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Bezeichnuns : Gewindeschneidvorrichtuna
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Die Erfindung betrifft eine Gewindeschneidvorrichtung mit in einem
Rahmen drehbar gelagerter Antriebswelle, die mit einer in entgegengesetzten Richtungen
beweglichen Antriebseinrichtung in Verbindung steht, um eine Werkzeugaufnahmeeinrichtung
für einen Gewindeschneider auf einer schraubenförmigen Bahn zu bewegen.
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Bekannte Gewindeschneidvorrichtungen arbeiten mit Elektromotoren und
aufwendigen Steuerungen. Ganz gleich,ob Wechselstrom- oder Gleichstrommotoren verwendet
werden, so müssen diese mit komplizierten Links-Rechts-Steuerungen ausgestattet
sein, um den Gewindebohrer vor- und zurücklaufen
zu lassen. Die
bekannte Schneidvorrichtung hat hohe Herstellingskdsten und einen relativ großen
Bauumfang. Bei herkömmlichen Stanz-Biegeautomaten fehlt häufig der Platz für so
große Vorrichtungen. Wenn mehrere Gewindelöcher dicht nebeneinander vorzusehen sind,
scheiden die bekannten Vorrichtungen wegen der sperrigen Bauweise ebenfalls aus.
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Aufgabe der Erfindung ist-es, eine neuartige Gewindeschneidvorrichtung
zu'schaffen, die einen einfacheren Antrieb hat und eine wesentlich kompaktere Bauweise
erlaubt.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Antriebswelle
axial unverschiebbar-gelagert ist und mit einem Schlitten in Schraubeingriff steht,
daß die Antriebseinrichtung für eine lineare Hin-und Herbewegung des Schlittens
ausgebildet ist und daß dieWerkzeugaufnahme am Ende einer Arbeitspindel ausgebildet
ist, die mittels einer Leitmutter und einer Pinole im Schraubeingriff und mittels
eines Getriebes mit der Antriebswelle in Drehverbindung steht.
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Die Antriebswelle und der linear bewegliche Schlitten sind vorzugsweise
durch ein mehrgängiges Steilgewinde miteinander gekuppelt. Dieses Gewinde kann mit
progressiver
oder degressiver Steuergewinde-Steigung ausgelegt
werden,um ruckartige Beschleunigungen oder Abbremsungen zu vermeiden.
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Ein weiteres vorteilhaftes Merkmal besteht darin, daßdie Leitmutter
an dem der Werkzeugaufnahme gegenüberliegenden Ende der Antriebsspindel leicht auswechselbar
angeordnet ist. Die Pinole ist vorzugsweise in einem am Rahmen auswechselbar befestigten
Steuerkopf vorgesehen.
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Die Antriebseinrichtung besteht entweder aus einem Druckmittelzylinder,
insbesondere pneumatischen Zylinder oder Hydraulikzylinder, oder aus einer mit dem
Zentralrad eines Stanz-Biegeautomaten gekuppelten, mechanischen Kurvenscheiben-Schiebereinrichtug,
deren Schieber mit dem Schlitten verbunden ist.
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Eine Ausgestaltung besteht darin, daß der Rahmen als hermetisch geschlossenes
Gehäuse ausgebildet ist, dessen die Antijebswelle und in Schlitten enthaltende-Kammer
eine ölfüllung enthält.
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Obwohl die einfachste Åusführung ach nur eine am Rahmen gelagerte
Arbeits-spindel enthält, liegt es im Rahmen der Erfindung, eine Mehrfachanordnung
derart vorzusehen, daß
mindestens zwei parallele Arbeitsspindeln
in ein und demselben Rahmen angeordnet und- mit der gemeinsamen Antriebswelle gekuppelt
sind. Die Spindel oder Spindeln und die Antriebwelle liegen vorzugsweise achsparallel
und sind mit einem Stirnradgetriebe jeweils miteinander verbunden, wobei die Getrieberäder
eine relative Axialbewegung ausführen können.
