DE1552186A1 - Gewinderollmaschine - Google Patents

Description

Pee-Wee Maschinen- und Apparatebau Werner Plagemann, Berlin 52, Waldstr. 22-28

Gewinderollmaschine

Die Erfindung bezieht sich auf eine Gewinderollmaschine, bei welcher drei in gleicher Drehrichtung angetriebene RoIlwerkzeuge in gleicher Achsebene angeordnet und fest mit ihren Antriebswellen verbunden sind, von denen die mittlere Rolle ortsfest gelagert ist und die beiden seitlichen Rollen an Schlitten gelagert und in der Achsebene gegen einstellbare Anschläge verschiebbar und deren Schlitten von Druckgliedern beaufschlagbar sind, und bei welcher die mittlere Rolle mit höherer Umfangsgeschwindigkeit als die beidenseitlichen Rollen angetrieben wird und dementsprechend eine geringere Steigung als die beiden seitlichen Rollen aufweist.

Wenn man die Steigung der mittleren Rolle gleich der halben Steigung der beiden seitlichen Rollen macht und die mittlere Rolle mit der doppelten Umfangsgeschwindigkeit der seitlichen Rollen antreibt, wie es nach einem älteren Vorschlag der Fall ist, so erhält man eine weitgehend gleichmässige Abnutzung aller drei Rollen, so dass diese, wenn der zulässige Abnutzungsgrad erreicht ist, satzweise ausgewechselt werden müssen.

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Es hat sich jedoch gezeigt, dass noch weitere Abnutzungsfaktoren eine Rolle spielen können, die die gleichmässige Abnutzung aller drei Rollen in Frage stellen können. Versuche für das Rollen mit unterschiedlicher Drehzahl haben ergeben, dass die Rollwerkzeuge, starr auf der Welle aufgesetzt, noch unterschiedliche Abnutzungen aufweisen können, die darauf zurückzuführen sind, dass der Augenblick für ein richtiges Einspuren der durch den Rollenspalt hindurchbewegten Werkstücke nur Bruchteile von Sekunden ausmacht und die profilmässige Abwicklung bei unterschiedlicher Drehzahl nur einen Augenblick stimmen kann. Wird das Werkstück nicht genau in diesem Augenblick von den Rollwerkzeugen erfasst, so wird das Gewinde nicht einwandfrei ausgerollt, und die Gewindeabmessungen stimmen nicht, und die Rollwerkzeuge können im Augenblick der Nichtübereinstimmung höheren Beanspruchungen unterliegen. Die hiervon herrührende mögliche ungleichmässige Abnutzung der Rollwerkzeuge tritt insbesondere bei Gewinderollmaschinen mit drei in gleicher Drehrichtung angetriebenen Rollwerkzeugen auf.

Es sind bereits Mittel zur Verbesserung der Übereinstimmung zwischen den Gewindegängen der Rollwerkzeuge im Augenblick des Berührens des zu rollenden Werkstückes bekannt, die sämtlich darauf abzielen, dass die durch die beiden Rollen in das Werkstück eingedrückten Gewindegänge sich auf der gleichen Schraubenlinie befinden. Da die Werkstücke den Rollwerkzeugen meist durch Schwerkraft entlang einer schrägen Zuführungs schiene rutschend zugeführt werden, so ist der Augenblick, in dem die Werkstücke in den Rollenspalt hineingezogenwerden, kein bestimmter, und deshalb kommt es nur zufällig vor, dass die Rollen in dem Augenblick der Werkstückberührung miteinander

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in Phase sind. Man hat bereits versucht, die Übereinstimmung zwischen den Rollwerkzeugen dadurch zu verbessern, dass man ihnen auf ihren Wellen eine gewisse Verdrehungsfreiheit gegeben hat, die geringe Geschwindigkeitsänderungen zulässt. Zu dem gleichen Zweck hat man den Walzen auch gewisse Längsverschiebungen auf ihren Wellen gestattet. Es ist auch bekannt,' wenigstens eine der Rollen auf einer Welle derart zu befestigen, dass sie in bezug auf eine zu der Welle senkrechte Ebene geringe Winkelschwingungen vollführen kann, wozu die betreffende Rolle mit elastischen Teilen zusammenarbeitet, die auf die Rolle ein Rückstellmoment in eine mittlere Lage ausüben. Hierzu hat man die auf ihrer Welle bewegbare Walze mittels eines Kugelgelenkes mit der Welle verbunden, so dass ihre Bewegungen um die Mitte des Kugelgelenkes in jeder Richtung, also räumlich, erfolgen können.

Diese bekannten Massnahmen haben sich in der Praxis nicht bewährt. Bei oftmals unzureichender Gewindequalität ergibt sich eine ziemlich hohe Ausschussquote. Jedes unzureichend oder falsch gerollte Werkstück ist aber ein Anlass zu einer zusätzlichen Abnutzung der empfindlichen und teuren Rollwerkzeuge.

