DE1777310A1

DE1777310A1 - Vorrichtung zur Herstellung von Schrauben

Info

Publication number: DE1777310A1
Application number: DE19641777310
Authority: DE
Inventors: F Baumle Rudolph K; Hannemann Walter M
Original assignee: Illinois Tool Works Inc
Current assignee: Illinois Tool Works Inc
Priority date: 1963-10-14
Filing date: 1964-10-12
Publication date: 1971-10-07
Also published as: DE1777310C3; US3280412A; GB1076149A; SE303918B; DE1527180A1; GB1076150A; DE1777310B2

Description

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Petenta.^slie 22. Oktober 1970

R et"β i h bsi Köln Wa/B

Frankenforst 137

P 15 27 180.4-14 Sr.A.

Illinois Tool Worts, Inc.
Chicago, Illinois, Y.St.A.

"Vorrichtung zur Herstellung von Schrauben"

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von Schrauben mit einem V-förmig konisch zulaufenden Einschraubende und einander gegenüberliegenden, schrägen Schlitzen, die das Einschraubende schneiden. Aus der US-Patentschrift 2 561 966 ist eine Vorrichtung bekannt, mit der lediglich zu einem bestimmten Zeitpunkt nur mit einem Werkzeug nur eine Seite eines

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Rohlings bearbeitet werden kann. Es ist also eine besondere Abstützung des Schraubenendes erforderlich, um die Kräfte aufzunehmen, die während des Schneidvorgangs auf das Schraubenende ausgeübt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, die es ermöglicht, ein Werkstück, insbesondere eine ^ Schraube, an gegenüberliegenden Seiten gleichzeitig zu bearbei-

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ten, ohne daß eine großuimensionierte Abstützung erforderlich ist, indem dafür gesorgt wird, daß die auf den Schraubenschaft einwirkenden entgegengerichteten Kräfte sich im wesentlichen aufheben.

Dazu sind erfindungsgemäß in einer Bearbeitungsstation am Bewegungsweg gelagerte, Schlitze herstellende Werkzeuge, die zur Rotation um entgegengesetzt geneigte Achsen an gegenüberliegenden Seiten des Bewegungswegs angeordnet sind, eine Einrichtung W zur Bewegung der Werkzeuge zur im wesentlichen gleichzeitigen Herstellung der entgegengesetzt geneigten Schützern einem Rohling und eine Einrichtung an dem Bewegungsweg zuis Her- , stellung der spitz zulaufenden Enden an den hintereinander gereihten Schraubenrohlingen vorgesehen. .»-

Dadurch ist es möglich, in den Schaft der Schraube gegenüberliegende Sohlitze gleichzeitig zu schneiden, wozu Werkzeuge in einer Bearbeitungsstation am Bewegungsweg vorgesehen sind,

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die um entgegengesetzt geneigte Achsen an gegenüberliegenden Seiten des Bewegungswegs rotieren. Die beiden Werkzeuge werden gleichzeitig bewegt, um gleichzeitig die entgegengesetzt geneigten Schlitze in der Schraube herzustellen. Indem gleichzeitig zwei Schlitze an gegenüberliegenden Seiten des Schraubenrohlings mit Hilfe zweier Schneidwerkzeuge gleichzeitig hergestellt werden, wird nicht nur die Schnittgeschwindigkeit im Vergleich zur bekannten Vorrichtung erhöht, sondern die Schraube braucht auch während der Bearbeitung nicht in dem Maße abgestützt zu werden, wie das bei der bekannten Vorrichtung der Pail ist, da die auf die eine Seite der Schraube durch ein Werkzeug ausgeübte Kraft durch eine gleich große entgegengesetzte Kraft im wesentlichen aufgehoben wird, die von einem zweiten Werkzeug auf die andere Seite ausgeübt wird.

In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die die Schlitze herstellenden Werkzeuge auf zwei Wellen sitzen und die Wellen in Haltearmen zur Bewegung in Richtung auf den Bewegungsweg und von dem Bewegungsweg weg in Ebenen quer zum Bewegungsweg gelagert sind.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung sieht vor, daß die Haltearme zur Bewegung um Achsen gelagert sind, die parallel zu den Drehachsen der zugehörigen rotierenden Werkzeuge liegen, und daß Mittel zur Steuerung der Haltearme synchron zu der Fördereinrichtung vorgesehen sind.

