-
Innengewinderollkopf Die Erfindung betrifft einen Innengewinderollkopf
mit mehreren in einem zylindrischen Dorn längs seines Umfanges im Steigungsverlauf
des Gewindes versetzt zueinander angeordneten Ausnehmungen, die drehbar gelagerte
und mit Gewindeprofilrillen versehene Rollwerkzeuge axial unverschieblich aufnehmen.
-
Man kennt Innengewinderollköpfe, bei denen die Gewinderollen in einem
Halter entweder ortsfest gelagert oder auf verschiedene Durchmesser einstellbar
und zu diesem Zweck auf Exzenterzapfen gelagert sind oder die mit ihren Zapfen in
offenen Schlitzen eines Halterkopfes eingesetzt sind und ihr Widerlager an einer
in dem Halter einsetzbaren Gewindeleitpatronefinden.
-
Mit den auf verschiedene Durchmesser durch Exzentergetriebe gemeinsam
oder durch Gewindespindeln für sich einstellbaren Gewinderollen ist ein Genauigkeitsinnengewinde
nicht ohne vorherige genaue Justierung der Rollwerkzeuge herstellbar, die umständlich
und zeitraubend ist und auch nicht jedem Arbeiter zumutbar ist.
-
Bei einem anderen Innengewinderollkopf ist der zylindrische Dorn aus
zwei zylindrischen Teilen zusammengesetzt, die durch eine Schraube miteinander verbunden
sind, wobei beide Teile durch sie hindurchgehende Lagerbolzen aufnehmen, die im
Steigungswinkel des zu erzeugenden Gewindes schräg stehen und die Rollwerkzeuge
sowie die Führungsrollen tragen. Dabei müssen die Rollwerkzeuge, deren Gewindeprofile
konisch abgestuft sind, das Ge-,vinde auf Vormaß und Fertigmaß walzen, so daß die
gesamte Walzarbeit nur auf wenige Gewindeprofilrillen verteilt ist, die infolge
der möglichen Überlastung leicht ausbrechen. Mit den im Halter ortsfest gelagerten
Gewinderollwerkzeugen sind Genauigkeitsinnengewinde oftmals nicht herstellbar, weil
nämlich infolge der Lagerung die hochempfindlichen glasharten Gewinderollwerkzeuge
in dem Halter verbleiben und im rauhen Werkstattbetrieb Beschädigungen ausgesetzt
sind, da sie nur mit gewissen Schwierigkeiten ausbaubar sind. Außerdem ist die Lagerung
dieser Rollwerkzeuge im Hinblick auf die geringen Toleranzen bei Präzisionsgewinden
viel zuwenig starr, um solche zu erzeugen.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu vermeiden
und einen besonders starren Innengewinderollkopf zu schaffen, bei dem die Forderungen
erfüllt sind, daß die Rollwerkzeuge leicht ein-und ausbaubar bzw. auswechselbar
und auf Vor- und Fertigmaß einstellbar sind, so daß man mit dem Innengewinderollkopf
das kalt zu walzende Innengewinde, insbesondere wenn es sich um größere Verformungsv
orgänge handelt, in mehreren Stufen in einem Durchgang des Werkzeuges walzen kann,
wobei trotzdem Einheitsrollen verwendbar sind.
-
Gemäß der Erfindung sind in dem Dorn weitere offene Ausnehmungen für
die Lagerung der Rollwerkzeuge rechtwinklig zu den im Steigungsverlauf stehenden
Ausnehmungen, diese mittig kreuzend, angeordnet. Vorteilhaft sind in dem Dorn mehrere
Gruppen von gleichen Rollwerkzeugen je im Steigungsverlauf stehend und in Längsrichtung
des Dornes hintereinander und versetzt angeordnet, wobei die Aufnahmen für Lagerzapfen
dieser Gruppen von Rollwerkzeugen gruppenweise verschieden tief sind, derart, daß
die vorderen Rollwerkzeuge einer Gruppe etwas tiefer im Rolldorn lagern als die
Rollwerkzeuge der nachfolgenden Gruppe.
