DE402676C - Drehbank zum Herstellen von Koerpern mit eckigem Querschnitt - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN
AM 20. SEPTEMBER 1924

REICHSPATENT AMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 49a GRUPPE

Ludvig Kamras in Budapest

Es sind schon Drehbänke bekannt, mit welchen Körper von vieleckigem Querschnitt gedreht werden können. Diese Bänke haben jedoch den Nachteil, daß mit ihnen mit ebenen Seitenflächen begrenzte Körper nach einem vorher bestimmten Plan nicht gedreht werden können. Demgegenüber bildet den Gegenstand der Erfindung eine Drehbank, mit welcher von ebenen Seitenflächen begrenzte und einen vieleckigen Querschnitt besitzende Körper nach einem vorher bestimmten Plan gedreht werden können. Gleichzeitig kann natürlich mit diesen Bänken die normale Dreherarbeit und das Gewindeschneiden bewerkstelligt werden.

Auf der Zeichnung ist eine Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes dargestellt, und zwar zeigen

Abb. ι einen Teil des Längsschnittes der Drehbank teilweise in Ansicht,

ao Abb. 2 einen Querschnitt der Drehbank mit Teilansicht,

Abb. 3 eine Vorderansicht der Drehbank, Abb. 4 eine Seitenaniicht und die
Abb. 5 bis 13 Einzelteile.

Wenn auf der einen Seite eines um seinen Mittelpunkt sich drehenden Quadrates ein Punkt angenommen wird, welcher sich während der Drehung des Quadrates nur auf einer durch den Mittelpunkt gehenden Geraden hin und her bewegen kann, so wird der Punkt einen Weg beschreiben, welcher gleich ist dem Unterschied zwischen dem Halbmesser des um das Quadrat umschriebenen und dem des eingeschriebenen Kreises. Mit anderen Worten, der durch den Punkt zurückgelegte Weg ist gleich der Höhe χ eines Kreissegmentes, dessen Sehne die eine Seite des Quadrates bildet und dessen Kreisbogen ein Teil des umschriebenen Kreises ist (Abb. 10).

Wird nun die den Punkt mit dem Mittelpunkt verbindende Gerade ao (Abb. 13) verlängert und auf der Verlängerung ein Punkt b angenommen und dieser Punkt mit dem Punkt a starr verbunden gedacht, so wird er dieselbe alternative Bewegung machen wie der Punkt a, wenn der Punkt b auf einer Scheibe B liegt, welche sich mit derselben Geschwindigkeit dreht wie das Quadrat A und wenn der Drehpunkt dieser Scheibe vom Punkt b in einer Entfernung liegt, welche gleich ist dem Halbmesser des eingeschriebenen Kreises auf A. Wenn man am Punkt b einen Bleistift anbringen würde, so würde er auf der Scheibe B ein mit dem Quadrat A kongruentes Quadrat zeichnen, dessen umschriebener und eingeschriebener Kreis natürlich, auch kongruent wären mit denen des Quadrates A. Das Quadrat A kann aber auch mit einer von der Geschwindigkeit der Scheibe B abweichenden Geschwindigkeit, z. B. mit einer doppelt so großen Geschwindigkeit, bewegt werden, d. h. während das Quadrat A eine Umdrehung macht, macht die Scheibe B eine halbe Umdrehung, wobei der Punkt auf der Geraden ao viermal seine alternative Bewegung und auf der eine halbe Umdrehung vollführenden Scheibe vier Ecken macht.

Wenn sich also die Scheibe B mit einer Geschwindigkeit ν und das Quadrat A mit einer

Geschwindigkeit V₁ — ι · 25 υ dreht, so erhalten wir auf der Scheibe B ein Fünfeck, bei V₁ = 1 · 5 ν ein Sechseck, bei ^₁ = 2 ν ein Achteck usw. Die erfindungsgemäße Drehbank ist auf 5 obigem Prinzip aufgebaut, wobei das Quadrat A die aus Abb. 8 ersichtliche Scheibe 5 vertritt, auf welcher eine nahezu quadratische Nut 6 vorgesehen ist. Den oben erwähnten, im Punkt δ der Scheibe befindlichen Bleistift vertritt das in dem aus den Abb. 1 und 2 ersichtlichen Support 2 eingespannte Messer. Die gleichbleibende Entfernung a, b wird durch den Support 3 gesichert, auf dessen gegen die Scheibe liegender Seite eine in die Nut 6 der Scheibe 5 passende Rolle befestigt ist (Abb. 12), welche dieselben Dienste leistet wie der Punkt a des Quadrates A. Die Scheibe B vertritt der zwischen den Spitzen der Drehbank eingespannte, zu bearbeitende Gegenstand. Der Support 3 vollführt also ständig eine hin und her gehende Bewegung, welche die schon erwähnte in die Nut 6 der sich drehenden Scheibe 5 ragende Rolle verursacht. Die gleiche Bewegung machen auch die am Support 3 befindlichen Supporte.

