DE2054794A1 - Gewindewalzmaschine zum Herstellen von gerollten Gewinden - Google Patents

Description

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Dipl. - Ing. Reinhcld Kramer PATENTANWALT

SOOO München 12 2054794

Maria-Blrnbaum-Straöei * Ί Telefon βθ OS 53

70/8743

Okabe Co. Ltd., Tokyo/Japan

Gewindewalzmaschine zum Herstellen von gerollten

Gewinden

(Beanspruchte Priorität» .

7. November 1969 Japan 105380/69)

Die Erfindung betrifft eine Gewindewalzmaschine zum Herstellen von gerollten Gewinden an den Enden eines Bolzens und von innerhalb der Gewinde liegenden, und an diese angrenzenden ringförmigen Nuten.

Bolzen mit Außengewinden an beiden Enden und daran nach innen zu anschließenden Anschlagnuten wurden seitens der Anmelderin entwickelt, um als Hilfsmaterial bei der Herstellung von Betonkonßtruktionen verwendet zu werden» Zur Herstellung der gerollten Gewinde waren bieher jedoch wenige ^;ί.^¥>3 zwei Arbeitsseiltte der Maschine erforderlich·

ΒζίϊΛΜχ-mg liegt die Aufgabe saig:-?·;?^*,

maschine zur automatischen und kontinuierlichen Herstellung des genannten Hyps eines Bolzens mit aufgerollten Gewinden in einer Arbeitsstufe zu schaffen, so daß die Herstellungskosten beträchtlieh reduziert werden können.

Die Aufgabe ist bei einer Gewindewalzmaschine der einleitend genannten Art dadurch gelöst, daß an einer Rotationswelle in einem vorgegebenen Abstand zwei zylindrische Gewindewalzrollen befestigt sind und diesen gegenüberliegend auf einem Halterahmen der Maschine zwei flache Gewindewalzbacken feststehend angeordnet sind, von denen jede einen Sieil mit einer zylindrischen Oberfläche besitzt, der koaxial zur zylindrischen Oberfläche der jeweiligen zylindrischen Gewindewalzrolle angeordnet ist, wobei jeder aus zylindrischer Gewindewalzrolle und flacher Gewindewalzbacke bestehende Satz eine Vielzahl identischer, einander gegenüberliegender Gewindegänge enthält, so daß zwischen der zylindrischen Gewindewalzrolle und der flachen Gewindewalzbacke eines Satzes ein in lOrm eines zylindrischen Bogens gekrümmter Zwischenraum gebildet wird, daß ferner der Abstand zwischen der zylindrischen Gewindewalzrolle und der flachen Gewindewalzbacke abhängig von der form der Abmessung des Außengewindes des Bolzens bestimmt ist, daß ferner innerhalb und angrenzend an die flachen Gewindewalzbacken zwei Hilfsbacken feststehend auf dem Halterahmen angeordnet sind, von denen jede einen senkrecht zur Achse der Rotationsvrelle liegenden Vorsprung besitzt, und daß schließlich eine Einrichtung zum vereinzelten Zuführen der Bolzen in den Zwischenraum vorgesehen ist.

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Die einzelnen Bolzen werden wahrend des Rotierens der zylindrischen G-ewindewalzrollen mit der Kotationswelle nacheinander dem Zwischenraum zwischen den zylindrischen G-ewindewalzrollen und den betreffenden flachen Gewindewalzbacken zugeführt« Während des Durchlaufs durch den Zwischenraum wird der Bolzen gedreht, und es werden zwei Außengewinde und zwei Anschlagnuten eingewalzt.

* Die Erfindung wird durch Ausfuhrungsbeispiele an Hand von 9 g I¹IgUren näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 in schematischer Darstellung einen Aufriß des Hauptteils der erfindungsgemäßen Gewindewälzmaschine,

Fig· 2 in schematischer Darstellung eine Seitenansicht teilweise im Schnitt des in Fig· 1 dargestellten Hauptteils der Gewindewalzmaschine,

Fig. 3 eine Erläuterungsansicht, um die charakteristischen Merkmale der erfindungsgemäßen Gewindewalzmaschine dar- λ zustellen,

Fig. 4 und 5 schematische Vorderansichten der für die Maschine nach Fig. 1 verwendeten zylindrischen Gewindewalzrolle •und der flachen Gewindewalzbacke,

■ .'- Fig» 6 eine Seitenansicht einer für die Maschine nach Fig. 1 vorgesehenen Hilf sbacke zum Bilden einer Anschlagnut auf der Achse den Außengewindes, ■ "

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Fig. 7 eine Torderansioht einer in der Praxis verwendeten er- - findungsgemäßen Gewindewalzmaschine,

Fig. 8 eine !Peilquerschnitt sansicht des Hauptteils der Gewindemaschine längs der Linie HX - ΙΣΧ der Hg, 7»

Fig. 9A, 9B "und 90 Erläuterungsschaubilder, tun die Bewegung der Anschläge der Gewindewalzmaschine nach Hg. 7 zu erläutern.

Es wird zunächst das Prinzip der erfindungsgemäßen Gewindewal zmaschine erläutert.

Sie in den Figuren dargestellte erfindungsgemäße Ausführungsform einer Gewindewalzmaschine besitzt einen Halterahmen 1, zwei Lager 2, die an den beiden Endteil en des Halterahm ens angebracht sind, und eine von den Lagern 2 drehbar gehaltene Botationswelle 3· Auf der Rotationswelle 3 sind durch entsprechende Keile in einem vorgegebenen axialen Abstand zwei zylindrische Gewindewalzrollen 4 befestigt. Sie zylindrischen Bollen 4 haben die gleiche Größe und besitzen auf ihrer Umfangefläche das gleiche Gewinde. Am Halterahmen 1 sind zwei flache Gewindewalzbacken 5 feststehend so angebracht, dafi sie den ' zylindrischen Gewindewalzrollen 4 in einem vorgegebenen Abstand gegenüberliegen· Damit kann der GewindewalζVorgang gleichmäßig und stetig durchgeführt werden« IcEs ist wesentlich! dafi die

■ innere Fläche der jeweiligen flachen Gewindewalzbaokβ 5 einen Teil einer zylindrischen Fläche bildet, die koaxial but

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zylindrischen Außenfläche der Gewindewalzrolle 4 verläuft, und daß die innere Fläche Gewindegänge besitzt, die den Gewindegangen auf der zylindrischen Fläche der Gewindewalzrolle 4 entsprechen· Deshalb entsprechen die Ganghöhe,der Gewindeverlauf und der Steigungswinkel bei den Gewindewalzbacken 5 und den Gewindewal zroll en 4 einander. Auf dem Halterahmen 1 sind - wie KLg. 1 zeigt - innerhalb der flachen Gewindewalzbacken 5 und angrenzend an diese ge eine Hilfsbacke 6 fest angebracht. Jede der Hilf sbacken 6 besitzt einen vorstehenden Gang 7· Die innere Fläche der Hilfsbacken 6 bildet einen Teil einer zylindrischen Fläche, die koaxial zur ümfangsflache der zylindrischen Gewindewalzrollen 4 verläuft. Der Gang 7 verläuft senkrecht zur Achse der Rotationswelle 3· Wie aus Fig. 6 hervorgeht, laufen der Anfangsteil 7a und der Endteil Th des vorstehenden Gangs 7 allmählich aus, so daß die Zufuhr des Stangenmaterials und die Ausgabe der Erzeugnisse glatt durchgeführt werden kann. Wie oben erwähnt, bildet sich zwischen den jeweiligen zylindrischen Gewindewalzrollen 4 und den gegenüberliegenden flachen Gewindewal zbacken 5 "and 6 ein kreisbogenförmiger Zwischenraum aus, wenn die betreffenden Elemente in ihre vorgeschriebene Lage gebracht worden sind.

