DE1168211B - Device for making undulating grooves in caliber rolls - Google Patents

Description

Vorrichtung zum Einarbeiten von wellenförmigen Rillen in Kaliberwalzen Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einarbeiten von wellenförmigen Rillen in halbkreisförmige Kaliber von auf einer Werkzeugmaschine umlaufenden Kaliberwalzen mittels eines Schneidwerkzeuges, das in dem Kaliberprofil hin- und herbewegt wird.Device for making undulating grooves in caliber rolls The invention relates to a device for machining wave-shaped grooves in semicircular calibres from caliber rollers rotating on a machine tool by means of a cutting tool that is moved back and forth in the caliber profile.

Solche Kaliberwalzen mit »negativen Rippenprofilen« werden beispielsweise beim Walzen von oberflächenprofilierten Rundstählen benötigt, welche z. B. zur Erhöhung ihrer Haftfähigkeit als Bewehrungsstahl im Beton an ihrer Oberfläche eine Vielzahl verschiedenartig verlaufender Rippen oder Riegel aufweisen.Such caliber rolls with "negative rib profiles" are for example required when rolling surface profiled round steel, which z. B. to increase their ability to adhere to the surface as reinforcing steel in concrete have differently extending ribs or bars.

Die Erfindung setzt sich zum Ziel, die Herstellung von Nuten in den Körpern besonders rationell, mit geringstmöglichem Aufwand an Zeit und Werkzeugen durchzuführen und bedient sich hierzu eines beliebig ausgebildeten Werkzeuges, z. B. eines Messers, Fräsers, Fingerfräsers, Schleifstiftes od. dgl.The invention has the aim of producing grooves in the Bodies particularly efficient, with the least possible expenditure of time and tools carry out and uses any tool such. B. a knife, milling cutter, end mill, grinding pencil or the like.

Bei einer zum gleichen Zweck verwendeten bekannten Werkzeugmaschine war der Werkzeughalter um seine Längsachse drehbar gelagert. Durch einen ziemlich komplizierten Mechanismus wurde dieser Halter und damit .das Werkzeug jeweils so verschwenkt, daß das Werkzeug selbst immer die richtige Schneidlage in bezug auf die Richtung der herzustellenden Nut oder Rille hatte. Weiter wurde dem Werkzeughalter eine parallel zur Werkstückachse hin- und hergehende Bewegung sowie eine bezüglich des Werkstückes vor- und zurückgehende Bewegung verliehen; aus diesen beiden Bewegungskomponenten ergab sich eine zusammengesetzte Bewegung der Werkzeugspitze, welche genau der Querschnittsform des Kalibers folgte. Zur Hervorrufung dieser zusammengesetzten Bewegung war der Werkzeughalter auf einem quer zur Achse der zu bearbeitenden Walze bewegbaren Schlitten gelagert, der seinerseits auf einem Schlitten bewegbar war, welcher über eine Kurbelschleife mit veränderlichem Hub parallel zur Walzenachse bewegbar war. Der quer zur Walze bewegbare Schlitten war mittels eines Hebels veränderlicher Länge mit dem Maschinengestell gekuppelt.In a known machine tool used for the same purpose the tool holder was rotatably mounted about its longitudinal axis. By a pretty This holder, and thus the tool, became a complicated mechanism pivoted so that the tool itself is always in the correct cutting position with respect to had the direction of the groove or groove to be made. Next was the tool holder a reciprocating movement parallel to the workpiece axis and a movement with respect to the workpiece is given back and forth motion; from these two movement components there was a composite movement of the tool tip, which exactly corresponds to the cross-sectional shape of caliber followed. To evoke this compound movement was the Tool holder on a slide that can be moved transversely to the axis of the roller to be machined stored, which in turn was movable on a slide, which via a crank loop was movable with a variable stroke parallel to the roller axis. The one across the roller movable carriage was connected to the machine frame by means of a variable length lever coupled.

