DE1477003B1 - Vorrichtung zum herstellen von drahtschrauben aus steifem draht insbesondere von mänteln für biegsame wellen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen von Drahtschrauben aus steifem Draht, insbesondere von Mänteln für biegsame Wellen, mit einander nicht überlappenden Windungen, bei der der Draht durch Zuführrollen synchron angetrieben zylindrischen Formwalzen zuführbar ist.

Eine derartige Vorrichtung ist in der deutschen Patentschrift 597192 beschrieben; bei dieser Vorrichtung wird die Hauptarbeit von den Zuführrollen aufgebracht, und die Achsen der Fonnwalzen, welche unterschiedliche Durchmesser aufweisen, sind zur Windeachse der herzustellenden Drahtschrauben parallel angeordnet.

Bei einer anderen bekannten Einrichtung (USA.-Patentschrift 2 643 698) wird der Draht unter Fortfall der Zuführrollen mittels der von Hand angetriebenen Formwalzen um einen Kern gewunden. Die Fonnwalzen sind zylindrisch ausgebildet und windschief zueinander angeordnet und können verstellt werden; die engste Durchtrittöffnung wird dabei von den äußersten Kanten der Formwalzen gebildet. Mit dieser Vorrichtung ist die Verarbeitung von steifem Draht nicht möglich und der Schrägstellwinkel der Formwalzen kann nicht unabhängig von der Einstellung der engsten Durchtrittsöffnung eingestellt werden.

Zwecks Herstellung von Drahtschrauben, deren Windungen einander überlappen, ist die Verwendung von nicht-zylindrischen, gegen die Windeachse geneigten Formwalzen bekannt (USA.-Patentschrift 1117 686), deren Oberflächen Nuten aufweisen, die von Walze zu Walze schraubenlinienförmig gegeneinander versetzt sind. Das Herstellen von Drahtschrauben kann dabei nur unter Verwendung von im Querschnitt entsprechend der Nutform vorgeformtem Drahtmaterial erfolgen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Herstellen von Drahtschrauben aus steifem Draht zu schaffen, die eine hohe Leistungsfähigkeit aufweist und es ermöglicht, das Verformen des steifen Drahtes zur fertigen Drahtschraube allmählich erfolgen zu lassen, wobei die Formänderungsarbeit überwiegend von den Formwalzen ausgeführt werden soll.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die zylindrischen Formwalzen windschief zu der Windeachse und um diese herum jeweils mit gleichem Abstand und mit gleichem Schrägstellwinkel derart angeordnet sind, daß sie einen Zwischenraum begrenzen, der sich in Richtung der Windeachse gesehen bis auf eine Durchtrittsöffnung kleinster Weite verjüngt und anschließend erweitert, und daß der Draht jeweils senkrecht zur Achse der ersten an ihn angreifenden Formwalze mit Abstand von der Durchtrittsöffnung kleinster Weite zuführbar ist.

Bei einer derart ausgebildeten Vorrichtung werden in vorteilhafter Weise die Verformungskräfte hauptsächlich an den zu verformenden Stellen des Drahtes ausgeübt und müssen zum großen Teil nicht erst über ein längeres Drahtstück übertragen werden. Da die entstehende Drahtschraube erst allmählich auf ihren Enddurchmesser gebracht wird, wird das Verformen steifen Drahtes erheblich erleichtert, wodurch eine hohe Leistungsfähigkeit der Vorrichtung erreichbar ist. Auf die Qualität der hergestellten Drahtschrauben wirkt sich vorteilhaft aus, daß die Drahtschrauben sich nach Durchlaufen der Durchtrittsöffnung kleinster Weite allmählich entspannen können.

Ausgestaltungen im Rahmen der Erfindung sind in Unteransprüchen gekennzeichnet. Sie betreffen die Einstellbarkeit der Fonnwalzen hinsichtlich des Schrägstellwinkels und der Durchtrittsöffnung kleinster Weite sowie die Verstellbarkeit der Zuführrollen zusammen mit der ersten am Draht angreifenden Formwalze.

Ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Perspektivansicht eines Satzes von schräggestellten Formwalzen und eines Satzes von Zuführrollen,

Fig. 2 einen Grundriß der erfindungsgemäßen Vorrichtung,

F i g. 3 einen Schnitt entlang der Linie IH-III in F i g. 2, welcher die Antriebseinrichtung für eine der Walzen zeigt,

F i g. 4 die Antriebseinrichtung der Zuführwalzen,

F i g. 5 eine Seitenansicht der Antriebseinrichtung der Zuführwalzen vom Pfeil V in F i g. 4 her gesehen.

Gemäß F i g. 1 sind drei zylindrische Formwalzen 1,2 und 3 windschief zu einer Windeachse 4 und um diese herum jeweils mit gleichem Abstand und mit gleichem Schrägstellwinkel angeordnet. Die Formwalzen 1,2 und 3 werden im Uhrzeigersinn mit der gleichen Drehzahl um ihre Achsen durch eine im nachstehenden beschriebene Einrichtung angetrieben. Vier Zuführrollen 5,6,7 und 8 werden zusammen mit den Walzen 1,2 und 3 über ein (nachstehend beschriebenes) Getriebe angetrieben. Steifer Stahldraht 9 wird von einer Spule (nicht gezeigt) durch die Rollen 5,6,7 und 8 abgezogen und mit einer kleinen Kraft in den Zwischenraum der Formwalzen 1,2 und 3 senkrecht zur Achse der Walze 3 hineingetrieben. Der Draht 9 hat ungefähr rechteckigen Querschnitt, seine größeren Seiten stehen in Berührung mit den Zuführrollen 5,6,7 und 8, und er wird durch diese an die Walze 3 gedrückt. Vor Anlauf der Herstellung der Drahtschrauben wird das freie Ende des Drahtes im Sinne einer keilförmigen Verjüngung vorgeformt und in die Vorrichtung bei stillstehenden Formwalzen 1 bis 3 und vermindertem Druck der Zuführrollen 5 bis 7 eingeführt, und zwar in den Schlitz am konischen Ende eines nicht dargestellten Kernes, der sich entlang der Windeachse erstreckt. Der Kern wird um etwa 360° von Hand gedreht, um dem freien Ende des Drahtes die Form einer Schraubenwindung zu geben. Anschließend wird der genannte Kern entlang der Windeachse abgezogen, was wegen des offenen Schlitzes im Kern möglich ist. Die Zuführrollen 5 bis 7 werden anschließend an den Draht zugestellt, und die Maschine wird mit niedriger Geschwindigkeit laufen gelassen, bis die erste Windung der Drahtschraube durch die Durchtrittsöffnung kleinster Weite, gebildet durch die windschief angeordneten Formwalzen 1 bis 3, hindurchgetreten ist und aus der Maschine heraustritt. Danach wird die Maschine mit normaler Geschwindigkeit angetrieben.

Hierbei steht der Draht 9 mit seiner größeren Seite in Berührung mit der Oberfläche der Walze 3. Die Fomwalze 3 lenkt ihn tangential nach der Formwalze 2 hin ab und axial in Richtung des Pfeils A, wodurch eine schraubenlinienförmige Windung 10 gebildet wird. Die frischgeformten Schraubenlinien-

windungen werden axial (in Richtung des Pfeils A) durch die Walzen 1,2 und 3 bewegt und radial so lange zusammengedrückt, bis sie die Durchtrittsöffnung kleinster Weite der Walzen 1,2 und 3 erreichen. Der Draht 9 läuft aus der Durchtrittsöffnung kleinster Weite unter allmählichem Entspannen heraus, wobei er schraubenlinienförmig gewunden ist und sich um die Windeachse 4 dreht, und befindet sich dann in einer Form, die sich für die Verwendung als Mantel 12 für biegsame Wellen eignet. Der Durchmesser des die Walzen 1,2 und 3 verlassenden Mantels 12 hängt vom Durchmesser der Durchtrittsöffnung kleinster Weite ab, d. h., vom kleinsten Abstand zwischen den Walzenoberflächen und der Windeachse 4. Die Steigung der Drahtschraube hängt vom Schrägstellwinkel der Walzen 1,2 und 3 ab. Die Oberfläche des Drahtes 9 wird bei der Bearbeitung durch die Walzen 1,2 und 3 verfestigt.

