DE1086661B - Innengewinderollkopf - Google Patents

Innengewinderollkopf

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DE1086661B
DE1086661B DEP20611A DEP0020611A DE1086661B DE 1086661 B DE1086661 B DE 1086661B DE P20611 A DEP20611 A DE P20611A DE P0020611 A DEP0020611 A DE P0020611A DE 1086661 B DE1086661 B DE 1086661B
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DE
Germany
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mandrel
rolling
recesses
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thread
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Pending
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DEP20611A
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English (en)
Inventor
Wilhelm Moeltzner
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PEE WEE MASCHINEN und APPBAU W
Original Assignee
PEE WEE MASCHINEN und APPBAU W
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Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21HMAKING PARTICULAR METAL OBJECTS BY ROLLING, e.g. SCREWS, WHEELS, RINGS, BARRELS, BALLS
    • B21H3/00Making helical bodies or bodies having parts of helical shape
    • B21H3/08Making helical bodies or bodies having parts of helical shape internal screw-threads

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Rolling Contact Bearings (AREA)

Description

  • 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.

Claims (7)

  1. PATENTANSPRÜCHE: 1. 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, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Dorn (1) weitere offene Ausnehmungen (3) für die Lagerung der Rollwerkzeuge (4) rechtwinklig zu den im Steigungsverlauf stehenden Ausnehmungen (2), diese mittig kreuzend, angeordnet sind.
  2. 2. Innengewinderollkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Dorn (1) mehrere Gruppen von gleichen Rollwerkzeugen (4) je im Steigungsverlauf stehend und in Längsrichtung des Dornes hintereinander und versetzt angeordnet sind und die Aufnahmen (3, 3 a) für Lagerzapfen (5) dieser Gruppen von Rollwerkzeugen (4) gruppenweise verschieden tief sind, derart, daß die vorderen Rollwerkzeuge einer Gruppe etwas tiefer im Rolldorn lagern als die Rollwerkzeuge der nachfolgenden Gruppe.
  3. 3. Innengewinderollkopf nach Anspruch 1 und 2 mit abständig vor den Rollwerkzeugen in Ausnehmungen des Dornes angeordneten Führungsrollen, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsrollen (6) versetzt zu den Rollwerkzeugen (4) in weiteren offenen Ausnehmungen (8) des Dornes (1) lagern, welche die Ausnehmungen (7) zur Aufnahme der Führungsrollen rechtwinklig kreuzen und parallel zur Längsachse des Dornes angeordnet sind.
  4. 4. Innengewinderollkopf nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die vor den Gewinderollen (4) angeordneten Führungsrollen (6) Kalibrierwerkzeuge für die mit Gewinde zu versehene Bohrung sind.
  5. 5. Innengewinderollkopf nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewinderollen (4) und die Führungsrollen (6) mit ihren Zapfen unmittelbar in ihren Ausnehmungen (3, 8) gelagert und durch über die Zapfen greifende, sich am Umfang des Dornes anlegende offene Federringe (15) gehaltert sind, die mit ihrem hakenförmig abgebogenen Ende (16) in am Umfang des Dornes angeordnete Löcher (17) eingreifen.
  6. 6. Innengewinderollkopf nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewinderollen (4) und die Führungsrollen (6) mit ihren Zapfen in Lagersteinen (18) gelagert und diese in entsprechend großen Ausnehmungen (3 b) des Dornes einsetzbar sind und die Lagerbohrungen in den Steinen zu den in radialer Richtung liegenden Begrenzungsflächen in unterschiedlichen Abständen (bi, b2) von diesen angeordnet sind, derart, daß die Rollwerkzeuge durch Umsetzen der Steine auf Vormaß oder Fertigmaß einstellbar sind und beide in radialer Richtung liegende Begrenzungsflächen der Steine Teilringnuten (19), die dem Durchmesser des Dornes entsprechen, zur Aufnahme der Federringe (15) aufweisen.
  7. 7. Innengewinderollkopf nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerzapfen (5) der Rollwerkzeuge (4, 6) in Lagerbuchsen (21) und diese in entsprechend großen Ausnehmungen (3c) einsetzbar sind und die Lagerbuchsen etwas unterhalb ihrer Mittenachse durch seitlich in dem Dorn angeordnete Klemmschrauben (22) gesichert sind. B. Innengewinderollkopf nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerzapfen (5) der Rollwerkzeuge (4, 6) in offenen Lagerbuchsen (23) und diese in schräg gegen die Radiale gerichtete Ausnehmungen (3 d) einsetzbar und mittels in Schlitzen (26) der Lagerbuchsen und über die Zapfen greifende Hakenfedern (24) gesichert sind. In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-PatentschriftNr. 2 645 954.
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