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Ein weiteres Merkmal der Erfindung sieht vor, daß die Lagerung i ,für die Haltearme weitere drehbar gelagerte Wellen umfaßt und

Mittel zum Antreiben aller Wellen vorgesehen sind,* die Triebteile direkt zwischen den jeweiligen zweiten Wellen und der
das Werkzeug tragenden Welle in Zuordnung zu dem jeweiligen

Haltearm und käminende Zahnräder auf den Weilen umfassen. . . |"

Ein weiteres Merkmal der Erfindung sieht vor, daß die Halte— -?'

arme Teile umfassen, die sich in entgegengesetzter Richtung, *

von den Werkzeugen weg über mit Mittel hinaus erstrecken, in j

denen die Arme schwenkbar gelagert sind, und daß die Mittel 7 zur Bewegung der Haltearme rotierbare Kurvenführungen umfassen, ^v

die zur Anlage an diesen Armteilen angeordnet sind. ,¹^

Eia weiteres Merkmal der Erfindung sieht vor, daß die Einrichtung aur Herstellung der spitz zulaufenden Einschraubenden '. zwei rotierende Sägen umfaßt, die im Abstand zueinander am Be- 1 wegungsweg zum jeweiligen Anphaseia der Enden der hintereinander gereihten Schraubenrohlinge angeordnet sind.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung ist gekennzeichnet durch ■ ein rotierendes Werkzeug, das zur Drehumg um eine parallel ' zur Achse des Drehsupports liegende Achse gelagert ist und die freiliegenden Enden der hintereinander gereihten Schrauben . · Mit sich in einer Linie schneidenden Schragfl&eheii versieht,

die in einer rechtwinklig zur Drehachse des Brehaupporte lie-

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genden Ebene liegen.

Schließlich ist die Erfindung weiter daduroh gekennzeichnet, daß die Anordnung der Werkzeuge so gewählt ist, daß die Schlitze die durch die Schnittlinie der beiden Sohrägflachen des jeweiligen Rohlings gebildete Kante schneiden.

Die Erfindung ist im nachfolgenden anhand eines Ausführungs- · beispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen sind:

Pig. 1 eine Vorderansicht der Vorrichtung}

Mg. 2 eine Rückansicht der in Pig.l gezeigten Vorrichtungj

Pig. 3 ein Schnitt an der linie 3-3 der Pig. 1}

Pig. 4 eine Einzelheit im Schnitt an der linie 4-4 der Pig. Ij

Pig. 5 eine Einzelheit in Draufsicht auf den in Pig. 4 gezeigten feil der Vorrichtungf

Pig. 6 eine Einzelheit etwa in Richtung 6-6 der

Pig. 4 im vergrößerten Maßstab, in der gezeigt ist, wie die Werkzeuge einen Sohrauben-

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rohling bearbeitenj

Pig.7 die Seitenansicht einer Schraube, die

in der erfindungsgemäßen Vorrichtung fertiggestellt wird und

Fig.9 eine Draufsicht auf das Einschraubende der in Pig» 7 gezeigten Schraube·

Sie Vorrichtung IO umfaßt ein Maschinengestell 12, das eine Drehscheibe 14 trägt. Die Drehscheibe befördert Schraubenrohlinge von einer ladestation 16 zu einer ersten Bearbeitungsstation 18, einer zweiten Bearbeitungsetation 20, einer dritten Bearbeitungsetation 22 und einer Entladestation 24· An der jeweiligen Bearbeitungsstation erfolgt eine Bearbeitung der Schraubenrohlinge, um Schrauben der in Pig. 7 und 3 gezeigten Art herzustellen.

