DE569048C - Einrichtung an einer Maschine zum Fraesen von Spiralnuten mit sich aendernder Steigung und Tiefe in zylindrischen Steuerkoerpern - Google Patents

Description

In dem Patent 505 729 ist eine Maschine zum Fräsen von Spiralnuten mit sich ändernder Steigung und Tiefe in zylindrischen Steuerkörpern für Lenkvorrichtungen an Motorfahrzeugen beschrieben. Die Spiralnut wird hierbei in der Weise erzeugt, daß der Fräser eine ungleichförmige Schwingbewegung in einer zu der Achse des Werkstückes parallelen Ebene macht. Diese Bewegung wird mit einem Zahnradsegment und einer Zahnstange hervorgerufen, indem eine Rolle, die an dem einen Arm eines an die Zahnstange angelenkten Winkelhebels angebracht ist, über eine Kurvenfläche gleitet. Dieser Antrieb führt aber infolge des toten Spiels zwischen den Zähnen und in den Gelenken der Hebelverbindungen leicht zu Ungenauigkeiten und macht eine schwierige Berechnung der Kurvenfläche, an der die Rolle gleitet, erforderlich.

ao Diese Nachteile werden durch die Einrichtung gemäß der Erfindung beseitigt.

Die Erfindung besteht darin, daß an einem um seine Längsachse schwenkbar gelagerten Werkzeugträger gleichachsig mit dem Fräser as ein Zapfen und parallel zum Werkstück und winkelrecht zur Fräser- und Zapfenachse ein sich gleichmäßig mit dem Werkstück drehender Steuerkörper angeordnet ist, der eine der zu fräsenden gleichförmige Nut hat, in die der Zapfen eingreift. Der Zapfen ist in einer an einem Arm des Werkzeugträgers befestigten Hülse gelagert und kann mit einer Schraube in axialer Richtung verstellt werden. Zur Erleichterung einer genauen . Zentrierung und Einstellung des Fräsers gegenüber dem Werkstück ist an dem Werkzeugträger eine mit Gradeinteilung versehene halbkreisförmige Scheibe und an dem den Werkzeugträger tragenden Schlitten ein feststehender Zeiger angebracht.

In den Abbildungen ist die Erfindung beispielsweise dargestellt, und zwar zeigt

Fig. ι den Grundriß der ganzen Maschine mit den Teilen, soweit sie zum Verständnis der Erfindung erforderlich sind,

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie 7-7 in Fig. i,

Fig. 3 die Lagerung des Führungszapfens,

Fig. 4 und 4a den Steuerkörper und sein Spannfutter, Fig. 5 die Einstellvorrichtung,

Fig. 6 einen Schnitt nach der Linie 6-6 in Fig. ι durch den Antrieb der Werkstückwelle und der Steuerkörperwelle.

Das Werkstück B, in das die Nut eingefräst werden soll, wird zwischen dem Reitstock 12 und dem Spindelstock 2, die auf dem Maschinenrahmen ι gleitend angeordnet sind, mit

geeigneten Mitteln eingespannt und zentriert. Zwischen dem Spindelstock und dem Reitstock ist ein verschiebbarer Tisch aufgesetzt, der einen Schlitten 8 trägt. Auf diesem ist die Einrichtung zur Erzeugung ^der Schwingbewegung des Fräsers aufgebaut.

Der Schlitten 8 hat an den Enden je ein Lager 8^ä und 8^X (Fig. 2), in denen die Drehzapfen g° und g^d des schwenkbaren Werkzeugträgers g^b ruhen. Dieser hat ein Lager g^e, in dem eine Spindel 10 drehbar, aber in der Längsrichtung nicht verschiebbar gelagert ist. Sie trägt am vorderen Ende den Fräser 10^c und am hinteren Ende ein Drucklager io⁶ von geeigneter Bauart, das an einem Lagerbock ψ auf dem Träger g^b anliegt.

Die Spindel 10 wird durch geeignete Mittel

angetrieben. Zweckmäßig wird dazu auf ihr eine Riemenscheibe io^Ä angebracht, die mit

ao einem Riemen 10* von einer Transmission aus angetrieben wird.

Weiter hat der Werkzeugträger am hinteren Ende einen Lagerbock g^a in einem solchen Abstande von dem Ende der Spindel 10, daß dazwischen der Steuerkörper C liegen kann.