Die Supporte 4, 3, 2 sind auf dem Bett 1 der Drehbank angeordnet, wobei die Scheibe 5 der Abb. 8 in einer Lagerscheibe 5' ruht, welche im Support 4 liegt (s. Abb. χ und 12). Auf die Lagerscheibe 5 wirken von zwei Seiten Schraubenfedern ein (Abb. 12). Der Support 4 ist auf dem Bett 1 verschiebbar und nimmt natürlich die Supporte3und 2 sowiedieScheibe5 mit sich. An der unteren Seite der Scheibe 5 ist eine Spindel 7 befestigt (Abb. 1, 2 und 8), an deren unterem Ende ein Kegelrad 8 verkeilt isr, in welches ein Kegelrad 9 eingreift. Das mit Hilfe eines Bügels 10 mit dem Kegelrad 8 verbundene Kegelrad 9 ist auf einer Welle 11 verschiebbar angeordnet, welche an ihrem anderen Ende tin Kegelrad 12 trägt, in welchem die Welle 11 verschiebbar ist. Das Kegelrad 12 greift in ein Kegelrad 13 ein, welches auf einer mit einer Riemenscheibe verbundenen Welle 14 verschiebbar angeordnet ist. Auf der Spindel 7 ist eine vierseitige Pyramide 15 angeordnet, welche am Ende einer auf die Spindel 17 gezogenen Hülse 16 befestigt ist (Abb. 9), und zwar derart, daß sich die Pyramide 15 auf der Hülse 16 drehen kann. Die Pyramide 15 dreht sich mittels des Keiles 15' mit der Spindel 7 und kann sich gleichzeitig auf der Spindel 7 in achsialer Richtung bewegen (Abb. 9). Unter der Pyramide 15 ist auf der Hülse 16 ein Schneckenrad 17 angeordnet (Abb. 1 und 2), dessen Bohrung mit Schraubengewinde versehen ist und welches durch eine Schnecke 18 angetrieben wird. Die Hülse 16 ist außen mit in das innere Schraubengewinde des Schneckenrades passendem Schraubengewinde versehen, mittels dessen das Schneckenrad 17 die Hülse 16 samt der Pyramide 15 im Lager 19 hebt oder senkt, wobei die Hülse 16 mit ihrem flachen Gewinde wie eine glatte Welle im Lager 19 sich in senkrechter Richtung bewegt. Ihre Drehung verhindert ein im Lager 19 befindlicher Keil, welcher in eine Keilnut der Hülse 16 eingreift. Das Schneckenrad kann nur drehende Bewegung machen, seine senkrechte Bewegung wird durch rechts- und linksseitige Stifte 17' ηο verhindert, welche in eine Kreisnut des Schnekkenrades 17 eingreifen (Abb. 1 und 2). Die die Scheibe 5 antreibende Spindel 7 sowie die die Pyramide 15 treibende Vorrichtung ist in einem Rahmen 20, 21 angeordnet. Die Schnecke 18 wird durch eine Welle 22 angetrieben (Abb. 2), welche mit der Schnecke achsial verschiebbar aber undrehbar verbunden ist. Das am Ende der Welle 22 angeordnete Zahnrad 23 ist mittels einer Zahnradübersetzung mit einer Kurbel 24 verbunden (Abb. 2 und 3). In dem zur Lagerung der Führung 20' dienenden und unten am Support 4 befestigten Gestell 25 sind mit Rechtsund Linksgewinden versehene Spindeln 26, 27 drehbar angeordnet (Abb. 2, 5, 6, 7), wobei von einem zwischen diesen Spindeln angeordneten und mit einer Kurbel 28 angetriebenen Zahnrad 29 (Abb. 3) die Zahnräder 30, 31 die Drehung auf die Spindeln 26, 27 übertragen. Auf den Spindeln 26,27 bewegten sich zu Schraubenmuttern ausgebildete Bügel 32, in welchen die Pyramide 15 berührende Rollen 34, 35 gelagert sind. Ein am Ende der Welle 29' des Zahnrades 29 angeordnetes Zahnrad steht mit auf der Welle der Kurbel 24 befindlichen Zahnrädern in Verbindung, wobei diese Kurbelwelle durch eine senkrechte Platte 36 des Supports hindurchgeht. Durch diese Platte geht auch die Weile der Kurbel 28 hindurch, deren Zahnräder mit der Well.; 22 in Verbindung stehen. Am vorderen Teil des Drehbankbettes 1 ist eine zur Bewegung des Tisches von Hand dienende Zahnstange 37 angeordnet (Abb. 2 und 3), welche mittels einer geeigneten Zahnradübersetzung auf die den selbsttätigen Antrieb bewirkende Spindel 38 umgeschaltet werden kann. Am vorderen Teil der Drehbank ist noch die an und für sich bekannte Leitspindel 39 angeordnet (Abb. 3). Am linksseitigen Ende sind die zum Schneiden der verschiedenen Gewinde dienenden Zahnräder 40 angeordnet (Abb. 3), welche mit der Hauptwelle 41 mittels der Zahnradübersetzung 42 verbunden sind, wobei sie mittels des Schaltarms 43, der Vorgelegswelle 44, der Kegelräder 45, 46 und des Schaltarms 47 beim gewöhnlichen Schneiden auf die den Support bewegende Spindel 38 oder auf die Gewindeschneidespindel 39 umgeschaltet werden können. Hinter den Zahnrädern 40 ist eine Reihe ähnlicher Zahnräder 48 angeordnet (Abb. 4), welche gebraucht werden, wenn vier-, fünf-, sechs- oder achteckige Quer-

