Formwalze für Gewindewalzmaschinen Beim Gewindewalzen mittels mindestens zweier Formwalzen, zwischen welchen das Werkstück ge walzt wird, wobei Formwalzen und Werkstück auf einander abrollen, hat sich beim Erzeugen tiefer Gewinderillen gezeigt, dass zum Fertigwalzen eines Werkstückes entweder ein sehr hoher Walzdruck oder eine grosse Anzahl Werkstückumdrehungen und damit eine lange Walzzeit erforderlich sind, weil am Werk stück alle Gewindegänge, welche sich zwischen den Formwalzen befinden, gleichzeitig bearbeitet werden, also anteiligen Walzdruck benötigen.
Erfahrungs gemäss führt aber eine zu lange Walzzeit zu Über müdung des Werkstoffes an der Werkstückoberfläche, also zu Abblättern und Unsauberwerden der Gewinde flanken.
Vorliegende Erfindung behebt diesen Übelstand. Sie besteht darin, dass die die Formwalze ringförmig oder schraubenförmig umgebenden, auf das Werk stück verformend einwirkenden Profilrippen so an geordnet sind, dass zwischen je zwei Profilrippen oder Profilrippenstücken, welche die volle Profilform der Werkstück-Profillücke besitzen, mindestens eine Profil rippe oder ein Profilrippenstück angeordnet ist, welche ein vermindertes, die Werkstück-Profillücke nicht voll ständig ausfüllendes Profil aufweist, bzw. mindestens eine Profilrippe oder ein Profilrippenstück ganz weg gelassen ist.
Der eingeleitete Walzarbeitsdruck verteilt sich hier nur oder grösstenteils auf die Formrippen mit dem vollen Gegenprofil der Werkstück-Gewinde- lücke, so dass er dort ein Mehrfaches des bisherigen beträgt.
Entsprechend fällt damit die Anzahl der benötigten Werkstückumdrehungen bis zum Fertigstellen des Gewindes und die Gefahr einer Werkstoffübermüdung.
Die Erfindung ermöglicht einen weiteren Vorteil beim Erzeugen von Gewindewalzen zur Herstellung sehr feingängiger Gewinde. Das formgenaue Heraus- schleifen der Lücken zwischen den Profilrippen solcher Formwalzen hängt ab von der Standzeit der diese Schleifarbeit ausführenden Schleifscheibe, und diese Standzeit hinwiederum vom Spitzenwinkel und Spitzen radius des benötigten Schleifscheibenprofiles (Fig. 9).
Wird erfindungsgemäss zwischen je zwei Profilrippen der Formwalzen mindestens eine Profilrippe ganz oder teilweise weggelassen (Fig. 10), so lässt sich der Spitzenwinkel a des Schleifscheibenprofiles (meist 60 oder 55 ) annähernd oder ganz auf
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vergrössern und damit auch die Standzeit der Schleifscheibe.
Die Erfindung wird erläutert an einigen Beispielen, und zwar wird gezeigt in Fig. 1 Ansicht eines Werkstückes mit zwei Form walzen quer zur Werkstückachse, Fig. 2 eine Teilansicht längs der Werkstückachse von Formwalzen mit schraubenförmigen Profilrippen in Arbeitsstellung mit dem Werkstück, Fig. 3 eine Ansicht einer zweiten Ausführungsform quer zur Werkstückachse, Fig. 4 eine Teilansicht längs der Werkstückachse von Formwalzen mit ringförmigen Profilrippen in Arbeitsstellung mit dem Werkstück,
Fig. 5 in grösserem Massstab einen Teilschnitt längs der Achse durch Werkstück und Formwalze nach üblicher Ausführung, Fig. 6 einen Teilschnitt längs der Achse durch Werkstück und Formwalze nach erfindungsgemässer Ausführung nach Unteranspruch 1, Fig. 7 wie Fig. 6, jedoch ausgeführt nach Unter anspruch 2, Fig. 8 einen abgewickelten Zylindermantel einer Formwalze mit schematischer Darstellung der Aus sparungen nach Unteranspruch 3, Fig. 9 die übliche Herstellung von Formwalzen durch Schleifen;
Schnitt durch Formwalzen und Schleifscheibenachse, Fig. 10 wie Fig. 9, verbesserte Herstellung gemäss der Erfindung.
Die Erfindung ist anwendbar sowohl für das Ein- stechwalzen wie das Durchlaufwalzen von Gewinden. Beim Einstechwalzen (Fig. 1 und 2) wird das Werkstück w zwischen die zu ihm achsparallelen, angetriebenen Formwalzen<I>a</I> und<I>ä</I> gelegt, bei deren gegenseitiger Annäherung mitgedreht und am Umfang mit Gewinde versehen. Dabei bleibt das Werkstück im wesentlichen ohne Bewegung in Achsrichtung.
