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Maschine zur Herstellung von Sicherungsscheiben aus einem Metallstreifen
Die vorliegende Erfindung betrifft die Herstellung von Sicherungsscheiben aus einem
Metallstreifen, wobei jede Scheibe von einer oder mehreren Schraubenwindungen gebildet
wird, so daß der Scheibenkörper von dem hopfe eines Bolzens oder einer Mutter zusammengedrückt
werden kann, mit denen die Scheibe zusammenarbeitet, um den Bolzen oder die Mutter
gegen Drehung zu sichern.
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Es sind bereits Maschinen zur Herstellung von derartigen Sicherungsscheiben
aus einem Metallstreifen bekannt, der durch angetriebene Vorschub- und Winderollen
und einen angetriebenen Dorn in schraubenförmig verlaufende Windungen übergeführt
wird. Die meisten dieser Maschinen waren durch den absatzweisen Vorschub und das
absatzweise Winden des Materials in Schraubenform und das Abtrennen einzelner Schraubenumgänge
durch hin und her gehende Schneidwerkzeuge gekennzeichnet, welche in den abwechselnden
Zwischenzeiten zwischen dem Vorschub und dem Winden des Materials arbeiten. Andere
Maschinen dienten lediglich dazu, das Material in eine stetige Schraube zu winden,
von welcher die einzelnen Scheiben nachher durch ein von dem Materialvorschub und
den Windevorrichtungen getrenntes hin und her gehendes Messer und einen Amboß abgeschnitten
werden.
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Im Gegensatz zu diesen bekannten, wie eben erwähnt, arbeitenden Maschinen
ist die Maschine gemäß der Erfindung durch die Anordnung mit einer Winderolle umlaufender
Messer gekennzeichnet, um Teile der Schraubenwindung auf dem Dorn abzuschneiden
und dadurch Sicherungsscheiben mit einer oder mehreren Windungen ohne Unterbrechung
des Windevorganges zu bilden. Hierdurch können die einzelnen Sicherungsscheiben
in rascher Folge hergestellt werden. Im Betriebe kann die Maschine das Material
mit einer bestimmten Geschwindigkeit umlaufenden Rollen und einem umlaufenden Dorn
zuführen, welcher das Material stetig in eine Schraubenform überführt; diese Arbeitsweise
ist durch die älteren Maschinen bekannt.
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Nach der Erfindung wirken mit einer der Rollen und dem Dorn ein oder
mehrere Messer zusammen, von denen jedes mit einer an dem Dorn vorgesehenen Schneidkante
in bestimmten Zwischenräumen zusammenzufallen vermag, um von der Schraube genau
so schnell, wie sie gebildet wird, einzelne Umgänge oder Scheiben abzutrennen. Infolge
dieses Zusammenarbeitens von Elementen vermag die Maschine gegenüber bekannten Maschinen
Sicherungsscheiben mit sehr großer Geschwindigkeit herzustellen. Bei der neuen Maschine
erzeugt jeder Umlauf des Dornes eine Scheibe, und die Maschine kann durch bequeme
Verstellung der Windevorrichtung Scheiben von verschiedener Ganghöhe und verschiedenem
Durchmesser herstellen. Die Maschine kann ferner so eingestellt
werden,
daß man Scheiben aus einem oder mehreren Umgängen herstellen kann, deren Enden einander
gegenüberliegen, versetzt sind oder sich iiberlagern.
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In den Zeichnungen bedeutet Abb. i die Vorderansicht der Maschine
gemäß der Erfindung, Abb.2 eine teilweise geschnittene Seitenansicht zu Abb. i,
Abb. 3 einen Querschnitt nach der Linie 3-3 der Abb. 2, Abb. ,4 einen Schnitt nach
der Linie 4-4 der Abb. 2, Abb. 5 einen Schnitt nach Linie 5-5 der Abb. i, Abb. 6
eine Vorderansicht der Windewerkzeuge und Messer, die so eingestellt sind, daß Scheiben
von größerem Durchmesser als bei Abb. i entstehen, Abb. 7 eine Seitenansicht zu
Abb. 6, Abb.8 einen Schnitt durch eine kombinierte Winde- und Schneiderolle in vergrößertem
Maßstabe, Abb. 9 einen Schnitt nach Abb. 8, Abb. io und i i Darstellungen verschiedener
durch die Maschine erzeugter Scheibenarten.