Bei der Ausführungsform nach Pig. 2 ist oberhalb des Einlasses zu den Zwischenräumen 8 sin Einfülltrichter 9 ztn? Aufnahme mehrerer Metallbolzen 13 vorgesehen, c^Ü es ist mit einer Bodenöffnung des Einf'ülltrieh-terii 9 ei-· ^;:; -isssehacht 10 verbunden· Bie Boue&cifimxig das %€i3£öC.:?uclr:.^Ä>a -10 Ue^; &?*'; Wtu.s& au den

Zwischenräumen 8 gegenüber· Heben der Bodenöffnung des Einfülltrichters 9 befindet sich ein Klauenradmechanismus 11, der gedreht wird. Die Hauen dieses Mechanismus stehen mit den Metallbolzen 13 in Kontakt· Durch den Klauenradmechanismus 11 wird eine Vibration der Metallbolzen 13 hervorgerufen, und hierdurch können diese Bolzen nacheinander dem Speiseschacht 10 zugeführt werden. Im Bodenteil des Speiseschachtes 10 befindet sich, ein Anschlag 12, so daß die Metallbolzen 13 einzeln dem Zwischenraum 8 zugeführt werden. Der Anschlag 12 enthält zwei Platten 12a und 12b, die den Speiseschacht 10 wechselweise schließen. Die Entfernung zwischen den Sehlie&Lagen der Platten 12a und 12b ist so bestimmt, daß in dem Raum zwischen den Platten 12a und 12b und den Wänden des Speiseschachtes 10 ein Metallbolzen 13 aufgenommen werden kann.

Es wird nun das Verfahren zum Herstellen gerollter Gewinde durch die obengenannte Gewindewalzmaschine beschrieben. Nachdem die Eotationswelle 3 - wie in 3fig. 2 durch einen Pfeil angedeutet - in Uhrzeigerrichtung in Rotation versetzt worden ist, wird der Anschlag 12 zusammen mit dem Klauenradmechaniemua 11 durch einen nicht dargestellten Antrieb betätigt, so daß in dem Einfülltrichter 9 eine Vibration der Metallbolzen 13 erzeugt wird und die Metallbolzen nacheinander dem Speiseschacht 10 zugeführt werden· Während der Arbeitsvorgänge des Anschlags 12 können die Metallbolzen 13 dem Einlaß zu dem Zwischenraum 8 nacheinander zugeführt werden. Das Zeitintervall der Zufuhr aufeinanderfolgender Metallbolzen 13 kann durch Indern der

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Geschwindigkeit der öffnungs- und Schließbewegungen der Platten 12a und 12b eingestellt werden. Wenn dem Zwischenraum 8 ein Metallbolzen 13 zugeführt worden ist und dieser in Berührung mit den Gewin&egängen der zylindrischen Gewindewalzrollen 4 und der flachen Gewindewalzbacken 5 kommt, wird er entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn gedreht und bis zum Auslaß des Zwischenraums 8 befördert. Ba der Abstand zwischen den Schrasibengängen der zylindrischen Gewindewalzrolle 4 und der flachen Gewindewalzbacke 5 so eingestellt ist, daß der Durchmesser der Gewinderillen des auf dem Metallbolzen 13 gebildeten Außengewindes gleich dem HaB des Zwischenraums 8 ist, während das Maß des Abstands zwischen den Gewinderillen der zylindrischen Gewindewalzröllen 4 und der flachen Gewindewalzbacken 5 gleich dem Durchmesser der auf dem Metallbolzen 13 gebildeten Schraubenlinie ist, wird die äußere Schicht des Me-eallbolzens 13 plastisch se» verformt, daß sie genau in Eingriff mit dem rotierenden zylindrischen Gewinde der Gewindewalzrollen 4 und den Gangen der flachen Gewindewalzbacken 5 ist, wie dies voa den konventionellen Gewindewalzmasehinen her bekannt ist· Wenn deshalb der Metallbolzen 13 den Zwischenraum 8 verläßt, ist an den beiden Enäabßchnitten des Bolzens 13 ein Außengewinde 14 gebildet· Da angrenzend und benachbart zu den flachen Gewindewalzbacken 5 je eine Hilfsbacke 6 angeordnet ist, werden beim Befördern des Bolzens 13 «um Ausgang des Zwiscaear&ums S neben der oben er-.vä&rrfce» plastischen. Verformung der Außeuso.".uuafe auch die Beruh.-rungssteilen. ait dem einzelnen vorstehenden Gang der Eiifsba 6 pl&stieda. verformt, so cU.£ auf dem boXzüz "0 iimerhaj.'t dar