schnitte gedreht werden sollen, wobei das Einstellen auf verschiedene Zahnräder unmittelbar mit dem Arm 49 bewerkstelligt wird. Beim Drehen beliebig vieleckiger Querschnitte können am Ende der Drehbank noch Zahnräder aufgesetzt werden, welche auf der Zeichnung nicht veranschaulicht sind.

Die einzelnen Bestandteile arbeiten folgendermaßen zusammen:

Die Spindel 7 wird mittels der Zahnräder 8, 9,12,13 von der Welle 14 angetrieben (Abb. 3). Gleichzeitig dreht sich die mit der Wellenspindel 7 verkeilte Scheibe 5, welche mittels der in ihre Nut 6 eingreifenden Rolle den Support 3 hin und her bewegt, wobei das im Support eingespannte Messer dieselbe Bewegung macht. Da die Pyramide 15 auf der Spindel 7 so angebracht ist, daß sie sich in der Längsrichtung 3er Spindel bewegen kann, so wird sie sich heben oder senken, wenn die Schnecke 18 durch die mit der Welle 22 mittels Zahnräder in Verbindung stehende Kurbel nach rechts oder links gedreht wird. Die Pyramide 15 hebt oder senkt sich deshalb, weil die Schnecke 18 das Schneckenrad 17 nur in der wagerechten Ebene drehen kann, da das Schneckenrad durch die Stifte 17' an einer Bewegung in einer anderen Richtung verhindert wird. Wie schon erwähnt, ist die Außenfläche der Hülse 16 mit flachem Gewinde versehen, in das in der Bohrung des Schneckenrades 17 befindliche Gewinde hineinpaßt. Da aber die Spindel 7 sich in der Hülse frei drehen kann und der Flansch der Hülse 16 sich gleichfalls in der Pyramide 15 drehen kann (Abb. 3) und die Pyramide sich nur entlang der Spindel bewegen kann, wird sich die Pyramide beim Drehen der Kurbel 24 heben oder senken.

Der Rahmen 20, 21 (Abb. 1, 2) kann sich in der Führung 20' des Gestelles 25 entgegen der Wirkung der am Scheibenlager 5' anliegenden Federn verschieben (Abb. 12). Auch die Bügel 32, 32 können sich auf der Führung 20' verschieben, so daß die in den Bügeln gelagerten Rollen 34, 35 mittels der Schrauben 26, 27 der Pyramide 15 genähert oder von dieser entfernt werden können, und zwar derart, daß, wenn sich die eine Rolle von der Pyramide entfernt, die andere sich nähert. Wird also die Kurbel 28 gedreht (Abb. 2 und 3), so werden mittels der mit den am Ende der Welle 28 befindlichen Zahnrädern in Verbindung stehenden Welle 29' die Schraubenspindeln 30, 31 in Drehung gebracht und derart die Rollen samt den Bügeln 32, 32 bewegt.

