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Maschine zum Herstellen mit Gewinden versehener Massenteile, z. B.
Stiftschrauben, aus Draht Die Erfindung bezieht sich auf Maschinen zum Herstellen
mit Gewinden versehener Massenteile, z. B. Stiftschrauben, aus Draht, in denen der
zu verarbeitende Draht von einer mit einer Klemmvorrichtung ausgestatteten Vorschubvorrichtung
einer Abschervorrichtung zugeführt, in dieser auf Länge geschnitten, gegebenenfalls
einer Vorrichtung zum Reduzieren der gewindezuwalzenden Teile zugeführt, in einer
Anfasvorrichtung angefast und zwischen Werkzeugwalzen, insbesondere Gewindewalzen,
gewalzt wird, mit einer mit den Arbeitsspindeln der Werkzeugwalzen in getrieblicher
Verbindung stehenden Antriebswelle für den Antrieb der verschiedenen Arbeitsstellen,
die während einer Umdrehung der Antriebsweile betätigt werden.
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Solche als Aufbaueinheit bei mit Gewindewalzeinrichtungen ausgestatteten
Einrichtungen zum Herstellen von mit Gewinden versehenen Massenteilen - vom glatten
Draht haben verschiedene Arbeitsstellen, in welchen der Vorschub des Drahtes, seine
Klemmung, das Abscheren auf Länge,
das Anfasen seiner Schnittflächen,
gegebenenfalls auch das Reduzieren auf schwächere Durchmesser und schließlich das
Gewindewalzen vorgenommen werden. Die Betätigungen der an den verschiedenen Arbeitsstellen
hierfür vorgesehenen Vorrichtungen müssen für eine kontinuierliche Arbeitsweise
der Aufbaueinheit so aufeinander abgestimmt sein, daß alle Vorgänge während einer
Umdrehung der für alle Vorrichtungen gemeinsamen Antriebswelle erfolgen. Die Antriebswelle
mußte daher zu den Arbeitsstellen räumlich so angeordnet sein, daß eine Übertragung
der Kräfte auf die einzelnen Vorrichtungen möglich war. Dadurch ergaben sich ungünstige
bauliche Abmessungen -der Antriebswelle, deren Länge und Querschnitt durch die räumliche
Anordnung und die baulichen Abmessungen der verschiedenen Arbeitsvorrichtungen und
deren Kraftbedarf bestimmt waren.
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Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, diese Nachteile zu vermeiden
und den Platzbedarf der Aufbaueinheit unabhängig von der allen Arbeitsvorrichtungen
gemeinsamen Antriebswelle durch zweckmäßige, raumsparende Anordnung weitmöglichst
verringern zu können, ohne hierbei auf die Antriebswelle Rücksicht nehmen zu müssen,
um dadurch die Aufhaueinheit kleiner und billiger herstellen und den zur Verfügung
stehenden Raum besser ausnutzen zu können. Außerdem ist es das Ziel der Erfindung,
den Kräfteablauf besser als bisher beherrschen zu können. , Die Erfindung macht
von dem an sich bekannten hydraulischen Prinzip Gebrauch, einen aus mehreren hydraulischen
Pumpen zusammengesetzten Antrieb für alle ebenfalls hydraulisch betätigten Arbeitsstellen
vorzusehen, wobei man zu diesem Zweck hydraulische Gestänge verwendet, in denen
sich eine :abgeschlossene Flüssigkeitsmenge zwischen dem Kolben der hydraulischen
Pumpe und .den Betätigungskolben der Arbeitsstellen befindet. Bei bekannten Vorrichtungen
.dieser Art hat man in allen hydraulischen Gestängen zu gleicher Zeit gleiche Drücke
hergestellt, um mehrere Schaltvorgänge an mehrphasigen elektrischen Schaltgeräten
gleichzeitig bewirken zu können, und hat hierzu einen Mehrfach-Differentialkolben
benutzt, dessen Stufenkolben von einer hydraulischen Antriebsvorrichtung gemeinsam
bewegt werden. Man hat auch die hydraulischen Gestänge, die zur Kraftübertragung
dienen, dazu .benutzt, um- mittels in einem Geber erzeugter Druckwellen Drehbe-,vegungen
zu übertragen.