Andererseits ist es nachteilig, dass die Winkelschwingungen ausführenden Rollwerkzeuge in Anbetracht der auftretenden hohen Rolldrücke viel zu schwach gelagert sind und dass sich die Gelenklagerung der Rollen innerhalb derselben befindet. Derartige Gelenklagerungen für die Rollwerkzeuge sind zu schwergängig und deshalb nicht feinfühlig genug. Auch hat sich die räumliche Nachgiebigkeit der Rollwerkzeuge als nachteilig erwiesen. Nachteilig ist auch die aus serordentlich zeitaufwendige Einrichtung der Maschine und die damit verbundene Notwendigkeit, Spezialrollwerkzeuge verwenden zu müssen.

Die bekannten Maßnahmen zur Herstellung einer Übereinstimmung

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der Rollwerkzeuge sind an Dreirollenmaschinen überhaupt nicht oder wenig geeignet, weil die Ausschussquote zu hoch ist. Bei einer Dreirollen-Maschine wird das mittlere starr gelagerte Rollwerkzeug beidseitig beansprucht. Die mittlere Rolle ist somit besonders gefährdet und kann, wenn fehlerhaftes Rollen gleichzeitig in beiden Arbeitsspalten auftreten sollte, überbeansprucht werden.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden und die Leichtgängigkeit der Ausgleichbewegungen der Rollwerkzeuge auch bei hoher Belastung, d. h. hohen Rolldrücken, zu gewährleisten. Bisher wurde es als nachteilig angesehen, dass die Rollwerkzeuge auf ihren Antriebswellen fest angeordnet sind. Man hat sie deshalb auf ihren Wellen beweglich gemacht, und gerade diese Massnahme hat die Erfindung als falsch erkannt.

Der neue Lösungsweg der Erfindung geht davon aus, dass die Rollwerkzeuge fest mit ihren Antriebswellen verbunden sind und besteht darin, dass die Antriebswellen der beiden seitlichen Rollen in Schwenkköpfen, welche die seitlichen Rollen aufnehmen, gelagert sind, wobei diese Schwenkköpfe mittels zylindrischer Zapfen an den Schlitten begrenzt drehbeweglich angeordnet und gegen die Stirnseite derselben mittels axialer Wälzlager etwa vom Durchmesser der Schwenkköpfe abgestützt sind.

Die Schwenkköpfe sind Baubestandteil der Maschine und nicht der Rollen. Als Rollwerkzeuge werden vielmehr normale Rollen verwendet, die mittels Passfedern starr mit den Antriebswellen verbunden sind. Für die Ausgleichbewegung der Rollen können die beiden Schwenkköpfe um die Achse ihrer Lagerzapfen in gewissen Grenzen nach links und rechts ausschwenken. Dieses leichte Pendeln ermöglicht es, dass sich die Aussenrollen dem

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Spurversatz anpassen können. Die gross dimensionierten Wälzlager zwischen den Schlitten und den Schwenkköpfen ergeben eine sehr gute radiale und axiale Lagerung derselben, die auch unter grosser Belastung leicht beweglich sind, so dass sich die in den Schwenkköpfen wiederum starr gelagerten RoIlwerkzeuge einem etwaigen Spurversatz feinfühlig anpassen können.

Es hat sich als wesentlich günstiger erwiesen, nicht die Rollen auf ihren Antriebswellen wie nach dem bekannten Vorschlag, sondern erfindungsgemäss die Antriebswellen der beiden Aussenrollen in ihren Schwenkköpfen und diese wiederum an den Schlitten zulagern, so dass Teilstücke der Antriebswellen die Schwenkbewegungen mit ausführen. Hierzu sind die Antriebswellen der Aussenrollen in bekannter Weise als Schiebewellen ausgebildet und enthalten Wellengelenke.

Die Lagerung der Antriebswellen der beiden Aussenrollen in den Schwenkköpfen hat den grossen Vorteil, dass einfache Mittel zum Einrichten der Maschine von aussen zugänglich angebracht sein können.

Gemäss einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind dem Schwenkkopf zwei einstellbare Anschläge am Schlitten zugeordnet, durch welche der Schwenkwinkel begrenzt und dem au rollenden Gewinde anpassbar ist. Zu diesem Zweck können an dem Schlitten zwei Arme mittensymmetrisch zur Rolle angeordnet sein, die selbst Träger von Anschlagschrauben sind, denen Anschlagflächen am Schwenkkopf gegenüberstehen.

Die Arme können zugleich Widerlager für Druckfedern sein, die sich gegen den Schwenkkopf abstützen, wobei zweckmässig die Arme die Druckfedern beaufschlagende Stellschrauben tragen.