Die in diesem Falle schraubenförmig am Umfang der Formwalzen<I>a</I> und<I>ä</I> angeordneten Profilrippen b (Fig. 2) sind in diesem Beispiel so angeordnet, dass nur jeder dritten Gewinde rille am Werkstück eine Profilrippe an der Formwalze entspricht, also an den Formwalzen<I>a</I> und<I>ä</I> jede zweite und dritte Profilrippe ganz oder bis in die Nähe des Profilgrundes weggeschliffen ist. Während bei der üblichen Arbeitsweise alle Profilrippen (b, Fig. 5) zur Arbeit kommen, wird die gleiche Arbeit beim Beispiel nach Fig. 6 von nur halb so viel Profilrippen c aus geführt.
Der in die Maschine eingeleitete Arbeitsdruck verteilt sich nur auf diese und ist daher an jeder Be rührungsstelle der Formwalzen-Profilrippen mit den entsprechenden Profillücken am Werkstück annähernd doppelt so gross als bei Fig. 5. Es tritt also das mit der Erfindung angestrebte, raschere Verformen des Werk stoffes ein.
Da eine Ermüdung des Werkstoffes mit Abblättern der Werkstückoberfläche umso eher ein tritt, je öfter das einzelne Werkstoffpartikel an der Werkstückoberfläche zum plastischen Wandern ge zwungen wird, wird beim erfindungsgemässen Arbeiten die Ermüdungsgrenze in diesem Beispiel erst nach der doppelten Anzahl Werkstückumdrehungen erreicht. Ausserdem lassen sich bei dem auf der betreffenden Maschine verfügbaren Arbeitsdruck Gewinde mit wesentlich grösserem Profilquerschnitt, also gröberer Steigung, erzielen.
Beim Durchlaufwalzen wird die Erfindung genau so angewandt. Hier tragen die Formwalzen (a und ä in Fig. 3 und 4) ringförmige Profilrippen b, und die Formwalzenachsen sind so weit aus der gemeinsamen Ebene mit der Werkstückachse herausgeschwenkt, dass die Profilrippen b an der Berührungsstelle mit dem Werkstück parallel stehen zu den am Werkstück ein zuwalzenden Gewinderillen. Während der Bearbeitung wandert das Werkstück in Achsrichtung; im Beispiel nach Fig. 4 nach links. Die erfindungsgemässen Form walzen sind auch anwendbar in Vorrichtungen, bei denen nicht die Formwalzen, sondern das Werkstück angetrieben wird.
Beim Herstellen von Gewinden grossen Durch messers hat es sich gezeigt, dass es günstig ist, wenn jede Stelle der herzustellenden Gewinderillen nicht erst nach 11/2, 2%2<B>...</B> Werkstückumdrehungen wieder mit den Profilrippen der Formrolle in Berührung kommt (wie in Fig. 2 und 3), sondern schon nach %2 Werkstückumdrehung. Zu diesem Zweck kann der Erfindungsgedanke in der Weise abgewandelt werden, dass die ausgesparten Profilrippen d (Fig. 7) der Form walzen so ausgebildet sind, dass ihre Profilspitzen d' (Fig. 7) mit dem Werkstück in Berührung stehen und im wesentlichen nur die Profilflanken d" so weit aus gespart sind,
dass sie keine Walzarbeit zu leisten haben. Die Walzarbeit, welche die Profilspitzen dieser Profil rippen leisten, bleibt wegen der relativ kleinen Berüh rungsfläche mit dem Werkstück klein, beeinträchtigt also nur unwesentlich den oben beschriebenen Vorteil des Gewindewalzens nach Erfindung.
Der Erfindungsgedanke kann auch so verwirklicht werden, dass während einer Umdrehung der Form walzen abwechselnd die erste, dritte, fünfte<B>...</B> und anschliessend die zweite, vierte, sechste<B>...</B> Profilrippe mit dem Werkstück in verformender Berührung steht. Es ergibt sich dann z. B. eine Profilrippenanordnung auf der Formwalze, die in Fig. 8 schematisch in einer Abwicklung des Formwalzen-Zylindermantels dar gestellt ist. Schraffiert gezeichnet sind hier die aus gesparten Profilrippen b'.
Schliesslich erläutern die Fig. 9 und 10 den Vorteil, der sich aus der Erfindung für das Herstellen fein gängiger Formwalzen mittels Schleifen ergibt. In Fig. 9 ist das Schleifen einer üblichen Formrolle gezeigt. Die Schleifscheibe muss hier eine Profilspitze (mit kleinem Winkel a) besitzen. Die Schleifkörner brechen hier leicht aus und die Scheibe schleift dann einen un genauen und zu grossen Radius. Wird dagegen eine Formrolle geschliffen, deren Profilrippen nach Er findung ausgespart sind, dann kann die Schleifscheibe eine wesentlich stumpfere Profilspitze, nämlich
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in Fig. 10 aufweisen und kann daher bis zum Nach richten eine wesentlich höhere Anzahl von Form rollen-Profillücken schleifen.