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Abb. 12 bis 15 Darstellungen zur Erläuterung der Wirkungsweise eines
Vorlenkers, welcher das Winden der Schrauben einleitet.
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Gemäß Abb. i und 2 besitzt die Maschine einen Fuß i mit nach oben
ragenden Ständern 2 und 3, zwischen denen eine Antriebswelle .I drehbar gelagert
ist. Die Welle kann auf irgendeine Weise angetrieben werden, beispielsweise durch
eine Scheibe 5, welche einen an eine geeignete Kraftquelle angeschlossenen Riemen
6 trägt.
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Die Welle 4 kann in üblicher Weise von ihrer Kraftquelle abgeschaltet
werden, beispielsweise durch einen Riemenschalter 7, welcher den Riemen 6 von der
Antriebsscheibe 5 auf eine Leerscheibe 8 zu bewegen vermag.
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Die Antriebswelle .4 trägt ein Zahnrad 9, welches in dem Zahnrad io
einer in den Ständern 2, 3 gelagerten Welle i i kämmt.
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Gemäß Abb. 3 trägt die Welle i i neben dem Ständer 2 ein Zahnrad 12,
welches mit zwei Zahnrädern 13 in Eingriff steht, deren verlängerte Naben 14 in
dem Ständer 2 drehbar gelagert sind.
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Gemäß Abb. 5 ist jede Nabe 14 mit einer mittleren Bohrung 16 versehen,
welche Längsschlitze 15 besitzt, und jede Nabe 14 vermag das abgesetzte Ende einer
Welle 17 aufzunehmen. An dem abgesetzten Teile jeder Welle 17 sind radiale Vorsprünge
18 in einer den Schlitzen 15 entsprechenden Anzahl vorgesehen. und da die Vorsprünge
18 gerundet sind, kann jede Welle 17 zusätzlich zu ihrer Längsbewegung eine begrenzte
Universalbewegung mit Bezug auf die zugehörige Nabe 14 ausüben.
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Jede Welle 17 ragt lose durch eine Öffnung i9 des vorderen Ständers
3 hindurch und ist mittels Kugellagers 2o je in einem verschiebbaren Lagerklotz
2i getragen. Die Lagerklötze 21 werden durch Federn 22 (Abb. i und 5) auseinandergehalten,
die Entfernung zwischen den Wellen 17 wird durch Stellschrauben 23 und 24 bestimmt.
Die obere Stellschraube 23 begrenzt die Aufwärtsbewegung des Lagerklotzes 21 für
die obere Welle 17, die untere Stellschraube 24 stützt den Lagerklotz 21 der unteren
Welle 17.
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Gemäß Abb. i und 5 trägt jede Welle 17 an ihrem freien Ende eine Winderolle
25, die mit einer -Nut 26 versehen ist. Von den Rollen 25 sitzt die eine über und
die andere unter einem Windedorn 27, wobei die Nuten 26 zueinander in der Längsrichtung
dea Dornes entsprechend der Steigung des in Schraubenform zu windenden Drahtes versetzt
sind. Der Windedorn 27 sitzt in einer Welle 28, welche nach hinten durch den Ständer
3 vorsteht und in der Nähe seines Endes in einem Lager 28a ruht, das in einer an
dem hinteren Ständer 2 befestigten Konsole 29 sitzt. Ein Zahnrad 3o der Welle 28
kämmt mit einem Zahnrad 31 einer Gegenwelle 3:2, welche durch den Ständere
nach hinten vorsteht und in ihm gelagert ist (Abb. 3). Ein Zahnrad 33 der Gegenwelle
32 kämmt mit einem Zahnrad 34 4bb. 2) der Welle i i, so daß der Dorn 27 mit den
Winderollenwellen 17, aber mit einer abweichenden Geschwindigkeit angetrieben werden
kann, die durch den Durchmesser der herzustellenden Windungen bestimmt wird, wie
weiter unten im einzelnen auseinandergesetzt ist.