Mit der Drehbank können hergestellt werden: i. Gegenstände mit einem viereckigen Querschnitt, welcher gleich ist dem durch die Mittellinie der Nut 6 der Scheibe 5 gebildeten Viereck; 2. Gegenstände mit einem größeren oder kleineren quadratischen Querschnitt als dieser;

3. Gegenstände mit vieleckigem Querschnitt, wobei die Höhe y des Kreissegmentes zwischen dem Quadrat 6 auf der Scheibe 5 und dem umschriebenen Kreis gleich ist der Höhe y_x des Kreissegmentes zwischen dem Vieleck und dem um dasselbe umschriebenen Kreis (Abb. 11);

4, Größere oder kleinere Querschnitte als der in Abb. ix.

ι und 2. In diesem Falle wird die Pyramide 15 mittels der Kurbel 24, der Schnecke 18, des Schneckenrades 17 und der Hülse r6 entlang der Wellenspindel 7 so verschoben, daß sie die Rollen 34, 35 überhaupt nicht berührt. Wird nun die Drehbank in Bewegung gesetzt, so wird der Support 3 unter Einwirkung der in die Nut 6 der Scheibe eingreifenden Rolle samt dem das Messer haltenden Support 2 in der Querrichtung der Bank einen Weg hin und her zurücklegen, welcher gleich ist dem Unterschied zwischen den Halbmessern des umschriebenen und eingeschriebenen Kreises des Quadrates 6, d. h. gleich ist der Höhe des Kreissegmentes. Das Lager 5' der Scheibe 5 ist im Support 4 befestigt. Während der durch die Scheibe verursachten Bewegung wird das Messer den eingespannten Gegenstand so bearbeiten, daß sein Querschnitt ein mit dem Quadrat 6 kongruentes Quadrat sein wird.

Wirkung und Zweck der Pyramide 15. go

Vor Beginn der Beschreibung der Pyramide wird vorausgesetzt, daß hier in jedem einzelnen Falle die Höhe des Kreissegmentes zwischen dem um die quadratische Nut 6 der Scheibe 5 umschriebenen Kreis und der einen Seite dieser quadratischen Führung mit der Höhe des Kreissegmentes zwischen dem zu drehenden Vieleck und dem um dieses umschriebenen Kreis verglichen wird. Der Vergleich geschieht also ausschließlich auf Grund der Segmenthöhen, abgesehen davon, wie sich die durch die Nut 6 der Scheibe 5 eingeschlossenen Fläche zu der durch die Seiten des zu drehenden Querschnittes eingeschlossenen Fläche verhält.

Durch Drehen der Scheibe 5 wird mittels 10s der Nut 6 mit dem im Support 2 befindlichen Messer aus dem zwischen den Spitzen der Drehbank eingespannten Gegenstand ein eckiger gedreht, dessen quadratischer Querschnitt dem durch die Nut 6 der Scheibe 5 gebildeten entspricht. Ohne Einschaltung der Pyramide kann jedoch weder ein größeres noch ein kleineres gedreht werden, da die Seiten des gedrehten Quadrates entweder konkav oder konvex werden, je nachdem die Kreissegmenthöhe des gedrehten Körpers kleiner oder größer ist als die Kreissegmenthöhe der Nut 6 der Scheibe 5 (Abb. 14), wo Quadrat N₀ das auf der Scheibe 5 befindliche Quadrat 6 wäre, während 2V₁ das zu drehende Quadrat von größerem Querschnitt ist. Wie man sieht, sind die Seiten konvex, und zwar deshalb, weil die Segmenthöhe λ; des

größeren Quadrates gleich ist der Segmenthöhe des kleineren Quadrates N₀. Daraus folgt, daß die Seite des Quadrates, also die Sehne des Kreissegmentes, sich mit der Segmenthöhe X₂ biegt. Das Gegenteil hiervon tritt beim Drehen des Quadrates N₂ ein (Abb. 14); hier wird die Seite des Quadrates konkav sein, d. h. die Sehne des Kreissegmentes wird sich in entgegengesetzter Richtung mit der Kreissegmenthöhe x_z biegen.

