DE136260C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Den Gegenstand der Erfindung bildet eine Maschine zur Herstellung sogen, schwarzer Schrauben durch Befräsen der Spitze und Anschneiden von Gewinde an glatte Stifte oder vorgepreiste Bolzen oder andere Fagonstücke. Die Maschine führt sämmtliche Operationen selbstthätig aus, während die Zuführung der Werkstücke von Hand zu erfolgen hat.

Wesentlich an ■ der Erfindung ist, dafs im Gegensatze zu den bekannten Maschinen dieser Art die Einspannvorrichtung und die Werkzeuge conaxial angeordnet sind und in dieser Stellung dauernd verbleiben. Da die Maschine als Halbautomat ausgebildet ist, so ist ferner von Wichtigkeit, dafs die Einspannvorrichtung feststeht, da hierdurch eine gefahrlose Beschickung von Hand ermöglicht ist. Dahingegen drehen sich die Werkzeuge, ein selbstschliefsender und -öffnender Gewindeschneidkopf und ein in demselben verschiebbarer Fräser, beständig und werden je nach den verschiedenen Arbeitsstufen abwechselnd vor- und zurückbewegt. Durch diese Anordnung wird erreicht, dafs die Werkzeuge ohne seitliche Verschiebung und ohne jeden Zeitverlust nach einander zur Wirkung gelangen, da das eine bereits in seine Arbeitsstellung vorgeschoben werden kann, während das andere zurückgezogen wird. Ein weiterer aus dieser Anordnung sich ergebender Vortheil besteht in der geringen Raumbeanspruchung', wodurch ermöglicht ist, mehrere dieser Vorrichtungen zu einer Maschine zu vereinigen und die abwechselnde Bedienung aller einem Arbeiter zu übertragen. Trotz der Beschickung von Hand wird also durch die rasche Folge der einzelnen Operationen von der Maschine eine bedeutende Leistung erzielt.

Der Vorschub der beiden Werkzeuge wird dadurch erreicht, dafs die hohle Schneidkopfspindel und die in letzterer verschiebbare Fräserspindel durch Hebel und Gestänge zeitweise in zwangläufige Λ^ erbindung mit einer Daumenscheibe gelangen, welche auch die Einspannvorrichtung bethätigt.

Der Arbeitsgang ist folgender: Der zu bearbeitende Bolzen wird von dem bedienenden Arbeiter zwischen die Klemmbacken einer Zange und in eine Fräserpatrone gehalten, bis bei dem selbsttätigen Schliefsen der Zange das centrische Einspannen bewirkt ist. Der hierauf weiter vorgeschobene Fräser fräst den Bolzen an der Spitze glatt und tritt schnell in den Schneidkopf zurück, während letzterer geschlossen und vorgeschoben wird, bis er anschneidet und bei der weiteren Drehung sich auf dem geschnittenen Gewinde selbst weiter vorzieht. Sobald die gewünschte Länge des Schraubengewindes erreicht ist, veranlafst ein Anschlag das Oefrnen des Schneidkopfes, welcher zurückgeht, während gleichzeitig die Zange geöffnet wird und die Schraube herausr fällt.

Die Maschine besteht aus mehreren einander völlig gleichen Anordnungen, welche sich nur dadurch von einander unterscheiden, dafs die . Steuerorgane auf der gemeinsamen Welle in bestimmtem Winkel gegen einander verdreht sind, weshalb die einzelnen Arbeitsstufen bei den verschiedenen Anordnungen zu verschie-

denen Zeiten eintreten und der Arbeiter das Einspannen der Werkstücke bei denselben nach einander besorgen kann.

Bei der Maschine sind Vorkehrungen getroffen, dais die Werkzeuge auch bei Leergang richtig gesteuert werden und sich in ihren Bewegungen nicht gegenseitig hindern. Ferner ist es ermöglicht, die erforderlichen Gewindestähle in der Maschine selbst herzustellen.