-
Die Erfindung verbessert auch solche Innengewinderoliköpfe, bei denen,
wie es bekannt ist, abständig vor den Rollwerkzeugen in Ausnehmungen des Dornes
Führungsrollen angeordnet sind. Gemäß der Erfindung sind entsprechend den offen
im Dorn gelagerten Gewinderollwerkzeugen mehrere gleichmäßig über den Umfang verteilt
und versetzt zu den Rollwerkzeugen angeordnete Führungsrollen ebenfalls in weiteren
offenen Ausnehmungen gelagert, welche die Ausnehmun.gen zur Aufnahme der Führungsrollen
rechtwinklig kreuzen und parallel zur Längsachse des Dornes angeordnet sind.
-
Durch diese versetzte Anordnung von einzelnem Führungsrollen ergeben
sich für jedes Rollwerkzeug Dreipunktabstützungen am Umfang der Innenbohrung und
eine wesentlich genauere Zentrierung, wobei man die einzelnen kleineren, etwa im
Durchmesser den Rollwerkzeugen entsprechenden Führungsrollen auch als Kalibrierwerkzeuge
ausbilden und verwenden kann.
-
Die Erfindung befaßt sich ferner mit vorteilhaften Lagerungen und
Halterungen der Rollen. Zu diesem Zweck können offene Federringe verwendet werden,
die
sich entweder unmittelbar über die Zapfen oder über einen die Zapfen lagernden Lagerstein
in Richtung des Umfanges des Dornes legen und in beiden Fällen in ihrer Stellung
am Dorn fixiert sind, wozu zweckmäßig ein hakenförmig abgebogenes Ende des betreffenden
Federringes in ein am Umfang des Dornes angeordnetes Loch eingreift. Werden Lagersteine
verwendet, die selbst Teilringnuten, die dem Durchmesser des Dornes entsprechen,
zur Aufnahme des Federringes aufweisen, -so wird durch diese Ringnuten die sichere
Lage des Federringes am Dorn noch verbessert. Gegebenenfalls kann sogar das Sackloch
für ein hakenförmig abgebogenes Ende des Federringes durch die Ringnuten überflüssig
werden.
-
Die Verwendung von Lagersteinen ergibt noch den weiteren Vorteil,
daß man die Lagerbohrung in ihnen außermittig anordnen kann, derart, daß die in
radialen Richtungen liegenden Begrenzungsflächen dieser Steine in unterschiedlichen
Abständen von der Mitte der Lagerbohrung liegen, so daß man durch einfaches Umsetzen
der Steine die Gewinderollwerkzeuge auf Vormaß oder Fertigmaß einstellen kann, was
sonst durch verschiedene Tiefe der Lagerausnehmungen für die Zapfen der Rollwerkzeuge
erreicht wird.
-
Die Erfindung gibt des weiteren die Möglichkeit, auf den bekanntlich
nicht senkrecht zur Achsmitte des Dornes angreifenden Walzdruck bezüglich der Lagerung
Rücksicht zu nehmen und diese so einzurichten, daß die Zapfen der Rollwerkzeuge
in Lagerbuchsen und diese in entsprechend großen Ausnehmungen einsetzbar sind und
die Lagerbuchsen etwas unterhalb ihrer Mittenachse durch seitlich in dem Dorn ange=
ordnete Klemmschrauben halterbar sind oder gemäß einer anderen Ausführung die Zapfen
der Rollwerkzeuge in offenen Lagerbuchsen und diese in schräg gegen die Radiale
gerichteten Ausnehmungen einsetzbar und über den Zapfen greifenden Hakenfeder halterbar
sind.
