Achse der Antriebsscheibe aus der Parallellage herausgedreht, so erhält die Spindel bei entsprechender längs verschiebbarer Lagerung eine zusätzliche Verschiebung in der Längsachse. Richtung und Geschwindigkeit dieser Verschiebung sind dem Sinus des Verdrehwinkels proportional. Diese Verschiebung in der Längsachse karfn mit einer

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konstanten einstellbaren Geschwindigkeit oder mit einer veränderlichen, nach einem Programm verlaufenden Geschwindigkeit erfolgen, z. B. in Abhängigkeit des Verschiebungsweges. Im Abhängigkeit dieses Verschiebungsweges kann der Verdrehwinkel eingestellt werden.

Bei Werkzeugmaschinen, wo auf der Spindel gewöhnlich eine Einspannvorrichtung für die Aufnahme des Werkstückes vorhanden ist, ist es zweckmäßig, die Spindel mit einer Selbsthemmung zu versehen. Dafür kann mit Vorteil ein mit der Antriebsscheibe gekoppeltes Schneckengetriebe mit einer Übersetzung ins Langsame verwendet werden. Es ergibt sich dabei der weitere Vorteil, daß für ■ den Antrieb ein rasch laufender Motor verwendet werden kann.

Die Erfindung wird nun an Hand eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben. Es betrifft dies eine halbautomatische, mit Hochfrequenz arbeitende Wellenhärtemaschine, bei welcher die Aufgabe besteht, die zu härtende Welle im Bereich eines Induktors zu drehen und in der Längsachse mit veränderlicher Geschwindigkeit nach einem Programm zu verschieben.

Fig. ι zeigt die Maschine von vorn, also von der Bedienungsseite aus;

Fig. 2 zeigt die Seitenansicht. Im oberen Teil des Ständers 1 befindet sich der Spindelkopf 2. In diesem ist eine Spindel 3 derart mittels Kugellagern und Rollen gelagert, daß sie sich sowohl drehen als auch in ihrer Längsachse verschieben läßt. Am unteren Teil dieser Spindel können in bekannter Weise zur Befestigung der Werkstücke, z.B. einer Wellen Spannzangen 5, Spitzen, Drehbackenfutter, magnetische Futter angebracht werden.

Die Dreh- und Axialbewegung der Spindel erfolgt nun erfindungsgemäß durch eine dauernd an die Spindel 3 angepreßte, in einer Ebene parallel zur Spindelachse schwenkbare Antriebsscheibe 6. Diese wird über ein Schneckengetriebe vom Motor 7 in Drehung versetzt. Ihre Umfangsgeschwindigkeit wird auf die Spindel übertragen, welche je nach dem eingestellten Winkel zwischen den Achsen der Scheibe 6 und der Spindel 3 eine schraubenförmige Bewegung nach unten oder oben ausführt oder in unveränderter Höhe weiterdreht. Dabei ist die Vorschubgeschwindigkeit der Spindel gleich Umfangsgeschwindigkeit der Scheibe mal sin a. Die ständige Spindelumdrehung ergibt den gewünschten Wärmeausgleich bei ungenauer Induktorzentrierung.

Der Induktor 8 und die Abschreckbrause 9 sind in üblicher Weise angeordnet. Im Spindelkopf befindet sich der Getriebekopf 22 mit dem angebauten Motor 7. Im Getriebekopf ist das Schneckengetriebe und die Antriebsscheibe 6 eingebaut. Mittels des Handgriffes 10 läßt sich der Getriebekopf und damit der Winkel der Antriebsscheibe einstellen. Dadurch erhält die Spindel ihre Axialbewegung nach oben oder unten.

In der Fig. 3 wird der Spindelantrieb noch näher erläutert. Im Spindelkopf 2 ist die Spindel 3 in einem unteren und in einem oberen Kugellager 24 drehbar gelagert. Der innere Ring des Kugellagers sitzt auf dem Rollenlager 26, in welchem die Rollen 27 ringförmig um die Spindel 3 angeordnet sind. Sie ermöglichen die zusätzliche axiale Bewegung der Spindel 3. Der Antrieb der Spindel erfolgt durch Reibungsmitnahme über die Antriebsscheiben 6 in bereits beschriebener Weise. Auf der Drehachse 28 dieser Scheibe befindet sich das Schneckenrad 29, welches in einer nicht gezeichneten Schneckenschraube eingreift. Die Schneckenschraube wird vom Motor 7 angetrieben. Der Motor 7 ist mit dem Getriebekopf im Kegelrollenlager 30 verdrehbar. Über die Feder 31 wird der Getriebekopf mit der Antriebsscheibe 6 gegen die Spindel 3 gedruckt, so daß die Umfangskraft der Scheibe 6 durch Reibung auf die Spindel 3 übertragen wird. Das Rollenlager 30 ermöglicht die Drehung des Getriebekopfes und damit der Scheibe 6 um den Winkel a. Die Drehung kann von Hand mittels des Hebels 10 oder automatisch erfolgen.

