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Profilschleifen an Teilen von Nadeln, Stangen u. dgl. mit rundem Querschnitt
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erzeugen von von der Kreisform abweichenden
Querschnittsformen an Teilen von Nadeln, Drahtschäften, leichten Stangen od. dgl.
mit kreisrundem Querschnitt.
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Bei den bekannten Verfahren werden von der Kreisform abweichende Querschnitte
an Teilen von zylindrischen Werkstücken dadurch erzeugt, daß diese in Reihen nebeneinanderliegend
in Zangen eingespannt und die mit Werkstücken bespannten Zangen entweder in Richtung
der Werkstückachsen oder quer dazu an Bearbeitungswerkzeugen, z, B. Schleifscheiben,
von Hand oder mit mechanischen Mitteln vorbeibewegt werden.
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Die bekannten Verfahren machen es notwendig, alle gemeinsam zu bearbeitenden
Werkstücke, die an mehreren Stellen ihres Umfanges zu bearbeiten sind, z. B. mit
je einem Öhr versehene Nadeln, die seitlich beiderseits des Öhrs flach geschliffen
werden sollen, nach Erzeugung der einen Schlifffläche um ihre Achse in eine andere
gleiche Lage zu drehen und in dieser Lage- erneut festzuspannen. Eine kontinuierliche
Arbeitsweise ist also nicht durchführbar.
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Demgegenüber gestattet das den Gegenstand der Erfindung bildende Verfahren,
Nadeln u. dgl. auf an sich bekannten, kontinuierlich betriebenen Maschinen zu bearbeiten,
die bisher nur zum Anschleifen reiner Rotationsflächen an zylindrische Werkstücke
benutzt werden. Bei diesen bekannten Maschinen werden die Werkstücke auf eine Transporteinrichtung
gebracht, mit deren Hilfe sie in Reihen nebeneinanderliegend gegen eine Führungsfläche
gedrückt und zugleich seitlich zu ihrer Achse und in bezug auf diese Fläche verschoben
werden, wobei sie sich um ihre Längsachse drehen. Der zu bearbeitende Teil wird
dabei an der Schleiffläche des Werkzeuges entlang geführt. Infolge der ständigen
Rotation des Werkstückes ergeben sich dann je nach seiner Neigung zur Arbeitsfläche
zylindrische, kegelförmige oder andersartige, stets aber einen überall kreisrunden
Querschnitt umschließende Flächen.
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Als Transporteinrichtung dienen dabei eine oder mehrere zueinander
parallele Spindeln, zwischen deren Gewindeflanken die Nadeln u. dgl. in Reihen nebeneinanderliegend
durch ein federndes Druckstück eingedrückt werden. Die Gewindeflanken bestimmen
die seitliche Ausrichtung der Werkstücke und besorgen deren Quertransport, wenn
die Spindel sich dreht. Dadurch, daß das Druckstück mit einem Belag hohen Reibungswiderstandes,
z. B. aus Gummi, belegt ist, geraten die Werkstücke während ihrer Querbeförderung
in ständige Umdrehung um ihre Längsachse.
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Erfindungsgemäß wird die Erzeugung der von der Kreisform abweichenden
Querschnittsform auf solchen bekannten Maschinen dadurch erreicht, daß die Nadeln
während ihrer Rollbewegung in bestimmtem Rhythmus um eine in der gemeinsamen Nadelebene
liegende, die Nadelachsen senkrecht kreuzende Achse derart geschwenkt werden, daß
der zu schleifende Teil in ständigem Wechsel gegen die Schleifmittelfläche angedrückt
und von ihr abgehoben wird. Je nach der Dauer, mit der der zu schleifende Teil der
ständig rotierenden und seitlich wandernden Nadel mit der Schleifmittelfläche in
Berührung kommt, ergeben sich mehr oder weniger stark gewölbte Flächen, deren Krümmungsradius
jedoch stets größer ist als der der ursprünglichen Querschnittsform. Bei jeweils
nur kurzzeitigem Andrücken ergeben sich nahezu ebene Schliffflächen.
