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Profilier-Rolle
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Die Erfindung betrifft eine Profilier-Rolle für die Schleifscheibe
einer im Längsvorschub arbeitenden Gewindeschleifmaschine, insbesondere zur Herstellung
von Spanlosformern, mit wenigstens einer Rippe, die in dem Flankenwinkel und Kernradius
dem herzustellenden Gewinde entspricht.
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Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe besteht darin, das Profil
einer Rolle der eingangs umrissenen Art so zu gestalten, daß mit einer Schleifscheibe,
welche mit dieser Rolle profiliert wird, sowohl Flanken- und Außendurchmesser bzw.
Kopfkreis des konischen Anfangsabschnittes als auch des zylindrischen, dem Fertigprofil
des gewünschten Gewindes entsprechenden Abschnittes eines Gewindeformers in einem
Arbeitsgang geschliffen werden kann.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, daß sich zu beiden
Seiten der Rippe Flächenabschnitte zum Profilieren der Schleifscheibenbereiche erstrecken,
welche den Außendurchmesser des Gewindes im konischen und zylindrischen Bereich
des Werkstückes schleifen, und daß der Flächenabschnitt zum Profilieren des den
Außendurchmesser im zylindrischen Bereich schleifenden Schleifscheibenbereiches
einen geringeren Durchmesser als der auf der anderen Seite der Rippe angeordnete
Flächenabschnitt aufweist.
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Dabei sind die Flächenabschnitte zweckmässig eben und können je eine
halbzylindrische Erhebung aufweisen.
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Vorteilhaft weist jede Erhebung einen Abstand von der Mitte der Rippe
auf, der dem 0,5fachen oder 1,5fachen der Steigung des herzustellenden Gewindes
entspricht.
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Dabei ist zwischen der Rippe und wenigstens einem der Flächenabschnitte
vorteilhaft ein zylindrischer Bereich vorgesehen, dessen Durchmesser größer als
derjenige des benachbarten Flächenabschnittes ist.
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Zweckmässig ist auf einer Seite und im Abstand von der Rippe wenigstens
eine weitere Rippe vorgesehen, deren Höhe
geringer als die Höhe
der Rippe ist, wobei der Abstand der beiden Rippen voneinander ein ganzes Vielfaches
der Steigung des herzustellenden Gewindes, vermindert um einen Betrag ist, wobei
dieser Betrag die Steigungsverzerrung ist, welche im letzten Gang des konischen
Gewindebereiches bis zum Übergang zum zylindrischen Gewindebereich im Gewindekern
auftritt.
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Die Rolle kann dabei auch eine Vorrollrippe aufweisen und ist vorteilhaft
an ihren aktiven Flächen mit einem Diamantbelag versehen.
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Der wesentliche Vorteil dieser erfindungsgemässen Ausbildung der Profilierrolle
besteht darin, daß sie technisch nicht aufwendig ist und insbesondere bei der Herstellung
von Polygon-Gewindeformern eingesetzt werden kann, welche einen konischen Anschnitt
aufweisen. Dabei werden die Außendurchmesser der Gewinde des konischen Anschnittes
von einer ebenen Fläche und der sich daran anschließenden Gewindegänge des zylindrischen
Abschnittes des Gewindeformers, welcher das gewünschte herzustellende Gewinde ausmacht,
von einer weiteren ebenen Fläche überschliffen, wobei diese Flächen so zueinander
versetzt sind, daß beispielsweise dann, wenn die eine ebene Fläche den Außendurchmesser
des Gewindes des konischen oder des zylindrischen Abschnittes überschleift, die
andere ebene Fläche der Schleifscheibe sich nicht in
Schleifstellung
befindet und beispielsweise nachgearbeitet werden kann.
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Außerdem tritt im letzten Gang des kegeligen bzw. konischen Gewindebereiches
bis zum Übergangspunkt zum zylindrischen Gewindebereich naturgemäss im Gewindekern
eine Steigungsverzerrung auf, welche beim Herstellen des Gewindes mit einer Scheifscheibe,
die mit der erfindungsgemässen Rolle profiliert worden ist, gleichzeitig korrigiert
wird.
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Weitere Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Erläuterung der
Erfindung an Ausführungsbeispielen anhand der beigefügten Zeichnung.
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In der Zeichnung zeigen: Fig. la einen Teilschnitt einer Schleifscheibe
in einer Lage, in welcher der kegelige Gewindeteil eines Gewindeformers geschliffen
wird, Fig. Ib einen Teilschnitt der Schleifscheibe in der Lage, in welcher der zylindrische
Gewindeteil geschliffen wird,
Fig. lc einen Teilscicnitt durch eine
Profilier-Rolle, Fig. 2a und 2b Teil ctir#i t ( entsprechend Fig la und lb Fig.