-
Für die Verwendung im Werkstattbetrieb ist es wertvoll, daß keinerlei
Einstellungen der Rollwerkzeuge vorgenommen zu werden brauchen und immer die gleichen
normalen Rollwerkzeuge für die Herstellung des Gewindes auf Vormaß und nachfolgendes
Fertigmaß in den an sich starren zylindrischen Dornkörper einsetzbar und in den
für sie bestimmten Aufnahmen mit einfachen Mitteln halterbar sind. In bestimmten
Grenzen ist der Innengewinderollkopf auch für im Durchmesser etwas abweichende Gewinderollen
bzw. Kalibrier- oder Führungsrollen verwendbar, wobei aber wiederum der Vorteil
ist, daß auch dann wiederum unter sich stets die gleichen Rollwerkzeuge, Kalibrierrollen
bzw. Führungsrollen verwendet werden. Die Anordnung offener, sich kreuzender Ausnehmungen
für diese Rollen hat darüber hinaus den Vorteil, daß die Rollen und ihre Lagerzapfen,
wenn der Gewinderollkopf bei feststehendem Werkstück drehangetrieben ist, durch
die im Bereich der oberen Hälfte der Innenbohrung wirksam werdenden Ölkammern gut
geschmiert werden, wodurch der Rollkopf sehr hohe Leistungen, die Verformungsarbeit
und Geschwindigkeit betreffend, erreicht.
-
Der Gegenstand der Erfindung ist in der Zeichnung in mehreren Ausführungen
beispielsweise dargestellt, und zwar zeigt Fig. 1 die Teilansicht auf den Gewinderollkopf,
Fig. 2 einen Querschnitt durch -den Gewinderollkopf nach Fig.1. Fig. 3 eine Abwicklung
der Umfangsfläche des Gewinderollkopfes mit zwei Gruppen von Gewinderollwerkzeugen,
Fig. 4 einen Querschnitt durch einen solchen Gewinderollkopf, Fig. 5 eine herausgenommene
Gewinderolle mit beidseitigen Lagerzapfen, Fig. 6 und 7 zwei Ausführungsformen der
Gewinderolle nach Fig. 5 im Längsschnitt, Fig. 8 den Gewinderollkopf nach Fig. 1
mit Führungs- oder Kalibrierrollen, Fig. 9 einen Querschnitt durch den Gewinderollkopf
nach Fig. 8, Fig. 10 bis 13 verschiedene Ausführungsformen der Lagerung der Rollen.
-
Der Innengewinderollkopf besteht aus einem zylindrischen Dorn 1, in
dessen Oberfläche längs des Umfanges mehrere sich mittig rechtwinklig kreuzende
offene Ausnehmungen 2, 3 eingearbeitet sind. Von diesen dienen die Ausnehmungen
2 zur Aufnahme und seitlichen Führung der Gewinderollwerkzeuge 4, die mit parallelen
Rillenprofilen versehen sind und im Steigungswinkel a der Gewindesteigung schräggestellt
und im Steigungsverlauf des Gewindes über den Umfang des Dornes gleichmäßig verteilt
angeordnet sind. Es können beispielsweise drei dieser Gewinderollen im Winkel von
je 120° zueinander stehend vorgesehen sein, wie dies aus Fig.2 und 3 ersichtlich
ist. Die rechtwinklig zu den Ausnehmungenr 2 stehenden Ausnehmungen 3 dienen zur
Aufnahme der Zapfen 5 der Gewinderollwerkzeuge. Die Tiefe dieser Ausnehmungen 3
ist geringer als die Tiefe der Ausnehmungen 2 und so bemessen, daß die Profile der
Rollen 4 über die Oberfläche des Dornes so weit hinausstehen, wie es dem zu walzenden
Innengewinde entspricht. Die Ausnehmungen 2 sind so tief, daß die Rollen in dieser
Stellung sich frei drehen.
-
Die in Fig.4 dargestellten linken drei Rollen gehören zu einer Gruppe,
die rechten drei Rollen zu einer zweiten Gruppe. Wenn man annimmt, daß die rechte
Gruppe der Rollen die vordere ist, wenn der Rollkopf arbeitet, so rollen diese Rollwerkzeuge
das Gewinde auf Vormaß, und die linke Gruppe rollt das Gewinde auf Fertigmaß. Die
Rollwerkzeuge beider Gruppen sind aber einander gleich. Nur die Ausnehmungen 3 der
vorderen Gruppe sind etwas tiefer und sind in der Fig. 3 zum Unterschied zu den
Ausnehmungen der ersten Gruppe mit 3 ca bezeichnet. Sie sind zu den Ausnehmungen
3 der ersten Gruppe versetzt angeordnet. In dem Querschnitt nach Fig. 4 ist der
Schnitt im Steigungsverlauf der Rollen der ersten Gruppe geführt, die etwas höher
stehen als die Rollen der zweiten Gruppe.
-
Wenn die Rillenprofile der Gewinderollen einen Abstand a aufweisen,
so ist der Abstand der entsprechenden Gewindeprofile der ersten und zweiten Gruppe
ein ganzzahliges Vielfaches hiervon, nämlich n # a, worin ra eine ganze Zahl
bedeutet. Der die Gewindeprofile tragende Rollkörper kann mit den Zapfen aus einem
Stück bestehen, wie es Fig. 6 zeigt, oder auf eine Achse aufgepreßt sein, wie dies
in Fig. 7 dargestellt ist.
-
Der Rollkopf nach F-ig. 8 unterscheidet sich von demjenigen nach Fig.
1 bis 4 dadurch, daß er zusätzliche Führungs- oder Kalibrierrollen 6 in ähnlichen
kreuzweisen Aussparungen 7 und 8 aufnimmt. Die Ausnehmungen 8 für die Lagerzapfen
sind parallel zur Längsachse angeordnet, so daß die Führungsrollen rechtwinklig
zur Längsachse stehen. Die Rollen. 4 und 6 sind wiederum versetzt zueinander angeordnet.
-
Der in den Fig. 1 bis 9 in verschiedenen Ausführungsformen dargestellte
Innengewinderollkopf
zeigt das Prinzip der Lagerung der Rollen,
die gemäß den Ausführungsformen nach Fig. 10 bis 13 ausgeführt ist.
-
Gemäß Fig. 10 sind die Zapfen 5 der Rollwerkzeuge 4 unmittelbar in
die nach oben offenen Aussparungen 3 eingesetzt. Die Zapfen werden durch am Umfang
des Dornes 1 dicht anliegende offene Federringe 15 gehalten, die an einem Ende mit
einem hakenförmigen Ansatz 16 versehen. sind, der in ein Loch 17 des Dornes eingreift,
um die Lage des Federringes zu sichern.
-
Gemäß der Ausführungsform nach Fig. 11 sind die Zapfen 5 in Lagersteine
18 eingesetzt, die ihrerseits in entsprechend größeren Ausnehmungen 3 b in den Dorn
1 einsetzbar sind. Die Zapfen haben unterschiedliche Abstände von der oberen und
unteren Begrenzungsfläche dieser Lagersteine. Der obere Abstand bi ist größer als
der untere Abstand b2. Die unterschiedlichen Abstände bi und b2 können dem Vormaß
und Fertigmaß beim Gewinderollen entsprechen. Sie können auch andere Toleranzen
berücksichtigen. Die Lagersteine 18 sind demzufolge umsetzbar und haben an der oberen
sowie der unteren Begrenzungsfläche teilringförmige Führungsnuten 19 zur Aufnahme
der Federringe 15, die gegebenenfalls auch in Ringnuten 20 des Dornes 1 liegen können.
-
In der Ausführungsform nach Fig. 12 dienen zur Lagerung der Zapfen
5 die über diese schiebbaren Lagerbuchsen 21, die in entsprechend großen Ausnehmungen
3 c durch die spitze Madenschraube 22 gehaltert sind, die etwas unterhalb der Achsmitte
der Zapfen bzw. der Lagerbuchsen angreift, um die etwas schräggerichtete Walzdruckkomponente
zu berücksichtigen.
-
Gemäß der Ausführungsform nach Fig. 13 wird die etwas schräge Walzdruckkomponente
durch entsprechende Schrägstellung der Ausnehmungen 3 d ausgeglichen, die in die
offenen U-förmigen Lagerbuchsen 23 einsetzbar sind, in welchen die Lagerzapfen 5
lagern. Die Halterung der Lagerzapfen erfolgt durch Hakenfedern 24, die in Löchern
25 sitzen und durch Schlitze 26 der Lagerbuchsen 23 hindurchgreifen und die Lagerzapfen
5 in der offenen Lagerbuchse halten. Zur Aufnahme der Hakenfedern sind in dem Dorn
Schlitze 27 vorgesehen.