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Zur Erzeugung der Schwenkbewegung quer zur Nadelachse dienen erfindungsgemäß
an den Nadeln vorgesehene Steuernocken, mit denen sich die Nadeln während ihrer
Rollbewegung auf einer feststehenden Führungsbahn abwälzen. Diese Nocken können
durch eigens angearbeitete oder bei der Fertigung der Nadeln sich ergebende Vorsprünge
oder sonstige Veränderungen der Querschnittform gebildet, z. B. durch einen der
Bildung des Öhrs dienenden Preßvorgang beiderseits des Öhrs sich ergebende Prägegrate,
also Bestandteile des Werkstücks selbst, aber auch auf die Nadel aufgesetzte Schablonen
sein.
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Der wesentliche mit der Erfindung erzielte Vorteil besteht also darin,
daß an den Nadeln usw. in. kontinuierlichem Arbeitsgang von der Kreisform abweichende
Querschnitte erzeugt werden können, d. h., daß es nicht mehr notwendig ist, die
Nadeln u. dgl. jeweils in eine bestimmte, für alle gleichzeitig zu bearbeitenden
Nadeln gleiche Lage zu drehen und sie für die Dauer des Schleifvorganges fest einzuspannen.
Dadurch wird der größte Teil des bisher notwendigen Arbeitsaufwandes eingespart.
In
der Zeichnung sind einige Durchführungsbeispiele für das den Gegenstand der Erfindung
bildende Verfahren veranschaulicht, und zwar zeigt Abb. 1 das Abschleifen des Prägegrates
beiderseits des Ohrs einer Nähnadel unter Bildung schwach gewölbter Seitenflächen,
Abb. 2 das Anschleifen einer lanzettförmigen Spitze an eine Nähnadel, Abb. 3 das
Abschleifen des Prägegrates entsprechend der Abb. 1 auf eine abgewandelte Weise,
Abb. 4 das Abschleifen. des Prägegrates an zwei mit ihren öhrseitigen Enden verbundenen
Nähnadeln, Abb. 5 das Anschleifen schwach gewölbter Flächen an einen Nähnadelschaft
unterhalb des Ohrs, Abb.6 das Anschleifen. einer Vierkantspitze mit balligen Außenflächen
an einen Drahtstift, Abb.7 das Anschleifen einer Vierkantspitze mit nahezu ebenen
Außenflächen an einen Drahtstift.
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Der Durchführung des Verfahrens dienen grundsätzlich bekannte Vorrichtungen,
bei denen das im wesentlichen zylindrische Werkstück auf einer Spindel aufruht,
deren Gewindeflanken seine seitliche Ausrichtung bestimmen und bei denen das Werkstück
durch ein federndes Druckstück einerseits und ein festes Widerlager andererseits
der Spindel mit dem Gewindegrund der Spindel in steter Anlage gehalten wird. Das
feste Widerlager nimmt zugleich den unter dem Arbeitsdruck des Schleifwerkzeuges
auftretenden Längsschub auf. Das federnde Druckstück besitzt eine Oberfläche hohen
Reibungswiderstandes mit der Folge, daß beim Drehen der Spindel die zwischen ihnen
Gewindegängen liegenden Werkstücke seitlich verschoben und dabei auf der Oberfläche
des Druckstücks abgerollt, d. h. um ihre Längsachse gedreht werden. Eine zweite
Spindel kann - besonders bei langen Werkstücken - vorgesehen sein, um die seitliche
Ausrichtung der Werkstücke zu verbessern. Bei dieser zweiten Spindel darf das Werkstück
jedoch nicht im Gewindegrund aufliegen, wenn die Vorrichtung für den mit der Erfindung
verfolgten Zweck verwendet werden soll, denn hierfür kommt es darauf an, daß die
Werkstücke um eine zur Spindelachse parallele Achse frei schwingen und dadurch der
zu bearbeitende Werkstückteil dem Schleifwerkzeug abwechselnd genähert und von ihm
entfernt werden kann.