Auf beiliegender Zeichnung ist die Maschine in einem Ausführungsbeispiel veranschaulicht. Fig. ι zeigt die Maschine in Seitenansicht, Fig. 2 dieselbe im Grundriis, Fig. 3 einen Längsschnitt durch die Maschine, Fig. 4 den Grundrifs des Fräserzuges und Fig. 5 einen Längsschnitt durch die Spindel in gröfserem Maisstabe. In Fig. 6 ist die Daumenscheibe theilweise im Schnitt und in Fig. 7 der Fräser im Längsschnitt, in Ansicht und im Querschnitt in gröfserem Mafsstabe dargestellt.

In dem Maschinengestell sind mehrere, zweckmäfsig vier bis sechs, unter sich gleiche Gewindeschneidvorrichtungen angeordnet, deren Spindeln 1 parallel zu einander gelagert sind. In dem hinteren Lager sind dieselben von je einer Büchse 2 (Fig. 2 und 5) umschlossen und mit letzterer durch Nuth und Feder verbunden, so dafs sie bei der Drehung der Büchsen mitgenommen werden, jedoch in der Achsrichtung verschiebbar sind. Jede Büchse 2 enthält am vorderen Ende eine Antriebsriemscheibe 3 und am hinteren Ende ein Zahnrad 4 aufgekeilt, welches durch Zahnräder 5 mit den benachbarten Zahnrädern 4 in Verbindung steht, infolge dessen sämmtliche Spindeln sich in gleichem Sinne und mit gleicher Geschwindigkeit drehen müssen. Auf der verlängerten Nabe eines der Zahnräder 5 ist ein Kettenrad 6 ausgebildet, von welchem mittels einer Kette 7 und eines zweiten Kettenrades 8 eine seitlich im Gestell gelagerte Welle 9 angetrieben wird. Das vordere Ende der letzteren trägt eine Schnecke 11, womit ein Schneckenrad 12 in Eingriff ist, das auf einer senkrecht zu den Spindeln 1 im vorderen Theil des Gestelles gelagerten Welle 13 sitzt. Diese Welle 13 trägt die Daumenscheiben, Arme und Daumenrollen zur Bethätigung der Einspannzangen, des Fräserzuges und des Gewindeschneidkopfes, und zwar für jede Spindel eine besondere Anordnung. Das Kettenrad 8 bildet das Wechselrad, und eine Spannvorrichtung 10 gestattet, der Kette 7 stets die erforderliche Spannung zu ertheilen. Es ist also ermöglicht, die Drehungsgeschwindigkeit der Welle 13 und damit die Bewegungsgeschwindigkeit der verschiedenen Steuerorgane im Vergleich zur Drehung der Spindeln 1 beliebig zu verändern.

Der sich selbstthätig öffnende Gewindeschneidkopf 14 bekannter Art, dessen Hebel 15 am vorderen Ende die auswechselbaren Gewindestähle 16 tragen (Fig. 5), ist auf dem vorderen Ende der Spindel 1 durch Aufschrauben befestigt. Das Schliefsen und Oeffnen des Kopfes erfolgt in bekannter Weise durch Eindrücken eines auf der Spindel 1 verschiebbaren Konus 17 zwischen die hinteren Arme der Arme 15, wobei dieselben aus einander bewegt werden bezw. durch Zurückziehen des Konus, worauf die Hebel 15 durch Federdruck in ihre geöffnete Stellung zurückbewegt werden. In den Konus 17 sind an zwei gegenüberliegenden Stellen Anschlagstifte 18 eingeschraubt, welche an ihren äufseren Enden Rollen 19 tragen und mit den inneren Enden in je einen Führungsschlitz 20 der Spindel 1 ragen, wodurch die freie Bewegung des Konus begrenzt ist. Am Gestell ist ferner ein Anschlagring 21 einstellbar, auf den die Rollen 19 beim Vorschub des geschlossenen Schneidkopfes auf treffen und den Konus zurückhalten, während der Kopf 14 weiterbewegt wird, bis die Hebel 15 von dem Konus frei werden und der Kopf sich öffnet.