Wurde der eine Schlitten parallel zur Walzenachse hin- und herbewegt, so mußte der andere Schlitten, auf dem sich der Werkzeugträger befand, infolge seiner Ankopplung an das Maschinengestell mittels des Hebels die zusammengesetzte Bewegung vollführen. Das Werkzeug machte bei dieser Maschine nur eine Verschiebebewegung, bei der es zu sich selbst immer parallel blieb, wobei aber jeder Punkt des Werkzeuges einen zum Kalibergrund konzentrischen Kreisbogen beschrieb, und wurde außerdem um seine Längsachse verschwenkt. Mit einer solchen Einrichtung ist es nicht möglich, eine Nut mit an allen Stellen ihrer Länge gleichbleibendem Querschnitt zu erzielen. Zu diesem Nachteil gesellt sich noch jener, daß die bekannte und soeben erläuterte Maschine sehr kompliziert war und mehrere Führungen und Schlitten aufwies; derartige Teile sind aber erfahrungsgemäß einem ziemlich raschen Verschleiß ausgesetzt, wodurch sich schon nach kurzer Betriebszeit Ungenauigkeiten ergeben können.If one of the slides was moved back and forth parallel to the roller axis, so the other slide on which the tool carrier was located had to be due to its The compound movement is coupled to the machine frame by means of the lever perform. With this machine, the tool only made one shifting movement, in which it always remained parallel to itself, but with every point of the tool described an arc concentric to the caliber base, and was also um pivoted its longitudinal axis. With such a facility it is not possible to achieve a groove with a constant cross-section at all points along its length. In addition to this disadvantage, there is the fact that the well-known and just explained Machine was very complicated and had several guides and slides; such However, experience shows that parts are exposed to fairly rapid wear, which means Inaccuracies can arise after a short period of operation.

Alle diese Nachteile können nun dadurch vermieden werden, daß bei einer Vorrichtung der eingangs angeführten Art gemäß der Erfindung das Schneidwerkzeug mit seinem Träger um eine Achse schwenkbar angeordnet ist, die tangential zum Werkstück durch den Mittelpunkt des halbkreisförmigen Kaliberprofils verläuft.All these disadvantages can now be avoided in that at a device of the type mentioned according to the invention, the cutting tool is arranged with its carrier pivotable about an axis which is tangential to the workpiece runs through the center of the semicircular caliber profile.

Weitere Merkmale der Erfindung, insbesondere die Steuerung und Betätigung eines drehbaren und in der Ebene der Drehachse auch schwenkbaren Messers, sind an Hand der Zeichnungen erläutert, in welchen zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt sind. Es zeigen F i g. 1 und 2 in schematischer Draufsicht bzw. in Seitenansicht eine Maschine, die dazu bestimmt ist, in eine zur Herstellung von Betonarmierungsstäben mit Oberflächenrippen bestimmte Kaliberwalze die nötigen negativen Rippenprofile in die Mantelfläche des Kalibers einzuschneiden; F i g. 3 a bis 3 d den Ablauf des Schneidvorganges, in den einzelnen Phasen skizziert; F i g. 4 und 5 eine ähnliche Maschine in Seitenansicht bzw. Draufsicht, bei welcher jedoch das Schneidmesser durch einen Fingerfräser ersetzt ist.Further features of the invention, in particular the control and actuation a rotatable knife that can also be swiveled in the plane of the axis of rotation are on Hand of the drawings explained in which two embodiments of the invention are shown. It shows F i g. 1 and 2 in schematic plan view and in side view, respectively a machine which is intended to be converted into a machine for the production of concrete reinforcement bars with surface ribs determined caliber roller the necessary negative rib profiles cut into the outer surface of the caliber; F i g. 3 a to 3 d show the sequence of the Cutting process, outlined in the individual phases; F i g. 4 and 5 shows a similar machine in side view and plan view, but in which the Cutting knife is replaced by an end mill.

