DE1283791B - Walzbacken zum Herstellen eines Gewindes mit zwei Gaengen unterschiedlicher Gangtiefe auf einem Schraubenrohling - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft Walzbacken zum Herstellen eines Gewindes mit zwei Gängen unterschiedlicher Gangtiefe auf einem Schraubenrohling, mit einander zugewandten Arbeitsflächen, die zur Bildung der Gewindegänge Nuten aufweisen, deren Querschnitt am Auslaufende der Backen gleich demjenigen der Gewindegänge ist, und die einen vor dem Auslaufende liegenden Kalibrierteil gleichen Querschnitts umfassen. Derartige Walzbacken unterscheiden sich wesentlich von denjenigen zum Aufbringen eines Gewindes mit nur einem Gewindegang. Durch die unterschiedliche Gangtiefe der beiden Gewindegänge entstehen beim Walzen unterschiedliche Umfangsgeschwindigkeiten, die die saubere Ausführung des Kaltbearbeitungsvorganges beeinträchtigen. Darüber hinaus entstehen während des Walzvorganges solcher Gewinde mit bekannten Walzbacken durch die ungleichmäßige Werkstoffverlagerung unterschiedliche Drücke und damit Spannungen in den Gewindegängen, die zu einem leichten Ablösen des Gewindeganges vom Schraubenschaft führen, sobald die Gänge bereits einer geringen Belastung ausgesetzt werden.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Gewindewalzbacken zum Herstellen eines Gewindes mit zwei Gängen unterschiedlicher Gangtiefe auf einem Schraubenrohling zu schaffen, bei denen die die Gewindegänge bildenden Nuten, also die den Gang großer Gangtiefe und die den Gang geringer Gangtiefe bildenden Nuten, in jedem Augenblick des Walzvorganges den gleichen Füllungsgrad der unterschiedlichen Nutenquerschnitte sicherstellen, so daß das vollständige Ausfüllen der Nutenquerschnitte aller Nuten etwa gleichzeitig erfolgt, wodurch das Auftreten von Spannungen und Drücken in den gefertigten Gewindegängen vermieden wird. Dieses gleichmäßige Anfüllen der Nuten wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß die Nuten zur Bildung des Gewindeganges großer Gangtiefe vom Einlaufende zum Auslaufende einen dem im Kalibrierteil vorgesehenen Querschnitt entsprechenden Grundquerschnitt besitzen und die Ränder Nuten vom Kalibrierteil aus zum Einlaufende hin mit stetig zunehmender Tiefe abgefast sind, wobei die Fasen-$ächen in einem größeren Winkel zueinander stehen als die Seitenwände der Nuten im Kalibrierteil-und sich am Einlaufende von den Nutränndern bis zum Nutboden hin erstrecken, während die Nut zur Bildung des Gewindeganges kleiner Gangtiefe unter Beibehaltung des Winkels der Nutseitenwände zueinander vom Kalibrierteil aus zum Einlaufende hin stetig verbreitert ist. Durch eine solche Ausbildung der Nuten der erfindungsgemäßen Gewindewalzbakken sind sowohl die den Gang geringer Gangtiefe bildenden Nuten als auch diejenigen, die den Gang großer Gangtiefe bilden, beim Einlaufen des Schraubenrohlings in den Kalibrierteil der Gewindewalzbacken völlig ausgefüllt. Daher können mit diesem Gewindewalzbacken Schrauben gefertigt werden, deren Gänge nicht nur eine glatte Oberfläche, sondern auch einen sauberen und glatten äußeren Rand besitzen. Da während des Kaltftießvorganges beim Gewindewalzen ein gleichmäßiger Werkstoffluß erreicht wird, entstehen in den Gewindegängen keine die Festigkeit der Gewindegänge beeinträchtigenden Spannungen.
• Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Dabei zeigen F i g. 1 eine schematische Ansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer feststehenden und einer hin- und hergehenden Gewindewalzbacke; F i g. 2 eine Ansicht einer mit den erfindungsgemäßen Walzbacken hergestellten Schraube; F i g. 3 eine schematische Draufsicht auf die Arbeitsfläche der in F i g. 1 dargestellten, feststehenden Gewindewalzbacke; F i g. 4 eine der F i g. 3 entsprechende, schematische Draufsicht auf die Arbeitsfläche der in F i g.1 dargestellten, hin- und hergehenden Gewindewalzbacke; F i g. 5 eine schematische Darstellung mehrerer Querschnitte durch die Nuten in den Gewindewalzbacken; F i g. 5 A einen Schnitt längs der Linie 5 A-5 A in F i g. 4, in vergrößertem Maßstab; F i g. 6 A bis 6 E mehrere Schnitte längs der Linien 6A, 6B, 6C, 6 D und 6 E in F i g. 3 und 4, in vergrößertem Maßstab und F i g. 7 einen Schnitt längs der Linie 7-7 in Fig.5A.
• Die in F i g. 1 als Ganzes mit 10 bezeichnete Gewindewalzeinrichtung umfaßt eine feststehende Gewindewalzbacke 12 und eine hin- und hergehende Gewindewalzbacke 14. Um auf einen Schraubenrohling 16 in abwechselnder Reihenfolge angeordnete Gewindegänge unterschiedlicher Gangtiefe aufzubringen, wird die Walzbacke 14 etwa parallel zur Walzbacke 12 bewegt. Die Gewindegänge großer Gangtiefe sind mit 18 und diejenigen geringerer Gangtiefe mit 20 bezeichnet. Der Schraubenrohling 16 besitzt eine Spitze 24 und einen Kopf 22.
• Obwohl die Gewindewalzbacken 12 und 14, wie üblich, unterschiedliche Gesamtlängen aufweisen, sind sie sonst im wesentlichen spiegelbildlich einander gleich, abgesehen von gewissen speziellen Unterschieden, die noch besonders besprochen werden.
• Beide Gewindewalzbacken weisen etwa parallel zueinander verlaufende Nuten unterschiedlicher Tiefe auf. Die Nuten verlaufen unter einem Winkel vorbestimmter Größe über die Gewindewalzbacken, wobei der Winkel durch die Steigung und den Durchmesser der zu fertigenden Schraube bestimmt wird. In F i g. 3 und 4 sind die in vollen Linien dargestellten Nuten 26 und 30 flacher als diejenigen, die in unterbrochenen Linien 28 und 32 dargestellt sind. Auf dem Schraubenrohling erzeugen die flachen Nuten 26 und 30 die Gewindegänge 20, während die tieferen Nuten 28 und 32 die Gewindegänge 18 bilden.
• Wie am besten aus F i g. 5 und 5 A zu erkennen ist, ändert sich die Breite und Tiefe aller Rillen in verschiedenen Verhältnissen zueinander. Die in F i g. 5 dargestellten Umrißquerschnitte zeigen die progressive Veränderung entlang der Länge der Nuten. Die in F i g. 5 veranschaulichten Umrißquerschnitte sind in den F i g. 6 A bis 6 E im Querschnitt einzeln dargestellt und zeigen den Kaltfluß des Werkstoffes des Rohlings während des Aufwalzens der Gewindegänge.
• Die stationäre Gewindewalzbacke 12 hat ein Einlaufende 34 und ein Ablaufende 36, deren Arbeitsflächen etwas zurückweichen, um den Eintritt des Schraubenrohlings bzw. dessen Entnahme aus den Gewindewalzbacken zu erleichtern. Beide Gewindewalzbacken 12, 14 umfassen einen Kalibrierteil 38, in dem die Nuten über einen bestimmten Teil ihrer Länge eine konstante Breite und Tiefe haben, um den Schaft und das darauf erzeugte Gewinde genau auf Sollmaß zu bringen, nachdem sie durch die Gewindewalzbacken geformt worden sind.
