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Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Gewindespindeln
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Gewindespindeln, beispielsweise für Wagenheber, landwirtschaftliche Maschinen, Baugerüste, Schalungsträger, Schalungen von Grabenwandungen u. dgl., also von solchen Spindeln, bei welchen absolute Genauigkeit hinsichtlich Steigung Gewindeprofil usw. nicht ausschlaggebend bzw. erforderlich ist.
Es ist bereits bekannt, Gewindespindeln unter Verwendung von schraubenförmig gewundenen Bandstahlstreifen herzustellen. Beim betreffenden Verfahren werden zwei Metallstreifen verschiedener Stärke nebeneinander auf einen zylindrischen Metallkern schraubenförmig aufgewickelt und mit ihren Anfängen
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bank hergestellte Spindel, wobei ausserdem auf ein sattes gegenseitiges Anliegen der nebeneinander verlaufenden Metallstreifenwindungen Bedacht genommen werden muss, da sonst zwischen den Stellen, an welchen die Windungsanfänge und-enden mit dem Metallkern verbunden sind, ein gegenseitiges Verlagern der Windungsstreifen stattfinden kann.
Es ist auch bekannt, Holzschrauben, Schrauben von Eisenbahnschwellen u. dgl. mit nichtrostenden Metallstreifen zu umwickeln, um solcherart die eigentliche Schraubenspindel durch die dadurch zustandekommende Ummame1ung derselben gegenWitterungseinflüs- se zu schützen. In diesem Falle handelt es sich somit uberhaupt nur um eine Verkleidung einer schon an sich fertigen Gewindespindel.
Erfindungsgemäss wird nun eine besonders rationelle, mit nur minimalem Materialaufwand verbundene Herstellung von Gewindespindeln dadurch erzielt, dass der - gegebenenfalls vorprofilierte - Band- stahlstreifen sich überlappend mit der Steigung der Gewindespindel schraubenförmig gewickelt und dabei unter starrer Verkettung der einzelnen Windungen, beispielsweise durch Löten, Kleben od. dgl., in die endgültige Form des Gewindeprofils gebracht wird. Auf diese Weise hergestellte Gewindespindeln vermögen ganz erhebliche Belastungen aufzunehmen, obwohl sie kernlos sind und nur aus dem ihre Umfangsbegrenzung und damit ihr Profil bildenden Bandstahlstreifen bestehen.
Bei Verwendung eines verzin- ten Bandstahlstreifens kann hiebei derselbe während der Herstellung der Schraubenwindungen erhitzt werden, um den Zinnüberzug des Streifens, insbesondere an den Berührungszonen der überlappenden Gänge" als Verbindungslot zum Schmelzen zu bringen, worauf das Lot an der gewickelten und verlöteten Spindel
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der Gewindespindel mit einem Trockenschmiermittel, wie z. B. Graphit, Mo1ybdàndisulfid od. dgl., behandelt werden. Ein vorangehendes Aufbringen des Trockenschmiermittels wird dabei dann in Betracht kommen, wenn die starre Verkettung der einzelnen Windungen durch Verkleben bewirkt wird. Werden hingegen die Windungen durch Verlöten miteinander verbunden, dann wird man den Schmiermittelüberzug in der Regel erst nach der Verfestigung des Lotes aufbringen.
Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens unter Verwendung eines verzinnten Bandstahlstreifens weist hiebei erfindungsgemäss zwei hintereinander angeordnete Backen auf, von denen die eine Bakke als Matrize zur schraubenartigen Formung des einlaufenden Bandstahlstreifens ausgebildet und beheizt ist. um die Verflüssigung des als Bandverzinnung vorliegenden Lotes zu bewirken, wogegen die andere Backe als Kühlbacke, zum Verfestigen des Lotes an der durchlaufenden fertigen Gewindespindel, ausgebildet ist.
Bei einer nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellten Gewindespindel kann der gewinde- ahnlich vor-oder fertigprofilierte Bandstahlstreifen seitlich dieses Gewindeprofils einen Brückenteil auf-
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weisen, der mehrere, vorzugsweise drei Gewindegänge auf der Innenseite übergreift und auf diese Weise mit den Gewindegängen einen Kastenträger bildet. Hat die Gewindespindel besonders grosse Kräfte auf- zunehmen, dann kann das Gewindeprofil durch aus dem Brückenteil der jeweils benachbarten Bandstahl- streifenwindung hochgestellte, den lichten Querschnitt des Gewindeprofils ausfüllende Zacken versteift sein.