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In Anwendung auf Maschinen zum Herstellen mit Gewinden versehener
Massenteile, z. B. - Stiftschrauben, besteht die Erfindung :darin, daß die Arbeitsstellen,
welche für den Vorschub, die Klemmung, das Abscheren, 'das Reduzieren, das Anfasen
und das Gewindewalzen :dienen, in an sich bekannter Weise von einem aus mehreren
hydraulischen Pumpen zusammengesetzten Antrieb mittels zwischen den Pumpen -und
den ihr zugeordneten Betätigungskolben der Arbeitsstellen angeordneter livdraulischer
Gestänge hydraulisch betätigbar sind, und daß der an den einzelnen Arbeitsstellen
benötigte Druck durch auf der Antriebswelle angeordnete, die Kolben der Pumpen kraftschlüssig
beaufschlagende Steuerkurven, die entsprechend der Arbeitsfolge phasenversetzt sind,
erzeugbar ist. Auf diese Weise läßt es sich mit einfachen Mitteln erreichen, daß
alle Arbeitsstellen den benötigten Arbeitsdruck, der für die verschiedenen Arbeitsstellen
verschieden ist, in ihrer Arbeitsfolge erhalten, wobei es möglich ist, daß sich
die Betätigungen an den ,einzelnen Arbeitsstellen, so wie es der Arbeitsablauf erfordert,
auch überschneiden, ohne daß eine Beeinflussung der unabhängig voneinander arbeitenden
hydraulischen Gestänge erfolgt. Ferner kann die die Steuerkurven für die einzelnen
Verbraucherstellen aufweisende Antriebswelle wesentlich kürzer sein und daher auch
besser gelagert werden, so daß große Arbeitskräfte übertragbar sind. Dabei können
.die einzelnen Pumpenzylinder der Arbeitskolben dicht nebeneinander angeordnet und
in Zylinderblöcken, die parallel zur Antriebswelle liegen, zusammengefaßt sein.
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Die Erfindung ermöglicht es ferner, :durch das kombinierte Zusammenarbeiten
mehrerer Betätigungskolben in Verbindung mit entsprechend zueinander eingestellten
und ausgebildeten Steuerkurven den Kräfteablauf, insbesondere des Reduziervorganges,
.allen Erfordernissen anpassen zu können, ohne daß die Steuerkurven besonders kompliziert
werden. Deshalb arbeiten mehrere Kolbenpumpen in Parallelschaltung, jedoch unabhängig
voneinander auf eine Druckmittelleitung für den Arbeitshub einer Arbeitsstelle,
,insbesondere der Reduziervorrichtung, wobei die Steuerkurven der Kolben dieser
Pumpen in ihrem Kurvenanstieg und/oder ihrer Phasenverschiebung dem Kräfteablauf
-der, Arbeitsstelle, auf die sie gemeinsam wirken, angepaßt sind. Eine solche differenzierte
Unterteilung der in den verschiedenen Phasen des Reduziervorg.anges benötigten Kräfte
läßt sich mittels mechanischer Übertragung nicht mit :diesen einfachen Mitteln erreichen.
Die genaue Beherrschung der Kräfte ist aber eine Voraussetzung für das wirtschaftliche
Arbeiten der Maschine. Diese Wirtschaftlichkeit kann bei der erfindungsgemäßen Maschine
gewährleistet werden, weil es leicht möglich ist, mehrere Steuerkurven, die über
ihre Pumpen auf ein und dieselbe Druckmittelleitung einer Arbeitsstelle arbeiten,
so aufeinander abzustimmen, daß schwierig zu bewältigende Kurvenanstiege, die einer
Drucksteigerung entsprechen, vermeidbar sind.
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Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß
der Rückhub des Arbeitskolbens bzw. der Matrize der Reduziervorrichtung und die
Betätigung ihrer Auswerferkolben durch eine von der Antriebswelle nach dem Krafthub
betätigte Kolbenpumpe erfolgt, welche an diie andere Kolbenseite der Reduziervorrichtung
angeschlossen ist. Der Rückhub der Kolben der sonstigen Arbeitsstellen kann durch
Federkraft bewirkt werden und der Rückhub der Pumpenkolben durch verstellbare Anschläge
einstellbar sein. Durch diese Anschläge kann der Arbeitshub der Pumpenkolben sehr
einfach
verändert und damit auch der Arbeitsdruck auf die jeweilig
erforderliche Höhe eingestellt werden, ohne daß die Steuerkurven ausgewechselt zu
werden brauchen.
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Um Leckverluste wieder aufzufüllen, sind die von den Kolbenpumpen
zu den Arbeitsstellen führenden Druckmittelleitungen an eine unter einem konstanten
Förderdruck stehende Leitung . über Rückschlagventile angeschlossen und stehen mit
einer Ablaufleitung über Überdruckventile ,in Verbindung. Zweckmäßig sind die Überdruckventile
in einem zentral angeordneten Ventilkasten mit Druckanzeigern für die Druckmittelleitungen
eingebaut.
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Der Gegenstand der Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise dargestellt,
und zwar zeigt Fig. i eine die einzelnen hydraulisch angetriebenen Verbrauchervorrichtungen
:aufweisende Maschine, Fig. 2 ein Druckmittel:schema.
