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Gewindeschneidemaschine Die Erfindung betrifft eine Gewindeschneidmaschine
zum Schneiden von Außen- oder Innengewinden oder zum Ziehen von außen- oder innenliegenden
Nuten.
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Bei Gewindeschneidmaschinen war es bisher üblich, zum Schneiden eines
Außen- oder Innengewindes bestimmter Steigung a) ein Wechselrädergetriebe mit Leitspindel,
b) ein Leitgewinde gleicher Steigung oder c) eine Vorrichtung mit einem zweiarmigen
Hebel mit verstellbarem Drehpunkt zur Einstellung der Gewindelänge und -steigung
zu verwenden.
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Zu a) : Diese Ausführung ist allgemein bei Drehbänken angewandt und
daher bekannt.
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Zu b) : Bei diesem Prinzip war entweder die Leitspindel axial beweglich
als Arbeitsspindel ausgebildet und erhielt den erforderlichen axialen Vorschub bei
feststehendem Arbeitstisch bzw. Werkstück, oder aber die Arbeitsspindel stand axial
fest, und es wurde der Arbeitstisch als Leitspindel ausgeführt und erhielt mit dem
auf ihm befestigten Werkstück den Vorschub. Die erstgenannte Ausführung ist in Abb.
z grundsätzlich dargestellt. Die Arbeitsspindel 2, an der das Schneidwerkzeug 3
befestigt ist, ist in der Gleitführtüig z und mittels der Gewindepatrone q. in der
Gewindeführung 5 gelagert. Das sich drehende Werkzeug 3 erhält über die Spindel
2 den zur Erzielung des Gewindes erforderlichen Vorschub durch axiale Verschiebung
der Gewindepatrone q.. Mußte ein Gewinde anderer Steigung geschnitten werden, so
war das bisher verwandte Leitgewinde der Spindel und der Patrone durch ein neues
Leitgewinde zu ersetzen. Das hatte zur Voraussetzung; daß für eine große Zahl zu
schneidender verschiedener Gewindesteigungen eine ebenfalls große Zahl von Leitgewinden
zur Verfügung stand. Es ergaben sich somit beträchtliche Ausgaben im Werkzeugbau
für die Herstellung
sehr vieler, zum Teil wenig gebrauchter Leitgewinde
sowie eine umfangreiche Lagerhaltung. Dies macht sich insbesondere in solchen Betrieben,
in denen das Werkstück nachdem Gewindeschneiden; eineNachbehandlung mit eintretender
Schwindung erfährt, bemerkbar.
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Zu c) : Bei dieser Vorrichtung zum Einstellen der Länge und der Steigung
von Holzschraubengewinden wurde die Hinundherbewegung des Werkzeugträgers durch
einen von einer Kurvenscheibe bewegten zweiarmigen Hebel erzeugt. Hierbei war der
zweiarmige Hebel in seiner Längsrichtung verstellbar auf einem in verschiedenen
Stellungen befestigbarenBolzen drehbar gelagert, so daB das Längenverhältnis der
beiden Hebelarme des zweiarmigen Hebels verändert werden konnte. Es wurden mit einer
Kurvenscheibe verschiedene Gewindelängen und -steigungen erzeugt.
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Die Erfindung einer Gewindeschneidmaschine besteht darin, daß der
der Steigung des zu erzeugenden Gewindes entsprechende Vorschub des Werkstück-oder
Werkzeugträgers bei konstantem Leitgewinde und konstantem Drehzahlverhältnis zwischen
Arbeitsspindel und Leitspindel durch einen zweiarmigen, den vom Leitgewinde erzeugten
Vorschub auf den Werkstück oder Werkzeugträger übertragenen Hebel mit verstellbarem
Drehpunkt veränderbar ist und der Hebeldrehpunkt beim Schneiden eines Gewindes mit
veränderbarer Steigung mittels Kurvenscheibe nach einem beliebigen Gesetz verschoben
wird, wobei bei axial feststehender Arbeitsspindel der zweiarmige und mit verstellbarem
Drehpunkt versehene Hebel den von der Leitspindel erzeugten Vorschub auf den Arbeitstisch,
jedoch bei axial feststehendem Arbeitstisch der zweiarmige und mit verstellbarem
Drehpunkt versehene Hebel den von der Leitspindel erzeugten Vorschub auf die Arbeitsspindel
überträgt oder bei axial feststehender und als Arbeitsspindel ausgebildeterLeitspindel
der zweiarmige und mit verstellbarem Drehpunkt versehene Hebel oder mehrere solcher
Hebel den von der Leitspindel erzeugten Vorschub auf den Arbeitstisch übertragen.
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Zusätzlich wird der Verstellbereich durch Änderung des Drehzahlverhältnisses
von Leitspindel zu Arbeitsspindel in üblicher Weise, z. B. durch Wechsel der Zahnräder,
erweitert.
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Im Rahmen der Erfindung liegt auch, daß die Arbeitsspindel in beliebigem
Winkel im Raum, vorzugsweise senkrecht oder waagerecht, steht und an Stelle einer
Arbeitsspindel mehrere Arbeitsspindeln vorgesehen sind.
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Der Erfindung liegt folgende mathematische Überlegung zugrunde (Abb.
5) c ist der zweiarmige Hebel mit seinen Hebelarmen a und b. Immer bezogen auf den
Drehpunkt P, betrifft bei axial feststehender Arbeitsspindel der Index a den mit
dem Arbeitstisch verbundenen Hebelarm, der Index b den mit der Leitspindel verbundenen
Hebelarm (Abb. 2). Bei feststehendem Arbeitstisch betrifft der Index a den mit der
Arbeitsspindel verbundenen Hebelarm und der Index b den mit der Leitspindel verbundenen
Hebelarm (Abb. 3).
