CH551224A

CH551224A - Verfahren und vorrichtung zum beschichten von gewinden an werkstuecken.

Info

Publication number: CH551224A
Application number: CH456973A
Authority: CH
Original assignee: Fischer Ag Georg
Priority date: 1973-03-29
Filing date: 1973-03-29
Publication date: 1974-07-15
Also published as: BR7309336D0; PL87070B1; ATA835573A; AT329940B

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beschichten von Gewinden an Werkstücken mit Hilfe eines Auftragwerkzeuges, welches mindestens teilweise mit einem dem zu beschichtenden Gewinde angepassten Gewinde versehen ist, das sich dadurch auszeichnet, dass man das Werkzeug bezüglich des Werkstückes aus einer Wartestellung aussermittig ohne Eingriff zwischen den Gewinden axial in eine Anfangslage bewegt, hierauf durch eine radiale Zustellbewegung die Gewinde von Werkzeug und Werkstück in Eingriff bringt, anschliessend während einer axial entgegengesetzten, koaxialen Schraubbewegung eine Beschichtungsmasse zwischen die Gewinde einbringt und schliesslich das Werkzeug radial und axial in die Wartestellung zurückführt.

Ausserdem betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Ausführung des genannten Verfahrens.

Mit der Erfindung wird die Aufgabe gelöst, Gewinde auf sehr rationelle Weise mit hoher Gleichmässigkeit mit einer streichfähigen oder pastösen Masse, zum Beispiel einer Dichtungsmasse. zu beschichten, wobei das Gewindeprofil mit der aufgetragenen Schicht nachgeformt wird.

Die Erfindung wird anschliessend anhand eines Ausführungsbeispieles mittels Figuren erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Teil einer Vorrichtung zum Beschichten von Gewinden mit oben angeordnetem Antrieb, z. T. in Ansicht,
Fig. 2 einen Schnitt gemäss Schnittlinie II-II der Fig. 1,
Fig. 3 einen Schnitt durch die Vorrichtung gemäss Schnittlinie 111-111 der Fig. 1,
Fig. 4 einen Schnitt durch die Vorrichtung gemäss Schnittlinie IV-IV der Fig. 1,
Fig. 5 einen Längsschnitt aus dem Vorderteil der Vorrichtung nach Fig. 1
Fig. 6 einen horizontalen, axialen Schnitt durch den Vorderteil nach Fig. 5 der Vorrichtung,
Fig. 7 einen Ausschnitt aus dem Vorderteil gemäss Schnittlinie Vil-Vil der Fig. 5,
Fig. 8 eine Prinzipdarstellung des Bewegungsablaufes des Verfahrens zum Beschichten eines Fittings mit Innengewinde,
Fig.

9 eine Stirnansicht des Auftragwerkzeuges.

Die in den Figuren dargestellte Vorrichtung zum Beschichten der Innengewinde von Fittings mit einer Dichtungsmasse ist auf einer Grundplatte 1 gelagert und durch eine breite Passfeder 6 in Nuten 7 und 8 geführt. Am hinteren Ende eines quaderförmigen Lagerkörpers 3 ist ein Lagerflansch 10 angeschraubt. Der Lagerkörper 3 ist mit einer Bohrung 12 versehen, in welcher Kugelschiebebüchsen 14 eine Pinole 16 tragen. Die Kugelschiebebüchsen 14 erlauben eine reibungsarme Hin- und Herbewegung der Pinole 16 im Lagerkörper 3. In der Pinole 16 ist mittels zweier vorderer Rillenkugellager 20 und 21 sowie eines hinteren Rillenkugellagers 22 eine Welle 18 drehgelagert. Auf deren hinterem, abgesetzten Wellenende 26 befindet sich eine Riemenscheibe 24. die mittels Zylinderschrauben 31 mit einer Antriebsscheibe 29 verbunden ist.

Die Scheibe 29 ist ihrerseits auf das keilwellenförmige Ende 26 der Welle 18 aufgeschoben und mit ihr verbunden. Diese Keilwellen- und -nuten erlauben eine drehfeste, axial verschiebbare Verbindung. Die Lagerung der Antriebsscheibe 29 erfolgt im Lagerflansch 10 mittels zweier Rillenkugellager 33. Am quaderförmigen Lagerkörper 3 ist eine Konsole 35 befestigt, welche der Aufnahme eines Getriebemotors 47 dient, dessen freies Wellenende eine Riemenscheibe 48 mit einem zur Riemenscheibe 24 führenden Zahnriemen 49 trägt. Es kann gegebenenfalls ein Keilriemen verwendet werden. Ein Vorschubzylinder 37 ist am Lagerkörper 3 befestigt.