Die Schrauben 26 haben jeweils einen Schaft 23, der sich in axialer Richtung an einen Kopf 30 anschließt und der mehrere Gewindegänge 32 aufweist· Das Einschraubende des Schaftes 28 wird an der Bearbeitungsstation 18 mit auf gegenüberliegenden Seiten gelegenen Schrägflächen 34 und 36 versehen. Die Schrägflächen schneiden sich entlang einer Linie 38. An der Bearbeitungestation 20 werden auf gegenüberliegenden Seiten des Sohraubensohaftes Schlitze 40 und 42 in der Weise eingear-

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leitet, daß sie in die Schrägflachen 34 und 36 sowie in einen Seil der Gewindegänge hineinführen, um Bohr- und GewindeSchneidkanten 44 und 46 zu bilden. Gemäß einem Merkmal der Erfindung ist die Torrichtung 10 speziell so ausgeführt, daß die Schlitze 40 und 42 etwa in axialer Richtung des Schraubensohaftes verlaufen, aber gleichzeitig In Bezug auf die Schraubenachse in entgegengesetzter Richtung geneigt sind· Dadurch sind die Schneidkanten 44 und 46 in Bezug auf die Sohraubenaohse geneigt, so daß die Sohneidwirkung verbessert wird.

In der Bearbeitungsstation 18 befindet sich ein rotierendes Werkzeug, z.B. eine Schleifscheibe oder ein Fräser 108, die bzw. der auf einer drehbar gelagerten Welle 110 sitzt. Das Schneidwerkzeug 108 hat eine V-förmige, auf dem Umfang gelegene Schneidkante, die dazu dient, an dem freiliegenden Ende der aufeinanderfolgenden Schraubenrohlinge die Sohrägflachen 34 und 36 anzuformen, die einander an der Linie 38 schneiden. !Die Anordnung ist dabei so vorgesehen, daß die Sohrägflächen 34 und 36 durch die Linie 38 getrennt sind, weil die Linie 38 in einer vertikalen Ebene bzw. in einer Ebene liegt, die senkrecht zur Drehachse der Drehscheibe liegt.

Zum Antrieb des Schneidwerkzeuges 108 hat die Vorrichtung einen Elektromotor 112· um ein auf der Antriebewelle 118 des Motors sitzendes Kettenrad 116 1st eine endlose Kette 114 gelegt. Die Kette umschlingt ferner ein größeres Kettenrad 120, welches

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an eiaem Endbereich der Welle 110 befestigt ist, der aus dem Maschinengestell 12 herausragt (Fig. 1 und 2).

Die mit den Schrägflächen 34 und 36 versehenen Schrauben werden nacheinander von der Bearbeitungsstation 18 zu der Bearbeitungsstation 20 geführt. An dieser Bearbeitungsstation ist eine Einrichtung zum gleichzeitigen Herstellen der beiden ge-

fe nannten Schlitze 40 und 42 vorgesehen. Diese Einrichtung umfaßt drehbare Werkzeuge bzw. Fräser 124 und 126 (Fig. 6) und eine Einrichtung zur Bewegung der Schneidwerkzeuge 126 und 124 in und außer Eingriff mit einer an der Bearbeitungsstation 20 befindlichen Schraube (Fig. 1, 3, 4 und 5). Die Schneidwerkzeuge 124 undl26 sind an Wellen 128 und 130 befestigt, die in einer senkrechten Ebene liegen und relativ zu dieser bzw. einer Ebene, die senkrecht zu der Drehachse der Drehscheibe steht und die Linie 38 einer an der Bearbeitungsstation befindlichen Schraube enthält, in entgegengesetztem Sinne geneigt verlaufen.

w Die Schneidwerkzeuge 124 und 126 befinden sich also, während sie zur Herstellung der Schlitze 40 und 42 an der Schraube eingreifen, in der beschriebenen, entgegengesetzt geneigten Relativstellung.

Die Wellen 128 und 130 sind in den unteren Enden nach unten weisender Haltearme 132 und 134 drehbar gelagert. Ein oberer, Bittlerer Bereich des Haltearms 132 ist schwenkbar an einer Welle 136 gelagert, die parallel zur Welle 128 verläuft und