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An jedem Arm können die Anschlagschraube und die Stellschraube nebeneinander angeordnet sein, was die Übersichtlichkeit erhöht und die Einrichtung der Maschine erleichtert. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, dass sowohl der Schwenkwinkel des Schwenkkopfes als auch dessen Rückstellkräfte je nach dem zu rollenden Gewinde eingestellt werden können. Ein gröberes Gewinde erfordert einen grösseren Schwenkwinkel als feinere Gewinde, und für diese wäre ein zu grosser Schwenkwinkel nachteilig, und ebenso verhält es sich mit der Einstellung der Rückstellkraft. Erst wenn Schwenkwinkel und Rückstellkraft dem zu rollenden Gewinde wirklich angepasst sind, lässt sich der optimale möglichst ausschusslose Rolleffekt erzielen. Dabei ist es wesentlich, dass die Leichtgängigkeit der Schwenkköpfe sowohl für kleine als auch für grosse Schwenkwinkel gewährleistet ist, wodurch die neue Gewinderollmaschine ziemlich'universell für alle Gewindearten und Grossen einsetzbar ist. Das Rollergebnis ist so gut, dass praktisch überhaupt kein Ausschuss beim Rollen entsteht, so dass die sonst erforderliche Gleitschiene für das Sammeln und die Abführung des Ausschusses nicht mehr erforderlich ist. Ein zufällig abgewiesenes Werkstück wird im nädasten Augenblick korrekt gerollt.

Die besonders vorteilhaft für die Dreirollenmaschine bestimmte Lagerung der Antriebswelle der beiden Aussenrollen in je einem Schwenkkopf kann selbstverständlich auch bei einer Zweirollenmaschine Anwendung finden.

Der Gegenstand der Erfindung ist in der Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt, und zwar zeigen:

Fig. 1 die erfindungsgemässe Maschine in Vorderansicht, teilweise im Schnitt und

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- 7 Fig. 2 die Maschine nach Fig. 1 in Aufsicht und teilweisem Schnitt.

Das Maschinengestell 1 trägt die beiden Schlittenführungen 2 und für die Schlitten'4 und 5, die in Richtung der Pfeile 6 und 7 durch nicht dargestellte Druckglieder gegen die ortsfesten, am Maschinengestell angeordneten Längsanschläge 8 und 9 bewegt werden. Mit diesen Längs anschlagen ist die Breite der beiden Rollspalte 10 und 11 zwischen den Rollwerkzeugen einstellbar. Die Rollwerkzeuge tragen an ihrem Umfang ein Gewindeprofil.

Die mittlere Rolle 12 ist in begug auf ihre Achslage fest in dem Lagerbock 13 gelagert und fest mit ihrer Antriebswelle 14 verbunden. Die beiden seitlichen Rollen 15 und 16 sind fest mit ihren Antriebswellen 17 und 18 verbunden, die beide als Schiebewellen ausgebildet sind und Wellengelenke 19 und 20 enthalten.

Die vorderen Enden der Antriebswellen 17 und 18 der beiden Aussenrollen 15 und 16 sind in Schwenkköpfen 21 und 22 gelagert. Die Drehzapfen 23 und 24 dieser Schwenkköpfe befinden sich in entsprechenden Aufnahmebohrungen der beiden Schlitten 4 und 5, in denen sie drehbar, aber gegen axiale Verschiebung durch aufgesetzte Sprengringe gesichert sind. Die zylindrisch ausgebildeten Schwenkköpfe tragen Axialwälzlager 25 und 26, die dem Durchmesser der Schwenkköpfe entsprechen und dieselben gegen die Stirnseite der Schlitten 4 und 5 abstützen.

Schwenkköpfe können in gewissen Grenzen um ihre Längsachsen "in der einen und der anderen Richtung ausschwenken. Diese Schwenkbewegung wird durch je zwei einstellbare Anschläge 27, und 29, 30 begrenzt, denen Anschlagflächen am Schwenkkopf gegenüberstehen. Die beiden Schwenkköpfe werden ausserdem von

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je zwei Druckfedern 31, 32 und 33, 34 beaufschlagt, die sich gegen den Schwenkkopf in etwas vertieften Aufnahmen abstützen. Die Anschlagschrauben und auch die Druckfedern sind mittensymmetrisch zur Rolle, wie es in Fig. 1 dargestellt ist, angeordnet und zwar je an zwei Armen 35, 36 und 37, 38, die mit dem Schlitten verbunden sind und die Schwenkköpfe entsprechend weit überragen.

Zur Einstellung der Druckkraft der Federn dienen den Federn zugeordnete Stellschrauben 39, 40 und 41, 42, die an den Armen neben den Anschlagschrauben angeordnet sind.

Die Anschlagschrauben und die Stellschrauben ermöglichen die justierbare An-passung einerseits der Anschläge für den Schwenkungswinkel andererseits der Druckfedern für die auf die Schwenkköpfe auszuübende Rückstellkraft je nach der Art des zu rollenden Gewindes. Da diese Einstellmittel aussen an der Maschine angeordnet sind, ist die Einrichtung der Maschine ausserordentlich einfach und kann in kurzer Zeit, während die Maschine arbeitet, vorgenommen werden.

Die Werkstückrohlinge 43 werden den Rollspalten 10 und 11 mittels der beiden auf entgegengesetzten Seiten befindlichen Zuführnngsschienen 44 und 45 unter Ausnutzung der Schwerkraft zugeführt. Da die mittlere Rolle 12 eine höhere Umfangsgeschwindigkeit V als die beiden Aussenrollen 15 und 16 hat, die mit einer kleineren Umfangsgeschwindigkeit ν in gleicher Drehrichtung, wie durch die Pfeile in Fig. 2 angedeutet, angetrieben werden, werden die durch ihre eigene Schwere zugeführten Werkstücke selbstätig in Richtung der Umfangsgeschwindigkeit V der mittleren Rolle 12 durch die Walzenspalte hindurchgezogen und dabei gerollt. Die

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mit Gewinde versehenen Werkstücke verlassen die Rollwerkzeuge in Richtung der Pfeile 46 und 47.

Um eine möglichst gleichmässige Abnutzung des Rollensatzes 12, 15, 16 zu gewährleisten, wird vorteilhaft die mittlere Rolle 12 mit der doppelten Umfangsgeschwindigkeit wie die beiden Aussenrollen 15 und 16 drehangetrieben, wobei die Steigung ihres Gewindeprofils nur halb so gross ist wie diejenige der Aussenrollen. Der Steigungsunterschied zwischen den seitlichen Rollen und der mittleren Rolle bedingt, dass die seitlichen Rollen 15, 16 die doppelte Gangzahl und somit die doppelte Anzahl an Profilanfängen haben als die mittlere Rolle 12, die somit die gleiche spezifische Belastung wie die beiden Aussenrollen erhält. Die Erfindung ist jedoch nicht auf dieses Verhältnis der Umfangsgeschwindigkeiten der Rollen zueinander beschränkt.

Patentansprüche;

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Claims (7)

Patentansprüche:

1. Gewinderollmaschine, bei welcher drei in gleicher Drehrichtung angetriebene Rollwerkzeuge in gleicher Achsebene angeordnet und fest mit ihren Antriebswellen verbunden sind, von denen die mittlere Rolle ortsfest gelagert ist und die beiden seitlichen Rollen an Schlitten gelagert und in der Achsebene gegen einstellbare Anschläge verschiebbar und deren Schlitten von Druckgliedern beaufschlagbar sind, und bei welcher die mittlere Rolle mit höherer Umfangsgeschwindigkeit als die beiden seitlichen Rollen angetrieben wird und dementsprechend eine geringere Steigung als die beiden seitlichen Rollen aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswellen (17, 18) der beiden seitlichen Rollen (15, 16) in Schwenkköpfen (21, 22), welche die seitlichen Rollen aufnehmen, gelagert sind, wobei diese Schwenkköpfe mittels zylindrischer Zapfen (23, 24) an den Schlitten (2, 3) begrenzt drehbeweglich angeordnet und gegen die Stirnseite derselben mittels Axialwälzlager (25, 26) etwa vom Durchmesser der Schwenkköpfe abgestützt sind.

2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dem Schwenkkopf (21; 22) zwei einstellbare Anschläge (27, 28; 29, 30) an dem Schlitten (4; 5) zugeordnet sind, durch welche der Schwenkwinkel des Schwenkkopfes begrenzt und dem zu rollenden Gewinde anpassbar ist.

3. Maschine nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Schlitten (4; 5) zwei Arme (35, 36; 37, 38) mittensymmetrisch zur Rolle (15; 16) angeordnet und Träger von Anschlagschrauben (27, 28; 29, 30) sind, denen Anschlagflächen

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am Schwenkkopf (21; 22) gegenüberstehen.

4. Maschine nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Arme (35, 36; 37, 38) Widerlager für Druckfedern (31, 32; 33, 34) sind, die sich gegen den Schwenkkopf abstützen.

5. Maschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Arme (35, 36; 37, 38) die Druckfedern beaufschlagende Stellschrauben (39, 40; 41, 42) tragen.

6. Maschine nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlagschrauben und die Stellschrauben an den Armen nebeneinander angeordnet sind.

7. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswellen (17, 18) der Aussenrollen (15, 16) in bekannter Weise als Schiebewellen ausgebildet sind und Wellengelenke (19, 20) enthalten.

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