• Die Gewindewalzbacken 12 und 14 umfassen, wie am besten aus F i g. 5 A und 7 zu ersehen ist, eine Arbeitsfläche 40 mit Nuten 30 und 32, wobei die Nuten 26 und 28 die Nuten 30 und 32 zur Aufnahme der absoluten Gesamtlänge ähnlich sind. Zum Formen der Gewindegänge 18 besitzen die Nuten 32 gegenüberliegende Seitenwände 42 und 44 und einen Boden 46, der sich bei 48, wie später beschrieben werden wird, verändert. Wie F i g. 5 A zeigt, konvergieren die Seitenwände 42 und 44 und der Boden 46 nähert sich der Arbeitsfläche 40 an, d. h., die Nute wird auf einem großen Teil ihrer Länge immer flacher, wie F i g. 7 am besten zeigt.
• Die Ausbildung der beiden Gewindegänge 18 und 20 ist aus F i g. 6 A bis F i g. 6 E ersichtlich. F i g. 6 A ist ein Schnitt, aus dem das Fließen des Werkstoffes zu Beginn des Gewindewalzvorganges zeigt. Der große Auslaufwinkel der Nut 32 am Anfang der Nut wirkt sich so aus, daß der Werkstoff des Schraubenrohlings in den Nuten zusammenfließt. F i g. 6 B ist eine Darstellung, die einer etwa 30°/oigen Bildung der Gewindegänge entspricht und aus der das weitere Fließen des Werkstoffes in die Nuten ersichtlich ist. Aus F i g. 6 C ist zu entnehmen, daß die Gewindegangteile 18 C und 20 C fast vollständig ausgefüllt sind. Diese Darstellung entspricht einer etwa 60o/oigen Bildung der Gewindegänge. Die Darstellung der F i g. 6 D zeigt, daß der Gewindegang 20 schon voll ausgeformt ist, während der Gewindegangteil 18 D erst zu etwa 90 % ausgeformt ist. Aus F i g. 6 E ist zu entnehmen, daß beide Gewindegänge 18 und 20 vollständig geformt sind. Die F i g. 6 A bis 6 E sind Projektionen für eine halbe, drei, fünf und sieben Umdrehungen eines Schraubenrohlings in 30facher Vergrößerung. Es dürfte aber klar sein, daß beim Gewindewalzen der Prozentsatz der Gewindebildung pro Umdrehung des Rohlings je nach der Größe des Rohlings unterschiedlich ist.
• Der Schraubenrohling 16 wird im Kalibrierteil 38 der Gewindewalzbacken von einer etwa ovalen Form wieder in eine kreisrunde Form gebracht, wobei auch die Gewindegänge ihr Sollmaß erhalten. Mit den erfindungsgemäßen Walzbacken hergestellte Gewinde sind nicht nur gut ausgeformt und haben eine hohe Festigkeit, sondern weisen darüber hinaus durch den gleichmäßigen Kaltfluß des Werkstoffs des Schraubenrohlings eine glatte Oberfläche und scharfe Kanten auf.

Claims (1)

1. Patentanspruch: Walzbacken zum Herstellen eines Gewindes mit zwei Gängen unterschiedlicher Gangtiefe auf einem Schraubenrohling, mit einander zugewandten Arbeitsflächen, die zur Bildung der Gewindegänge Nuten aufweisen, deren Querschnitt am Auslaufende der Backen gleich demjenigen der Gewindegänge ist, und die einen vor dem Auslaufende liegenden Kalibrierteil gleichen Querschnitts umfassen, dadurch gekennzeichn e t, daß die Nuten (32) zur Bildung des Gewindeganges großer Gangtiefe vom Einlaufende (34) zum Auslaufende (36) einen dem im Kalibrierteil vorgesehenen Querschnitt entsprechenden Grundquerschnitt besitzen und die Ränder der Nuten vom Kalibrierteil aus zum Einlaufende hin mit stetig zunehmender Tiefe abgefast sind, wobei die Fasenflächen (42, 44) in einem größeren Winkel zueinander stehen als die Seitenwände (52) der Nuten im Kalibrierteil und sich am Einlaufende von den Nuträndern bis zum Nutboden (48) hin erstrecken, während die Nut (30) zur Bildung des Gewindeganges kleiner Gangtiefe unter Beibehaltung des Winkels der Nutseitenwände zueinander vom Kalibrierteil aus zum Einlaufende hin stetig verbreitert ist.