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Mit der Erfindung wird eine besonders einfache und kompaktbauende
Gewindeschneidvorrichtung geschaffen, die insbesondere zur Massenartikelherstellung
der Kraftfahrzeug-Elektro- und Elektronik-Industrie in Verbindung mit vollautomatischen
Stanz-Biegeautomaten und Transferstraßen zum Einsatz kommt. Selbstverständlich kann
die neue Gewindeschneidvorrichtung auch als Tischmaschine mit einer oder mehreren
Arbeitsspindeln in der Handfertigung Verwendung finden. Der wesentlicb Erfindungsgedanke
liegt in dem Linearantrieb des Steuerschlittens, der insbesondere über Pneumatikzylinder
oder Hydraulikzylinder, aber auch mechanisch über Doppelsteuerkurven oder Exzenter
leicht und platzsparend erfolgen kann.
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Die Kosten einer solchen Gewindeschneidvorrichtung sind wesentlich
niedriger als die der bekannten elektrisch angetriebenen Schneidvorrichtung und
es ist auch eine sehr leichte Umstellung auf Gewindebohrer anderer Größen
möglich,
da dank des auswechselbaren Steuerkopfes die Leitmutter mit Pinole mit wenigen Handgriffen
gegen einen Steuerkopf für eine andere Größe eines Gewindeschneiders ausgewechselt
werden kann.
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Ganz gleich, ob der Antrieb mechanisch oder mittels Druckmittelzylinder
erfolgt, ist mindestens bei kleineren Gewindedurchmessern eine Arbeitsleistung mindestens
von 200 Takten pro Minute möglich. Für größere Gewindedurchmesser etwa von 24 mm
und mehr wird der Hydraulikantrieb bevorzugt, der einen kraftvollen und langsamen
Gewindeschneidvorgang zuläßt, der jedoch sehr feinfüig gesteuert und überwacht werden
kann, sodaß Rutschkupplungen und andere Uberlastsicherungen mechanischer Art wegfallen
können. Vorzugsweise werden die Druckmittelzylinder mit Druckschaltern im Druckmittelkreis
versehen, sodaß in einfachster Weise auch Sacklöcher mit Gewinde versehen werden
können, denn wenn der Gewindebohrer auf den Grund eines Såckloches stößt, steigt
im Arbeitszylinder der Druck und der erwähnte Druckschalter sorgt für eine Umkehr
der Bewegungsrichtung. Diese Ausführung mit Druckschalter ist auch dann besonders
vorteilhaft, wenn der Gewindebohrer auf besonders harte Stellen oder Luntr trifft,
der Druckschalter bewirkt dann eine Richtungsumkehr, die über eine besondere Steuerung
nach einer Rückfahrt um z.B. eine 1/4 oder 1/2-Umdrehung das Gewinde etappenweise
zu schneiden.
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Anhand der Zeichnung, die ein Ausführungsbeispiel darstellt, sei die
Erfindung näher beschrieben.
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Es zeigt: Figur 1 einen Längsschnitt durch die neue Gewindeschneidvorrichtung,
-Figur 2 einen Querschnitt durch die Gewindeschneidvörrichtung gemäß Figur 1, Figur
3 einen Schnitt durch den Antriebsschlitten der Gewindeschneidvorrichtung, Figur
4 eine Ansicht des oberen Abschnittes der Antriebswelle, die mit dem Schlitten gemäß
Figur 3 zusammenwirkt, Figur 5 eine Längsschnittansicht, ähnlich Figur 1, jedoch
nur durch die Kupplung zwischen Antriebswelle und Antriebsspindel, jedoch in größerem
Maßstab, Figur 6 eine Unteransicht der Ausbildung gemäß Figur 5, Figur 7 eine vergrößerte
Schnittansicht mit Darstellung der Lagerung des Steuerkopfes der Arbeits-spindel,
Figur 8 eine Alternative zu den Figuren 3 und 4, nämlich eine mit einem äußeren
Steilgewinde versehene Antriebswelle, Figur 9 einen Schnitt durch die Welle gemäß
Figur 8, Figur 10 einen Schnitt durch den zur Welle gemäß Figur 8 gehörenden Schlitten
und
figur 11 eine mechanische Antriebseinrichtung in Form von Steuerkurven
zur Hin-und Herbewegung eines den Steuerschlitten bewegenden Schiebers.