Der zylindrische Steuerkörper C hat eine mit der zu fräsenden" gleichförmige Nut?», in die der Zapfen 11 eingreift. Dieser wird in einer Hülse o,'¹, die an dem Stützlager g^a starr befestigt ist, gehalten. Durch eine Verstellschraube ii°, die gegen die Innenfläche des Zapfens 11 stößt, wird der Zapfen rechtwinklig nach außen gedrückt, daß er vollständig in die Nut?» eingreift und immer in enger Berührung mit ihr gehalten wird, um einen Fehler in der Bewegung oder ein Vibrieren zu vermeiden.

Der Steuerkörper C ist mit den Zapfen M₁ und To₂ in den Lagern 8^a und 8⁶ auf dem Schlitten 8 gelagert. Der innere Zapfen M₁ des Steuerkörpers ist zweckmäßig mit einem Ansatz versehen, der eine Reihe konischer Längszähne 7" (Fig. 4a) hat, die in eine Reihe entsprechender Nuten 7^C in einem Kupplungsglied y^b an dem anstoßenden Ende der Antriebswelle 7 beim Einschieben des Zapfens eingreifen. Wenn der Steuerkörper C gedreht wird, der Antrieb wird später beschrieben, wird der Werkzeugträger 9⁶ in eine schwingende oder pendelnde Bewegung auf dem Schlitten 8 gebracht, so daß der Fräser io° sich auf einem Bogen an dem Werkstück entlang bewegt.

Der Steuerkörper C und das Werkstück B werden gemeinschaftlich in folgender Weise angetrieben:

Auf der das Werkstück treibenden Spindel 2°

sitzt ein Schneckenrad 2^b (Fig. 1 und 6), das in eine Schnecke 3° auf einer Welle 3, die in dem . Spindelstock gelagert ist, eingreift. Die Welle 3 liegt rechtwinklig zu der Spindel 2^a und ist mit dem hinteren Ende in einem Lager 8° an einem Arm oder Vorsprung 8?, der am hinteren Ende des Schlittens 8 befestigt ist oder auch ein Stück mit ihm bilden kann, gelagert. Eine auf dem hinteren Ende der Welle 3 aufgekeilte Schnecke 3^δ greift in ein Schneckenrad y^ä auf einer Welle 7 ein, die in Lagern auf dem Arm 8> gelagert ist und mit einem Glied j^b gekuppelt ist, wodurch der Steuerkörper C angetrieben wird. Auf der Welle 3 zwischen den Schnecken 3⁰ und 3* sitzt ein weiteres Schraubenrad 3", das in ein Schraubenrad 4^C auf einer Welle 4 eingreift, die rechtwinklig zur Welle 3 liegt und in Lagern auf dem Arm 5 gelagert ist. Die Welle 4 trägt ein in eine Schnecke 6^a auf der Welle 6 eingreifendes Schneckenrad 4⁰. Die Welle 6 ist in geeigneten Lagern, die an dem Arm 5 auf der einen Seite und unterhalb der Welle 3 befestigt sind, gelagert und liegt rechtwinklig zu der Welle 4 und parallel zu der Welle 3. Diese wird durch geeignete Mittel angetrieben, z. B. — wie in Fig. 1 dargestellt — durch ein Stufenscheibengetriebe &>, das durch Riemenübertragung von einer Antriebsscheibe aus angetrieben werden kann.

Das als Steuerglied zu bearbeitende Werkstück B ist ein genau zylindrischer Körper, dessen Größe und Durchmesser genau vorgearbeitet werden muß.

Zur Erleichterung einer genauen Einstellung und Zentrierung des Fräsers zu dem Werkstück ist an dem Werkzeugträger g^b dicht an dem Fräser io° eine mit Gradeinteilung versehene halbkreisförmige Scheibe 9^s und an dem den Werkzeugträger tragenden Schlitten 8 ein feststehender Zeiger g* angebracht. Dieser Zeiger und die Scheibe geben genau die jeweilige Stellung des Fräsers in der in das Werkstück geschnittenen Nut an. Steht der Zeiger auf dem Mittelpunkt der Scheibe, dann liegt der Fräser genau in einer Linie mit dem Mittelpunkt des Bogens, auf dem sich der Fräser bewegt. Schwingt der Werkzeugträger nach rechts oder links, so zeigt die Marke auf der Scheibe, über der der Zeiger steht, an, an welchem Punkt der Fräser io^e während des Arbeitsganges Hegt und wie weit die Nut bereits geschnitten ist. Der Arbeitsgang in der Maschine ist folgender: Nachdem der Steuerkörper C und das Werkstück B in der beschriebenen Weise eingesetzt sind, werden der Schlitten 8 und der Support 18 gegenseitig so eingestellt, daß die Mitte des zylindrischen Teiles des Werkstückes, die die Mitte der Länge der Spiralnut werden soll, genau gegenüber der Mitte der Nut??z in dem Steuerkörper C liegt.