In F i g. 1 und 2 ist das zu bearbeitende Werkstück 1 eine Profilwalze, mit dem relativ zur übrigen Darstellung stark vergrößerten Kaliberprofil2 dargestellt, welch letzteres - da die Profilwalze zur Herstellung von Rundstählen bestimmt ist - etwa halbkreisförmigen Querschnitt aufweist. Das in die Mantelfläche des Kalibers einzuschneidende Rippenprofil 3 verläuft - wie angedeutet - in Form einer Sinuslinie.In Fig. 1 and 2, the workpiece 1 to be machined is a profile roller, shown with the caliber profile2, which is greatly enlarged relative to the rest of the illustration, which latter - since the profile roller is intended for the production of round steel - Has an approximately semicircular cross-section. That in the outer surface of the caliber The rib profile 3 to be cut runs - as indicated - in the form of a sine line.

Zum Schneiden dieses negativen Rippenprofils (d. h. zum Schneiden der Nut, die beim Walzen mit dem Kaliber das Rippenprofil am Stab ergibt) dient das Schneidwerkzeug 4, das in einem sowohl axial drehbar als auch (in der Zeichenebene von F i g. 1) schwenkbar gelagerten Träger 5 steckt. Verschwenkt wird dieser Träger 5 um die Achse 6 von einer am freien Ende im Gelenk 7" angreifenden Kurbelstange 7. Gedreht wird der Träger 5, wie F i g. 2 erkennen läßt, von einer anderen Kurbelstange 8, die über einen mit dem drehbar gelagerten Träger starr verbundenen, in einer zur Messerachse senkrechten Ebene beweglichen Lenker 9 das mit dem Träger 5 drehbare Schneidwerkzeug 4 bzw. dessen Schneidkante verstellt.To cut this negative rib profile (i.e., to cut the groove that results in the rib profile on the rod when rolling with the caliber) the cutting tool 4, which is both axially rotatable and (in the plane of the drawing from F i g. 1) pivotally mounted carrier 5 is inserted. This carrier is pivoted 5 about the axis 6 of a connecting rod engaging at the free end in the joint 7 ″ 7. The carrier 5 is rotated, as shown in FIG. 2 reveals another connecting rod 8, which are rigidly connected to the rotatably mounted carrier, in a to the knife axis vertical plane movable handlebar 9 rotatable with the carrier 5 Cutting tool 4 or its cutting edge adjusted.

Die beiden obenerwähnten Kurbelstangen 7 und 8 greifen an der Kurbelscheibe 10 in den Anlenkpunkten 7' bzw. 8' an; diese Anlenkpunkte sind in Langlöchern der Scheibe verstellbar. Es ist also eine einzige vom Ritzel 10' angetriebene Kurbelscheibe 10 vorgesehen, welche über die Kurbelstangen 7, 8 sowohl die Dreh- als auch die Schwenkbewegung des Schneidwerkzeuges 4 bewirkt. Selbstverständlich muß die Drehbewegung des Werkstückes mit der der Scheibe 10 synchronisiert sein.The two above-mentioned connecting rods 7 and 8 engage the crank disk 10 in the articulation points 7 'and 8'; these articulation points can be adjusted in slotted holes in the disc. There is therefore a single crank disk 10 driven by the pinion 10 ′ , which causes both the rotary and the pivoting movement of the cutting tool 4 via the connecting rods 7, 8. Of course, the rotational movement of the workpiece must be synchronized with that of the disk 10.

Wie der F i g. 1 zu entnehmen ist, muß der Anlenkpunkt 8' jener Kurbelstange 8, die die Drehbewegung des Schneidwerkzeuges 4 bewirkt, an der Scheibe 10, in deren Drehrichtung um 90° nacheilend, gegenüber dem Anlenkpunkt 7' der Kurbelstange 7, die die Schwenkbewegung des Schneidwerkzeuges bewirkt, angeordnet sein.Like the fig. 1 can be seen, the articulation point 8 'of that connecting rod 8, which causes the rotary movement of the cutting tool 4, on the disc 10, in which Direction of rotation lagging by 90 °, compared to the articulation point 7 'of the connecting rod 7, which causes the pivoting movement of the cutting tool, be arranged.