2c einen Teilschnitt durch eine Rolle, mit welcher das Profil der in Fig. 2a und
2b gezeigten Schleifscheibe profiliert worden ist, Fig. 3a und 3b Teilschnitte,
wobei eine Schleifscheibe während des Schleifens der Außendurchmesser und der Flanken
des konischen bzw. zylindrischen Gewindeabschnittes eines Werkstückes gezeigt ist,
Fig. 3c einen Teilschnitt durch eine abgeänderte Rolle, Fig. 4a und 4b Teilschnitte
entsprechend Fig. 3a und 3b, wobei indessen die Schleifscheibe ein abgeändertes
Profil aufweist, Fig. 4c eine Profilierrolle im Teilschnitt, die zum Profilieren
der in Fig. 4a und 4b gezeigten Schleifscheibe eingesetzt wird.
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Die in Fig. @c gezeigte poo!ili#r-Rolle weist eine Rippe 1 auf, wobei
zu bei den Seiten dieser Rippe Flächenabschnitte A' und B' vorgesehen sind. In dem
gezeigten Ausführungsbeispiel
ist der Flächenabschnitt A' von
der Flanke der Rippe 1 durch eine zylindrische Fläche C' getrennt. Die beiden Flächenabschnitte
A' und B' weisen unterschiedliche Durchmesser dl und d2 auf. Entsprechend ergibt
sich beim Profilieren der in Fig. la und lb gezeigten Schleifscheibe mit der Rolle
nach Fig. 1 das in diesen Figuren gezeigte Profil. Wesentliches Merkmal dieser Schleifscheibe
besteht darin, daß sie nur einen Schleifzahn aufweist mit einem Radius R1, der den
Gewindekern des Spanlosformers schleift.
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Während im kegeligen bzw. konischen Bereich der Außendurchmesser bzw.
Kopfkreis des Gewindes von der Seite B der Schleifscheibe geschliffen wird, liegt
die gegenüberliegende Seite A frei. Wurde der Übergangspunkt d.h. der Kreuzungspunkt
zwischen dem zylindrischen und kegeligen Gewindebereich überschritten, schleift
die Seite A der Schleifscheibe den Außendurchmesser des zylindrischen Bereiches.
Dabei liegt konstruktionsbedingt die Seite B der Schleifscheibe frei.
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In dem gezeigten Ausführungsbeispiel erstreckt sich der kegelige Gewindeabschnitt
über vier Zähne, woran sich der zylindrische Gewindeabschnitt anschließt, der dem
gewünschten Profil des herzustellenden Gewindes entspricht.
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Bei der in Fig. 2c gezeigten Profilier-Rolle erfolgt das Schleifen
des Außendurchmessers und der Flanken des Gewindes
nach Fig. 2a
und 2b analog dem Vorgang, wie er in Verbindung mit Fig.l beschrieben worden ist.
Hier weist das geschliffene Gewinde an den sich nach außen verjüngenden Flanken
keine Fläche, sondern einen Radius auf.
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Die Radiusgröße R3 bzw. R2 ist frei wählbar, im allgemeinen und in
dem gezeigten Ausführungsbeispiel jedoch gleich.
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Beide Radien R2 und R3 sind in 1,5fachem Steigungsabstand beiderseitig
von dem Schleifkern der Schleifscheibe mit dem Radius R1 angeordnet.
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Zu diesem Zweck weist die in Fig. 2c gezeigte Profilier-Rolle Erhebungen
3,4 an den Flächenabschnitten A' und B' auf. Dabei ist es indessen nicht zwingend
notwendig, daß diese Erhebungen 3,4 im Abstand von den Flanken der Rippe 1 in 1,5fachen
Steigungsabstand versetzt sind, sondern beide Erhebungen 3,4 können problemlos mit
den entsprechenden Flanken der Rippe 1 der Profilier-Rolle tangieren, sodaß beim
Beschleifen des Gewindes mit dem in Fig. 2b gezeigten Schleifzahn der Schleifscheibe
die direkt die Flanken des Schleifzahnes berührenden Gewindeabschnitte geschliffen
werden können.
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Die in Fig. 3c im Schnitt gezeigte Profilierrolle weist zwei Rippen
1,6 auf. Diese Rippen haben eine unterschiedliche
Höhe und einem
Abstand, der etwas geringer als ein ganzes Vielfachcs der Gewindesteigung des Spanlosformer
ist, nämlich um einen Betrag x, der als Steigunqsverzcrrung bezeichnet ist.
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Weiterhin umfaßt diese Profilier-Rolle eine Vorrollrivpe E zum Profilieren
eines Vorschneiders C der Schleifscheibe.
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Diese Profilierrolle überträgt ihr Profil auf die in Fig.3a und 3b
gezeigte Schleifscheibe. Die Schleifscheibe weist entsprechend zwei Schleifzähne
D und E auf, die ebenfalls einen Abstand haben, der der Steigung des herzustellenden
Gewindes entspricht, vermindert um den zu korrigierenden Abstand x.