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Der Draht i gelangt von einem nicht dargestellten Haspel in eine Richtvorrichtung
2, die mit dem Stützlager an dem Maschinenbett angeflanscht ist, sodann in die einen
einstellbaren Hub ausführende Vorschubvorrichtung 3 mit Mitnehmern 4 und zugeordneter
Klemmvorrichtung 5 in die Abschervorrichtung 6. Die abgescherten Werkstücke sind
mit i' bezeichnet. Durch die Pfeile 7 (Fig. 2) sind Transportvorrichtungen angedeutet,
die die Werkstücke i' in die Reduziervorrichtung 8, sodann in die Anfasvorrichtung
9 und schließlich zwischen die Werkzeugwalzen io und ii bringen. Die mit Gewinde
versehenen Stiftschrauben sind mit i" bezeichnet. Die Werkzeugwalzen io sitzen auf
der Antriebsspindel 12 und sind mit dieser an dem Schlitten 13 gelagert, der hydraulisch
verschiebbar ist. Die Werkzeugwalzen ii sitzen auf der Arbeitsspindel 14 und sind
ortsfest am Maschinengestell 15 gelagert. Der Antrieb der Arbeitsspindeln 12 und
r4 erfolgt von dem Antriebsmotor 16 über das Getriebe 17, die Welle 18 und über
das Getriebe ig auf die Wellen 2o und 21 und Schneckengetriebe 22 und 23. Das Getriebe
17 treibt,das Zahnrad 24 der Antriebswelle 25, welche die Steuerscheiben 26 bis
33 trägt. Sie betätigt ferner die Vorschubvorrichtung 3, beispielsweise durch eine
nicht dargestellfe Schwinge. Es sind auch andere Antriebe der Vorschubvorrichtung,
beispielsweise durch einen Hydraulikmötor, möglich. Parallel zur Antriebswelle 25
sind die Zylinderblöcke34und35angeordnet, welche die Zylinder 36 bis 39 und 4o bis
43 enthalten, deren Kolben mit 44 bis 47 und 48 bis 51 bezeichnet sind. An
den Kolbenstangen sind Rollen 52 bis 55 und 56-bis 59 gelagert, die an den Steuerscheiben
kraftschlüssig anliegen. Die von dem Zylinder 43 kommende Rohrleitung 6o führt zu
.dem Hydraulikzylinder 61 der Abschervorrichtung 6. Die von dem Zylinder 42 .kommende
Rohrleitung 62 führt zu dem Hydraulikzylinder 63 der Klemmvorrichtung 5. Der Zylinder
41 ist durch die Rohrleitung 64 mit den Hydraulikzylindern 65, 65' :der Anfasvorrichtung
g verbunden, deren Anfaswerkzeuge mit 66 und' W bezeichnet sind, welche Drehantrieb
erhalten und das eingebrachte Werkstück i' an beiden Enden kuppenförmig durch spanabhebende--
Bearbeitung anfasen. Der Zylinder 4o steht durch die Rohrleitung 67 mit den Vorschubzylindern
68, 68' des die Gewindewalzen io tragenden Schlittens 13 in Verbindung. Die Zylinder
36, 37 und 38 arbeiten auf die -Leitung 69, welche mit dem Hydraulikzylinder 70
.der Reduziervorrichtung 8 verbunden ist, welche mit Matrizen 71, 71' versehen sind.
Die Matrize 71' ist ortsfest angeordnet, während die Matrize 71 durch das dem Zylinder
70 zugeführte Drucköl in Pfeilrichtung verschoben wird. Die Auswerferkolben
für das fließgepreßte Werkstück sind mit 72, 72' bezeichnet, deren Zylinder Drucköl
durch die Leitung 73 erhalten, die an dem Pumpenzylinder 39 angeschlossen ist. Gleichzeitig
dient diese Pumpe für den Rückhub der Vorrichtung.
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Aus dem Ölbehälter 74 fördert die Zahnradpumpe 75 Drucköl in die Leitung
76. Vor der Pumpe liegt das Spannventil 77. Die Leitung 76 ist über Rückschlagventile
78 bis 83 an die zu den Verbrauchervorrichtungen führenden Leitungen angeschlossen.
Diese Leitungen enthalten Überdruckventile 84 bis 89, welche auf etwa 25o atü eingestellt
sein können und an der gemeinsamen Rücklaufleitung go angeschlossen sind. Das den
konstanten Förderdruck in derLeitung76 bestimmende Spannventil 77 kann auf etwa
7 atü eingestellt sein.: Die in .den Druckmittelleitungen liegenden Druckanzeiger
sind mit gi bezeichnet, die an dem Ventilkasten gi' angeordnet sind.
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Für den Antrieb der Anfaswerkzeuge 66, 66' dient der Elektromotor
92, der die beiden Spindeln über die Riemen 93 und 94 antreibt. An den Kolben sind
Spindeln mit .einstellbaren Anschlägen 95 angeordnet, durch die der Hub,der Kolben
eingestellt werden kann oder auch ein Kolben so weit zurückgezogen werden kann,
daß er nicht mehr von der Steuerscheibe beaufschlagt wird. Die Verbrauchervorrichtungen
sind mit der Maschine zu einem geschlossenen Maschinenaggregat indem Maschinengestell
z5 vereinigt und so angeordnet, d.aß die Werkstückaufnahmen der Reduziervorrichtung
8, der Anfasvorrichtung 9 und,der Gewindewalzen io und i i parallel zueinander im
Bereich der :in einer vertikalen Ebene96 schwingendenTransportschiene liegen. Der
Antrieb 97 treibt über die Kurbel 98 die mit Aufnahmen 99 versehene Schiene ioo,
die das Werkstück i' von Vorrichtung zu Vorrichtung transportiert.
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Die Wirkungsweise ist folgende: Der von einem Haspel kommende Draht
wird gerichtet, vorgeschoben, festgeklemmt, auf genaue Länge abgeschert, reduziert,
aasgefast und gewindegewalzt. Alle Arbeitsvorgängeerfolgen im Takte des Walzvorganges.
Die Klemmvorrichtung 5 wird durch die Steuerscheibe 32, die Abschervorrichtung 6
durch die Steuerscheibe 33, die Reduziervorrichtung 8 durch die Steuerscheiben 26,
27 und 28, der Vorschub der Werkzeuge der Anfasvorrichtung 9 durch die Steuerscheibe
31 und der Vorschub der Gewindewalzen durch die Steuerscheibe 3o im
Arbeitshub
betätigt. Für den Rückhub und für das Ausstoßen des fließgepreßten Werkstückes aus
der Reduziervorrichtung dient die Steuerscheibe 29. Die Hydraulikzylinder der übrigen
Verbrauchervorrichtungen werden in dem gezeigten Beispiel durch Federkraft rückgestellt.
Das Ölvolumen pendelt zwischen den Kolben der Pumpen und den Kolben der Verbrauchervorrichtungen.
Der Förderdruck in der Leitung 76 wird so eingestellt, daß er mindestens zeitweise
größer ist als in,den Verbraucherleitungen im Leerhub, welche die Rückschlagventile
78 bis 83 enthalten, so :daß etwaige Ölverluste bei jedem Rückhub der Pumpenkolben
automatisch wieder aufgefüllt werden.
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Die Erfindung erschließt neue - Anwendungsgebiete für die Herstellung
von gewalzten Werkstücken vom Draht, wenn der unterschiedliche Anstieg der Kurven
mehrerer Steuerscheiben einer Verbrauchervorrichtung den für verschiedene Reduziervorgänge
am gleichen Werkstück jeweils erforderlichen Arbeitsdruck erzeugt. Die Erfindung
ermöglicht erstmals die Herstellung von Gewindebohrerrohlingen vom Draht. Zu diesem
Zweck führt eine Matrize einen Reduziervorgang aus, um den Schaft des Gewindebohrers
und gegebenenfalls gleichzeitig auch den Vierkant herzustellen, während eine zweite
Matrize durch einen in axialer Richtung verlaufenden Fließpreßvorgang die Hinterarbeitungen
am Werkzeugteil herstellt, worauf der Gewindebohrerrohling gewindegewalzt wird.
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Durch den in axialer Richtung verlaufenden Fließpreßvorgang können
auch Kerbverzahnungen, die bisher gefräst, gehobelt, auf Räummäschinen erzeugt oder
gewalzt wurden, hergestellt werden.
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Es ist auch möglich, innerhalb der Reduziervorrichtung Werkstücke
mit einem angestauchten ringförmigen Bund herzustellen. Zu diesem Zweck können die
für das Fließpressen benötigten Matrizen zunächst im Eilgang gegen .das zylindrische
Werkstück bewegt werden, worauf der Reduziervorgang an beiden Enden des Werkstückes
erfolgt, bis die Enden des Werkstückes :die beiden Böden der Matrizen berühren.
Hierbei können die Enden des Werkstückrohlings auch verschieden stark, d. h. auf
verschiedene Durchmesser reduziert werden. Sodann erfolgt unter hohem Druck das
Anstauchen des zwischen beiden Matrizen frei stehenden Teiles des Werkstückes zu
einem ringförmigen Bund.
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Diese Beispiele zeigen die vielseitige Anwendbarkeit der Erfindung.