Gemäß F i g. 2 hat die Vorrichtung ein im großen und ganzen dreieckiges Rahmenwerk 19. Dieses trägt ein Zahnrad 20 (welches an der Seite liegt, die der in F i g. 2 gezeigten Ansicht gegenüberliegt), das auf Lagern 31 drehbar ist und über ein Kettenrad 27 und eine Kette 28 (F i g. 3) angetrieben wird. Diese werden durch einen Elektromotor angetrieben. Das Zahnrad 20 treibt drei Zwischenräder 21,22 und 23 an, welche wiederum drei weitere Stirnzahnräder 24, 25 und 26 antreiben.

In Fig. 3 ist die Antriebsanordnung für die Walze 1 gezeigt. Das Stirnzahnrad 24 und ein Kegelzahnrad 30 sitzen auf einer keilverzahnten Welle 29. Das Kegelzahnrad 30 kämmt mit einem weiteren Keg^lzahnrad 32, welches starr mit einer Welle 33 verbunden ist, die im rechten Winkel zu der Welle 29 liegt und eine Keilverzahnung zur Aufnahme eines Kegelrades 34 aufweist.

Das Kegelrad 34 kämmt mit einem weiteren Kegelrad 35, welches mit einer Welle 36 starr verbunden ist, die in einem Lager 42 drehbar ist und im rechten Winkel zur Welle 33 liegt. Ein Stirnzahnrad 37 ist an der Welle 36 befestigt und kämmt mit einem Stirnzahnrad 38. Das Stirnzahnrad 38 treibt das eine Ende der Formwalze 1 an (welche in Fig. 3 mit ihrer Achse parallel zur Achse 4 und nicht zu dieser schräggestellt gezeigt ist). Die Enden der Formwalze 1 werden in Lagern 39 und 40 gehalten.

Das Zahnrad 35, die Welle 36, das Zahnrad 37, das Zahnrad 38, die Lager 39,40 und eine Flanschhülse 41, die diese Teile und das Lager 42 trägt, sind zusammen um die Achse der Welle 33 drehbar. Ein Arm 43 ist an die Flanschhülse 41 angeschraubt und trägt an seinem Ende einen Bolzen 44 und eine Mutter 45, welche in einen Schlitz 46 in einer Verstellplatte 47 hineinpassen, die um ein vorstehendes Lager 48 an der Achse des Rahmenwerks 19 drehbar angebracht ist. Die Verstellplatte 47 trägt einen Fixierungs-Ringbolzen 49, welcher ein kugelförmiges Lager hat, durch das der Schaft eines zweiten Ringbolzens 50 hindurchführt. Das Auge des Ringbolzens 50 ist durch ein kugelförmiges Lager an einem Vorsprung 51 des Rahmenwerks 19 befestigt. Der Ringbolzen 49 kann entlang des Schaftes des Bolzens 50 verstellt werden, wobei gleichzeitig die Platte 47 um das Lager 48 herumgedreht wird und der Arm 43 die Flanschhülse 41 um die Achse der Welle 33 dreht. Das Zahnrad 35, die Welle 36, das Zahnrad 37, das Zahnrad 38 und die Lager 39 und 40 werden mit der Flanschhülse 41 um die Achse der Welle 33 gedreht, wobei die Zähne des Zahnrades 35 in Eingriff mit denjenigen des Zahnrades 34 bleiben. Auf den mit Außengewinde versehenen Schaft des Ringbolzens 50 sind zwei Muttern 52 und 53 angeschraubt, welche den Ring des Ringbolzens 49 umschließen und dazu dienen, die Lage der Bolzen-Mutter-Verbindung 44/45 zum Vorsprung 51 des Rahmenwerks 19 zu sichern, an dem der Ringbolzen

ίο 50 befestigt ist. Durch diese Einrichtung kann der Schrägstellwinkel der Formwalzen 1 bis 3 eingestellt und gesichert werden.