Auf der Spindel 1 ist eine Muffe 22 fest angebracht, gegen welche eine Feder 23 in der Weise wirkt, dafs sie die Spindel 1 rückwärts zu ziehen strebt. An der Muffe 22 greift vermittelst Gleitbacken ein um eine Stange 25 drehbarer Vorschubhebel 24 an, der durch eine Gelenkstange 26 mit einer Schubstange 27 in Verbindung steht. Letztere führt sich mit ihrem hinteren gegabelten Ende an einer Stange 27, während das vordere Ende mit einem um eine Stange 29 drehbaren Hebel 28 gelenkig verbunden ist. Diese Verbindung wird durch eine Reihe entsprechender Bohrungen im Hebel 28 und in der Stange 27 und einen Steckstift 31 bewirkt. In je höheren Bohrungen der Stift 31 hindurchgesteckt ist, um so schneller und weiter erfolgt der Vorschub der Spindel, wogegen beim Einstecken des Stiftes in die unteren Bohrungen dem Ausschwingen des Hebels 28 nur eine geringere und langsamere Bewegung der Spindel entspricht. Der Hebel 28 trägt am oberen Ende eine Rolle 32, womit er in gewissen Stellungen an dem Umfange einer Curvenscheibe 33 anliegt.

Die Curvenscheibe 33 besitzt zwei in radialen Schlitzen gleitende Daumen- oder Schieberpaare 34, 35, welche je mit einer von nach entgegengesetzten Seiten ragenden Nasen 36, 37 (Fig. 4 und 6) ausgestattet sind. Die Nasen gleiten bei der Drehung der Scheibe 33 auf festen Daumenrollen 38 bezw. 39, wodurch das Heraustreten der Schieber abwechselnd und bei verschiedenen Stellungen der Scheibe veranlafst wird, während nach Freikommen der Nase von dem Daumen das betreffende Schieberpaar durch Federdruck schnell zurückge-

zogen wird. Die Schieber 34 treffen auf Nasen 30 der Stange 27 und bewirken die Rückwärtsbewegung der Spindel 1 und das Schliefsen des Schneidkopfes durch Hinaufschieben auf den Konus, wozu die Kraft der Feder 23 allein nicht ausreicht. Eine auf der Scheibe 33 befestigte, etwas federnde Zunge 40 veranlafst hierauf den Vorschub des geschlossenen Schneidkopfes und das Andrücken der Gewindebacken an das Bolzenende, indem sie die auf ihr läufende Rolle 32 und den Hebel 28 allmählich zurückdrängt. Die Zunge ist mit Schlitzlöchern versehen, um sie nach Lösen der Befestigungsschrauben weiter auswärts oder einwärts einstellen zu können. Statt dessen kann jede andere geeignete Einstellvorrichtung verwendet werden.

In der hohlen Spindel 1 befindet sich die aus einer Spindel 41 und einem Rohr 42 bestehende Spindel für den Fräser, welcher letztere mit Nuth und Feder im Schneidkopfe verschiebbar ist. Das Rohr 42 enthält Führungsschlitze 44, wie die Spindel 1, und in dieselben ragen ebenfalls die Anschlagstifte 18 hinein, weshalb der Konus auch von der Fräserspindel in gewissem Grade abhängig ist, wie unten erklärt ist. Eine Druckschraube 43 gestattet, das Rohr 42 auf der Spindel 41 in verschiedenen Stellungen festzustellen, um den Einflufs der Fräserspindel auf den Konus nach Bedarf verändern zu können. Auf dem vorderen Ende der Spindel 41 ist der Fräser 55 aufgeschraubt, während auf einem an dem hinteren Ende atisgebildeten Gewinde eine Muffe 45 verstellbar und mittels Gegenmutter feststellbar angeordnet ist. An der Muffe 45 greift mittels Gleitbacken ein um eine Stange 50 drehbarer Gabelhebel 46 an, der durch zwei Gelenkhebel 47 mit zwei vorn in Schleifen 49 auslaufenden Zugstangen 48 verbunden ist. Die Schleifen 49 tragen auf den einander zugewendeten Seiten je eine Rolle 51 (Fig. 4), welche mit an der Daumenscheibe befestigten Gleitstücken 52 derart zusammenwirken, dafs der Fräserzug 41, 49 vorwärts bewegt wird. Dies geschieht namentlich, so lange die Rolle auf der Curve 53 läuft, wogegen die Curve 54 nur einen ganz geringen und langsamen Vorschub veranlafst, was ein sauberes Glattfräsen des kurz vor diesem Zeitpunkte eingespannten Bolzens zur Folge hat. Die Schleifen 49 werden auf den Naben der Daumenrollen 38, 39 geführt, welche durch hier nicht gezeichnete Stege mit dem Gestell fest vereinigt sind. Sobald die Rollen 51 von den Gleitstücken freikommen, geht der Fräserzug unter dem Einflufs von um die Zugstangen 48 gewickelten Federn sofort in seine Ruhelage zurück.

