DE348567C - Hinterdrehbank fuer Fraeser und aehnliche Werkzeuge - Google Patents

Description

Das Hinterdrehen von Fräsern, Gewindebohrern und anderen umlaufenden Werkzeugen erfordert nach Vollendung des eigentlichen Arbeitsweges einen schnellen Rückzug des Stahls, damit die zwischen den einzelnen Zähnen notwendigen Nuten möglichst schmal und hierdurch die Zahnrüoken länger ausfallen, der Fräser somit eine längere Lebensdauer erhält. Der plötzliche Rückzug des

ίο Drehstahls wird durch eine mit dem Werkstück gleich- oder parallelachsig gelagerte Nockenscheibe bewirkt, an der ein Abgleitdaumen arbeitet. Nach jedem Ablauf eines Zahns der Nockenscheibe springt der meist in einem wagerecht beweglichen Support oder in einem Pendelrahmen eingespannte Stahl plötzlich aus dem Bereich des Werkstücks zurück. Dabei ist die Umlaufgeschwindigkeit des Werkstücks eine gleichförmige. Bei be-

ao kannten Hinterdrehbänken steht diese Geschwindigkeit in einem ganz bestimmten Verhältnis zur Nutenbreite, des zu hinter drehenden Fräsers. Bei größerer Geschwindigkeit muß sich die Nutenbreite naturgemäß vergrößern, weil der Drehstahl zu dem durch das Abgleiten des Daumens von der Nockenscheibe entstehenden plötzlichen Rückzug eine ! gewisse, der Länge des Rückzugweges des j Stahls entsprechende Zeit benötigt, die sich bei gleichem Weg des Rückzugs in allen Fällen stets gleichbleibt.

Bevor der Stahl zum Schnitt an den nächsten Zahn des Werkstücks ansetzt, muß er seine ursprüngliche Ruhelage erreicht haben. Er darf also nicht bereits zum Schnitt für ' den nächsten: Zahn ansetzen, während er sich noch in der durch die Bewegung hervorgerufe-] nen Erschütterung oder auf dem Rückwege ! befindet. Wird die Länge eines Zahns des zu hinterdrehenden Werkstücks z. B. zu 10 mm, die Nutenbreite zu 3 mm angenommen, und ist die Arbeitszeit für die Spanäbnahme je Zahn eine Sekunde, so legt das Werkstück bei seinem Umlauf je Zahn einschließlich Nut einen Weg von 13 mm in der Sekunde zurück. Es bleibt dem Stahl als

Weg zur Ausführung des Rückzugs, am Umfang des Werkstücks gemessen, die Nutenbreite von 3 mm, während ihm- an Zeit ³/₁₃ oder 0,23 Sekunden zur Verfügung stehen. Soll aber die Arbeitsleistung beschleunigt, also eine schnellere Herstellung des Werkstücks erzielt werden, dann müßte die Umlaufgeschwindigkeit des Werkstücks gesteigert werden. Demgemäß würde sich die dem Stahl zum Rückzug verbleibende Zeit verringern. Er fände nicht mehr Zeit, zu seinem Ausgangspunkt zurückzukehren und würde bereits die vordere Kante .des folgenden Zahns wegschneiden. Die einzige Möglichkeit, diesem Nachteil vorzubeugen, bestände in der Vergrößerung der Nutenbreite. Dies hätte aber andere wesentliche Nachteile im Gefolge. Jeder einzelne Zahn des Fräsers würde schmäler und damit auch dessen Lebensdauer kürzer. Die Nutenbreiten würden von den normal festgesetzten abweichen und der Fräser erhielte ein unnatürliches Aussehen. Hieraus geht hervor, daß die Umdrehungszahl des zu hinterdrehenden Werkstücks, bei den bekannten Hinterdrehbänken eine genau begrenzte ist, die sich nicht überschreiten läßt, sollen nicht die geschilderten Nachteile in Kauf genommen werden. Damit ist aber auch die Arbeitsleistung begrenzt.

Während die Einstellung zur Teilung für die verschiedenen Zähnezahlen bisher noch einigermaßen erreichbar ist — sei es durch Auswechslung verschiadenzahniger Kopierscheiben, sei es durch Einschaltung von Wechselrädern — so ist die Veränderung der Hinterdrehtiefe der einzelnen Zähne noch durchaus unvollkommen. Das gilt auch für solche Hinterdrehvorrichtungen, bei denen der Drehstahl in umgekehrter Anordnung im Support eingespannt und die Werkstückwelle exzentrisch zur Antriebswelle in einem schwingenden Rahmen gelagert ist, der mittels einer auf der Antriebswelle sitzenden Daumenscheibe die Pendelbewegung' erhält. Hierbei findet jedoch kein plötzliches Wegkippen des Werkstücks statt.