Eine Versteifung kann aber auch durch aus den Brückenteilen vorangehenden Bandstahlstreifenwindungen durch Einsicken, Prägen oder Walzen erzeugte Stege erzielt werden.
Ferner kann das Gewindeprofil auch durch einen miteingewickelten, den lichten Querschnitt des Gewindeprofils ausfüllenden Draht versteift sein. Eine zusätzliche Versteifung kann übrigens noch dadurch gegeben sein, dass die miteinander verschachtelten Bandstahlstreifen der einzelnen Gewindegänge mit Löchern versehen sind, die von dem während des Wickelvorganges eingedrungenen Lot- bzw. Klebemittel ausgefüllt sind, wodurch die Verklammerung der miteinander verschachtelten Bandstahlstreifenlagen verbessert ist.
Eine ganz besonders hohe Tragfähigkeit und Knickfestigkeit weist jedoch eine Gewindespindel auf, bei welcher der mit dem Gewindeprofil versehene Bandstahlstreifen auf ein Verstärkungsprofil gewickelt ist, das aus einem in Längsrichtung der Spindel gewellten Blechstreifen besteht, dessen Wellen durch das Aufwickeln des Bandstahlstreifens zur Gewindespindel so weit zusammengezogen sind, dass das Verstärkungsprofil unter Vorspannung von der Gewindespindel umfasst ist. Das Verstärkungsprofil kann dabei aus einem Wellenprofil mit wechselweise nach aussen kantigen und nach innen abgerundeten Einzelwellen bestehen, wobei das Profil durch den aufgewickelten Profilbandstahlstreifen so weit zusammengezogen ist, dass die scharfkantig ausgebildeten Wellen aneinanderstossen.
In vielen Fällen, u. zw. bei noch immer sehr erheblicher Knickbeanspruchung, wird es übrigens ausreichend sein, als Verstärkungsprofil ein schraubenförmig gewickeltes Rohr vorzusehen, bei welchem die Steigung des dasselbe bildenden Materialstreifens von jener des Gewindes unterschiedlich, beispielsweise grösser ist.
Weitere Einzelheiten der Erfindung sind an Hand der Zeichnung erläutert, in der verschiedene Ausführungsformen von erfindungsgemässen Gewindespindeln sowie Vorrichtungen zur Herstellung derselben veranschaulicht sind. Es zeigen : Fig. 1 ein Teilstück einer erfindungsgemäss hergestellten Gewindespindel mit der zu ihrer Herstellung verwendeten, schematisch dargestellten Vorrichtung, Fig. 2 ein Teilstück einer erfindungsgemässen Gewindespindel im Längsschnitt, wobei die benachbarten Gewindegänge durch zylindrische Brückenteile zu einem Kastenträger geschlossen sind, Fig. 3 ein weiteres Ausführungbeispiel der Gewindespindel, ebenfalls im Längsschnitt, wobei die benachbarten Gewindegänge durch Ste- ge versteift sind, die aus dem Bandstahlstreifen durch Einsicken, Prägen oder Walzen erzeugt sind, Fig.
4 eine weitere Ausführungsform der Gewindespindel im Längsschnitt, bei der die benachbarten Gewinde-
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jener nach Fig. 4, bei der jedoch die benachbarten Gewindegänge lediglich durch angewalzte Verstärkungen versteift sind, Fig. 6 ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Gewindespindel, gemäss welchem die einzelnen Gänge durch gewindeähnlich geformte Brückenteile und sich daran anschliessende zylindrische Teile miteinander verschachtelt sind, und wobei die miteinander verschachtelten Bandstahlstreifen der einzelnen Gewindegänge mit Löchern versehen sind, die sich beim Wickeln mit Lot bzw.