Der Fräser (Fig. 7) besteht aus einer Hülse 55 mit äufseren Federn und nach innen ausspringenden Rippen 56, die als Widerlager für die beiden auswechselbaren Messer 57 dienen. Die Schneide derselben kann nach der Mitte des Fräsers zu zurücktreten oder einwärts gekrümmt sein, je nachdem an den Bolzen eine Spitze oder eine Kuppel angefräst werden soll. Die Messer stützen sich vorn gegen eine in die Hülse eingeschraubte Linse 58, die gleichzeitig als Centrirring für den einzuspannenden Bolzen dient, während von rückwärts die Spindel 41 den Messern Halt gewährt. Beim Nachschleifen der Messer kann die Spindel 41 entsprechend tiefer eingeschraubt werden, um die Messer festzustellen. Zwei Durchbrechungen der Hülse gestatten den Austritt der Späne.

Die Zange zum Einspannen der Werkstücke besteht aus zwei Schenkeln 59, deren kürzere dem Schneidkopf zugekehrte Arme die einstellbaren Klemmbacken 60 enthalten. Die längeren Arme der Schenkel stehen mit Gelenkhebeln 61 in Verbindung, die ihrerseits wieder durch ein Gelenk 62 mit einander vereinigt sind. Von dieser Stelle aus erstreckt sich eine Führungsstange 63 in eine Bohrung einer am Gestell angeschraubten Platte 64 (Fig. 5). Um die Stange 63 ist eine Feder 65 gewickelt, welche sie in die Bohrung hineinzuziehen sucht. Hiermit kann eine Auswerfvorrichtung verbunden sein, welche die fertige Schraube beim Oeffnen der Zange aus der Maschine herausbefördert. Das Gelenk 62 besitzt zwei abwärts gerichtete Vorsprünge, welche mit dem durch den Daumen 39 herausbewegten Schieberpaare 35 in Eingriff kommen, worauf das Gelenk 62 und die Stange 63 nach vorn gezogen und die längeren Arme der Schenkel 59 aus einander gedrängt werden. Diese Bewegung erfolgt auf eine solche Entfernung, dafs das Gelenk 62 über die Verbindungslinie der Drehpunkte der beiden Gelenkhebel hinausgelangt, also den Todtpunkt überschreitet (Fig. 2 oben), weshalb die Zange in dieser Stellung sicher stehen bleibt. Zti entsprechendem Zeitpunkte springen die Schieber 35 in die Daumenscheibe zurück. Zwei auf der Welle 13 zu beiden Seiten der Daumenscheibe vorgesehene Arme 66 veranlassen das Oeffnen der Zange, indem sie bei ihrer Drehung an die auswärts gerichteten Arme der Gelenkhebel 61 schlagen und diese etwas nach vorn bewegen, worauf die Feder 65 das weitere Oeffnen sofort beendet.

Der vordere, die Zangen und die Welle 13 tragende Rahmentheil 67 ist auf Prismen 68 des Gestelles in der Längsrichtung der Maschine verstellbar, um die Stellung dieser Theile der Länge der zu bearbeitenden Bolzen entsprechend verändern zu können. Da überdies die Gelenkhebel 47 mit den Zugstangen 48 veränderbar verbunden sind, die Drehpunkte der Hebel 24, 46 höher oder tiefer einstellbar

sind, die Fräserspindel verlängert oder verkürzt werden kann und schliefslich die Drehungsgesctnvindigkeit der Welle 13 verändert werden kann, so ist es ermöglicht, innerhalb bestimmter Grenzen in dieser Maschine Bolzen jeder Länge und Dicke zu fräsen und mit Gewinde jeder Steigung zu versehen.