Auch bei der Hinterdrehbank nach vorliegender Erfindung ist die Werkstückwelle in einem Pendelrahmen gelagert, jedoch wird ihre Drehung zugleich auf eine Nockenscheibe übertragen, die mit einer ein- und feststellbaren Kurvenbahn zusammenarbeitet. Durch deren Verstellung kann sowohl der Pendelausschlag als auch die Hinterdrehtiefe beliebig verändert werden. Die "Übereinstimmung der Zähnezahl der Daumenscheibe und des Werkstücks wird durch Einschaltung entsprechender Übersetzungen hergestellt. Damit entfallen die Auswechslung und das Vorrätighalten einer großen Anzahl Daumenscheiben für die verschiedenen Zähnezahlen und vor allem für die verschiedenen Hinterdrehtiefen. Ein vielleicht noch mehr ins Gewicht fallender Vorteil der Erfindung ist die ' Steigerung der Arbeitsleistung. Sie wird erreicht durch die Lagerung der Sohwingungsachse des das Werkstück tragenden Pendelrahmens außerhalb des Teilkreises des Antriebrads. Dadurch entsteht beim Arbeitshub eine Voreilung und eine entsprechende große Nacheilung beim Leerhub. Letztere gestattet eine Erhöhung der Umlaufgeschwindigkeit.

Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in Abb. 1 in Seiten- und in Abb. 2 in Oberansicht dargestellt. Abb. 3 zeigt eine Einzelheit und Abb. 4 sehematisoh die Vor- und Nacheilung.

Im Werkbankgestell α ist die treibende Welle b gelagert, auf der das Zahnrad c sitzt. Außerdem ist im Werkbankgestell α ein Pendelrahmen d in Spitzen bei e gelagert, die außerhalb des Teilkreises des treibenden Zahnrades c liegen. Dieses greift in ein Zahnrad/ ein, dessen Welle/' im Pendelrahmen d gelagert ist. Das Zahnrad / treibt mittels des Rades g ein Zahnrad h, das gleichfalls im Pendelrahmen ώ lagert und auf der zum Aufspannen des Werkstücks, z. B. eines Fräsers k, dienenden Welle i sitzt. Vom Zahnrad h wird die Drehung über das Zahnrad I auf die im Pendelrahmen d gelagerte Welle m übertragen. Auf ihr sitzt eine Daumenscheibe n, die im gezeichneten Beispiel zwölf Zähne, also ebensoviel wie der zu bearbeitende Fräser k, aufweist. Die Daumen n' der Scheibe η arbeiten mit einer Kurvenscheibe 0 zusammen, die um den Zapfen a' im Werkbankgestell α drehbar ist und mittels eines Griffes 0 verstellt werden kann. Der Grad der Einstellung läßt sich durch eine am Gestell α vorgesehene nicht gezeichnete Skala bestimmen. Die Kurvenbahn 0 kann eine Kurvenibahn aufweisen, die nach einem Kreisbogen aus dem Mittelpunkt der Daumenscheibe η geschlagen ist. Der Pendelrahmen d würde stillstehen, wenn die Kreiskurve gleichachsig zur Daumenscheibe-n eingestellt ist. Für das Hinterdrehen der Werkstücke wird · die Kurvenbahn 0 nach Vorschrift der Skala 110. eingestellt. Damit ist der Pendelausschlag und demgemäß die Hinterdrehtiefe bestimmt, weil die Daumen ri den Pendelrahmen d in Übereinstimmung mit der ihnen durch die Kurvenscheibe 0 erteilten Ablenkung wegdrücken. Beim Abgleiten der Daumen n' von der Kurvenscheibe 0. fällt der Pendelrahmen d um dasselbe Maß plötzlich zurück und führt damit den Fräser k aus dem Bereich des Stahls. Die Zähnezahl der Daumenscheibe μ iao ist eine beliebige. Die erforderliche Übereinstimmung mit der Zaih.ne2a.hl des Fräsers k

wird durch Auswechslung der Übersetzungsräder h und / bewirkt.

Die Voreilung entsteht dadurch, daß der , Pendelrahmen d beim Vorschwingen einen Kreisausschlag um seinen außerhalb des Teil- ' kreises des treibenden Zahnrades c gelegenen Drehpunkt e beschreibt und dem auf dem Support q fest eingespannten Drehstahl p im gleichen Drehsinn entgegeheilt, wie durch den ίο Winkel α in Abb. 4 angedeutet. Dabei zwingt das Zahnrad c das Zahnrad /, sich im gleichen Drehsinn abzuwickeln. Beim Rückschwingen des Pendelrahmens d nach erfolgtem Abgleiten der Daumenscheibe η von der Kurvenscheibe 0 erfolgt eine dem Grad der Voreilung entsprechend große Nacheilung.