Für die Massenfabrikation ist die automatische Einstellung des Winkels α und damit der Geschwindigkeit, mit der die Spindelachse bewegt wird, von Vorteil. Die automatische Einstellung kann gemäß Fig. 2 und ι in folgender Weise erfolgen. Am unteren Ende der Spindel 3 befindet sich ein Support 11, in welchem die Spindelachse dreht. Er hat zwei Arme, von denen der eine eine Laufrolle 12 aufweist, die an der Seite des Ständers 1 laufend zur Geradführung des Supports während der Vor- und Rücklaufbewegung der Spindel dient. Der andere Arm weist eine Steuerrolle 13 auf, mittels der über eine Schablonensteuerung eine Steuerwirkung auf den Getriebekopf und damit auf die Antriebsrolle 6 ausgeübt wird. Der Steuermechanismus besteht aus zwei um die festen Drehpunkte 14 schwenkbare ¹Q⁰ rechtwinklige Hebel 15 und 16. Sie sind einerseits mit der Stange 17 und andererseits mit der Schablonenplatte 18 beweglich verbunden. Das Ganze bildet eine Parallelführung der Schablonenplatte. Die Schablonenplatte 18 ist derart ausgebildet, daß an ihr die dem jeweiligen Werkstück entsprechende Schablone 19 auf einfache Weise befestigt werden kann. Eine Verbindungsstange 20, die in ihrer Länge verstellbar ist (in der Zeichnung nicht angegeben), stellt die Verbindung zwischen der parallel geführten Schablone und der Antriebsscheibe her. Durch die Wirkung der Zugfeder 21 wird die Schablone 19 in ständiger Parallellage zur Spindel gegen die Steuerrolle 13 gedruckt. Die Schablone 19 weist in bezug auf eine parallele Linie zur Spindelachse profilartige Erhöhungen und Vertie- fungen auf, über welche die Steuerrolle 13 läuft. Je nach der momentanen Vorschubstellung der Spindel und damit der Lage der Steuerrolle 13 in bezug auf Erhöhung und Vertiefung liegt die Schablone mehr oder weniger links oder rechts, und dementsprechend ergibt sich eine bestimmte Winkellage des Getriebekopfes und damit eine bestimmte Neigung der Antriebsscheibe 6. Dementsprechend erfolgt ein mehr oder weniger starker Vorschub der Spindel. Der Geschwindigkeitsvorschub verläuft in Ab-

hängigkeit von der momentanen Spindellage in bezug auf den Induktor 8. Je größer die Erhöhung der Schablone ist, um so größer ist die Vorschubgeschwindigkeit. Ist die Erhöhung so gewählt, daß ■ α = Null ist, so ist der Vorschub ebenfalls gleich Null. Wird der Winkel α negativ, so erfolgt der Vorschub in umgekehrter Richtung. Durch entsprechende Formgebung der Schablone kann ein bestimmtes Vorschubprogramm eingestellt werden.

ίο Es kann erreicht werden, daß das Werkstück 4 mit verschieden großer Axialgeschwindigkeit, aber annähernd konstanter Drehgeschwindigkeit durch den Induktor geführt wird. Dementsprechend ist die Einwirkungszeit im Wirkungsbereich der Hochfrequenz verschieden groß und dementsprechend auch die örtliche Erhitzung. Sie kann nach Wunsch gestaltet werden entsprechend der Formgebung der Schablone. In der Nullage a = Null erfolgt keine Verschiebung, sondern nur eine reine Drehung. Zusammen mit der Bewegung der Spindel kann auch das Ein- und Ausschalten des Motors 7 in den Endlagen betätigt werden.

Claims (7)

1. Patentansprüche:

   i. Vorrichtung zum induktiven Erhitzen von Werkstücken unter einer Vorschub- und Drehbewegung, dadurch gekennzeichnet, daß eine Spindel das Werkstück bewegt, auf welche ein von einem Motor angetriebenes Reibrad einwirkt, dessen Achse in einer zur Spindelachse parallelen Ebene verstellbar ist.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellung der Achse der Antriebsscheibe von Hand erfolgt.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellung der Achse der Antriebsscheibe automatisch erfolgt.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsscheibe selbstgehemmt ist.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Selbsthemmung durch ein auf der Antriebsscheibenachse befindliches Schneckenrad erfolgt, welches in eine Schneckenschraube eingreift, über welche der Antrieb erfolgt.
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellung der Achse der Antriebsscheibe in Abhängigkeit des Vorschubes der Spindelachse erfolgt.
7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine auf einer Parallelführung angeordnete Schablonenplatte vorgesehen ist, welche mittels einer der Axialbewegung der Spindel folgende Steuerrolle gesteuert wird, und daß von der Parallelführung eine Einstellung der Achse der Antriebsscheibe erfolgt.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Deutsche Patentschrift Nr. 735 705;
   schweizerische Patentschrift Nr. 268 247.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   © 709 535/220 6.57