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Gemäß Abb. 2 und 4 trägt die Antriebswelle 4 ein Zahnrad 35, welches
eine parallel zur Antriebswelle verlaufende Welle 36 durch Vermittlung von Wechselrädern
37 anzutreiben vermag, die auf Gegenwellen 38 sitzen; die Umlaufsrichtung der Welle
36 ist durch den kleinen Pfeil in Abb.4 angedeutet. Wie aus Abb. 2 ersichtlich,
ist die Welle 36 in einem Auge 39 gelagert, welches von dem Fuß i nach oben vorsteht,
sie trägt ein Kegelrad 4o, welches mit dem Kegelrad 41 einer senkrechten Welle 42
kämmt. Die Welle 42 ist in einer vorstehenden Konsole 43 gelagert und trägt am oberen
Ende eine Vorschubrolle 44. Eine durch Schraube 46 einstellbare Vorschubleerrolle
45 vermag den Draht S mit dem Umfang der angetriebenen Vor-, schubrolle 44 in Eingriff
zu halten. Das Material S wird durch eine Führungsplatte 48 zwischen die Rollen
44 und 45 geleitet. Diese Platte ist an der Konsole 43 befestigt und
mit
einer Öffnung von im wesentlichen dem gleichen Durchmesser wie der Draht versehen.
die nach Wunsch rund oder rechteckig sein kann.
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Die gemeinsame Drehung der Rollen 44 und 4.5 befördert den Draht S
in eine Führung -.9 (Abb. i), welche zwischen dem Dorn 27 und den Vorschubrollen
angeordnet ist und eine Längsnut 5o aufweist. Die Führung ist an dein Ständer 3
durch einen Klotz 51 gelagert, welcher an dem Ständer durch Verinittiung von Bolzen
52 verstellt werden kann, die in dem Ständer 3 eingeschraubt sind und durch bogenförmige
Schlitze 53 des K=lotzes 5 i hindurchgehen. Die Führung 49 ist an dem Klotz 51 durch
eine Klemmplatte 54 und in dem Klotz 51 sitzende Bolzen 55 befestigt. Die Führung
d.9 kann natürlich in der Längsrichtung des Klotzes 51 mit Bezug auf den Dorn 27
verstellt werden, während die Stellung des Klotzes 51 nach Belieben geändert werden
kann, um dem DralitS Dornen 27 von verschiedenem Durchmesser zuzuführen.
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Ein Windewerkzeug 56 ist gegenüber der Führung .I9 angeordnet und
an dem Halter 5; durch eine Platte 58 und Bolzen 59 befestigt. Das Windewerkzeug
59 wird gegen den Druck des der Windung unterliegenden Materials durch einen Bolzen
6o gehalten, welcher in dem Halter 57 eingeschraubt ist und in einen Schlitz 61
hineinragt, in welchem das Windewerkzeug 56 verstellt werden kann. Der Halter 57
ist an dem Ständer 3 durch Augen 6.2 und Stifte 63 befestigt. Es ist klar,
daß das Windewerkzeug 56 für Linterlagscheiben von verschiedenem großen Durchmesser
bequem mit Bezug auf die Achse des Dornes 27 verstellt werden kann, wobei der Bolzen
6o die Windespitze 56 stets in ihrer eingestellten Lage gegen den Druck des der
Windung unterliegenden Materials hält.
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Wie in Abb. i deutlich veranschaulicht, ist der Dorn 27 mit einer
Längsnut 6.4 versehen. Jedes der Messer 65 an der oberen Welle 17 vermag mit der
Kante dieser Nut 64 zusammenzuarbeiten, um eine Windung von dem auf dem Dorn 27
gewundenen Material abzutrennen, ohne daß der Windevorgang unterbrochen wird. Es
ist ferner aus Abb. i klar, daß, wenn entsprechend der Zeichnung vier Messer 65
vorgesehen sind, der Dorn 27 vier vollständige Umdrehungen machen muß, während die
die Messer tragende Welle 17 nur eine Umdrehung macht. Die Verstellung der Geschwindigkeit
des Dornes 27 wird durch die Wechselräder 33 und 34 z=wischen den Wellen 32 und
i i ermöglicht. Wenn Scheiben von größerem Durchmesser auf einem größeren Dorn 27a
hergestellt werden, trägt die Welle 17 nur zwei Messer 65a (Abb. 6 und 7), und die
Welle 28 wird mit einer Geschwindigkeit angetrieben, welche halb so groß ist, als
wenn der Dorn 27 mit vier Messern 65 zusammenarbeitet. Auch die Wechselräder 37
können bequem ausgetauscht «,-erden, um die Drehgeschwindigkeit der Vorschubrolle
.44. entsprechend dem Umfang zu ändern, in welchem das Material S auf dem Dorn 27
gewunden werden soll.