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Bei dem in den Abb. 1, l a, 1b wiedergegebenen Schleifvorgang handelt
es sich darum, den beim Prägen des Ohrs 2 an einer Nadel 1 beiderseits entstandenen
Prägegrat 3 derart durch Schleifen zu entfernen, daß sich seitlich des Nadelöhrs
abgeflachte Stellen 4 ergeben, die einen größeren Krümmungsradius besitzen als der
Nadelschaft selbst. Zu diesem Zweck soll die Nadel unter ständiger Drehung um ihre
Achse quer zu dieser unter der Schleifscheibe 9 vorbeigeführt und zugleich jeweils
dann, wenn der Prägegrat der Schleifscheibe gegenüberliegt, gegen deren Schleiffläche
angedrückt werden. Diese notwendigen Bewegungen werden auf folgende Weise erzielt:
Die Nadel t liegt zwischen den Gewindeflanken einer sich in Pfeilrichtung drehenden
Spindel 5, gegen deren Kern sie durch ein federndes Druckstück 7 angedrückt wird,
wobei sie sich mit ihrem dem Ohr gegenüberliegenden Ende an einer abwärts gerichteten
Fläche der Leiste 8 abstützt. Das Druckstück 7 ist mit einer Schicht 6 belegt, deren
Oberfläche der relativ zu ihr seitlich bewegten Nadel 1 einen hohen Gleitwiderstand
entgegensetzt, so daß sich die Nadel über diese Fläche nur unter gleichzeitiger
Umdrehung um ihre Längsachse fortbewegen läßt. Zur Erzeugung der notwendigen Schwingbewegungen
ist die Nadelt an ihren dem Ohr gegenüberliegenden Ende durch einen Preßvorgang
derart abgeflacht, daß sie dort, wie sich aus der Querschnittsdarstellung B-B ergibt,
ovalen Querschnitt besitzt, dessen größter Durchmesser größer und dessen kleinster
Durchmesser kleiner ist als der des übrigen Teils der Nadel 1. Da in der durch den
Prägegrat gelegten Axialebene der Durchmesser des der Leiste 8 anliegenden Nadelendes
größer ist als in einer senkrecht dazu liegenden Axialebene, führt die Nadel, während
sie einerseits auf dem Belag 6 des Druckstücks 7 und andererseits an der nach unten
gerichteten Fläche der Leiste 8 abrollt, pendelnde Bewegungen aus. Da sich während
ihrer seitlichen Bewegungen. die Nadel immer mehr der Arbeitsfläche der Schleifscheibe
9 nähert, wird während des beschriebenen Bewegungsvorganges zunächst der Prägegrat
3 abgeschliffen und dann beiderseits des Nadelöhrs der ursprünglich kreisrunde Querschnitt
zu der in Abb. l b bezeichneten abgeflachten Form abgeschliffen. Bei der praktischen
Anwendung des Verfahrens liegt eine größere Anzahl von Nadeln parallel zueinander
in jeweils einem Gang des Gewindes der Spindel 5, und zwar in der gleichen Weise,
wie in Abb. 1 dargestellt, wobei sie sämtlich durch das leistenförmige Druckstück
7 über den Belag 6 einerseits gegen die Spindel und andererseits gegen die feststehende
Führungsleiste 8 angedrückt werden.
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Bei dem in Abb.2 dargestellten Bearbeitungsvorgang sollen eine Anzahl
in Reihen nebeneinanderliegender Nadeln 10 mit je einer lanzettförmigen Spitze versehen
werden, von der einzelne Querschnitte C-C, D-D, E-E in der Zeichnung ` wiedergegeben
sind. Die Nadeln liegen hierbei wiederum zwischen den Gewindeflanken einer Spindel
13 und werden durch ein Druckstück 16 mit dem Belag 15 in den Gewindegrund
eingedrückt. Eine zweite Spindel 14 nimmt zwischen ihren Gewindeflanken die Nadeln
10 derart auf, daß sie zwar seitlich zusätzlich geführt, in ihren Schwingungen um
den Auflagepunkt auf dem Kern der Spindel 13 jedoch nicht behindert sind. Zur Erzeugung
der Pendelbewegungen während des seitlichen Vorschubes der Nadel dienen hier die
Präge-Brate 11. Als Schleifwerkzeug dient ein endloses Schleifband 18, das in Pfeilrichtung
um Rollen 19 umläuft und gegen dessen Arbeitsfläche die Nadeln 10 mit ihren Spitzen
12 in rhythmischen Bewegungen angedrückt werden.
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Bei dem in Abb.3 wiedergegebenen Bearbeitungsvorgang sollen an einer
Nadel 20, die bereits mit einer lanzettförmigen Spitze 23 (vgl. Schnitt F-F) versehen
ist, die Prägegrate 28 durch Schleifen entfernt werden. Hier wird die Nadel von
unten her durch ein federndes Druckstück 22 gegen die in Richtung des Pfeiles 26
umlaufende Spindel 21 gedrückt, während sie mit ihrer lanzettförmigen Spitze gegen
ein feststehendes Lineal 24 anliegt. Die Leiste 25 dient der Aufnahme des beim Schleifen
auf die Nadel 20 ausgeübten Axialschubes. Dadurch, daß das Druckstück 22 zwischen
Spindel 1 und Lineal 24 und unterhalb der Spindel angeordnet ist, wird hier das
zu bearbeitende Ende der Nadel der Schleifscheibe 27 genähert, wenn die Spitze 23
mit ihrem kleinsten Durchmesser am Lineal 24 anliegt, und von der Schleifscheibe
27 abgehoben, wenn sie mit dem größeren Durchmesser ihrer Spitze 23 das Lineal 24
berührt.
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Abb. 4 zeigt einen ähnlichen Vorgang wie Abb, 3, jedoch sind hier
- wie es bei der Nadelherstellung vielfach üblich ist - zwei Nadeln noch an ihrem
öhrseitigen
Ende miteinander verbunden. Die Nadeln sind bereits
in irgendeiner Weise mit Spitzen versehen, und der zwischen den Nadelöhren liegende
Steg 31 ist zu ovalem Querschnitt G-G verformt. Die Nadeln 30 sind zwischen den
Gewindeflanken der Spindel 32, 33 seitlich geführt, ohne jedoch deren Kern zu berühren.
Die Druckstücke 35 und 36 sind untereinander verbunden und drücken gleichmäßig federnd
gegen die Schäfte der Nadeln 30 und halten so den ovalen Querschnitt G-G in ständiger
Anlage mit dem feststehenden Lineal 34. Unter der Wirkung des unrunden Querschnitts
G-G werden beim Seitwärtsbewegen die sich drehenden Nadeln abwechselnd mit den:
beiderseitigen Graten 29 gegen die Schleifscheibe 39 gedrückt, und zwar jeweils
dann, wenn sie mit dem einen Teil des Prägegrates 29 der Arbeitsfläche der Schleifscheibe
39 gegenüberliegen. Gegen Verschiebung in axialer Richtung sind die Nadeln durch
die Leisten 37 und 38 gesichert.
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Abb. 5 zeigt, wie mit Hilfe der Schleifscheibe 49 an den Schaft einer
Nadel 40 unterhalb des Öhrs seitliche Flächen 48 angeschliffen werden. Zu diesem
Zweck ruht die Nadel 40 am Übergang zwischen ihrer Spitze 41 und. dem zylindrischen
Schaftteil in bekannter Weise unter der Wirkung des federnden Druckstücks 46 zwischen
den Gewindeflanken auf dem Kern der Spindel 42 auf. Mit ihrem öhrseitigen Ende ist
sie auf der feststehenden Leiste 45 abgestützt, eine weitere Spindel 43 dient zusätzlicher
seitlicher Führung der Nadel 40. Die Prägegrate 44 dienen als Steuernocken, die
die pendelnde Bewegung der Nadel in Bezug auf die Schleifscheibe 49 bewirken.