Mit 11 ist ein Bügel zur schwenkbareren Halterung für das Schneidwerkzeug bezeichnet, der seinerseits oben und unten in den Lagern 12 ruht, wobei die durch diese Lager 12 bestimmte Achse 6 durch den Mittelpunkt des Kreises, welcher den Querschnitt des etwa halbkreisförmigen Kaliberprofils 2 bestimmt, hindurchgeht, so daß das um diese Achse 6 schwenkbare Schneidwerkzeug 4 die Mantelfläche dieses Kaliberprofils 2 einwandfrei bearbeiten kann.At 11 is a bracket for a pivotable holder for the cutting tool referred to, which in turn rests above and below in the bearings 12, the through this bearing 12 certain axis 6 through the center of the circle, which the Cross-section of the approximately semicircular caliber profile 2 determined, passes through it, so that the cutting tool 4 pivotable about this axis 6 covers the lateral surface of this Caliber profile 2 can work properly.

Die F i g. 3 a bis d schließlich veranschaulichen die einzelnen Phasen der Bearbeitung, wie sie mit der in den F i g. 1 und 2 gezeigten Vorrichtung durchgeführt werden kann. Die F i g. 3 a stellt jenes Stadium dar, bei dem das Schneidwerkzeug gewissermaßen in Nullstellung steht, d. h. unverschwenkt ist und auf einen Wendepunkt der Sinuslinie der zu schneidenden Nut zeigt; die Schneidkante ist nach links gedreht, da in diesem Wendepunkt der Schnitt nach links weiterführen muß. Nach F i g. 3 b ist das Schneidwerkzeug in einem linksseitigen Scheitelpunkt der Sinuskurve angelangt, und die Schneidkante muß demnach gerade gedreht sein; die Linksverschwenkung des Schneidwerkzeuges hat ihr Maximum erreicht. In F i g. 3 c ist der nächste Wendepunkt erreicht, wobei die Ver-Schwenkung wieder gleich Null ist, die Schneidkante aber weitestgehend nach rechts gedreht sein muß. Die F i g. 3 d schließlich zeigt jene Stellung, bei der das Schneidwerkzeug mit seiner Schneidkante wieder gerade steht und die Verschwenkung den rechten Scheitelpunkt der Sinuskurve erreicht hat.The F i g. Finally, 3 a to d illustrate the individual phases the processing, as it is with the in the F i g. 1 and 2 shown device performed can be. The F i g. 3 a represents that stage in which the cutting tool is in a sense in the zero position, d. H. is unswiveled and at a turning point shows the sine line of the groove to be cut; the cutting edge is turned to the left, because at this turning point the cut must continue to the left. According to FIG. 3 b the cutting tool has reached a left-hand vertex of the sine curve, and the cutting edge must therefore be turned straight; the left swing of the Cutting tool has reached its maximum. In Fig. 3 c is the next turning point reached, the pivoting is again zero, but the cutting edge must be turned to the right as far as possible. The F i g. Finally, 3 d shows that Position in which the cutting tool is straight again with its cutting edge and the pan has reached the right apex of the sine curve.