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die Gewindeschneidvorrichtung besteht gemäß der Ausfühung nach Figur
1 und 2 aus einem Rahmen 10, der im Querschnitt etwa U-förmig ausgebildet ist und
in dessen -beiden einander gegenüberliegenden Rahmenschenkeln zwei Führufl'gsstangefl
12 -parall-el zueinander fest angeordnet sind.An diesen beiden Führungsstangen 12
ist ein Steuerschlitten 14 mittels Kugelumlaufbüchsen 16 geradlinig bewegbar geführt.
Der Schlitten 14 ist mit seinem oberen Joch an der Kolbenstange 18 eines Druckmittelzylinders
20 fest verbunden. Der Druckmittelzylinder 20 kann als pneumatikzylinder oder als
Hydraulikzylinder ausgebildet sein. Je nach Steuerung der Druckmittelzufuhr wird
über den Zylinder 20 der Schlitten 14 längs der Stangen 12 hin-und herbewegt.
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Im unteren-Schenkel des Rahmens 10 ist eine Antriebswelle 22 koaxial
zum Kolben 18 drehbar gelagert. Das obere Ende der an sich glatten Welle weist Abnahmerollen
24 auf, die in eine Gewindebohrung 26 des Schlittens 14 eingreifen.
Bei
dem Gewinde 26 handelt es sich um ein zwei gängiges Steilgewinde, das in größerem
Maßstab in Figur 3 dargestellt ist. Wie sich aus den Figuren 1 und 2 ergibt, erstreckt
sich die Antriebswelle 22 von unten her nur ganz kurz in die Gewindebohrung 26 es
Schlittens 14 hinein, wenn sich der Schlitten in seiner dargestellten obersten Stellung
befindet.
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Das untere Ende der Antriebswelle 22 trägt ein Stirnzahnrad 28, das
mit der Welle verkeilt ist. Es versteht sich, daß' die Steilgewindebohrung 26 und
die Antriebswelle 22 koaxial und parallel zu den Führungsstangen 12 liegen.
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Im unteren Schenkel des Rahmens 10 ist nun eine Arbeitsspindel 30
mit zur Achse der Antriebswelle 22 paralleler Achse drehbar und in axialer Richtung
verschiebbar gelagert. Auf der Arbeitsspindel 30 ist ein Stirnrad 32 befestigt,
das mit dem Zahnrad 28 der Antriebswelle 22 in Antriebseingriff steht. Das aus dem
unteren Rahmenschenkel herausragende Ende der Arbeits-spindel 30 trägt eine Werkstückaufnahme
34,in welcher in bekannter Weise Gewindebohrer eingesetzt werden können. Das obere
Ende der Arbeitsspindel 30 ist in einem Steuerkopf 36 gelagert, der in größeren
Einzelheiten in Figur 7 veranschaulicht ist.
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Der Steuerkopf 36 ist am al1ulen leicht abriehmbar und auswechselbar
angebracht und kann mittels schrauben durch Schraublöcher 38 am Rahmen befestigt
werden. Der Steuerkopf 36 hat eine Pinole 40, in die eine neitmutter 42 eingreift,
die auf dem oberen Ende der rbeitsspindel 30 befestigt ist. Leitmutter und Pinole
bilden eine Schraubverbindung mit vorgegebener Steigung.
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äle Gewindesteigung des Steuerkopfes 36 entspricht dem jeweils in
die Werkzeugaufnahme 34 eingesetzten Gewindebohrer, soll also mit einem anderen
Gewindebohrer gearbeitet werden, so wird der bisherige Steuerkopf 36 vom rahmen
abgenommen und duch einen anderen Steuerkopf ersitzt, wobei die zugehörige Leitmutter
an der Spindel 30 befestigt wird.