Die Flanschhülse 41 ist von einer Buchse 74 umgeben, welche gegen Drehung durch einen Keil 75 gesichert ist, der sich an einen Teil 76 des Rahmenwerks 19 abstützt. Die Buchse 74 ist mit einem Außengewinde 73 versehen, das mit einer Verstellmutter 55 zusammenarbeitet, die außen als Schnekkenrad gestaltet ist. Das Schneckenrad steht mit

ao einer Schnecke 56 im Eingriff. Wenn die Schnecke 56 gedreht wird, wird die als Schneckenrad gestaltete Verstellmutter 55 um die Achse der Welle 33 gedreht. Die gegen Drehung gesicherte Buchse 74 wird entlang der Welle 33 bewegt und nimmt die Flanschhülse 41 mit. Die Flanschhülse 41 nimmt die Zahnräder 34 und 35, die Welle 36, die Zahnräder 37 und 38 und die Lager 39,40 mit. Die Welle 33 ist kerbverzahnt, so daß das Zahnrad 34 sich axial auf der Welle 33 bewegen kann. Es sei darauf hingewiesen, daß der Abstand zwischen dem Flansch der Buchse 74 und dem Teil 76 des Gestells in der Praxis größer ist als in der Zeichnung (F i g. 3) dargestellt ist.

Somit kann die Formwalze 1 um die Windeachse 4 durch Drehen der Lager 39 und 40 um die Achse der Welle 33 in der beschriebenen Art schräggestellt werden. Der kleinste Abstand der Oberfläche der Walze 1 von der Windeachse 4 — somit die Durchtrittsöffnung kleinster Weite — kann durch Bewegen der Lager 39 und 40 in Richtung der Achse der Welle 33 auf die beschriebene Art und Weise eingestellt werden.

Ein Hohlzylinder 60, der mit der Windeachse 4 fluchtet, führt durch die Mitte des Lagers 48.

Die Zahnräder 25 bzw. 26 treiben die Formwalzen 2 bzw. 3 über Zahnradanordnungen an, die mit denjenigen identisch sind, die in bezug zum Zahnrad 24 und zur Formwalze 1 beschrieben worden sind. Ein Arm 61, ein Bolzen 62 und eine Mutter 63 arbeiten mit einem Schlitz 64 in der Platte 47 zusammen (Fig. 2), um die Formwalze 2 zur Windeachse 4 schrägzustellen, wenn die Platte 47 um das Lager 48 herum gedreht wird. Ein Arm 65, ein Bolzen 66, eine Mutter 67 und ein Schlitz 68 in der Platte 47 führen die gleiche Einstellfunktion für die Walze 3 aus. Als Schnecken ausgebildete Muttern 69 bzw. 70 arbeiten mit Schneckenrädern 72 bzw. 71 zusammen und erlauben, den kleinsten Abstand der Oberflächen der Formwalzen 2 bzw. 3 von der Windeachse 4 in der für die Formwalze 1 beschriebenen Weise einzustellen.

Das Getriebe zum Antrieb der Zuführrollen 5,6,7 und 8 und die Zuführrollen 5,6,7 und 8 selbst sind in einem Gehäuse 100 (F i g. 4, 5) enthalten, das durch Bolzen 102 mit einer Flanschhülse 101 verbunden ist. Die Flanschhülse 101 trägt die Formwalze 3 und entspricht der Flanschhülse 41 für die Formwalze 1.

Ein Stimzahnrad 99 (das Äquivalent des Stirnzahnrades 37 in Fig.3) wird in der in Fig.3 gezeigten Weise angetrieben und kämmt mit einem Stimzahnrad 103 (dem Äquivalent zum Stirnzahnrad 38), welches die Formwalze 3 antreibt. Die Zuführrollen S bis 7 werden über ein Getriebe angetrieben, das im folgenden beschrieben wird.