Das vordere Ende 36 einer vom Zylinder 37 her betätigten Kolbenstange 39 ist über eine Flanschbüchse und eine Scheibe mittels einer Mutter 40 an einem Joch 41 befestigt, das seinerseits durch Zylinderschrauben 43 mit einem Vorderflansch der Pinole 16 verbunden ist. Das Joch 41 ist seinerseits mit Zylinderschrauben 45 an einem Drehverteiler 52 befestigt und dadurch den Drehverteiler 52 am Drehen hindernd.

Auf dem Drehverteiler 52, welcher auf dem Wellenende 54 der Welle 18 sitzt, ist ein Nippel 56 für das Anschliessen eines Beschichtungsmaterial-Dosiergerätes (nicht dargestellt) eingeschraubt. Von diesem Nippel 56 führt eine Radialbohrung 57 durch den Drehverteiler 52. Sie mündet in einen Ringspalt 58, der mit einer Zapfen-Radialbohrung 59 verbunden ist, die ihrerseits in eine Wellenzapfen-Zentralbohrung 60 übergeht. Ein Verstellkopf 66 steckt mit einem konischen Ansatz 67 im Wellenende 54, welcher mittels eines durch die hohle Welle 18 durchgesteckten Zugankers 68 befestigt ist. Der Verstellkopf 66 ist, wie aus Fig. 5 ersichtlich, mit einer mittigen Ausnehmung 69 versehen. Ein abgewinkelter Schalthebel 74 in der Ausnehmung 69 ist auf einem Zapfen 76 in einer Bohrung 72 des Verstellkopfes 66 schwenkbar gelagert.

Das aus dem Verstellkopf herausragende Ende des Hebels 74 ist als zylindrischer Achsstummel 78 ausgebildet und mit einer Kugelscheibe 79 versehen. Das andere Ende 70 des Schalthebels 74 ist zylinderförmig ausgebildet.

In den Fig. 1 und 5 ist ferner ein Ring 83 ersichtlich, welcher mittels Zylinderschrauben 84 mit einem Schaltring 86 verbunden ist. In eine vom Ring 83 verdeckte Ausnehmung im Schaltring 86 greift die Kugelscheibe 79 des Schalthebels 74 ein. Der Schaltring 86 trägt ein Rillenkugellager 88, dessen Aussenring auf diesem mittels eines Schaltflansches 90 festgehalten ist, an welchem ein seitlich aufgeschraubter Deckel 94 (Senkschrauben 95) das Rillenkugellager 88 abdeckt. Die Verbindung des Schaltringes 86 mit dem Verstellkopf 66 erfolgt über Passfedern 97, die am Verstellkopf 66 angebracht sind. Sie greifen in Nuten 99 im Schaltring 86 ein und stellen zwischen dem Verstellkopf 66 und dem Schaltring 86 eine drehfeste Schiebeverbindung her. Am Schaltflansch 90 sind diametral einander gegenüberliegend Augen 101 angeschweisst.

Parallel zur Längsachse der Vorrichtung verlaufen zwei seitlich angeordnete Hubzylinder 103, deren Kolbenstangen 105, am Ende als Gewindebolzen ausgebildet, in den Augen 101 eingeschraubt und mittels Muttern 107 gesichert sind. Die Hubzylinder 103 ihrerseits sind, wie in Fig. 2 ersichtlich, mittels Zylinderschrauben 109 seitlich am Joch 41 festgeklemmt.

Ein quaderförmiger Support 111 ist einer Ausnehmung 112 des Verstellkopfes 66 quer verschiebbar gelagert. Ein mit dem Verstellkopf 66 durch Schrauben 120 verschraubter Deckel 119 hält den Support 111 fest, wobei der Innendurchmesser des Deckels 119 derart gewählt ist, dass sich der Support 111 in vorgesehenen Grenzen verschieben lässt. Zu diesem Zwecke sind im Support 111 zwei Bohrungen 113 vorgesehen, in welchen je ein Bolzen 114 gelagert ist. Diese Bolzen 114 werden mittels Druckfedern 116 an die Schalthebelenden 70 gepresst. Gewindestifte 117 halten die Druckfedern 116 sowie die Bolzen 114 in den Bohrungen 113 fest.

Auch der Support 111 weist, in Fortsetzung der Wellenzapfen-Zentralbohrung 60, die sich durch den Verstellkopf 66 fortsetzt, eine zentrale Bohrung 122 auf.

Das vordere Ende der Zentralbohrung 60 ist mittels eines Schlauches 61, welcher durch eine Öffnung 73 im Schalthebel 74 durchgeführt ist, mit der Bohrung 122 verbunden. Damit ist dauernd eine durchgehende Verbindung zwischen dem Dosiergerät (nicht dargestellt) und seitlichen Bohrungen 134 eines Gewindekammes 128 gesichert. Die Schlauchverbindung führt dann durch den entsprechenden Teil des Verstellkopfes 66.

Der Support 111 ist mit einer Zentralbohrung 125 ausgerüstet, in welcher der Gewindekamm 128 sitzt. Dessen eines Ende dient als Befestigungszapfen 130, der in der Zentralboh- rung 125 sitzt und mit einem Gewindestift124 festgehalten wird. Der Gewindekamm 128 ist ebenfalls mit einer Mittelversorgerbohrung 132 versehen, welche nicht durchgehend ist und in die zwei seitlichen Bohrungen 134 ausmündet, wie Fig. 5 zeigt.

Der Gewindekamm 128 ist auf einem Teil seines Umfanges mit dem Gewindesegment 136 versehen, bei dem eine Anzahl sogenannter Führungsgänge erhöht ausgeführt sind (Fig. 5). Aus Fig. 9 ist die Stirnansicht des Gewindekammes ersichtlich.

Es sind ferner zwei Anschlagbolzen 153 vorgesehen, um die Einführtiefe des Gewindekammes 128 in den Fitting, d. h.

seinen axialen Hub zu begrenzen.

Für das Einhalten der Rückwärtsendlage dient ein entsprechender berührungsloser Endschalter 155.

In Fig. 5 ist ferner ein Ende eines Fittings 138 mit einem Innengewinde 139 dargestellt, welches mit Hilfe der beschriebenen Vorrichtung in der im folgenden erläuterten Weise beschichtet wird.

Zum Beschichten des Innengewindes 139 des Fittings 138 wird dieser in eine Vorrichtung eingespannt (nicht dargestellt), zum Beispiel auf einen Drehtisch, wie solche bei Fitting-Gewindeschneidmaschinen bekannt sind. Die Achse des zu beschichtenden Gewindes 139 ist dabei koaxial zur Drehachse der Welle 18 bzw. des konischen Ansatzes 67 ausgerichtet. Der Drehstrom-Stirnradgetriebemotor 47 treibt über die Riemenscheibe 48 und den Zahnriemen 49 die Riemenscheibe 24 und damit über die Antriebsscheibe 29 die Welle 18. Die Welle 18 rotiert und mit ihr der Verstellkopf 66. Auch der Schaltring 86, auf dem Rillenkugellager 88 gelagert, dreht sich mit, ebenso der Support 111 mit dem Deckel 119 und der im Support 111 befestigte Gewindekamm 128.

Während dieses drehbare System sich dreht, wird zum Einfahren des Gewindekammes 128 in den zu beschichtenden Fitting 138 der Vorschubzylinder 37 mit einem Druckmedium beaufschlagt, welches den Kolben im Zylinder 37 und mit diesem die Kolbenstange 39 nach vorne schiebt.

Über das Joch 41 und den Flansch der Pinole 16 wird diese, auf den Kugeln der Schiebebüchsen 14 gleitend, nach vorne in die Lage B (Fig. 8) gelangen, bei welcher Bewegung ebenfalls die Welle 18 sowie der ganze vor dem Joch 41 liegende Teil der Vorrichtung miterfasst wird. Auf diese Weise wird aus einer Wartestellung A der Gewindekamm 128 in einer axialen Bewegung aussermittig bezüglich der Fittingachse 137 und ohne dass sich die Gewinde des Gewindekammes 128 mit dem Innengewinde 139 des Fittings 138 in Eingriff befinden, ins Innere des Fittings 138 geschoben (Fig. 5 und Lage B Fig. 8). Nach dieser Bewegung wird der Kolben im Vorschubzylinder 37 entlastet, so dass der Gewindekamm 128 weitgehend axial frei beweglich bzw. unbelastet ist.

Anschliessend werden die beiden seitlichen Hubzylinder 103 mit Druckmedium beaufschlagt. welches in die Vorderkammern der Zylinder einströmt und mithin den Kolben mit den Hubkolbenstangen 105 nach hinten schiebt. Durch diese Bewegung werden über die Augen 101 der Schaltflansch 90 und mit diesem der Schaltring 86 nach hinten gezogen. Dabei wird die Kugelscheibe 79 mit dem Achsstummel 78 mitgenommen, wobei sich der Schalthebel 74 um den Schwenkzapfen 76 schwenkt. Das Schalthebelende 70 schwenkt sich ebenfalls im Uhrzeigersinn mit und stellt über die gefederten Bolzen 114 den Support 111 mitsamt dem Gewindekamm 128 in der Ausnehmung 112 radial nach oben zu (Fig. 5 und Punkt C Fig. 8), d. h. die Längsachse des Gewindekammes 128 wird mit derjenigen des Innengewindes 139 in Übereinstimmung gebracht.

Die erhöhten Führungsgänge des Gewindes des rotierenden Gewindekammes 128 geraten mit dem Innengewinde 139 des Fittings in Eingriff, wobei das vom Dosiergerät geförderte Beschichtungsmaterial den seitlichen Bohrungen 134 entströmt und sich, durch den drehenden Gewindekamm 128 über mehrere Gewindegänge gleichmässig verteilt, im Innengewinde 139 festsetzt. Die erhöhten Führungsgänge des Gewindekammes 128 werden nämlich derart federnd (über die beiden Federn 116 abgefederte, radiale Zustellung) in die Gewindegänge des zu beschichtenden Fittinggewindes 139 gedrückt und dort geführt, dass sich zwischen den niedrigeren Gewindegängen des Gewindekammes 128 und dem Innengewinde des Fittings 139 ein Spalt gleichbleibender Breite bildet, in den das Dichtungsmittel nun dosiert eingepresst wird. Durch dieses radial gefederte Zuführen wird ein freies Führen der Gewinde bei gutem Eingriff erreicht.

Bedingt durch den entlasteten Vorschubzylinder 37 wird der sich drehende Teil der Vorrichtung entsprechend der Gewindesteigung und der Drehzahl des Gewindekammes 128 zurückgeschoben, wobei der Vorgang solange dauert, bis der Gewindekamm 128 mit der Öffnung seiner hinteren Bohrung 134 gegen das Ende des Innengewindes 139 des Fittings 138 gelangt (Punkt E ). Der Gewindekamm 128 wird im geeigneten Moment durch Steuerung des Schaltringes 86 radial ausser Eingriff mit dem Fittinggewinde gebracht und anschliessend vom Hubzylinder 37 vollständig in die Wartestellung, Punkt A , zurückgezogen (Fig. 8). Der Getriebemotor 47 läuft durchgehend und mit ihm der Gewindekamm 128. Nun wird zum Beispiel durch eine Drehung des Auf spanntisches der beschichtete Fitting 138 entfernt und ein weiterer in Position gebracht, welcher anschliessend in gleichem Sinne beschichtet wird.

In der Vorrichtung selbst spielen sich folgende Vorgänge ab: Vom Vorschubzylinder 37 wird der Verstellkopf 66 mit dem Gewindekamm 128 jeweils in axialer Richtung so weit vorgeschoben, dass der Kopf des Gewindekammes 128 mit dem inneren Gewindeauslauf des Fittinggewindes 139 lagenmässig etwa übereinstimmt (Fig. 1).

Die Achse des Gewindes des Gewindekammes 128 befindet sich bei diesem Vorgang in exzentrischer Lage zur Fittingachse und zur koaxialen Rotationsachse der Vorrichtung, so dass keine Berührung zwischen dem Fitting 138 und dem Gewindekamm 128 stattfindet.

Dadurch, dass die Verbindung zwischen dem Schwenk laschenschalthebel 74 bzw. dessen Schaltenden 81 und dem Support 111 über federelastisch gelagerte Bolzen 114 erfolgt, kann sich der Gewindekamm 128 bezüglich radialer Auslenkung dem festgehaltenen Innengewinde 139 des Fittings 138 anpassen, so dass auch bei nicht ganz genau zentrischer Anordnung von Fitting und Vorrichtung ein dauerndes Anschmiegen des Gewindekammes 128 an das Innengewinde 139 gewährleistet ist.

Durch die Federn 116 werden mithin achsparallele Verschiebungen zwischen dem Fitting 138 und dem Gewindekamm 128 in dem Sinne ausgeglichen, dass gewährleistet wird, dass das Dichtmittel über den ganzen Umfang gleichmässig aufgetragen wird.

Am Ende des Beschichtungsvorganges (Punkt E ) hört die Zufuhr der Beschichtungsmasse vom Dosiergerät auf. Die Zylinder 103 werden drucklos, der Gewindekamm 128 wird durch die Federn 116 vom Fittinggewinde 139 radial abgehoben und durch Beaufschlagung des Vorschubzylinders 37 auf der Kolbenstangenseite in exzentrischer Lage aus dem Fittinggewinde herausgezogen. Damit ist ein Beschichtungstakt beendet (Punkt A ). Der Motor 47 wird vorzugsweise nicht abgeschaltet, so dass der Gewindekamm 128 sich also fortlaufend gleichmässig dreht.

