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Maschine zum Schneiden von Gewinden, insbesondere Langgewinden Beim
Herstellen von Gewinden, insbesondere Langgewinden, mit Hilfe von Werkzeugen, die
zum Werkstück mit verhältnismäßig hoher Geschwindigkeit exzentrisch umlaufen und
von diesem bei jedem Schnitt nur einen kurzen Span abheben, war es bisher außerordentlich
schwierig, beim Auswechseln eines nicht mehr stehenden, d. h. nicht mehr scharfen
Stahles die richtige Position für den neuen bzw. nachgeschliffenen Profilstahl zu
finden, um mit diesem in der absoluten Profilspur des Gewindes zu bleiben.
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Um ein solches schwieriges Wieder-in-die-Spur-Bringen eines Ersatzstahles
oder eines nachgeschliffenen Stahles zu umgehen, war der die Maschine Bedienende
bislang vielfach geneigt, ohne Rücksicht auf den Abnutzungsgrad des Stahles das
Gewinde in seiner ganzen Länge zu vollenden, gleichgültig, ob es noch profilkorrekt
und flankendurchmesserkorrekt war oder nicht, und es gegebenenfalls anschließend
nachzuarbeiten. Bei Material hoher Festigkeit führt die schwierige Zerspanung oft
zu vorzeitigem Stumpfen des Stahles, so daß auch bei der Herstellung von langen
Gewinden aus diesem Grunde Stahlbrüche, zumindest aber der Bruch der Schneidbrust
oder Schneidkante, gelegentlich ein teueres Werkstück, zum Ausschuß führt.
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Die Vorrichtungen zur Herstellung von Gewinden mit exzentrisch zum
Werkstück verhältnismäßig schnell umlaufenden Werkzeugen sind wie andere zerspanende
Maschinen mit sich drehenden Werkzeugen mit solchen Vorrichtungen ausgerüstet, die
es vermittels feiner Zustellungsskalen erlauben, die Position eines neu eingespannten
Schneidstahles bzw. eines Fräsers axial wie radial zum Werkstück zu verändern. Dadurch
wären an sich die technischen Voraussetzungen an den Geräten gegeben, die Gewindespur
genau fortzusetzen. Eigenartigerweise mußten jedoch die Fachleute immer wieder feststellen,
daß diese Maßnahmen nicht dazu ausreichten, um mit Geräten
der in
Rede stehenden Art ein einwandfreies Einstellen der Schneidwerkzeuge zu erreichen.
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Der Erfinder hatte nun die überraschende Erkenntnis, daß man die maßgeblichen
Abweichungen eines neu eingespannten Werkzeugs von seiner korrekten Stellung gegenüber
dem Werkstück unter gar keinen Umständen im Stillstand erkennen und ausmerzen bzw.
korrigieren kann. Folgende Gründe hat er hierfür festgestellt: r. Der Spitzenkreis
des Werkzeugs weitet sich infolge der außerordentlich hohen Drehzahlen während des
Betriebes auf; 2. während des Stillstandes werden bei der Werkzeugeinstellung die
Vorschubspannungen im Vorschubrädergetriebe, in der Leitspindelhalterung, im Leitspindelschloß,
in der Bettführung und schließlich in der Lagerung des Werkzeugschwungringes, die
nur im Betriebe auftreten, niemals einwandfrei berücksichtigt werden; 3. versucht
man das Werkzeug während des Stillstandes einzurichten, so zerbröckelt- dieses bei
der leisesten Berührung seiner Schneidkanten mit dem Werkstück.
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Aus diesen wichtigen Erkenntnissen und Feststellungen ergibt sich
als prinzipieller Lösungsweg des hier aufgetretenen Problems die technische Lehre,
Maschinen zum Schneiden von Gewinden, insbesondere Langgewinden, deren Schneidwerkzeug
relativ zu dem sich verhältnismäßig langsam um seine Längsachse drehenden Werkstück
exzentrisch umläuft, um bei jedem Schnitt nur einen kurzen Span abzuheben, derart
auszubilden, daß sie die gegenseitige Stellung der Schneideflanken des Werkzeugs
während seines Umlaufs zu den Flanken de"s Gewindes in dem gegebenenfalls auch ruhenden
Werkstück und vorteilhaft bei mehrspitzigen Werkzeugen auch deren gegenseitige Lage
zueinander erkennen und zweckmäßig auch einstellen lassen.
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Für den Durchschnittsfachmann ist damit die Möglichkeit gegeben, mit
Hilfe der zum Stande der Technik gehörenden.Mittel erfindungsgemäß die aufgezeigten
Nachteile zu beheben. Dennoch sei ein konkretes Ausführungsbeispiel angeführt; das
in besonders vorteilhafter Weise die Kontrolle der gegenseitigen Lage vom umlaufenden
Werkzeug und Werkstück ermöglicht. Dieses besteht darin, daß ein das Schneidwerkzeug
tragender Stahlhalterring zusammen mit einem ihn ringförmig umgebenden Lagergehäuse
als Stroboskop ausgebildet ist, das die Beobachtung der Werkzeugspitze bzw. Spitzen
gestattet.
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Dabei ist es vorteilhaft, wenn zu diesem Zweck durch den Stahlhalterring
eine Bohrung geführt ist, die in der auf der Werkzeugachse senkrecht oder annähernd
senkrecht stehenden Ebene liegt und gegebenenfalls an mehreren ausgezeichneten Stellen
@m Lagergehäuse eine Fortsetzung findet, wobei diese dadurch gebildeten Beobachtungskanäle,
in die eine Mattscheibe eingesetzt sein kann, mit einer Optik ausgestattet sein
können.