Das Zahnrad 103 greift in ein Zwischenrad 104 ein, welches mit einem Zahnrad 105 im Eingriff steht, das koaxial zur Zuführrolle 5 gelegen ist und diese antreibt. Die Welle der Zuführrolle 5 trägt auf der anderen Seite ein Zahnrad (das Zahnrad ist in den F i g. 4 und 5 verdeckt), welches in ein Zwischenrad 106 und ein Rad 107 eingreift, welches koaxial zu der Zuführrolle 6 gelegen ist und diese antreibt. Das vom Zwischenrad 106 angetriebene Zahnrad 108 treibt die Zuführrolle 7 und ein Zahnrad 109 an, welches koaxial zur Zuführrolle 8 gelegen ist und diese antreibt. Die Zuführrollen 5,6,7 und 8 drehen sich in Richtung der gezeigten Pfeile (F i g. 1) und treiben den Draht 9 unter einer geringen Kraft gegen die Formwalze 3. Wenn die Formwalzen 1,2 und 3 um die Windeachse 4 in der beschriebenen Weise in Schräglage gebracht werden, wird das Gehäuse 100 zusammen mit der Formwalze 3 verstellt, so daß der Draht 9 in den Raum zwischen den Formwalzen 1,2 und 3 stets in einer Ebene eintritt, welches im rechten Winkel zur Achse der Formwalze 3 steht.

Bei der praktischen Anwendung wird der Winkel der Schräglage der Formwalzen 1,2 und 3 um die Windeachse 4 durch Einstellen der Lage des Ringbolzens 49 entlang dem Schaft des Bolzens 50 eingestellt. Der Durchmesser der Durchtrittsöffnung kleinster Weite wird durch Verdrehen der Schnek- ken56,69 und 71 in die erforderliche Winkellage eingestellt. Die Zuführrollen 5,6,7 und 8 und die Formwalzen 1,2 und 3 werden gleichzeitig durch das beschriebene Getriebe angetrieben, wobei der Draht 9 von einer Spule abgezogen und zu einer Drahtschraube geformt wird, welche durch den Hohlzylinder 60 austritt.

Die Oberfläche des Mantels 12, wie er durch die erfindungsgemäße Einrichtung hergestellt wird, ist durch die Formwalzen 1,2 und 3 oberflächengehärtet. Sein Aussehen unterscheidet sich von Mänteln, welche durch herkömmliche Vorrichtungen hergestellt sind, dadurch, daß seine Oberfläche etwas glänzender ist.

Die ganze Vorrichtung einschließlich der Vorratsspule für den Draht kann so gedreht werden, daß der Mantel 12 sich nicht dreht, wenn er die Vorrichtung verläßt. Dadurch wird die fortlaufende Produktion erheblich erleichtert.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Herstellen von Drahtschrauben aus steifem Draht, insbesondere von Mänteln für biegsame Wellen, mit einander nicht überlappenden Windungen, bei der der Draht durch Zuführrollen synchron angetriebenen, zylindrischen Formwalzen zuführbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Formwalzen (1, 2, 3) windschief zu der Windeachse (4) und um diese herum jeweils mit gleichem Abstand und mit gleichem Schrägstellwinkel derart angeordnet sind, daß sie einen Zwischenraum begrenzen, der sich in Richtung der Windeachse (4) gesehen bis auf eine Durchtrittsöffnung kleinster Weite verjungt und anschließend erweitert, und daß der Draht (9) jeweils senkrecht zur Achse der ersten an ihm angreifenden Formwalze (3) im Abstand von der Durchtrittsöffnung kleinster Weite zuführbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Formwalze mit ihren Lagern (39,40) und ihrem zugehörigen Getriebe (35 bis 38) von einer Flanschhülse (41; 101) getragen wird, die koaxial zu einer jeweils senkrecht zur Windeachse (4) verlaufenden Antriebswelle (33) angeordnet ist und die um die Achse der Antriebswelle (33) drehbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Flanschhülsen (41; 101) jeweils in Längsrichtung der zugehörigen Antriebswellen (33) verschiebbar sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß an der die erste am Draht (9) angreifende Formwalze (3) tragenden Flanschhülse (101) ein Gehäuse (100) befestigt ist, in dem die Zuführrollen (5 bis 8) und die zugehörigen, vom Getriebe der Formwalze (3) aus angetriebenen Zahnräder (106 bis 109) angeordnet sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen