DE1552185B2 - Maschine und Werkzeuge für das Rollen von konischen Gewmdeteilen an Schrauben, insbesondere an Holzschrauben - Google Patents
Maschine und Werkzeuge für das Rollen von konischen Gewmdeteilen an Schrauben, insbesondere an HolzschraubenInfo
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21H—MAKING PARTICULAR METAL OBJECTS BY ROLLING, e.g. SCREWS, WHEELS, RINGS, BARRELS, BALLS
- B21H3/00—Making helical bodies or bodies having parts of helical shape
- B21H3/02—Making helical bodies or bodies having parts of helical shape external screw-threads ; Making dies for thread rolling
- B21H3/06—Making by means of profiled members other than rolls, e.g. reciprocating flat dies or jaws, moved longitudinally or curvilinearly with respect to each other
- B21H3/065—Planetary thread rolling
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Maschine und Werkzeuge für das Rollen von konischen Gewindeteilen
an Schrauben, insbesondere an Holzschrauben, mit in einem Grundgestell drehbar gelagertem Träger
von Walzbackensegmenten, mit demgegenüber an einem ortsfesten Träger angeordneten, einen konischen
Walzspalt bildenden Walzbackensegmenten, die beide einstellbar und austauschbar angeordnet
sind, ferner mit einer Zuführ- und Abführeinrichtung.
Fast alle Holzschrauben sind im Gewindeteil konisch. Diese Konizität ist durch einen Rollvorgang
bisher praktisch nicht exakt herzustellen.
Runde Rollwerkzeuge, welche man gegebenenfalls in begrenztem Maße konisch einschwenken kann, haben
für den Rollvorgang unbedingt ein Auflagelineal nötig. Da das Holzschraubenprofil in seinem Querschnitt
sehr schwach bemessen ist, wirkt die Vertikalkomponente des Rolldruckes sich dahingehend aus,
daß das eben hochgewalzte, meist dünnwandige Profil sofort plattgedrückt und die Rotation des Werkstückes
behindert wird.
Es sind auch Gewinderollmaschinen bekannt, die mit einem rotierenden zylindrischen Rollwerkzeug
bzw. einem solchen, das aus mehreren Walzbackensegmenten besteht, und mit einem feststehenden bzw.
mit zwei sich diametral gegenüberstehenden Walzbackensegmenten arbeiten. Diese Gewinderollmaschinen
haben den Vorteil, daß sie kein Auflagelineal benötigen. Es lassen sich mit ihnen durchaus scharfe
Gewindegänge herstellen, wie sie an Holzschrauben und auch bei Schneidschrauben, die ihr Gewinde
selbst schneiden, und auch bei Schlagschrauben, vorkommen. Aber auch diese Maschinen sind nur geeignet,
die betreffenden Gewinde im zylindrischen Teil dieser Schrauben zu rollen. Die Schwierigkeit liegt
aber weniger in dem Rollen der betreffenden scharfen Gewindeprofile, deren Gänge meist in größerem Abstand
voneinander angeordnet sind, als in dem Rollen
ίο vom konischen Gewindeteil, da hier durch den unterschiedlichen
Umfang keine einwandfreien Abrollverhältnisse zwischen den Walzbacken und dem Werkstück
vorhanden sind.
Die mit den üblichen Flachbacken ausgerüsteten Gewinderollmaschinen arbeiten mit Geradführung ihrer
Flachbacken, so daß man auf diesen Maschinen ebenfalls nur zylindrische Gewindeteile durch exaktes
Abwälzen von Rohling und Werkzeug durch Kaltformung herstellen kann. Wollte man den Flachbacken
eine der Konizität der Schrauben entsprechende Auswölbung ihrer Arbeitsfläche geben, so wäre damit
noch kein exaktes Abwälzen zwischen dem Schraubenrohling und den Flachbacken möglich, da das konische
Werkstück an seinem Umfang unterschiedliche Abwälzgeschwindigkeiten voraussetzt. Diese unterschiedlichen
Abwälzgeschwindigkeiten sind aber Ursache ungenauer und teilweise nicht scharfer Profile
der Gewindegänge im konischen Teil der Werkstücke. Es ist bisher nicht möglich gewesen, auf dem
Wege des exakten Abwälzrollens Holzschraubengewinde od. dgl. mit einem konischen Gewindeteil in
einwandfreier Qualität durch Kaltformung herzustellen.
Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, sowohl Werkzeuge für das Rollen derartiger konischer
Gewinde durch exaktes Abrollen zwischen Werkstück und Werkzeug als auch die Maschine für diese
zu schaffen, die speziell für die Massenfertigung derartiger Schrauben mit einem exakten konischen Gewindeteil
einsetzbar ist.
Die Lösung dieser Aufgabe besteht erfindungsgemäß darin, daß die Walzbackensegmente auf der
Stirnseite der Träger vorgesehen sind und sich mit der Flachseite gegenüberstehen, wobei der Walzspaltkonus
von außen nach innen abnimmt und die Konusachse senkrecht auf der Drehachse des Trägers steht
und ferner die Walzbackensegmente an radial zu der Drehachse stehenden und mittels der Spindeln einstellbaren
Schlitten angeordnet sind. Es müssen die Konizität und die bogenförmige Krümmung der
Walzbackensegmente aufeinander abgestimmt sein. Geometrisch gesehen muß das von dem zwischen den
Walzbackensegmenten gefaßte Werkstück auf die Drehachse zu fällende Lot sich in der Achsmitte des
Werkstückes mit der Verlängerung der konischen Linie der Werkzeuge kreuzen. Daraus ergibt sich, daß
sich die kreisbogenförmige Krümmung der Walzbakkensegmente mit der Konizität ändert. Mit kleiner
werdender Konizität nimmt der Durchmesser der Walzbackensegmente zu und bei größer werdender
Konizität wird der Durchmesser der Walzbackensegmente entsprechend kleiner. Die Austauschbarkeit
von Walzbackensegmenten von verschiedenem Durchmesser gegeneinander ist durch deren radiale Einstellung
gewährleistet.
Sowohl die Werkzeuge als auch die Maschine selbst sind auf die sich aus dem Rollen konischer Gewindeteile
erkannten Bedingungen für ein exaktes
Abwälzrollen zwischen den Walzbackensegmenten abgestimmt.
Eine besonders zweckmäßige Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß der Träger, nämlich
der Gegenträger zu dem drehbaren Träger, auf einer waagerechten Achse schwenkeinstellbar gelagert und
mit einer Einstellspindel versehen ist und eine parallel zu der Drehachse verlaufende Längsführung aufweist
sowie in diese eine mittels einer Spindel verstellbare Konsole trägt, die radial steht und eine
senkrechte Führung für den zugehörigen Schlitten des feststehenden Walzbackensegmentes aufweist, das
den an dem drehbaren Träger angeordneten Walzbackensegmenten unter Belassung des konischen
Walzspaltes gegenübersteht. Dieser Gegenträger hat somit insgesamt drei Spindeln, eine für die radiale
Einstellung des Schlittens des feststehenden Walzbakkensegmentes, eine zweite für die Zustellung desselben
und eine dritte für die Schwenkeinstellung des Gegenträgers. Die Zustellung des feststehenden
Walzbackensegmentes ist an Stelle durch die Zustellspindel auch durch hydraulischen Anpreßdruck möglich,
der dem ausgeübten Rolldruck entgegenwirkt. Ein derartig vielseitig einstellbarer Gegenträger ermöglicht
außer der radialen Einstellung des feststehenden Walzbackensegmentes die Einstellung auf
verschiedenen Abstand für Schrauben unterschiedlicher Durchmesser sowie in gewissen Grenzen eine
Korrektur und Justierung der Konizität der Walzbakkensegmente in bezug auf die Drehachse. Es wird der
Vorteil erzielt, daß man mit einem Satz von Werkzeugen auch Schrauben unterschiedlicher Durchmesser
bei ungefähr gleichbleibender Konizität rollen kann.
Die beiden Träger sind vorteilhaft in einer schrägen
Lage an dem Maschinengestell angeordnet. Hierdurch wird das Zuführen der Werkstücke in den
jetzt ebenfalls schrägstehenden Walzspaltkonus und die Abführung der fertig gerollten Schrauben erleichtert.