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In den Abb. 8 und 9 ist eine Anordnung wiedergegeben, bei welcher
die Messer 65 bequem verstellt werden können, um eine von dauerndem Gebrauch herrührende
Abnutzung auszugleichen. Die Welle 17 besitzt hier einen abgesetzten Teil 17a, auf
welchen die Winderolle 25 und ein Messerkopf 66 aufgekeilt ist. Der Messerkopf 66
besitzt eine Anzahl radialer Schlitze 67 und eine Ringnut 68, in welcher eine Stellplatte
69 gelagert ist. Die Messer 65 sind in den Schlitzen 67 eingeklemmt, und die Stellplatte
69 wird durch eine Mutter 7o der Welle 17, welche die Scheibe 25 und den Messerkopf
62 gegen die Schulter 71 am Ende des abgesetzten Teiles 17a der Welle 17 zu drücken
versucht, in die mit 68 gedrückt.
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Die Stellplatte 69 ist mit mehreren Nuten 72 versehen, auf deren Boden
die Messer 65 aufsitzen. Wenn die Platte 69 gegen den Kopf 66 verdreht wird, versucht
die Schrägfläche der Nuten 72 die Messer 65 durch die Schlitze 67 nach außen zu
drücken. Gewöhnlich wird die Stellplatte 69 an einer Drehung auf dem Kopf 66' durch
einen Stift 73 gehindert, welcher in ein Loch des Kopfes 66 und eine von mehreren
Nuten 74 eingreift, die am inneren Umfang der Platte 69 vorgesehen sind.
Wenn die Messer 65 zum Ausgleich von Abnutzung weiter aus dem Kopf 66 herausgeschoben
werden sollen, wird die Platte 69 abgenommen und so weit gedreht, daß die nächstbenachbarte
Nut 7<l. vor den Stift 73 des Kopfes 66 zu liegen kommt (Abb. 9). Auf diese Weise
werden sämtliche ,Messer 65 um genau das gleiche Maß nach außen gedrückt, so daß
sie gleichförmig schneiden, wenn die Maschine wieder in Tätigkeit gesetzt wird.
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Es ergibt sich aus Vorstehendem, daß die neue Maschine zur Herstellung
von federnden Unterlagscheiben in weitem Umfang verstellbar ist und zum Winden und
Schneiden von Scheiben verschieden großer Durchmesser und Ganghöhen eingestellt
werden kann. Die Universallagerung der die windende Rolle z5 und Messer 65 tragenden
Welle 17 ist besonders vorteilhaft, weil dadurch Winderolle 25 und Messer 65 durch
die Zapfen 23 und 24 mit Bezug auf verschieden große Dorne quer zu diesen
verstellt werden können. Die Wellen 17 können ferner durch Joche 75 axial verstellt
werden, welche
jede Welle zwischen Bunden 76 umgreifen, um die Ganghöhe
der Ringe zu ändern, welche durch die Rolle 25 gewunden werden. Jedes Joch 75 ist
auf einem Gewindezapfen ; 7 gelagert, welcher Muttern 78 trägt, durch welche die
Stellung des Jochs 75 auf dem Zapfen 77 bestimmt wird. Durch Drehung der Muttern
78 in der gleichen Richtung kann ein Joch 75 nach rechts oder links bewegt und dadurch
die zugehörige Welle 17 verschoben werden, um die daransitzende Windescheibe richtig
einzustellen. Wenn eine Welle 17 so längsweise bewegt wird, verschieben sich
die Vorsprünge 18 bequem in den Schlitzen 15 an der Innenseite der Nahe i.l.
Die verschiedenen Neigungen der Welle 17 beim Winden von Scheiben verschieden großer
Durchmesser und Ganghöhe sind in etwas übertriebenem Maßstabe in den Abb. 5 und
7 veranschaulicht; es versteht sich, daß diese Neigung bei einer wirklichen Maschine
klein ist.