Klebemittel füllen, Fig. 7 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Gewindespindel im Längsschnitt, gemäss welchem die einzelnen Gewindegänge durch aus dem Bandstahlstreifen hochgestellte, den lichten Querschnitt des Gewindeprofils ausfüllende Zacken versteift sind, Fig. 8 ein Teilstück eines Ausgangsstreifens für die Gewindespindel gemäss Fig. 7 mit hochgestellten Zacken, und Fig. 9 einen Querschnitt durch eine Gewindespindel mit einem besonderen, innerhalb der Gewindespindel angeordneten Verstärkungsprofil.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 1 und 2 wird als Ausgangsmaterial der in Fig. 1 mit 1 bezeichnete profilierte Bandstahlstreifen benutzt. Dieser ist, wie aus Fig. 2 ersichtlich, so breit gehalten, dass er nach der Verformung mehrere Gewindegänge überbrückt, so dass eine. einwandfreie und tragfähige Verschachtelung der einzelnen Gewindegänge erreicht wird. Das Gewindeprofil 2 ist in den Ausgangsstreifen 1 auf geeignete Art eingearbeitet, beispielsweise eingeprägt, eingewalzt oder eingepresst. Neben dem Gewindeprofil2 weist der Ausgangsstreifen einen ebenen Teil 3 auf. Der Ausgangsstreifen wird in die in Fig. 1 schematisch angedeutete Vorrichtung eingeführt, die zwei Backen 4,5 aufweist.
Die Backe 4 ist als Matrize zur schraubenartigen Formung des einlaufenden Bandstahlstreifens 1 ausgebildet und beheizt, um den aus einem Verzinnungsbad kommenden Bandstahlstreifen 1 so zu erhitzen, dass das vom Verzinnen herrührende Zinn schmilzt und sich mit dem Lot bzw. Zinn des danebenliegenden Gewindeganges vereinigen kann. Sodann läuft der zur fertigen Gewindespindel gewickelte Bandstahlstreifen in die zweite Backe 5 ein, die als Kühlbacke ausgebildet ist und die Abkühlung des Gewindeprofils und damit die Verfestigung des Lotes bewirkt. Wie bereits erwähnt kann der verzinnte Ausgangsstreifen vor oder bei
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bzw. nach dem Formen ur Gewindespindel mit einem Trockenschmiermittel, wie z. B. Graphit, Molyb- dändisulfid od. dgl. behandelt werden.
Das vorherige Aufbringen des Schmiermittels kommt dann in Fra- ge, wenn die Windungen durch Verkleben miteinander verkittet werden.
Bei entsprechender Ausbildung der Backen 4,5 lässt sich das schraubenförmige Wickeln des Band- stahlstreifens ohne weiters auch ohne Benutzung eines besonderen Wickeldornes durchführen. Das Verfah- ren ist dabei vollkontinuierlich, so dass man je nach der Lange des benutzten Bandstahlstreifens Gewin- despindeln entsprechender Länge in einem Arbeitsgang herstellen kann. Die gewünschten Längen werden in einer besonderen Maschine oder auch gleich im Anschluss an das Wickeln abgetrennt. Die Verwendung eines in einem Durchlaufbad verzinnten Bandstahlstreifens bietet den besonderen Vorteil, dass die Zinn- schicht gleichzeitig als Gleitmaterial beim Verformen des Bandstahlstreifens dient, so dass sich die Ver- formung selbst mit geringem Leistungsaufwand durchfuhren lasst.
In Fig. 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Gewindespindel veranschaulicht, gemäss welchem die nebeneinanderliegenden Gewindegange nicht durch zylindrische Brückenteile 3, wie gemäss Fig. 2, sondern durch Stege 6, 7 versteift sind, die in den Ausgangsstreifen durch Einwalzen, Einsickern oder Prä- gen eingearbeitet sind.
Auf diese Weise wird eine besonders tragfähige Unterstützung der einzelnen Ge- windegänge erreicht, u. zw. wird jeder Gewindegang etwa in der Mitte seiner Gewindeflanken abgestützt, wogegen nach dem Ausfuhrungsbeispiel gemäss Fig. 2 der Gewindegang nur als Ganzes 1m Bereiche seiner
Grundfläche durch den zylindrischen Brückenteile versteift wird, so dass der Gewindegang mit dem zugehörigen Brückenteil eine Art Kastenträger bildet.