Der Arbeitsgang ist folgender: Während die Zange und der Schneidkopf geöffnet sind (Fig. ι und 2), wird der Fräser vorn aus dem Kopfe herausgeschoben, so lange die Rollen 51 an den Curven 53 anliegen, alsdann wird durch die Schieber 35 die Zange geschlossen und der Bolzen, welchen der Arbeiter dazwischen und mit der Spitze in die Linse 58 des Fräsers halten mufs, festgeklemmt. Ein Vorschub des Fräsers erfolgt auch jetzt noch, aber nur langsam und in geringem Mafse, da die Rollen auf den Curven 54 laufen (Fig. 6), weshalb nur dünne Späne abgenommen \verden. Sobald jedoch die Rollen 51 von den Curvenstücken überhaupt frei werden, ziehen die um die Stangen 48 gewickelten Federn den Fräserzug nebst Fräser schnell zurück, worauf der Bolzen frei aus der Zange herausragt. Danach drücken die auf die Nasen 30 auftreffenden Schieber 34 die Schubstange 27 und damit, die Spindel· ι so weit zurück, dafs der Schneidkopf auf den Konus hinaufgeschoben und geschlossen wird (Fig. 3), worauf die Schieber 34 in die Scheibe 33 zurückschnellen. Da unmittelbar hierauf die Zunge 40 die Rolle 32 und den Hebel 28 wieder abdrängt, so werden mit der Spindel 1 der Konus und der geschlossene Schneidkopf vorgeschoben und die Gewindestähle an das freie Bolzenende federnd angedrückt, bis sie anschneiden (Fig. 2 oben). Das Gewindeschneiden wird auf eine längere Strecke unterstützt, da die Zunge allmählich ansteigt und auf ihre ganze Länge andrückend wirkt. Wenn das Ende der Zunge erreicht ist, führen sich die Gewindestähle an dem bereits geschnittenen Gewinde selbst und ziehen den Kopf weiter vor (Fig. 5), bis durch Auftreffen der Anschlagrollen 19 auf den Ring 21 der nunmehr allein vorgeschobene Schneidkopf seine Hebel 15 von der cylindrischen Fläche des Konus abzieht, worauf diese auf der Kegelfläche rasch abwärts gleiten, was das sofortige Oeffhen des Schneidkopfes und Zurückgehen desselben unter dem Einflüsse der Feder 23 zur Folge hat. Alsdann wird die Zange durch die Arme 66 in der oben beschriebenen Weise geöffnet, wobei die Schraube, herausfällt, und die Einrichtung ist zur Aufnahme und Bearbeitung eines weiteren Bolzens bereit. Bei einer einmaligen Umdrehung der Welle 13 wird also von jeder Anordnung eine Schraube fertiggestellt.

Wenn übersehen sein sollte, einen Bolzen in die Zange einzuspannen, so könnte sich der Schneidkopf nicht auf einem Gewinde so weit vorziehen, dafs der Konus durch den Anschlagring zurückgehalten wird, weshalb der Kopf geschlossen zurückgehen und das folgende Vorschieben des Fräsers hindern würde. Um dies zu verhüten, ist die Anordnung getroffen, dais in solchem Falle das Oeffnen des Schneidkopfes durch den Fräserzug bewirkt wird.· Während des Anschneidens des Gewindes legen sich nämlich die Anschlagstifte 18 an das vordere Ende der Führungsschlitze 44 (Fig. 2 oben), und da während des Gewindeschneidens die Hebel 15 mit starkem Druck auf den Konus wirken, so wird durch die Reibung letzterer sowie der ganze Fräserzug unter Zusammendrücken der um die Stangen 48 gewickelten Federn mit vorgenommen' (Fig. 5)· Erst der Anschlagring 21 vermag das Mitziehen dieser Theile aufzuhalten, worauf die Federn den freigewordenen Konus rasch zurückziehen tind somit zum plötzlichen Oeffnen des Kopfes wesentlich beitragen. Ist indessen kein Bolzen eingespannt worden, so ist, weil ein Gewindeschneiden nicht stattfindet, die erwähnte Reibung nicht vorhanden, und der Fräserzug hält den Konus ohne Weiteres "zurück, auf diese Weise den allein vorgehenden Schneidkopf öffnend.