Es wird also eine Vorrichtung benötigt, die im gegebenen Falle zu der Kreissegmenthöhe χ des Quadrates 6 der Scheibe 5 einen bestimmten Weg#g hinzugibt oder abzieht. Diesem Zwecke dient die Pyramide 15. Soll von der Scheibenführung N₀ ein Quadrat N₁ mit größerem Querschnitt, d. h. ein Quadrat mit größerer Segmenthöhe, gedreht werden, so muß zur Segmenthöhe χ des Quadrates IV₀ ein Stück x_z hinzugegeben werden. Dieses Stück x₂ erhält man durch die Pyramide dadurch, daß sie so hoch gehoben wird, daß ihre Kreissegmenthöhe gegenüber der Rolle 34 — X₂ ist. Hierauf wird die Rolle 34 (Abb 6) so an die Seitenfläche der Pyramide gestellt, daß der Berührungspunkt im Halbierungspunkt der Seite liegt. Wenn nun die Spindel 7 die Pyramide dreht und die Rolle ortsfest ist, so muß sich die Pyramide 15 mit dem Rahmen 20, 21 auf der Führung 20' verschieben; demzufolge wird sich auch die Scheibe 5 mit dem Scheibenlager 5' entgegen der Wirkung der Federn fortbewegen (Abb. 12). Die Scheibe 5 wird den Support 3 einen Weg χ und die Pyramide einen Weg x_s machen lassen, so daß der Support 3 einen Weg χ + X₂=X₁, der gleich ist der Kreissegmenthöhe des zu drehenden Quadrates N₁, zurücklegen wird. Soll aber mittels der Führungsscheibe N₀ das Quadrat N₂ hergestellt werden, so muß das Gegenteil durchgeführt werden, d. h. die Pyramide muß mit der Rolle 35 in Berührung gebracht werden, und vom Weg χ muß der Weg X₂ abgezogen werden (Abb. 14), d. h. die Pyramide muß so hoch gehoben werden, daß ihre Kreissegmenthöhe gegenüber der Rolle 35 = x₂ ist. Der zurückgelegte Weg wird χ — X₂ = x₀ sein.

3. Wenn man einen Körper mit vieleckigem Querschnitt drehen will, dessen Kreissegmenthöhe y_x gleich ist der Kreissegmenthöhe y des Quadrates 6 (Abb. 11), dann wird zunächst die Pyramide 15 durch Senken ausgeschaltet, und die Rollen 34,35 werden mittels der Schraubenspindeln von der Pyramide entfernt. Hiernach erteilt man der Scheibe 5 eine größere Geschwindigkeit als die des Arbeitsstückes, und zwar derart, daß die Zahnräder des Armes 49 in die Zahnräder der Zahnradreihe 48 eingeschaltet werden. Diese Geschwindigkeit muß so vielmal größer sein als die Seitenzahl des Quadrates in der Seitenzahl des Vieleckes enthalten ist. Will man also z. B. ein Fünfeck, Sechseck oder Achteck herstellen, so muß die Geschwindigkeit der Scheibe 1,25, 1,5 oder zweimal so groß sein als die Geschwindigkeit des Arbeits-Stückes.

Wenn nämlich die Übersetzung zwischen der Scheibe und dem Arbeitsstück größer ist als ι: i, dann wird das Messer gegenüber dem Arbeitsstücksich mehrmals hin undher bewegen, und man erhält Arbeitsstücke mit vieleckigem Querschnitt.

4. In gleicher Weise verfährt man bei Vielecken mit größerem Querschnitt und größerer Seitenanzahl, d. h. beim Herstellen von Vielecken, bei denen y_x größer ist als y (Abb. ri). Hier kommt jedoch noch zur größeren Geschwindigkeit der durch Einschalten der Pyramide 15 zurückgelegte größere oder kleinere Weg. Auch hier würde man ohne Einschalten der Pyramide, wie beim Quadrat, konkave oder konvexe Seiten erhalten, je nachdem die Kreissegmenthöhe der Führung 6 der Scheibe 5 kleiner oder größer als die Kreissegmenthöhe des zu drehenden Vielecks ist (A.bb. 14).

Die Drehbank kann auch als gewöhnliche Bank verwendet werden, auf der Gegenstände mit kreisförmigem Querschnitt gedreht und Gewinde geschnitten werden können. In diesem Falle wird die Pyramide 15 ausgeschaltet und der Support 3 im Support 4 mittels eines zylindrischen Bolzens festgestellt.

Claims (2)

P ATENT-Ansprüche:

1. Drehbank zum Herstellen von Körpern mit eckigem Querschnitt und einer den Support steuernden und in ihm angeordneten, sich in wagerechter Ebene drehenden Lehre mit quadratischem Querschnitt, dadurch gekennzeichnet, daß die senkrechte Spindel (7) dieser Lehre (5, 6) eine auf- und abwärts verschiebbare und mit der Spindel (7) sich drehende vierseitige Pyramide (15) trägt, die dem Support eine in der Querrichtung zusätzliche Bewegung erteilt.

2. Drehbank nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vierseitige Pyramide (15) mit der Spindel (7) sowie mit der auf ihr befestigten Lehre (5, 6) zusammen in wagerechter Ebene in einer Führung (20') verschiebbar ist, und daß sie jeweilig mit einer von zwei in wagerechter Ebene einstellbaren Rollen (34,35) zusammen arbeitet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.