Die F i g. 4 und 5 betreffen ein Ausführungsbeispiel von wesentlich vereinfachtem Aufbau, bei dem als Schneidwerkzeug ein Fingerfräser 4' Verwendung findet, der in einem Werkzeugträger 5' bloß in einer durch die Längsachse des zu bearbeitenden Werkstückes 1 verlaufenden Ebene verschwenkbar ist. Die Verschwenkung des Werkzeugträgers 5' wird wie beim vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel von einem Bügel 11 besorgt, der in den Lagern 12 ruht; die Achse dieser Lager 12 tangiert wieder die Außenfläche des Werkstückes 1 (der Walze) und geht damit durch den Mittelpunkt des Kreises, dessen eine Hälfte den Querschnitt des Kaliberprofils 2 bildet.The F i g. 4 and 5 relate to an exemplary embodiment of a significantly simplified structure in which an end mill 4 'is used as the cutting tool, which in a tool carrier 5' can only be pivoted in a plane running through the longitudinal axis of the workpiece 1 to be machined. The pivoting of the tool carrier 5 'is provided, as in the embodiment described above, by a bracket 11 which rests in the bearings 12; the axis of this bearing 12 again touches the outer surface of the workpiece 1 (the roller) and thus passes through the center of the circle, one half of which forms the cross section of the caliber profile 2.

Der Elektromotor 13 zum Antrieb des Fingerfräsers 4' ruht ebenfalls auf dem Bügel 11 und ist mit diesem gemeinsam mittels der Kurbelstange 7, die bei 7" angreift, verschwenkbar. Zur Übertragung der Antriebskraft auf den Fingerfräser 4' können Zahn- oder Riemenscheiben 14, 16 bzw. eine Kette, ein Seil oder ein Riemen 15 dienen; der Antrieb des rotierenden Werkzeuges könnte auch mittels einer flexiblen Welle od. dgl. durchgeführt werden.The electric motor 13 for driving the end mill 4 'also rests on the bracket 11 and can be pivoted together with it by means of the connecting rod 7, which engages at 7 ". To transmit the drive force to the end mill 4', toothed or belt pulleys 14, 16 or a chain, rope or belt 15 are used; the rotating tool could also be driven by means of a flexible shaft or the like.

Die Wirkungsweise dieser Einrichtung ist im wesentlichen gleich jener der früher beschriebenen und nur insofern abweichend, als eine axiale Dreheinstellung des Schneidwerkzeuges (Verdrehen) in verschiedene Drehstellungen naturgemäß überflüssig wird. An Stelle des Fingerfräsers kann auch ein rotierender Schleifstift od. dgl. vorgesehen sein.The mode of operation of this device is essentially the same as that the one described earlier and only deviating in that it is an axial rotary setting of the cutting tool (twisting) in different rotational positions is of course superfluous will. Instead of the end mill, a rotating grinding pin or the like can also be used. be provided.

Selbstverständlich ist die Erfindung keineswegs auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. Sie ist auch nicht nur zur Anwendung bei der Metallbearbeitung geeignet, sondern auch zu mannigfachen anderen Zwecken, bei denen es sich darum handelt, in ein Werkstück automatisch gesteuert eine bestimmte Kontur einzuschneiden, einzufräsen oder auf dieses aufzuzeichnen. Die Form dieser Kontur ist im Rahmen der Erfindung völlig frei wählbar, da sich das bewegliche Werkzeug durch beliebige, an sich bekannte Mittel der Maschinenbautechnik leicht so steuern läßt, daß auch Nuten verschiedener Länge und Tiefe oder unregelmäßige Figuren damit hergestellt werden können.Of course, the invention is in no way limited to the ones shown Embodiments limited. It is also not only for use in metalworking suitable, but also for a variety of other purposes which it is is about cutting a certain contour into a workpiece, automatically controlled, milled in or recorded on this. The shape of this contour is in the frame of the invention can be freely selected, since the movable tool can be moved by any means of mechanical engineering known per se can be easily controlled in such a way that also Grooves of various lengths and depths or irregular figures are made with it can be.