Bei der Herstellung der Gewindestähle in der' Maschine werden die vorgearbeiteten Stähle in den Schneidkopf eingesetzt, auf die Fräserspindel an Stelle des Fräsers vorn ein entsprechend ausgeführter Gewindebohrer, auf das hintere Ende aber eine Kurbel aufgeschraubt und durch Drehen der letzteren der Gewindebohrer zwischen den Backen hindurchgehen lassen. Die Anschlagstifte 18 müssen hierbei entfernt sein.

Claims (4)

Patent-Ansprüche:

1. Selbsttätige Maschine zur Herstellung von Schrauben durch Befrasen der Spitze und Anschneiden von Gewinde an geschmiedete Bolzen u. dergl., dadurch gekennzeichnet, dais das feststehend eingespannte Werkstück ohne Aenderung der conaxialen Stellung der Einspannvorrichtung, des Fräsers und des Gewindeschneidkopfes bei dem abwechselnden Vorschub der sich ununterbrochen drehenden Werkzeuge an der Spitze glatt gefräst und hierauf mit Gewinde versehen wird.

2. Eine Ausführungsform der Maschine nach Anspruch 1, bei welcher das Werkstück von Hand zwischen die Klemmbacken einer feststehenden Einspannvorrichtung und mit der Spitze in die Fräserpatrone gehalten und von der selbstthätig geschlossenen Einspannvorrichtung in genau centrischer

. Lage festgeklemmt wird, dadurch gekenn-

zeichnet, dafs der aus dem Gewindeschneidkopf herausgeschobene Fräser die Spitze des Werkstückes befräst, worauf der Fräser zurückgezogen und der sich selbstthätig schlieisende und öffnende Gewindeschneidkopf vorgeschoben wird, der das Gewinde anschneidet.

3. Eine Ausführungsform der Maschine nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dafs die hohle Spindel (1) des sich selbstthätig öffnenden Gewindeschneidkopfes (14) in einer Büchse (2) längsverschiebbar ist und die Fräserspindel (41, 42) enthält, während der Fräser (55) in dem Schneidkopf mit Nuth und Feder verschiebbar ist, und die Schneidkopfspindel sowie die Frä-. serspindel durch je eine besondere Uebertragungsanordnung vorübergehend in zwangläufige Verbindung mit einem Steuerorgan gelangen, welches den Spindeln unabhängig von einander Vor- und Rückwärtsbewegungen ertheilt.

4. Eine Ausführungsform der Maschine nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dafs der Fräserzug bei geöffneter Einspannzange (59, 65) rasch vorgezogen wird, so

'. dais der Fräser (55) aus dem Schneidkopfe (14) vorn heraustritt, um das zwecks Einspannens in das Zangenmaul gehaltene Werkstück durch Einführen seiner Spitze in einen am Fräser vorgesehenen Centrirring (58) von der Zange genau centrisch festklemmen zu lassen.

Eine Ausführungsform der Maschine nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dafs der das Schliefsen des Schneidkopfes bewirkende, auf der Spindel (1) verschiebbare Konus (17) Anschlagstifte (18) enthält, welche mit den inneren Enden in Führungsschlitze (20) der Schneidkopfspindel (1) sowie in ähnliche Führungsschlitze (44) eines auf der Fräserspindel (41) feststellbaren Rohres (42) ragen und sich beim Vorgehen des geschlossenen Schneidkopfes an das vordere Ende der letzteren Schlitze (44) anlegen, hierbei unter dem Einflüsse der beim Gewindeschneiden zwischen den Hebeln (15) und dem Konus auftretenden Reibung den Fräserzug (41, 49) unter Zusammendrücken der zugehörigen Federn mit vorziehen, bis ein Anschlag (21) den Konus zurückhält, während beim Leergang die Fräserzugfedern den Konus zurückhalten und den Schneidkopf öffnen.
Bei der Maschine nach Anspruch 1 bis 5 die Ausführung des Fräsers in Gestalt einer Hülse (55) mit nach innen ausspringenden Rippen (56) und darin eingesetzten einzelnen Messern (57), die durch die von hinten eingeschraubte Spindel (41) mit ihren vorderen Enden gegen einen vorn eingeschraubten Ring (58) gedrückt werden, welch letzterer gleichzeitig als Centrirring für das Werkstück beim Einspannen und Fräsen desselben dient.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.