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Im Betriebe kann veranlaßt werden, daß die Maschine je nach Wunsch
Unterlagscheiben aus einfachem oder mehrmals gewundenem Draht abschneidet, indem
man die die Zahl der mit einem gegebenen Dorn 27 zusammenwirkenden Messer 65 ändert.
Es versteht sich, daß die Entfernung jedes zweiten Messers 65 in Abb. i bewirkt,
daß Scheiben von je zwei Windungen geschnitten werden (Abb. i i). Gewöhnlich ist
die Geschwindigkeit der Vorschubrolleq.4 derart, daß das Rohmaterial S so vorgeschoben
wird, daß die abgetrennten Enden jeder Scheibe im wesentlichen in der Achsrichtung
hintereinanderliegen, d. h. der Schnitt bei jedem Umgang an der gleichen Stelle
erfolgt, wie Abb. io darstellt. Es ist jedoch möglich, die Geschwindigkeit der Rolle4q.
so herabzusetzen, daß die Zufuhrgeschwindigkeit des Rohmaterials S kleiner ist als
die Umfangsgeschwindigkeit des Dornes 27. In diesem Falle wirken die Messer 65 mit
der Längsnut 6.1. des Dornes zusammen, bevor ein vollständiger Umgang gewunden ist,
und die Enden jeder Scheibe stehen dann voneinander ab, wie in Abb. i i veranschaulicht.
Man kann auch anderseits die Rolle 44 mit so großer Geschwindigkeit antreiben, daß
die Scheibenenden sich gegenseitig überlagern.
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In den Abb. 12, 13 und 1q. ist eine Anordnung dargestellt, durch welche
die Ablenkung des vorlaufenden Endes eines Drahtes in Schraubenform sichergestellt
wird, so daß der stetige Betrieb der Maschine nicht unterbrochen werden muß, wenn
eine Materiallänge ausläuft und das Ende einer frischen Länge den Vorschubrollen
zugeführt wird. Gemäß Abb. 12 wird das Rohmaterial S Winderollen 25 zugeführt, welche
ebenso wie der drehbar angetriebene Dorn 27 genau wie in Abb. i beschaffen sind
und angetrieben werden. An Stelle des Windewerkzeuges 56 ist hier eine frei drehbare
Winderolle 751 vorgesehen, welche auf einer in einer Konsole771 ruhenden Welle 761
gelagert ist. Die Rolle 751 ist im Durchmesser wesentlich kleiner als jede der angetriebenen
Rollen25, und ihr Umfang steht von dem Umfang der Welle 27 genau um die Stärke des
Rohmaterials S ab. In dem im wesentlichen dreieckigen Raum zwischen der oberen Rolle
25 .und der Rolle 751 ist ein Ablenkorgan 78 angeordnet, welches gemäß Abb. 14 eine
gebogene Fläche 79 von wesentlich dem gleichen Radius wie die Biegung der zu windenden
Schraubenspirale und zwei weitere Flächen 8o und 81 aufweist, die im wesentlichen
die gleichen Halbmesser wie die Umfänge der Rolle 25 und 75 besitzen. Gemäß Abb.
15 besitzt das Ablenkorgan 78 einen Hauptteil 82, welcher nach unten verläuft
und in einem Auge 83 endet, mittels dessen das ganze Ablenkorgan drehbar auf einem
festen Stift 84 gelagert werden kann. Der Hauptteil 82 besitzt eine gebogene Fläche
85 von im wesentlichen dem gleichen Halbmesser wie der Dorn 27, der in Abb. 14 im
Schnitt dargestellt ist, und in einer senkrechten Ebene abgeschnitten ist und unmittelbar
unter der gekrümmten Werkstoffablenkfläche 79 parallel zu einer ebenen Fläche 86
verläuft. Diese flache Fläche 86 überragt die gebogene Fläche 81 und ist an sie
rechtwinklig angeschlossen, so daß der Umfang der Rolle 751 sich eng in den Winkel
zwischen die Fläche 81 und 86 legt.
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Wenn das vorlaufende Ende eines neuen Rohmaterialstückes S gemäß Abb.