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Weiterhin ist entsprechend dem Profil der in Fig. 3c gezeigten Rolle
(hl- h6) der Schleifzahn E dem Schleifzahn D gegenüber um einen innerhalb gewisser
Grenzen frei wählbaren Betrag tiefer gesetzt. Auch liegt der Schleifzahn E in dem
Ausführungsbeispiel beim Beschleifen des Außendurchmessers im konischen Bereich,
insbesondere der Flächenbereich A, und der Schleifzahn D beim Schleifen des Außendurchmessers,
insbesondere der andere Flächenabschnitt B im zylindrischen Bereich des Gewindeformers
frei.
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Dabei schleifen die Zähne mit ihren Radien R1 und R4 den Kerndurchmesser
mit entsprechendem Radius.
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Auch bei dieser Ausführungsform werden die Außendurchmesser von den
Bereichen A im zylindrischen Abschnitt und B im konischen Abschnitt überschliffen.
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In Fig. 4c ist eine Rolle im Teilschnitt (1<7<(Jt , deren Profil
im wesentlichen dem in Fig. 3c gezeigten Profil
entspricht mit
der Ausnahme, daß die Flächenabschnitte A' und B' Erhebungen 3, 4 aufweisen, welche
die gleiche Funktion wie die in Verbindung mit Fig. 2 beschriebenen Erhebungen haben.
Mit einer Schleifscheibe, die mit der in Fig. 4c gezeigten Rolle profiliert worden
ist, werden Gewindeformer mit Radien an den nach außen verjüngten Flanken ähnlich
oder entsprechend einem Whitworth-Gewinde hergestellt.
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Die Radien R2 bzw. R3 müssen nicht unbedingt in l-Sfachem Steigungsabstand
von den Schleifzähnen D und E der Schleifscheibe angeordnet sein. Auch ist die Größe
und Anzahl derVorschneider C innerhalb bestimmter technisch möglicher Grenzen frei
wählbar, wobei entsprechend der Anzahl dieser Vorschneider das Profil der in Fig.
4 gezeigten Rolle zu ergänzen ist.
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Ebenfalls frei wählbar ist der in Fig. 4a dargestellte Abstand P-x,
wobei P jedoch ein ganzes Vielfaches der Steiy y gung sein muß. Dieser Abstand x
macht die Steigungsverzerrung aus, die zwischen konischem und zylindrischem Gewindebereich
auftritt.
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Bei dem Herstellungsverfahren von Gewindeformern ist es belanglos,
ob das Werkstück oder die Schleifscheibe radial
voneinander bewegt
werden. Wesentlich ist indessen, daß dies in bestimmtem Verhältnis zur Achsialbewegung
erfolgt.
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Obwohl bei den in den Ausführungsbeispielen dargestellten Profil-Rollen
Gewindeformer mit einer Anlauflänge von drei Gängen gefertigt werden können, sind
selbstverständlich mit anderen Rollenprofilen alle vorkorunenden Abmessungen von
Gewindeformern möglich. Mit der in den Ausführungsbeispielen erläuterten Rolle lassen
sich bei entsprechender Auslegung alle Gewindearten unter Einsc.lu.'i des britischen
Whit#orth-Gewindes fertigen.
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Die Anlaufgänge und zylindrisch verlaufenden Gänge können unterschiedliche
Kopfformen aufweisen.
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a) Zylindrischer und konischer Bereich mit parallelem Kopfschliff
(siehe Fig. la).
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b) Zylindrischer und konischer Bereich mit Radien an den Gangköpfen
(siehe Fig. 2).
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c) Konischer Teil mit Radien, zylindrischer Teil mit flachem zylindrischem
Kopfschliff.
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d) Zylindrischer Teil mit Radien, konischer Teil mit flachem zylindrischem
Kopfschliff.
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e) Zylindrischer Teil mit Radien, konischer Teil mit flachem, dem
Anlaufwinkel folgendem Kopfschliff.
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f) Zylindrischer Teil mit flachem, konischer Teil mit flachem, dem
Anlaufwinkel folgenden Kopfschliff.
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Für jedes gewünschte Gewinde ist eine Profilier-Rolle einzusetzen,
welche ein analoges Profil aufweist.
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Die Profilier-Rollen weisen einen kreisförmigen Querschnitt auf und
drehen sich um die eigene Achse, während sie von einem Motor angetrieben werden.
Der aktive Teil der Profilier-Rolle ist bei den gezeigten Ausführungsbeispielen
mit einem Standzeit erhöhenden Diamantbelag versehen, der in Fig. lc, 2c, 3c und
4c durch kleine Kreise angedeutet ist.
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Es lassen sich zweckmässige Änderungen bei der beschriebenen Profilier-Rolle
durchführen, ohne sich jedoch dabei vom Kern der Erfindung zu entfernen.
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