Durch Betätigung des Schlittens 8 mit dem Handrade i8^c wird der Träger io° aus der Bahn des Werkstückes B gezogen, bis dieser in die richtige Stellung gebracht ist. Nachdem das Werkstück B dem Steuerkörper C gegenüber und parallel richtig eingespannt ist und zwischen dem Spindel- und Reitstock zentriert ist, dreht

der Arbeiter den Werkzeugträger g^b nach der einen Seite, bis die richtige Stellung des Zapfens Ii auf dem Zifferblatt angezeigt wird oder bis der Zapfen ii so ·ϊη das eine Ende der Nut des Steuerkörpers eingesetzt ist, daß der Fräser genau dem Teil des Werkstückes gegenübersteht, wo die zu fräsende Nut endigen soll.

Die Fräserspindel io wird dann in Drehung gesetzt, aber das Werkstück wird noch, ebenso wie der Steuerkörper C, in Ruhe gehalten, während der Arbeiter durch Betätigung des Schlittens 8 den Fräser an das Werkstück heranführt, bis der Fräser bis in die richtige Tiefe eingedrungen ist. Um das Eindringen des

is Fräsers in das Werkstück zu erleichtern, kann vor dem Einspannen ein passendes Loch darin eingebohrt werden. Während des Ansetzens des Fräsers in das Werkstück wird dieses, ebenso wie der Steuerkörper, in Ruhe gehalten. Nachdem der Fräser in das Werkstück einzusetzen begonnen hat, rückt der Arbeiter mit dem Kupplungshebel 3¹ die Kupplung 3'" ein, wodurch die Welle 3 und damit der Steuerkörper C und das Werkstück B genau gleichförmig in Drehung gesetzt werden. Der Fräser wird während des Arbeitsganges mit gleichförmiger geeigneter Geschwindigkeit gedreht; der Steuerkörper und das Werkstück werden sehr langsam mit vorher bestimmter Relativgeschwindigkeit zu dem Fräser gedreht. Durch die gemeinsame Wirkung der Umdrehung des Steuerkörpers C, des Werkstückes B, des Fräsers io^e und der seitlichen durch den Werkzeugträger g^b hervorgerufenen Bewegung des Fräsers, indem der Zapfen 11 in die Nut m des Steuerkörpers eingreift, wird erreicht, daß in dem Werkstück eine der Nut in dem Steuerkörper entsprechende Spiralnut eingefräst wird.
Die Kurve in dem Steuerkörper ist so gestaltet, daß der Fräser gezwungen wird, einen Weg von links nach rechts mit allmählich abnehmender Geschwindigkeit, bis er die Mitte der Nut erreicht hat, und von hier aus wieder bis zum rechten Ende der Nut mit allmählich beschleunigter Geschwindigkeit zu durchqueren, mit dem Erfolg, daß die in das Werkstück gefräste Spiralnut in der Mitte eine Steigung von praktisch 90 ° hat, und daß die Steigung von hier aus nach den Enden der Nut zu allmählich steigt, um am größten in dem Endpunkt der Nut zu sein.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Einrichtung an einer Maschine zum Fräsen von Spiralnuten mit sich ändernder Steigung und Tiefe in zylindrischen Steuerkörpern nach Patent 505 729 zur Erzeugung der ungleichförmigen Schwingbewegung des Fräsers in einer zu der Achse des Werkstückes parallelen Ebene, dadurch gekennzeichnet, daß ein an einem um seine Längsachse schwenkbar gelagerten Werkzeugträger (g^b) gleichachsig mit dem Fräser (io^c) angeordneter Zapfen (11) in eine der zu fräsenden gleichförmige Nut (·;») eines Steuerkörpers (C) eingreift, der sich gleichmäßig mit dem Werkstück dreht und parallel zum Werkstück und winkelrecht zur Fräser- und Zapfenachse angeordnet ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zapfen (11) in einer an einem Arm (g^a) des Werkzeugträgers befestigten Hülse (g^h) gelagert und mittels einer Schraube (n^a) in axialer Richtung nachstellbar ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erleichterung einer genauen Einstellung des Fräsers gegenüber dem Werkstück an dem Werkzeugträger (g^b) eine mit Gradeinteilung versehene halbkreisförmige Scheibe (9^s) und an dem den Werkzeugträger tragenden Schlitten (8) ein feststehender Zeiger (g'} angebracht ist.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen