DE31349C - Neuerung an Maschinen zur Fabrikation von Schrauben - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Die Erfindung besteht in einer Drehbank, deren Schneidstahlsupport und dessen Fortbewegungsmechanismus mit einem auf dem Bankbett befestigten Mafsstab und einem mit dem Support sich fortbewegenden Mikroskop verbünden ist, um von Punkt zu Punkt die Genauigkeit des zu schneidenden Gewindes coiitroliren zu können.

Nachdem die Fehler auf diese Weise gefunden sind, kommt eine Vorrichtung zum Corrigiren der Fehler in Anwendung.

Fig. ι der Zeichnung ist ein Grundrifs, Fig; 2 eine Vorderansicht und Fig. 3 eine Hinteransicht einer mit den Verbesserungen versehenen Drehbank. Fig. 4 ist ein Schnitt nach der Linie χ in Fig. 1; Fig. 5 giebt einen Längsschnitt der Drehspindel; Fig. 6 und 7 sind Details.

Das Bett α der Drehbank hat die cylindrischen Gleitschienen α¹ α² α³, auf welchen der Reitstock b und der Stahlsupport c geführt werden. Die Gleitschienen a^l und a¹ für die Docken sind mit schwalbenschwanzförmigen Rippen a^l versehen (s. Fig. 4).

An der Spindel d der Vorderdocke wird die mit Gewinde zu versehende Stange S befestigt; ein Schneckengetriebe d^l greift in die lose auf der Hauptwelle / befestigte Schnecke e. Die Welle / ist mit einer Riemscheibe f¹ versehen und läuft in den Lagern f², welche auf der Platte /³ ruhen.

Mit der Schnecke e sind die Kammringe e¹ verbunden, welche in dem Kammlager f^l laufen, um so jede Längsverschiebung der Schnecke e gegen das Getriebe d¹ und die Spindel d zu verhindern. Die Welle f ist innerhalb der Schnecke verschiebbar, die Stifte e² gehen durch die Hülsen in dem auf der Welle f befindlichen Muff e³ und stellen damit die Verbindung zwischen Schnecke und Welle her.

Die letztere trägt aufserdem eine feste Schnecke g, welche in das auf der Transportspindel g'² befestigte Getriebe g¹ eingreift; dadurch wird der Schneidstahlschlitten c in Bewegung gesetzt. Selbstverständlich müssen die Schnecken e und g gleiche Steigung haben und die Getriebe d¹ und g¹ genau übereinstimmen, da die Schraubenspindel g·² und die zu schneidende Stange 5 mit gleicher Geschwindigkeit gedreht werden müssen, so lange die Schnecken in gleicher Stellung zu einander bleiben, also die Welle f und die darauf befestigte Schnecke g nicht in der Längsrichtung verschoben werden; sobald aber eine derartige Verschiebung eintritt,. dreht sich das Getriebe g¹ und die Schraubenspindel g'² unabhängig von der Rotation der Welle und der Schnecke. Diese durch die Längsverschiebung der Welle f erzielte Drehung wird zur Correctur des Gewindes verwendet und kann die Rotation der Schraubenspindel g² gegenüber derjenigen der Stange S vergrößern oder verkleinern, entsprechend der Verschiebungsrichtung.

Um ein genaues Gewinde auf der Stange S herzustellen, ist eine gleichmäfsige, winkelige und rotirende Bewegung derselben nothwendig;

der Schneidstahl soll sich mit seinem Schlitten genau parallel zur Drehachse der Stange S verschieben. Dafs keine Ungenauigkeit in den Getrieben d¹ und g^l und in den Schnecken e und g und kein Fehler in der Verbindung des Getriebes d¹ und der Stange S oder der Schraubenspindel und dem Schneidstahl vorkommt, darauf mufs besonders geachtet werden. Wenn die Spindel g² selbst genau genug wäre, so müfste die erforderliche Bewegung der Stange S und dem Schneidstahl mitgetheilt werden, und eine Schraube, deren Steigung mit derjenigen der Transportschraube übereinstimmt, würde geschnitten werden. Durch Veränderung der Getriebe d¹ und g¹ und der Schnecken könnte man auch die Steigung ändern.

Da es nun unmöglich ist, unter den nach dem bisherigen Verfahren gefertigten Schrauben eine genaue zu finden, so ist zunächst nöthig, die Fehler der Transportschraubenspindel g^s, also die Ungenauigkeiten in der Fortschiebung des Schneidstahlschlittens in Bezug auf die Rotation der Stange S zu constatiren.

Nehme man als Beispiel an, es solle eine Schraube geschnitten werden, deren Gewinde 500 Gänge auf 1 m Länge hat, so mufs bei je fünf Umdrehungen der Stange 5 der Schneidstahl 1 cm vorwärts rücken oder bei jeder halben Drehung 1 mm; die Transportspindel g"¹ hat also 500 Gänge auf 1 m, aber dieselben sind nicht ganz gleichmäfsig.

Um nun die Zahl der Umdrehungen, welche die Stange S macht, genau zu messen, damit ihre rotirende Bewegung mit der longitudinalen des Schlittens c verglichen werden kann, ist die Spindel d mit einer Scheibe h versehen, an welcher sich einer oder mehrere Vorsprünge h¹ befinden, je nachdem ganze oder nur Bruchtlieile von Umdrehungen gemessen werden sollen. Diese Vorsprünge arbeiten in Verbindung mit einer Zeigervorrichtung ft², welche aus einem bei h^s drehbaren Hebel besteht, der für gewöhnlich durch die Feder ft⁴ an den isolirten Contactstift h⁵ gedrückt wird. Der Hebel und der Contactstift sind in den Stromkreis eines elektrischen Signalgebers h^% eingeschaltet, welcher jedes Mal ertönt, sobald der Hebel durch die Berührung mit einem Vorsprung h^l bewegt wird.

Um den Punkt zu bestimmen, an welchem die Stange S angehalten werden soll, damit man sie stets an der gleichen Stelle arretirt, ist der Hebel h mit einem langen Zeiger W versehen, welcher bei der Berührung des Vorsprunges h¹ über einen Bogen /j⁸ mit Gradeintheilung bewegt wird. Damit man diese Beobachtung von jeder Stelle aus machen kann, ohne dafs man sich dem Zeiger zu nähern hat, ist mit dem Hebel h ein Spiegel h⁹ verbunden, welcher einen reflectirten Lichtstrahl längs einer Scala wandern läfst.

Die Bewegung der Drehbank mufs sehr langsam sein, wenn häufige Beobachtungen gemacht werden sollen; es [ist daher der Handbetrieb dem Kraftbetrieb vorzuziehen, weil man bei ersterem jederzeit anhalten kann.

Die Theilungen der Scala sind aus dem Grunde nothwendig', wenn man den Schneidstahl zu schärfen oder sonst anzuhalten hat, ehe die Operation vollendet ist, damit man den Punkt, wo aufgehört wurde, bequem wiederfindet.

Hat man eine Anzahl von Umdrehungen oder einen Bruchtheil einer Umdrehung der Stange S beendet, so ist der nächste Schritt das Messen des von dem Schneidstahlschlitten durch den Antrieb der Schraubenspindel g² zurückgelegten Weges. Hierzu dient der Mafsstab i, dessen Theilung genau mit der Entfernung correspondiren mufs, welche der Schlitten bei den angenommenen Bruchtheilen einer Umdrehung der Stange 5 zurücklegen soll. In dem angenommenen Falle wird also eine Centimetertheilung angewendet und die Stange 5 nach jeder fünften Umdrehung angehalten. Zum genauen Ablesen der Theilung dient das Mikroskop z¹, welches mit einem Fadenkreuz versehen ist.

Trifft nun nach der bestimmten Anzahl von Umdrehungen das Fadenkreuz auf den richtigen Punkt des Nonius, so ist dieser Theil der Schraube g·² correct. Ist das aber nicht der Fall, so notirt man die Abweichung, um beim Schneiden des Gewindes diesen Fehler zu corrigiren. Dann dreht man die Spindel g² unabhängig von der Rotation der Stange S, bis das Fadenkreuz den richtigen Punkt erreicht hat, und vergleicht nun bei fünf weiteren Drehungen. Auf diese Weise wird die ganze Länge der Schraube g·² aufgenommen.

Um die Correcturen auszuführen, mufs die Welle f bei ihrer Rotation in ihrer Achsenrichtung verschoben werden. Zu diesem Zwecke ist dieselbe nahe dem einen Ende mit ■einem Ring k versehen, in welchen die Enden eines Muffes k^l eingreifen; in dem Muff rotirt lose die Welle. An dem Muff befindet sich ein Stift A^-2, welcher in das Gleitstück k^s eingreift (s. Fig. 1), das in der bei 20 drehbaren Coulisse k"' gleitet. Die Coulisse A:⁴ sitzt an dem Schlitten k^s, welcher in den mit dem Bett der Bank verbundenen Führungen k^a verschiebbar ist.

Der Schlitten A:⁵ besitzt eine Schraubenspindel m, die sich in der Mutter m¹ führt. Die letztere ist mit dem Zahnrad m² verbunden, welches durch die Räderverbindung m⁸ m⁴ m⁵ von der Spindel des die Schraubenspindel g² bewegenden Getriebes g in Rotation versetzt wird. Diese Räderübersetzung mufs so sein,

dafs der Schlitten k⁵ genügend verschoben wird, um das Gleitstück /c³ während des Verrückens des Schneidstahlschlittens c um die Länge seiner Führungen vorwärts zu bewegen.

Wenn also die Coulisse A⁴ in einen passenden Winkel zu den Führungen k^e gebracht ist, so wird die Welle f eine bestimmte Distanz während der ganzen Fortbewegung des Schlittens c verschoben werden, um damit die gegenseitige Bewegung der Stange 5 und der Schraubenspindel g² gegenüber der durch die Rotation der Schnecken e und g erzeugten zu variiren. Auf diese Weise wird also ein Fehler, der sich über die ganze Länge der Schraubenspindel erstreckt, durch die mit gewöhnlicher Geschwindigkeit sich drehende Bank automatisch corrigirt.

Um die Coulisse £⁴ um ihren Drehpunkt zu verstellen, ist ein Schneckengetriebe η unterhalb des Schlittens k⁵ daran angebracht; in das Getriebe greift die Schnecke n\ welche auf die sich an der ganzen Länge der Drehbank hin erstreckende Spindel ή² aufgekeilt ,ist. . Auf der letzteren sitzen in entsprechenden Abständen mit Gradtheilung versehene Stellräder n³.

Zur Corrector der kleineren Ungenauigkeiten, welche von Punkt zu Punkt auf der Transportschraube g¹ vorkommen, kann die Coulisse A⁴ allmälig verstellt werden, während die Drehbank arbeitet, um so eine passende Längsverschiebung der Spindel f hervorzurufen, welche diese Ungenauigkeiten beseitigt. Hierzu ist es nöthig, die Getriebe w² rrfi ufi w⁵ loszukuppeln, damit das Gleitstück k⁵ keine Longitudinalbewegung macht, während die Correctur ausgeführt wird. Das auf diese Weise von Punkt zu Punkt genau geschnittene Gewinde mufs selbstverständlich auch auf der ganzen Länge correct sein.

Die Spindel d der Vorderdocke ist hohl und hat eine leicht konische Hülse zur Aufnahme des gleichfalls konischen Endes der Stange S, Fig. 5. Ein kurzes Gewinde an der Stange greift in eine mit innerem Gewinde versehene Hülse der Spindel o², welche durch die Spindel d hindurchgeht und auf welcher ein Muff o³ befestigt ist, welcher sich gegen das hintere Ende der hohlen Spindel d anlegt. Durch Drehen des Muffes zieht man das konische Ende s'² der Stange 5 in die konische Hülse der Spindel und stellt dadurch eine feste, unverrückbare Verbindung zwischen beiden her.

Ein Ansatz o^l der Spindel o² stemmt sich gegen einen Ansatz der hohlen Spindel d, um beim Drehen der Klammerspindel in der entgegengesetzten Richtung die Stange S aus der Hülse herauszuschieben.

Gewisse Unregelmäfsigkeiten entstehen bei der Rotation der Stange S und der Longitudinalverschiebung des Schlittens c durch Ungenauigkeiten in den die Bewegung übertragenden Theilen; auch diese müssen genau constatirt und registrirt werden. Man wird dann bei einer Anzahl von Messungen finden, dafs Fehler von gleichem Charakter sich bei demselben Theile der Drehung fortwährend wiederholen.

Derartige sich wiederholende Unregelmäfsigkeiten werden durch den Verbindungsmechanismus zwischen der Spindel d und dem dieselbe in Bewegung setzenden Getriebe d¹ compensirt. Auf der Spindel ist die Scheibe ρ befestigt, welche eine konische Hülse hat, die auf einen entsprechenden Konus der Spindel durch die Mutter p¹ geprefst wird; das Getriebe d¹ läuft lose auf der Hülse der Scheibe p, an welcher mittelst des Stiftes p'² der Hebel p^a befestigt ist. Der freie Arm dieses Hebels ruht auf einem Excenter j?⁴, welcher entsprechend den gefundenen Unregelmäfsigkeiten geformt und an der Vorderdocke angebracht ist.

Der Stift p² hat einen excentrischen Vorsprung p^&, der durch das Gelenk p^a mit dem Getriebe d¹ in der Weise verbunden ist, dafs der Stift bei der Schwingung des Hebels p'^A theilweise rotirt und dadurch eine leichte rotirende Bewegung der Scheibe ρ und der Spindel d mittheilt.

Falls es nothwendig ist, mufs der ganze Apparat bis an die Scala des Stabes i in eine Flüssigkeit, OeI etc., eingetaucht werden, um so den Mafsstab i und die Stange S bei gleicher Temperatur zu erhalten und, wenn beide aus Materialien bestehen, die verschiedene Ausdehnungscoeffkienten haben, so mufs die Flüssigkeit während der · ganzen Dauer des Gewindeschneidens in gleicher Temperatur erhalten werden.

Um die Genauigkeit der so geschnittenen Schraube schnell zu prüfen, wendet man das in Fig. 7 dargestellte Instrument an.

Der mit Gewinde versehene Stab S¹ ist mit zwei Muttern w w^l versehen, welche nur höchstens halb herum zu gehen brauchen; sie sind neben einander gelegt und werden durch eine passende Vorrichtung am Drehen mit dem Stab gehindert, so dafs sie also bei der Drehung der Schraubenspindel sich seitlich verschieben. Ist das Gewinde genau, so bewegen sich die Muttern in gleicher Entfernung von einander, ist aber die geringste Unregelmäfsigkeit vorhanden, so wechselt ihre Distanz.

Die Muttern nun sind mit einer Vorrichtung versehen, durch welche sich die Abweichung sofort constatiren läfst; auf einer der Muttern η>^Λ ist ein Mikroskop i¹⁰ befestigt, welches beim Beginn der Prüfung mit seinem Fadenkreuz genau über eine Marke an der anderen

Mutter w eingestellt wird. Bei der Rotation der Schraubenspindel S¹ wird also jede Ungenauigkeit sofort sichtbar.

Es ist demnach klar, dafs die Genauigkeit einer nach diesem Verfahren geschnittenen Schraube von der Uebereinstimmung gerad-' liniger Theile der Maschine und der Correctheit eines Mafsstabes abhängt, was alles in der Praxis ganz gut zu erreichen ist.