Die Zuführung der Werkstückrohlinge kann verhältnismäßig einfach zu dem an höchster Stelle angeordneten
feststehenden Walzbackensegment erfolgen, zu dem eine Zuführungsschiene führt, während
die Abführung der fertig gerollten Schrauben in den Zwischenräumen der beweglichen Walzbackensegmente
erfolgt.
Der Gegenstand der Erfindung ist in der Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt, und
zwar zeigt
Fig. 1 die Gewinderollmaschine in einem Längsschnitt
und
F i g. 2 eine Aufsicht auf den drehbaren Träger ohne den Gegenträger.
Das Maschinengestell 1 hat einen schrägen Sokkel 2 für eine Lagerbohrung 3 und in einem Abstand
zu dem Sockel einen Ständer 4. In dem Sockel 2 ist der drehbare Träger 5 in einer schrägen Stellung an
dem Grundgestell gelagert. Seine Antriebswelle ist mit 6 bezeichnet. Mit ihr fest verbunden ist der Zahnkranz
7. Die Radiallager sind mit 8 und das Axiallager mit 9 bezeichnet. Der Antriebsmotor ist nicht
dargestellt, er ist hinter der Maschine an dem Gestell befestigt und treibt auf den Zahnkranz 7.
Auf dem Träger 5 sind beispielsweise vier kreisbogenförmig gekrümmt ausgebildete Walzbackensegmente
10 befestigt, deren einziges Gegenwalzbackensegment mit 10' bezeichnet ist. Die Walzbackensegmente
10, 10' sind auf der Stirnseite ihrer Träger 5 und 17 vorgesehen und stehen sich mit der Flachseite
gegenüber. Die Arbeitsflächen dieser Walzbackensegmente sind konisch bearbeitet und tragen das zu rollende
Gewindeprofil für den Schraubenschaft und für den korkenzieherähnlichen Auslauf desselben. Die
Segmente sind weiter mit einem Anstieg sowie mit einem Auslauf und etwa im letzten Viertel mit einem
Anstieg zur Formung des Gewindeprofils an der Werkstückspitze versehen. Das Gewindeprofil des
feststehenden Gegensegmentes 10' ist zu demjenigen
ίο der drehangetriebenen Walzbackensegmente 10 entsprechend
ausgebildet, so wie es sich aus der gegenüberstehenden Stellung der Werkzeuge am Werkstück
ergibt.
Die Walzbackensegmente 10 sind in Abständen von einander auf einer Kreisbahn zur Drehachse 11 der Maschine angeordnet und radial zur Drehachse einstellbar. Die Segmente 10 sind mittels Schrauben in Aufnahmen 12 von Schlitten 13 befestigt, die sich in radialen Fuhrungen 14 des Trägers 5 führen und mittels der Spindel 15 und der Spindelmutter 16 auf die nach den Werkzeugen 10 erforderliche Kreisbahn einstellbar sind.
Die Walzbackensegmente 10 sind in Abständen von einander auf einer Kreisbahn zur Drehachse 11 der Maschine angeordnet und radial zur Drehachse einstellbar. Die Segmente 10 sind mittels Schrauben in Aufnahmen 12 von Schlitten 13 befestigt, die sich in radialen Fuhrungen 14 des Trägers 5 führen und mittels der Spindel 15 und der Spindelmutter 16 auf die nach den Werkzeugen 10 erforderliche Kreisbahn einstellbar sind.
Das einzelne Gegensegment 10' ist an dem Schlitten 13' befestigt. Dieser ist radial verstellbar an dem
Träger 17 angeordnet, der gemeinsam mit einer Konsole 24 um die horizontale Achse 18 am Ständer 4
des Grundgestells in vertikaler Ebene schwenkbar ist. Seine Einstellspindel 19 ist am Ständer 4 drehbar und
axial unverschieblich befestigt und schraubt in einem einen Kreisquerschnitt aufweisenden Stein 20, der in
einem Langloch 21 des Trägers 17 angeordnet ist, das die Schwenkeinstellung des Trägers 17 in gewissen
Grenzen erlaubt.
Der Träger 17 hat eine parallel zu der Drehachse 11 verlaufende Längsführung 22 für die Konsole 24,
die mittels einer Spindel 23 einstellbar ist. Diese Konsole ist rechtwinklig ausgebildet und steht radial zur
Drehachse 11 der Maschine und besitzt an ihrem unteren Arm eine Führung 25 für den Aufnahmeschlitten
13', der dem bereits beschriebenen Aufnahmeschlitten 13 genau entspricht. Auch die Aufnahme
und die Befestigung des Gegensegmentes 10' sind die gleichen. Für die radiale Einstellung des Gegensegmentes
10' dient die an der Konsole 24 drehbar und axial unverschieblich angeordnete Spindel 15'. Das
Gegensegment befindet sich in der gleichen Schräglage wie der drehangetriebene Träger 5. Diese Stellung
ist durch die Neigung der Drehachse 11 bestimmt.
Zur Zuführung der zu rollenden Schrauben dient die Zuführungsschiene 26, die zu dem festen Gegensegment
10' führt und die Werkstücke 27 den Walzbackensegmenten 10, 10' im Takte des Vorbeiganges
der beweglichen Segmente 10 an dem festen Gegensegment 10' zuführt.
Während eines Vorbeiganges der Walzbackensegmente wird jeweils eine Schraube fertig gerollt. Bei
insgesamt vier Walzbackensegmenten an dem drehangetriebenen Träger werden somit bei einer Umdrehung
desselben vier Schrauben hergestellt.
Die erfindungsgemäße Maschine ist eine Hochleistungs-Einzweckmaschine
zur Herstellung beispielsweise von Holzschraubengewinden oder anderen leicht konisch verlaufenden Profilen. Der kontinuierlieh
drehangetriebene Träger dient zugleich als Schwungmasse. Die Walzbackensegmente haben infolge
des exakten Abrollens der konischen Gewindeteile eine außergewöhnlich lange Standzeit.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (3)
1. Maschine und Werkzeuge für das Rollen von konischen Gewindeteilen an Schrauben, insbesondere
an Holzschrauben, mit in einem Grundgestell drehbar gelagertem Träger von Walzbackensegmenten,
mit demgegenüber an einem ortsfesten Träger angeordneten, einen konischen Walzspalt
bildenden Walzbackensegmenten, die beide einstellbar und austauschbar angeordnet sind, ferner
mit einer Zuführ- und Abführeinrichtung, d adurch gekennzeichnet, daß die Walzbackensegmente
(10, 10') auf der Stirnseite der Träger (5, 17) vorgesehen sind und sich mit der
Flachseite gegenüberstehen, wobei der Walzspaltkonus von außen nach innen abnimmt und die
Konusachse senkrecht auf der Drehachse (11) des Trägers (5) steht und ferner die Walzbackensegmente
(10, 10') an radial zu der Drehachse (11) stehenden und mittels der Spindeln (15, 15') einstellbaren
Schlitten (13,13') angeordnet sind.
2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (17) auf einer
waagerechten Achse (18) schwenkeinstellbar gelagert und mit einer Einstellspindel (19) versehen
ist und ferner eine parallel zu der Drehachse (11) verlaufende Längsführung (22) sowie in dieser
eine mittels einer Spindel (23) verstellbare Konsole (24) trägt, die radial steht und eine senkrechte
Führung (25) für den Schlitten (13') des einen Walzbackensegmentes (10') aufweist.
3. Maschine nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Träger (5, 17) in
einer schrägen Lage an dem Maschinengestell (1) angeordnet sind.
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (2)
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ID=7376186
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CH (1) | CH444798A (de) |
DE (1) | DE1552185B2 (de) |
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Families Citing this family (2)
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DE102018113978B3 (de) | 2018-06-12 | 2019-09-05 | Mag Ias Gmbh | Kaltwalzmaschine und Verfahren zur Erzeugung eines Profils an einem Werkstück |
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- 1966-03-08 DE DE19661552185 patent/DE1552185B2/de not_active Withdrawn
-
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Also Published As
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