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Die erfindungsgemäße Einrichtung hat folgende Zweckbestimmungen: i.
Die Position eines Werk-&eugs der in Rede stehenden Art, vornehmlich eines hartmetallbestückten
Profilgewindewerkzeugs, zum Werkstück auch während und trotz seiner Rotationsf Bewegung
sichtbar zu machen; 2. diejenigen Abweichungen auch während der Rotationsbewegung
bestimmbar zu machen, die in der gegenseitigen Lage des Werkstücks zu neuen und
ersetzten Werkzeugen auftreten; 3. die Abnutzung des Werkzeugs und die dadurch bedingte
Abweichung des Stahlprofils von dem idealen Gewindeprofil auch während der Zerspanungsarbeit
erkennbar zu machen; q.. bei gleichzeitiger Verwendung mehrerer Stähle und während
deren Umlauf ihre gegenseitige Lage unter Kontrolle zu halten.
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Hierbei kann man die Vorrichtung derart ausbilden, daß die Optik in
die verschiedenen Beobachtungsstellen wahlweise einsetzbar oder nach Art eines Revolvermikroskops
in verschiedene Beobachtungsstellungen umschaltbar ausgebildet ist.
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Ferner ist es zweckmäßig, wenn unter der zu beobachtenden Stelle eine
Lichtquelle angeordnet ist, die mit der gegebenenfalls ortsveränderlichen Optik
in Bewegungszusammenhang stehen kann.
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In der Zeichnung sind zwei als Beispiele dienende Ausführungsformen
der Erfindung dargestellt.
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j Der zu beobachtende Stahl a ist in einen Stahlhalterring b (Fig.
i) eingespannt, der selbst von einem Schwungring c umgeben ist. Durch den Stahlhalterring
b und den Schwungring c ist eine Bohrung d
hindurchgeführt, die in
der auf der Werkzeugachse senkrecht oder annähernd senkrecht stehenden Ebene liegt
und mit Bohrungen e, f, g in einem ringförmigen Lagergehäuse h zur Deckung gebracht
werden kann. Die Achse i der Bohrung d geht durch die Werkzeugspitze.
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Auf die Gehäusebohrung e ist eine Optik k in Form eines Revolverkopfes
aufgesetzt, die es ermöglicht, bei entsprechender Stellung der Bohrung d die Werkzeugspitze
gegebenenfalls vergrößert zu erkennen und festzustellen, ob deren Form und Stellung
maßgerecht i und profilkorrekt ist. Zur Unterstützung hierfür kann diese Form bzw.
Lage in die Optik eingezeichnet bzw. eingeätzt sein.
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Auf die Bohrungen f, g kann eine Optik n2 wahlweise aufgesetzt
werden. Durch diese Optik läßt sich der Stahl a in seiner tiefsten Stellung im Gewindegang
oder wahlweise bei entsprechender Stellung kurz vor oder hinter diesem Punkt beobachten.
Auch in diesem Falle kann die Optik das Bild des herzustellenden Gewindeprofils
tragen.
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Gemäß der in Fig. i dargestellten Ausführungsform ist unter den den
Optiken gegenüberliegenden Enden der Bohrungen e, f im Lagergehäuse h je eine Lichtquelle
n, o vorgesehen, die eine besonders günstige Beobachtung des Stahlprofils, gegebenenfalls
in seiner Arbeitsstellung, ermöglicht.
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Deckt sich die Bohrung d im Stahlhalterring b mit der
Bohrung e im Lagergehäuse h, so liegt der Stahl a
im Beobachtungsfeld
der Optik k und zeichnet sich über der Lichtquelle n in seinem Profil scharf ab.
Da der Stahl a in der Sekunde 2o bis 6o Umdrehungen macht, erhält das Auge ein stehendes
Bild von ihm, so daß eindeutige Feststellungen über seine Form und Lage gemacht
werden können.
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In gleicher Weise erhält man die Möglichkeit zur Beobachtung des Stahls
a bei seiner dem tiefsten
Stand im Gewindegang entsprechenden Position,
wenn man nämlich die Optik in in jener Stellung benutzt, in der die Bohrung
d im Stahlhalterring b
gleichachsig mit der Bohrung f im Lagergehäuse
h liegt. Der Einblick durch diese Optik läßt eine genaue Einstellung des Stahls
a sowohl axial als auch radial zum Werkstück p zu (s. Fig. 2).
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Wird die Optik m bis zur Bohrung g verschoben, so erhält man den Vorteil
einer ungehinderten Sicht auf das Gewindeprofil, da die Beobachtungsstelle dicht
hinter der tiefsten Stahlstellung im Gewindegang liegt, weil dort der Stahl bereits
vom Werkstück abgehoben ist. Auch in diesem Falle ist das Profil des Stahls als
scharfe Silhouette über der gemeinsam mit der Optik verschiebbaren Lichtquelle o
erkennbar.
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In Fig. 3 ist eine Ausführungsform der Erfindung dargestellt, die
bei Verwendung mehrerer Schneidestähle auch eindeutig erkennen läßt, welcher Stahl
in seiner Stellung korrigiert werden muß. Zu diesem Zweck ist für jedes Werkzeug
a eine besondere Lichtquelle o mit einem besonderen zum Werkstück hinführenden Lichtkanal
q vorgesehen, so daß man die Möglichkeit hat, getrennt voneinander und wahlweise
zu betrachten.