DE1552185B2 - Maschine und Werkzeuge für das Rollen von konischen Gewmdeteilen an Schrauben, insbesondere an Holzschrauben - Google Patents

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.

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)

Patentansprüche:

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.