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an ihren gegenüberliegenden Enden in Lageraugen 138 und 140 eines Rahmenelementes 142 gelagert ist, welches am Gestell 12 befestigt ist· Ein oberer, mittleren Bereich des nach untenweisenden Haltearms 134 ist in ähnlicher Weise schwenkbar auf einer Welle 144 gelagert, welche parallel zur Welle 130 verläuft. Die gegenüberliegenden Enden der Welle 144 sind in Lageraugen 146 und 148 des Rahmenelementes 142 gelagert. Die Schneidwerkzeuge 124 und 126 bewegen sich also bei einer solchen Anordnung bei einer Verschwenkung der Haltearme 132 und 134 um die Wellen 136 und 144 in entgegengesetzte Richtungen auf bogenförmigen Bahnen zwischen Stellungen, die den Vorschubweg der Schraubenenden auf der Drehscheibe schneiden, und Stellungen, die radial außerhalb des Vorschubwegs der Schrauben gelegen sind. Die Haltearme 132 und 134 werden also in zurückgezogene Stellungen gefahren, die radial weit genug von der Drehscheibe entfernt sind, um eine Berührung mit den Schrauben zu verhindern und deren Vorschub in die Bearbeitungsstation 20 und aus ihr weg zu ermöglichen, wenn sie gemäß der Darstellung in fig. 1 nach rechts bzw. links versohwenkt werden.

Die Achsen der Wellen 134 und 135, das heißt die Achsen der Verschwenkbewegung der Arme 132 und 134, liegen in parallelen Ebenen. Da diese Achsen jedoch in bezug auf eine senkrechte Ebene, welche die Linie 36 einer an der Bearbeitungeetation 20 befindlichen Stelle enthält, ia entgegengesetzten Sinne

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geneigt verlaufen, berühren die Schneidwerkzeuge 124 und 126 die Schraube an gegenüberliegenden Winkeln in bezug auf die Linie 38. Derjenige Teil der Linie 38, der stehenbleibt, nachdem die Schlitze eingearbeitet sind, stellt somit einen gut abgestützten, aber scharfen Bereich dar, der den Beginn des Bohrens erleichtert, wenn die Schraube in ein Werkstück mit eingebohrt wird, und die Sehneidkanten 44 und 46 verlaufen von P der Linie 38 nach hintengeneigt mit entgegengesetzten Winkeln in bezug auf die Schraubenachse, wodurch man eine wirksamere Schneidwirkung erhält.

Der Haltearm 132 hat einen oberen Fortsatz in der Form eines Arms 150, der quer zum unteren Bereich und über dem unteren Ende der Welle 144 verläuft und dann entlang einer Seite des Rahmenteils 144 -nach obengeriehtet ist. Der Arm 134 hat einen ähnlichen oberen Fortsatz 152, der quer über dem unteren Ende der Welle 135 liegt und dann entlang einer Seite des Rahmenteils 142 auf der gegenüberliegenden Seite wie der Arm 150 nach, obenverläuft.

An den oberen Enden der Armbereiche 150 und 152 sind querverlaufende, Führungskurven folgernde Stifte 154 und 156 verstellbar befestigt (Fig. 5). Der Stift 154 wirkt mit einer exzentrischen Führungekurve 158 zusammen, die auf einer drehbaren Welle 160 befestigt ist. Der Stift 156 wirkt ait einer anderen exzentrischen Führungskurve 162 zusammen, die auf der Welle

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160 befestigt ist. Die Anordnung ist derart, daß die Führungskurven 158 und 162 bei einer Verdrehung der Welle 160 gleichzeitig die oberen Enden der Armbereiche 150 und 152 voneinander weg oder aufeinander zu bewegen, so daß die unteren Armbereiche 132 und 134 und die von ihnen getragenen rotierenden Werkzeuge mit einer an der Bearbeitungsstation befindlichen Schraube in oder außer Eingriff gelangen. Die Drehung der Welle 160 ist dabei zeitlich auf die Bewegung der Dreh- λ scheibe abgestimmt, so daß die Werkzeuge eine Bewegung der Drehscheibe nicht stören.

Um den Führungsstift 154 in Anlage an der Kurvenführung 158 zu halten, ist eine Zugfeder 164 zwischen einer am Arabereich 150 befestigten Lasche 166 und einer am Rahmenteil 142 befestigten Lasche 168 eingespannt. Eine entsprechende Feder 170 sitzt zwischen einer Lasche 172 am Armbereich 152 und einer Lasche 174, die am Rahmenteil 142 befestigt ist.