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Die Arbeitsweise ist einleuchtend. Wird der Zylinder 20 betätigt,
so fährt der Schlitten 14 nach unten und-bewirkt über das mehrgängige Gewinde 26
eine Drehung der Antriebswelle 22. Die Drehung wird über das Zahngetriebe 28, 32
auf die Arbeitsspindel 30 übertracJen, wobei eine Ubersetzung erzielt wird. Die
Drehbewegung der Arbeitsspindel 30 bewirkt eine zusätzliche Axialverschiebung der
Arbeitsspindel dank der Leitmutter 42 mit Pinole 40. Der Gewindebohrer kann also
beim Abwärtsgang der Arbeitsspindel 30 ein Gewinde in ein vorgegebenes Loch schneiden.
Durch entsprechende
Umsteuerung fährt der-Zylinder 20 nach erfolgtem
Gewindeschneid-vorgang wieder nach oben, wodurch die Welle 22 und die Spindel 30
in umgekehrter Richtung anyetrieben werden und die Spindel dabei auch wieder axial
in die Ausgangsstellung bewegt wird.
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Wie sich aus den Figuren. 5 und 6 ergibt, ist die-Antriebsspindel
30 in einem Gleitstück 42 gelagert, welches auf einer bogenförmigen Bahn 44 im unteren
Schenkel-des Rahmens beweglich geführt ist. Die Spindel kann damit auf einer Kreisbogenbahn
mit der Achse der Antriebswelle als Mittelpunkt im Rahmen verstellt werden und es-
versteht sich, daß der Steuerkopf 36 entsprechend verstellt wird. Damit läßt sich
sehr schnell undeinfach die Achse der Arbeitsspindel auf das gewünschte Bohrloch
ausrichten.
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Die Figuren 8 bis 10 zeigen eine Alternative zum bisher in den Figuren
1 und 2 veranschaulichten Antrieb, insofern, als die Antriebswelle- 23 nicht glatt
ausgebildet ist, sondern das Steilgewinde 27 aufweist, während die Abnahierollen
24 im Schlitten 15 aufgebildet sind, dessen Bohrung ansonsten glatt ist.
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figur 11 veranschaulicht eine mechanische Antriebseinrichtung für
einen Schieber 46, an dem der Schlitten 14 gemäß Figuren 1 und 2 befestigt ist.
Dieser Antrieb ist .nsbesondere bei Verwendung der Gewindeschneidvorrichtung an
Stanz-Biegeautomaten vorgesehen. An einem solchen Stanz-Biegeautomaten ist die Antriebseinrichtung
48 gemäß figur 11 an der Frontplatte 50 befestigt. Die Antriebseinrich-Lung hät
eine Welle 52, die in einem Lagerkörper 54 geiagert ist und am einen Ende ein Antriebsritzel
56 trägt, das vom Zentralrad 58 des Stanz-Biegeautomaten angetrieben wird. Am anderen
Ende der Welle 52 sind zwei Nockenscheien 60,62 nebeneinander befestigt. Die breitere
Scheibe 60 ist die sogenannte Å t eitskurve, die über eine Abnahmerolle 64 den Schlitten
46 bewegt, um den Arbeitshub auszuführen. Uber ein Rückholgestänge 66 mit Abnahmerolle
68 wird von der die Rückholkurve bildenden Exzenterscheibe 62 der Schlitten 46 wieder
zurückbewegt.
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Obwohl im Ausführungsbeispiel nur eine Arbeitsspindel 30 dargestellt
ist, so können gleichwohl mehrere Gewindelöcher in ein und derselben Gewindeschneidvorrichtung
geschnitten werden. Beispielsweise kann gemäß Figur 7 für Sonderfälle auch das obere
Ende der Arbeitssp:ndel 30 mit einer Werkstückaufnahme 70 versehen werden und es
verstellt
sich, daß auch mehr-ere Arbeitsspind-eln 30 mit -gleichen oder ungleichen Achsabständen
von der Antriebswelle mit dieser gekuppelt sein können, um gleichzeitig mit derselben
Schneidvorrichtung mehrere Gewinde zu schneiden.
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