Angenommen, ein zu hinterdrehender Frä- ; ser hat zehn Zähne und dreht sich in zehn Se- I künden einmal herum. Er hat dann für jeden ao Zahn einschließlich der Nut eine Umlaufzeit von einer Sekunde. Die Zahnlänge beträgt j 10 mm, die Nutenbreite 3 mm, mithin der Zahnabstand 13 mm. Demnach wird die Zahnlänge von 10 mm in ¹⁰J₁₃ = 0,77 Seas künden zurückgelegt. Der Rest von 0,23 Sekunden bleibt für die Nutbreite und demzufolge dem Stahl zum Rücklauf zur Verfugung. Infolge der Lage des Schwingungspunkts e des Pendelrahmens d außerhalb des j treibenden Zahnrads c und der Abrollung der Räder c und / aufeinander, wird bei jedem Hub eine Voreilung von 3 mm erreicht, wie ; durch Versuche festgestellt wurde. Der Frä- j ser legt nun innerhalb der obenberechneten ' 0,77 Sekunden einen Weg von insgesamt ■ 13 mm zurück. Da nur während einer Weg- , länge von 10 mm Arbeit geleistet wird, so ! braucht der Fräser infolge der Voreilung, zur Zurücklegung dieses 10 mm langen Weges

statt 0,77 Sekunden nur

o,77 · »ο __ 13

0,59 Sekunden. Es stehen also zur Ausladung ; 0,77 — 0,59 = 0,18 Sekunden mehr zur Verfugung gegenüber einer gleichbleibenden Umdrehungsgeschwindigkeit, wie bei den bekannten Hinterdrehbänken. Für den Rückzug des Fräsers k aus dem Bereich des Stahls p bleiben demnach insgesamt 0,23 + 0,18 = 0,41 Sekunden. Da aber nur 0,23 Sekunden für den Rückgang erforderlich sind, kann die Umlauf zeit um 0,18 Sekunden je Nut und ! mithin die von der Umlaufgeschwindigkeit des Werkstücks abhängige Arbeitsleistung i entsprechend gesteigert werden. |

Soll zugleich mit der Hinterdrehung des Fräsers k in Richtung des Umfangs eine seitliche, schräge Hinterdrehung durchgeführt werden, wie sie bei Hinterdrehvorrichtungen mit unterbrochenem Antrieb mittels schräger Schlitzführung bereits vorgeschlagen wurde, dann kann dazu die Schwingbewegung des Pendelrahmens d auf einfachste Weise ausgenutzt werden. Für diesen Zweck wird am Pendelrahmen d eine einstellbare Zunge s' (Abb. 3) befestigt, die beliebig geformte symmetrische Ablaufbahnen j besitzt. Mit einer derselben drückt sie beim Vorschwingen des Pendelrahmens d gegen einen versetzbaren Zapfen r des Supports q und bewirkt dadurch dessen seitliche Verschiebung zugleich mit der Hinterdrehung in der Umfangsrichtung des Fräsers k. Durch Rechts- oder Linksschaltung des Zapfens r wird eine rechts- oder linksseitige Hinterdrehung¹ erzielt.

Claims (3)

Patent-Ansprüche :

1. Hmterdrehbank für Fräser und ähnliche Werkzeuge, deren Achse gegenüber dem im Support eingespannten Drehstahl in einem zur Antriebswelle pendelnden Rahmen gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstückspindel (i) ihre Drehung zugleich einer ebenfalls in dem Rahmen gelagerten Daumenscheibe (ri) mitteilt, deren mit ihr zusammen arbeitende Kurvenbahn (0) zur Änderung des Pendelausschlags und demzufolge auch auch der Hinterdrehtiefe einstellbar ist.

2. Hinterdrehbank nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Pendelrahmen (d) um eine außerhalb des Teilkreises des treibenden Zahnrades (c) gelegene Achse (e) schwingt, wodurch sich das getriebene Zahnrad (/) auf dem treibenden (c) abrollt und eine zusätzliche Drehungsibewegung des Pendelrahmens zur Erzielung einer Voreilung beim Arbeitshub und einer Nacheilung beim Leerhub erhält.

3. Hinterdrehbank nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß am Pendelrahmen (d) eine symmetrische Kurvenbahn (/) angeordnet ist, die mit einem am Support (q) versetzbaren Zapfen (r) zusammenarbeitet, so daß dem Support durch die Vorschiwingung des Pendelrahmens (d) infolge der Einwirkung der Daumenscheibe (n) zugleich mit der Querbewegung· des Pendelrahmens' auch eine Seitenbewegung für eine mit der Hinterdrehung in der Umfangrichtung gleichzeitige seitliche Hinterdrehung erteilt wird.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.