Am Maschinengestell 12 ist ein weiterer Elektromotor 176 angeordnet, der zum Antrieb der Werkzeuge 124 und 126 dient. Der Motor 176 trägt an seiner Antriebswelle ein Kettenrad 178, welches eine Kette 180 antreibt, die um ein größeres Kettenrad 182 geschlungen ist, welches auf der Welle 136 sitzt. Auf der Welle 136 sitzt ebenfalls ein kleineres Kettenrad, das eine Kette 186 antriebt, die wiederum ein Kettenrad 188 auf der * Welle 128 antreibt. · "

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Die Welle 136 trägt außerdem ein spiralverzahntes Rad 190, welches mit einem Zahnrad kämmt, das auf der Welle 144 befestigt ist. Die Welle 144 trägt ein Kettenrad 194, welches eine Kette 196 antreibt. Die Kette 196 ist um ein Kettenrad 198 geschlungen, das auf der Welle 130 sitzt.

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Claims

Patentansprüche

1. Vorrichtung zur Herstellung von Schrauben mit einem V-förmig konisch zulaufenden Einschraubende und einander gegenüberliegenden, schrägen Schlitzen, die das Einschraubende schneiden, gekennzeichnet durch in einer Bearbeitungsstation (20) am Bewegungsweg gelagerte,Schlitze herstellende Werkzeuge (124 und 126), die zur Rotation um entgegengesetzt geneigte Achsen (128 und 150) an gegenüberliegenden Seiten des Bewegungswegs angeordnet sind, eine Einrichtung (132 bis 162) zur Bewegung der Werkzeuge zur im wesentlichen gleichzeitigen Herstellung der entgegengesetzt geneigten Schlitze in einem Rohling und eine Einrichtung (108)an dem Bewegungsweg zur Herstellung der spitz zulaufenden Enden an den hinterein- i ander-gereihten Schraubenrohlingen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Schlitze herstellenden Werkzeuge (124, 126) «uf zwei Wellen (128, 130) sitzen und die Wellen in Haltearaen (132, 134) zur Bewegung in Richtung auf den Bewegungsweg und von dem Bewegungeweg weg in Ebenen q.uer zum Bewegungsweg gelagert sind*

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3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dad u r c h gekennzeichnet , daß die Haltearme (132, 134) zur Bewegung um Achsen (136, 144) gelagert sind, die parallel zu den Drehachsen der zugehörigen rotierenden Werkzeuge liegen und daB Mittel (160) zur Steuerung der Haltearme (132, 134) synchron zu der Fördereinrich-

fc tung vorgesehen sind·

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4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis; 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerung für die Haltearme (132, 134) weitere drehbar gelagerte Wellen (128, 130) umfaßt und Mittel (180) zum Antreiben aller Wellen vorgesehen sind, die Treibteile (186, 196) direkt zwischen den jeweiligen zweiten Wellen (136, 144) ftnd der das Werkzeug tragenden Welle (128, 130) in Zuordnung zu dem jeweiligen Haltearm (132,

* 134) und kämmende Zahnräder (190, 192) auf den Wellen

(136, 144) umfassen·

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,- daß die Haltearme (132, 134) feile (150, 152) umfassen, die sich in entgegengesetzter Hiehtung von den Werkseugen weg über die Mittel hinaueerstrecken, in tenen die Arme schwenkbar gelagert sind, und daß die Mittel zur Bewegung der Haltearme (152, 134)- rotierbare Kurven-

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führungen (158, 162) umfassen, die zur Anlage an diesen Armteilen (150, 152) angeordnet sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Herstellung der spitz zulaufenden Einschraubenden zwei rotierende Sägen (124» 126) umfaßt, die im Abstand zueinander am Bewegungsweg zum | jeweiligen Anphasen der Enden der hintereinendergereihten Schraubenrohlinge angeordnet sind.

7· Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet du roh ein rotierendes Werkzeug (108), das zur Drehung um eine parallel zur Achse des Drehsupporte liegende Achse (110) gelagert ist und die freiliegenden Enden der hintereinandergereihten Schrauben mit sich in einer Linie schneidenden Sohrägflachen versieht, die in einer rechtwinklig zur Drehachse des Drehsupports liegenden Ebene liegen.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung der Werkzeuge so gewählt ist, daß die Schlitze die durch die Schnittlinie der beiden Schrägfläohen des jeweiligen Rohlings gebildete Linie schneiden·

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ι ^Λ ·♦ Leer seife