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Abb. 6 zeigt, wie an einen Drahtstift 50 eine Vierkantspitze mit Balligen
Außenflächen angeschliffen werden kann. Hier wird der Stift 50 durch das federnde
Druckstück 54 einerseits, mit der Spindel 52 andererseits, mit einer nach oben gerichteten
ebenen Fläche der Leiste 55 in Anlage gehalten. Diese Fläche der Leiste 55 berührt
die Nadel 50 jedoch nicht unmittelbar, sondern über eine Schablone 51, die im Klemmsitz
auf das Ende des Stiftes 50 aufgeschoben ist. Während der Stift 50 sich um seine
Achse dreht, bewirkt die Schablone 51 jedesmal dann ein Annähern der Stiftspitze
56 an die Arbeitsfläche des über Rollen 58, 59 geführten endlosen: Schleifbandes
57, wenn eine Kante der Schablone 51 auf der aufwärts gerichteten Fläche der Leiste
55 aufliegt, und ein Abheben von der Schleiffläche, wenn sie mit einer Seitenfläche
auf der Leiste 55 aufliegt. Da während der Drehung des Stiftes 50 um ihre Achse
die Schablonenachse allmählich gesenkt und gehoben wird, ergeben sich billige Außenflächen
der Vierkantspitze 56.
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Der in Abb.7 wiedergegebene Vorgang unterscheidet sich von dem nach
Abb. 6 lediglich dadurch, daß die auf den Stift 50 aufgeschobene Schablone 51 gegen
eine abwärts gerichtete Fläche der Leiste 60 anliegt und das Druckstück 61 zwischen
Spindel 52 und Schleifband 57 angeordnet ist. Dadurch wird die Stiftspitze
62 jeweils gegen die Arbeitsfläche des Schleifbandes 57 gedrückt, wenn die Schablone
51 mit einer Seitenfläche gegen die Führungsfläche der Leiste 60 anliegt, und vom
Schleifband abgehoben, wenn sich die Schablone 51 mit ihrer Kante über die Führungsfläche
der Leiste 60 bewegt. Wenn man den Abstand des Schleifbandes von der Spitze 62 so
einstellt, daß die Stiftspitze 62 das Schleifband bei jeder Schwing-Bewegung nur
kurz berührt und sich bei ihrer seitlichen Fortbewegung allmählich der Arbeitsfläche
des Schleifbandes 57 nähert, lassen sich Vierkantspitzen erzeugen, die nahezu ebene
Außenflächen, besitzen.
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Die Abb. 1 bis 7 zeigen lediglich Ausführungsbeispiele für das den
Gegenstand der Erfindung bildende Verfahren, das im übrigen weitgehender Abwandlungen
z. B. dadurch fähig ist, daß Abtastschablonen anderer Formen gewählt oder die Schwingungsweiten
der pendelnden Nadelbewegungen durch Veränderungen in den Abständen von Spindel,
Führungsleiste, Druckstücke und Arbeitsfläche der Schleifscheibe zueinander verändert
werden. Ferner lassen sich für eine Vielzahl gleichzeitig zu bearbeitender Werkstücke
eine größere Anzahl nebeneinander aufgestellter Schleifscheiben verwenden, deren
Abstand von den zu bearbeitenden Werkstückteilen in einer Richtung stetig abnimmt,
oder auch jeweils ein breites Schleifband, das derart schräg zu der Werkstückreihe
liegt, daß sich die einzelnen Werkstücke seiner Arbeitsfläche während ihrer seitlichen
Wanderung allmählich nähern.