Die wesentlichste Neuerung in dem Verfahren besteht in der Compensirung unvermeidlicher Ungenauigkeiten der vorhandenen Maschine während des Schneidens der Schraube. Es kann also danach eine Schraube so geschnitten werden, wie es nur eben möglich ist zu messen.

Das Prüfen des geschnittenen Gewindes beruht auf den gleichen Prindpien wie die früher angewendeten; es werden zwei Visirlinien hergestellt, die sich in gleichen Entfernungen von einander befinden, und dann wird untersucht, ob die beiden Punkte des Gewindes in die Visirlinie fallen. Nur wendet man bei dem vorliegenden Verfahren nur eine einzige Visirlinie an, die fortwährend in einer bestimmten Entfernung von dem einen Punkte des Gewindes gehalten wird. Man beobachtet dann, ob der andere Punkt des Gewindes in die Linie kommt oder nicht. Bei Anwendung der beiden Muttern w n>¹ kann man die Visirlinie schnell längs des Gewindes von Punkt zu Punkt wandern lassen und kann auf diese Weise die ganze Länge der Schraube sehr schnell prüfen, während nach dem früheren Verfahren die Beobachtungen nur an verschiedenen Punkten gemacht werden können und folglich für die ganze Länge der Schraube einen grofsen Zeitaufwand erfordern.

Claims (10)

1. Patent-Ansprüche:

   An einer Maschine zum Controliren und correcten Schneiden von Schrauben in der aus' der Zeichnung ersichtlichen Verbindung:
   ι. Der Schneidstahlschlitten c, dessen Fortbewegung auf einer Mafsstange i (mit Theilung) vermittelst des mit dem Schlitten verbundenen Mikroskops z¹ genau gemessen wird.
2. 2. Die Drehspindel d mit dem Mechanismus . zur Bewegung der Spindel und des Schlittens und den Vorrichtungen zum Indiciren der genauen Summe der drehenden Bewegung der Spindel.
3. 3. Das Bett α der Drehbank (mit den beiden Docken), auf dem der Mafsstab i befestigt ist und auf dem der Schneidstahlschlitten c eine geradlinige Bewegung ausführt.
4. 4. Die an der Drehspindel d befestigte Scheibe h, die mit Vorsprüngen h¹ versehen ist, und die mit letzterer zusammenwirkende Zeigervorrichtung, welche in den Stromkreis eines elektrischen Läutewerks h⁶ eingeschaltet ist.
5. 5. Die mit der Scheibe h zusammenwirkende Indicirvorrichtung h⁷ mit Zeiger h² und Gradtheilung h⁸.
6. 6. Der Reflector h⁹ und die Gradtheilung.
7. 7. Das lose Getriebe d¹ auf der Drehspindel d mit den Zwischenmechanismen zwischen beiden behufs Aenderung der relativen Stellung beider während der Rotation.
8. 8. Die in der Längsrichtung bewegliche Welle f und die von derselben gedrehten Schnecken e und g, von denen die einemit der Welle verschiebbar ist, während die andere eine Bewegung in der Längsrichtung nicht zuläfst, mit den von den Schnecken getriebenenZahnrädernaPundg·¹, der Kupplung an der Welle, dem Gleitstück k³, der drehbaren Coulisse A:⁴ und den Vorrichtungen zum Drehen der Coulisse.
9. 9. Der die Coulisse tragende Schlitten k⁵ und die Vorrichtungen, welche dem Schlitten eine zum Schneidstahlschlitten proportioneile Bewegung ertheilen.
10. 10. Die beiden Muttern n> η>^λ und die Vorrichtung i¹⁰ zum genauen Indiciren jeder Aenderung ihrer Stellung zu einander, während sie infolge der Rotation der zu prüfenden Schraube sich auf deren Länge verschieben.

    Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.