Die vorerwähnten, sich zyklisch wiederholenden Vor gänge können zweckmässig mittels einer Programmschalteinrichtung gesteuert werden (Folgeschaltung). Durch den Annäherungsschalter 155, welcher jeweils in der Wartestellung (Punkt A ) des Gewindekammes 128 anspricht, wird die Weiterschaltung des erwähnten Drehtisches mit dem Fitting freigegeben.

Nach dem gleichen Verfahren und mit der gleichen Anordnung, wobei lediglich das Auftragswerkzeug (Gewindekamm) entsprechend anzupassen ist, lassen sich auch Aussengewinde beschichten.

Claims

PATENTANSPRÜCHE

I. Verfahren zum Beschichten von Gewinden an Werkstücken mit Hilfe eines Auftragwerkzeuges, welches mindestens teilweise mit einem dem zu beschichtenden Gewinde angepassten Gewinde versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass man das Werkzeug (128) bezüglich des Werkstückes (138) aus einer Wartestellung (A) aussermittig ohne Eingriff zwischen den Gewinden (136, 139) axial in eine Anfangslage (B) bewegt, hierauf durch eine radiale Zustellbewegung die Gewinde (136, 139) von Werkzeug (128) und Werkstück (138) in Eingriff bringt (C), anschliessend während einer axial entgegengesetzten, koaxialen Schraubbewegung eine Beschichtungsmasse zwischen die Gewinde (136, 139) einbringt und schliesslich (E) das Werkzeug (128) radial und axial in die Wartestellung (A) zurückführt.

II. Vorrichtung zum Ausführen des Verfahrens nach Patentanspruch I, gekennzeichnet durch ein mindestens teilweise mit einem Gewinde versehenes Auftragwerkzeug (128) durch Mittel (47, 37, 39) zum Antreiben des Werkzeuges (128) sowohl in einer Dreh- als auch einer Schiebebewegung, durch eine Steuerung (74, 83, 86) zum Querverschieben des Werkzeuges (128) bezüglich seiner Drehachse sowie durch eine Zuspeisung (56, 60, 61, 137. 134) für Beschichtungsmasse in den Bereich des Gewindes (136) des Werkzeuges (128).

UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass man das Auftragwerkzeug (128) während des ganzen Bewegungszyklus gleichsinnig rotieren lässt.

2. Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug als Gewindekamm (128) ausgebildet ist, das vorzugsweise erhöhte Führungsgewindegänge aufweist.

3. Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug (128) eine oder mehrere in seine Mantelfläche, vorzugsweise in den mit Gewinde (136) versehenen Mantelteil, mündende, zum Beispiel radiale, Aus strömöffauPgen (134) aufweist.

4. Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Antreiben des Werkzeuges in der Schiebebewegung mindestens ein Kolben-Zylinderaggregat umfassen, das einerseits mit dem Antrieb und anderseits mit einer das Werkzeug tragenden Pinole (16) verbunden ist.

5. Vorrichtung nach Unteranspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Pinole (16) auf Wälzkörperbüchsen, zum Beispiel Kugelschiebebüchsen (14), verschiebbar ist.

6. Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass ein zum Beispiel über einen Konus (67) und einem Zuganker (68) mit einer Antriebswelle (18) verbundener Verstellkopf (66) angeordnet ist, an welchem, senkrecht zur Drehachse verschiebbar, ein Werkzeugsupport (111), zum Beispiel mittels eines Ringes (119), gehaltert ist.

7. Vorrichtung nach Unteranspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Support (111) mittels eines, im Verstellkopf (66) schwenkbar gelagerten, zum Beispiel als Winkelhebel ausgebildeten Schalthebels (74) verschiebbar ist.

8. Vorrichtung nach Unteranspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalthebel (74) mit seinem einen Ende mit dem das Werkzeug, zum Beispiel einen Dorn (128), tragenden Support (111), vorzugsweise federnd (116) wirkverbunden ist und mit seinem anderen Ende mit einem axial verschiebbaren Element, zum Beispiel mit einem auf dem Verstellkopf (66) verschiebbaren Aussenring (86), zusammenwirkt.

9. Vorrichtung nach Unteranspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass Steuermittel angeordnet sind, um den Kolben (39) nach dem Einfahren des Werkzeuges, zum Beispiel eines Dornes (128), in den zu beschichtenden Fitting (138) zu entlasten und um ein axiales Einpassen des Dorngewindes (136) in das Fittingsgewinde (139) sicherzustellen.