Claims (7)

Patentansprüche: 1. Vorrichtung zum Einarbeiten von wellenförmigen Rillen in halbkreisförmige Kaliber von auf einer Werkzeugmaschine umlaufenden Kaliberwalzen mittels eines Schneidwerkzeuges, das in dem Kaliberprofil hin- und herbewegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Schneidwerkzeug (4 bzw. 4') mit seinem Träger (5 bzw. 5') um eine Achse (6 bzw. 6') schwenkbar ist, die tangential zum Werkstück (1) durch den Mittelpunkt des halbkreisförmigen Kaliberprofils (2) verläuft. Claims: 1. Device for incorporating undulating Grooves in semicircular calibres from caliber rollers rotating on a machine tool by means of a cutting tool that is moved back and forth in the caliber profile, characterized in that the cutting tool (4 or 4 ') with its carrier (5 or 5 ') is pivotable about an axis (6 or 6') which is tangential to the workpiece (1) runs through the center of the semicircular caliber profile (2). 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkbewegung des Werkzeugträgers (5 bzw. 5') durch einen aus Kurbelstange (7) und Kurbelscheibe (10) bestehenden Kurbeltrieb erfolgt. 2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the pivoting movement of the tool carrier (5 or 5 ') takes place by a crank mechanism consisting of a connecting rod (7) and a crank disk (10) . 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, mit -einem Drehmeißel als Schneidwerkzeug, der im Werkzeugträger um seine Längsachse so gesteuert schwenkbar ist, daß seine Oberseite stets in Schnittrichtung eingestellt wird, dadurch gekennzeichnet, daß diese Schwenkbewegung durch eine zweite Kurbelstange (8) bewirkt wird, die an der Kurbelscheibe (10) an einem Punkt (8') angelenkt ist, der dem Anlenkpunkt (7') der Kurbelstange (7) für die Schwenkbewegung des Werkzeugträgers (5) um 90° nacheilt. 3. Apparatus according to claim 1 and 2, with a lathe chisel as a cutting tool which is pivotable in the tool carrier about its longitudinal axis in a controlled manner so that its top is always set in the cutting direction, characterized in that this pivoting movement is effected by a second connecting rod (8) which is articulated on the crank disk (10) at a point (8 ') which lags the articulation point (7') of the connecting rod (7) for the pivoting movement of the tool carrier (5) by 90 °. 4. Vorrichtung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Exzentrizitäten der Anlenkpunkte (T, 8') der Kurbelstangen (7, 8) auf der Kurbelscheibe veränderbar sind. 4. Apparatus according to claim 2 and 3, characterized characterized in that the eccentricities of the articulation points (T, 8 ') of the connecting rods (7, 8) can be changed on the crank disc. 5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkzeugträger (5') auf einem Bügel (11) angeordnet ist, der mit beiden Enden um die Schwenkachse (6 bzw. 6') des Werkzeugträgers (5 bzw. 5') in Lagern (12) schwenkbar ist. 5. Apparatus according to claim 1 to 4, characterized in that the tool carrier (5 ') is arranged on a bracket (11) which with both ends around the pivot axis (6 or 6') of the tool carrier (5 or 5 ') ) is pivotable in bearings (12). 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bügellager (12) und damit die Schwenkachse (6 bzw. 6') gegenüber dem Werkstück (1) verstellbar sind. 6. Apparatus according to claim 5, characterized in that the bracket bearings (12) and thus the pivot axis (6 or 6 ') relative to the workpiece (1) are adjustable. 7. Vorrichtung nach Anspruch 5 und 6 mit einem umlaufenden Werkzeug (Schleif- oder Fräswerkzeug), dadurch gekennzeichnet, daß auch der Antriebsmotor (13) für das Werkzeug (4') auf dem Bügel (11) angeordnet ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Schweizerische Patentschriften Nr. 276 478, 273 474; USA.-Patentschriften Nr. 2 010 662, 2 452 757, 2716913. 7. Apparatus according to claim 5 and 6 with a rotating tool (grinding or milling tool), characterized in that the drive motor (13) for the tool (4 ') is arranged on the bracket (11) . Considered publications: Swiss Patent Specifications Nos. 276 478, 273 474; U.S. Patent Nos. 2,010,662, 2,452,757, 2716913.