Weitere Möglichkeiten zur Unterstützung und Versteifung der Gewindegänge bzw. des Gewindeprofils zeigen die Fig. 4-8. Gemäss Fig. 4 erfolgt diese Versteifung durch angewalzte Wulste 8 und Verstärkungen 9, die sich miteinander verschachteln, wie das in Fig. 4 im Bereich des Gewindeganges 10 zu erkennen ist. Der Ausgangsstreifen enthält in diesem Falle zunachst einen eingewalzten Gewindegang, daneben im Abstand der Steigung einen durch Walzen oder Einsicken erzeugten Wulst 8, und schliesslich, ebenfalls im Abstand der Gewindesteigung, eine angewalzte Verstärkung 9.
Gemäss Fig. 5 sind die Verhältnisse ganz ähnlich, nur erfolgt hier die gegenseitige Verklammerung und die Abstützung des Gewindeprofils durch angewalzte Verstärkungen 11 und durch an diese angewalzten Verstärkungen 11 sich anschliessende, zylindrische Teile 12.
Fig. 6 zeigt eine besonders tragfähige Art der gegenseitigen Verklammerung der Gewindegänge, u. zw. erfolgt hier diese Verklammerung durch ineinandergeschachtelte, gewindeähnliche Profile. Der Ausgangsstreifen besteht hier aus einem Gewindeteil 2, entsprechend den Fig. 1-5 ; an diesen Gewindeteil 2 schliesst sich dann im Abstand der Steigung ein zweiter, gewindeähnlich geformter Abschnitt 13 an, der, wie Fig. 6 veranschaulicht, das Profil 2 des nächsten Gewindeganges von innen her unter Formschluss unterstützt. An dieses Stützprofil 13 schliesst sich dann wiederum ein zylindrischer Teil 14 an, so dass sich schliesslich eine zweifache Unterstützung jedes Gewindeganges, u. zw. einmal durch das gewindeähnliche Stützprofil 13, und zum andern durch den Brückenabschnitt 14, ergibt.
Im Falle der Fig. 6 sind ausserdem noch Löcher 15,16 und 17 vorgesehen, die sich während des Wickelns mit Lot bzw. Klebstoff füllen und auf diese Weise zwischen den einzelnen Lagen Pfropfen bilden, die die gegenseitige Verklammerung der Lagen noch weiterhin verbessern.
Gemäss Fig. 7 sind die Gewindegänge durch aus dem Bandstahlstreifen hochgestellte Zacken 18 versteift, die das Profil von innen her unter Formschluss abstützen. Wie Fig. 8 zeigt, sind diese Zacken 18 schon am Ausgangsstreifen vorgesehen. Sie werden dort durch Einklinken und Hochstellen hergestellt.
Fig. 9 zeigt schliesslich noch einen Querschnitt durch eine Gewindespindel, die sich durch eine ganz besondere Tragfähigkeit auszeichnet. Hier ist der mit dem Gewindeprofil versehene, durch strichpunktierte Linien angedeutete Bandstahlstreifen 20 auf ein Verstarkungsprofil aufgewickelt, das aus einem in Längsrichtung der Spindel gewellten Blechstreifen besteht, dessen Wellen durch das Aufwickeln des Bandstahlstreifens zur Gewindespindel so weit zusammengezogen sind, dass das'Verstärkungsprofil unter Vorspannung von der Gewindespindel umfasst ist. Das Verstärkungsprofil besteht dabei aus einem Wellenprofil mit wechselweise nach aussen kantigen und nach innen abgerundeten Einzelwellen, wobei das Profil durch den aufgewickelten Profilbandstahlstreifen so weit zusammengezogen ist, dass die scharfkantig ausgebildeten Wellen 21 aneinanderstossen.
Die Wellen bewirken dabei eine sehr tragfähige Versteifung der Gewindespindel. Das Einbringen und Zusammenziehen des Verstärkungsprofils kann auch nachträglich, d. h. nach dem Wickeln des Bandstahlstreifens, vorgenommen werden. Es empfiehlt sich indessen, das Verstärkungsprofil gleich beim Wickeln mit einzubringen, u. zw. beispielsweise derart, dass man das Versteifungsprofil sozusagen als Wickeldorn für die Gewindespindel benutzt und die Zugspannungen so einstellt, dass sich das Verstärkungsprofil in der Weise, wie dies Fig. 9 zeigt, schon während des Wickelns zusammenzieht. Zweckmässigerweise wird man auch das Verstärkungsprofil verzinnen, oder mit einer
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