14 gegen die Fläche 79 des Ablenkorgans 78 trifft, wird sie um den Dorn 27 herum
in den durch die gebogene Fläche 79, die ebene Fläche 86 und den Umfang des Dornes
begrenzten Raum abwärts abgebogen. Das Rohmaterial. wird infolgedessen leicht in
eine Schraubenform umgewandelt, wenn es weiter gewaltsam vorgeschoben wird, wobei
die Rolle 751 dazu dient, das Rohmaterial in den Raum zwischen dem Dorn und die
angetriebene untere Rolle 25 zu führen (Abb. 12), so daß der weitere Vorschub des
Werkstoffes, die die stetige Bildung der Schraubenwindung zur Folge hat, von welcher
die Scheibe durch das Zusammenwirken der Messer 65 und der Schulter 67 der Welle
27 abgeschnitten werden. Wenn erst einmal das Winden des Drahtes eingeleitet ist,
wird das Ablenkorgan 78 mehr oder weniger unwirksam, da die Krümmung des Rohmaterials
dann durch die Rolle 751 beherrscht wird. Es besteht kein wirklicher Reibungseingriff
zwischen dem Rohmaterial und der Fläche 79, wenn die Schraubenwindung entsteht,
da
das Ablenkorgan drehbar gelagert ist und in dem dreieckigen Spielraum zwischen der
oberen Rolle a5 und der Andruckrolle 7 5 zurückschwingen kann. Wenn aber eine Rolimateriallänge
ausläuft und das Ende einer neuen Länge den Windevorrichtungen unmittelbar hinter
dem auslaufenden Ende der vorhergehenden Länge zugeführt wird, wird das Ablenkorgan
sofort wirksam, um das vorlaufende Ende der neuen Rohmateriallänge um den Dorn 27
zu biegen, so daß sie leicht in eine Schraubenwindung umgewandelt wird und keine
Unterbrechung in der stetigen Wirkung der Maschine eintritt, um das Rohmaterial
in Schraubenform zu winden und Unterlagscheiben davon abzuschneiden.
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Die wesentliche Wirkung des Teiles 78 ist deshalb die eines so beschaffenen
Vorlenkers, daß der dreieckige Raum zwischen der oberen Rolle 25 der Winderolle
75 und dem Dorn 79 ausgefüllt und das vorlaufende Ende eines neuen Rohmaterialstückes
in den Raum zwischen den Dorn 79 und der Winderolle 75 abgelenkt wird, ohne daß
die Tätigkeit der Maschine unterbrochen wird. Wenn diese vorläufige Ablenkung beendigt
ist, wird der Teil 78 während des normalen Windens des Rohmaterials umwirksam, wenngleich
er stets bereitsteht, bei der Annäherung eines neuen Rohmaterialendes in Tätigkeit
zu treten.
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Aus vorstehender Beschreibung der Wirkungsweise und Einstellung der
Maschine ergibt sich, daß diese zur schnellen und wirtschaftlichen Erzeugung von
Unterlagscheiben verschiedener Größe, Ganghöhe und Länge geeignet ist. Die Maschine
gemäß der Erfindung weicht grundlegend von den Unterlagscheibenherstellungsmaschinen
früherer Ausführung insoweit ab, als sie durch das stetige Winden eines Streifens
in Schraubenform und das Abtrennen einzelner Scheiben von dieser Schraubenform in
bestimmten Zwischenräumen ohne Unterbrechung des Windevorganges gekennzeichnet ist.
Infolge dieser Eigenschaften besitzt die neue Maschine zahlreiche Vorteile gegenüber
älteren Scheibenherstellungsmaschinen, bei welchen hin und her gehende Messer in
bestimmter zeitlicher Beziehung zu Einrichtungen arbeiten, welche das Rohmaterial
absatzweise vorschieben und winden, da die Tätigkeit dieser Maschinen jedesmal unterbrochen
wird, wenn eine Scheibe abgetrennt wird. Aus demselben Grunde besitzt die neue Maschine
Vorteile gegenüber Maschinen, welche das Rohmaterial stetig in einem Vorgang zu
winden und dann die Scheiben von dem gewundenen Rohmaterial durch ein hin und her
gehendes Messer in einem nächstfolgenden Vorgang gesondert zu trennen vermögen.
Mit anderen Worten besteht der wesentliche Grundzug der neuen Maschine gegenüber
der früheren Technik in der stetigen Herstellung einer Schraubenwindung aus dem
Rohmaterial und dem Abtrennen der Scheiben von diesem genau so schnell, wie das
Rohmaterial gewunden wird.