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Bei gemeinsamer Achse von Arbeitsspindel und Leitspindel betrifft
der Index cz den oder die mit dem Arbeitstisch verbundenen Hebelarme, der Index
b den oder die mit der Arbeitsspindel bzw. Leitspindel verbundenen Hebelarme (Abb.
q.).
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Relativ zum Drehpunkt P bezieht sich also der Index a auf das zu schneidende
Neugewinde an der Arbeitsspindel oder am Arbeitstisch, während sich der Index
b stets auf das Leitgewinde bezieht. Ist hb die Steigung des Leitgewindes
und
ha die Steigung des zu schneidenden Gewindes, so sind dha und dhb die
entsprechenden Steigungsänderungen. In gleicher Weise betrifft
a den Steigungswinkel
und
d a die Steigungswinkeländerung.
Soweit entspricht das Steigungsverhältnis des Leitgewindes zum Neugewinde dem Längenverhältnis
der entsprechenden beiden Hebelarme des zweiarmigen Hebels. Nach obiger Ableitung
ist
LäBt man also die Steigungsänderung des Leitgewindes elhb konstant, d. h. ändert
man nicht die Steigung des Leitgewindes, so kann man die Steigung des Neugewindes
dha in sehr einfacher Weise ändern durch Änderung des Verhältnisses des Hebelarmes
a zum Hebelarm b, und zwar durch Verschieben des Hebeldrehpunktes P, Nach der Erfindung
ergaben sich folgende Möglichkeiten: Steht der Hebeldrehpunkt fest, so wird ein
Gewinde gleicher Steigung geschnitten. Wird der Hebeldrehpunkt nach einem bestimmten
Gesetz während des Schneidvorgangs verschoben, so weist das geschnittene Gewinde
eine diesem Gesetz entsprechende Steigung auf.
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Im einzelnen ergeben sich folgende Konstruktionsformen der Gewindeschneidmaschine
nach der Erfindung: Einmal ist bei axial feststehender Arbeitsspindel die Leitspindel
mit dem Arbeitstisch durch einen zweiarmigen Hebel mit verstellbarem Drehpunkt verbunden.
Ein Ausführungsbeispiel ist in Abb. 2 dargestellt.
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Ein Beispiel der zweiten Ausführungsform ist in Abb. 3 dargestellt.
Hier ist bei axial feststehendem Arbeitstisch die Leitspindel mit der Arbeitsspindel
durch einen zweiarmigen Hebel mit verstellbarem Drehpunkt verbunden.
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Ein Beispiel der dritten Ausführungsform ist aus Abb. q. ersichtlich.
Hier hat die axial feststehende Arbeitsspindel eine gemeinsame Achse mit der Leitspindel,
welche mit dem Arbeitstisch durch einen zweiarmigen Hebel mit verstellbarem Drehpunkt
verbunden ist.
In Abb. 2 erfolgt der Antrieb der Gewindeschneidmaschine
über Motor, Schnecke, Kupplung mit Zinks-und Rechtslauf, Zahnrad RG zur Arbeitsspindel
sowie Zahnrad RS zur Leitspindel. Der Arbeitstisch mit dem nicht dargestellten Werkstück
ist senkrecht verschiebbar und mit dem freien Ende des Hebelarmes a des Hebels H
gelenkig verbunden, während die Leitspindel S samt dem Leitgewinde L und dem Vorschubglied
V gelenkig verbunden ist mit dem freien Ende des Hebelarmes b. Der Hebel
H ist im Drehpunkt P gelagert, welcher sich über das verstellbare Lager
LP
in der Querrichtung Arbeitstisch-Leitspindel verschieben läßt. Geschieht
dies mittels Verstellung des Gewindebolzens im Lager LP, so werden damit
der Vorschub des Arbeitstisches und die Steigung des Neugewindes geändert, ohne
daß das Leitgewinde L ausgewechselt zu werden braucht.
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Die Kupplung K, betätigt durch den Kupplungshebel KH, bewirkt Links-
und Rechtslauf sowie Stillstand von Arbeitsspindel und Leitspindel.
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In Abb.3 steht der Arbeitstisch und damit das Werkstück fest. Wie
in Abb. 2 ist das freie Ende des Hebelarmes b des Hebels H mit der
Leitspindel L gelenkig verbunden, während das freie Ende des Hebelarmes a
mit der Arbeitsspindel gelenkig verbunden ist. Wird der Drehpunkt P verschoben,
so wird damit der Vorschub der Arbeitsspindel und damit des Schneidwerkzeuges geändert.
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In Abb. q. sind Arbeitsspindel und Leitspindel konstruktiv vereint,
wobei das Leitgewinde die Arbeitsspindel umschließt. Hier ist das Schneidwerkzeug
nur drehbeweglich, und der Arbeitstisch mit dem Werkstück erhält die Vorschubbewegung.
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Für die Herstellung eines konstanten Drehzahlenverhältnisses zwischen
Leitspindel und Arbeitsspindel muß die Übertragung der Drehbewegung schlupflos sein.
Dies kann z. B. durch einen Zahntrieb, wie es in den Abb. 2 und 3 dargestellt ist,
oder durch einen Kettentrieb erfolgen.
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Ferner ist es auch möglich, den Verstellbereich durch Änderung des
Drehzahlenverhältnisses von Leitspindel zur Arbeitsspindel in der üblichen Weise,
z. B. durch Wechsel der Zahnräder, zu erweitern.