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Außengewinde 14 angrenzend an diese ringförmige Anschlagnuten 15 gebildet werden.

Bei der in den Fig. 7 ttnd θ dargestellten, in der Praxis ver-* wirklichten Gewindewalmaschine sind die Elemente, di© die gleiche Funktion wie die in den Fig. 1 und 2 dargestellten Elemente haben, mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Bei dieser Maschine ist ein Teil des Halterahmens 1 (der linke Teil des Halterahmens in Fig. 7) verschiebbar auf der oberen horizontalen Fläche eines Maschinenfundaments 20, das einen Antriebsmotor trägt, befestigt.

Je nach dem gewünschten Abstand zwischendden beiden auf dem Jeweiligen Bolzen gebildeten Außengewinden wird die Lage der inneren zylindrischen Gewimdewaliirolleii4 (in Fig. 7 nicht dargestellt, ihre Lage entspricht der Bücke ei te des linken Teils des Halterahmens 1 in Fig. 7) auf der Welle 3 zunächst durch Indern der Zahlen der Farbteilung 18, die auf der Welle 3 zwischen den beiden zylindrischen Gewindewalzrollen 4 angebracht ist, eingestellt .und dann die Lage der Gewindewalerollen 4 auf der Welle 3 durch mehrere Spannnuttern 19 fixiert. Die zylindrische Gtwindewalirolle 4 und die flache Gevindewalzbacke *5 auf der rechten Seite der Fig. 7 sind in fester Luge einander gegenüberliegend angebracht. Ea wird dann die zylindrische Gewindewalzrolle 4 an der betreffenden Stellt auf der VeXXe 3 durch mehrere Spannmuttern 19 befestigt, und es wird der Halterahmen 1, der die flache Gewindewal»backe 5 *uf der rechten

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Seite der Hg. 7 trägt, auf der horizontalen oberen Hache des Masehinenfundaments 20 so befestigt, daß die flache Gewindewalzbacke 5 der rechten zylindrisehen Gewindewalzrolle 4 der JFig. 7 gegenüberliegt. Dann wird die Lage des Halterahmens 1 der linken Seite eingestellt. Die Einstellung wird dadurch bewirkt, daß zunächst die Befestigungselemente, die den Halterahmen 1 auf dem Maschinenfundament 20 festhalten, gelöst werden und daß dann eine Kurbel 17b gedreht wird, die am freien Ende einer Stellachse 17 befestigt ist, welche einen Gewindeendebschnitt 17a besitzt, der mit einer am Bodenteil des Halterahmens 1 befind- · liehen Gewindebohrung in Eingriff steht, und daß nach Einstellung des Abstands zwischen den beiden Seilen des Halterahmens in der Weise, daß er der gewünschten Länge angepaßt ist, der linke Seil durch Anziehen der Befestigungsmittel am Maschinenfundament 20 befestigt wird.

Die Welle 3 wird durch einen Antriebsmotor 21 mittels einer Motorwelle 21a, einer auf dieser befestigten Riemenscheibe 22, eines Hiemens 25 und einer weiteren an einem Ende der Eotationswelle 3 befestigten Riemenscheibe 3& angetrieben· Die Eotationswelle 3 ist in zwei Lagern J4a und 54b drehbar gelagert, die auf der waagrechten oberen Fläche des Maachinenfundaments 20 befestigt 0ind.

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Einfülltrichter 9 gesammelt und dem Gewindewalzaaechanismus nacheinander durch den Speiseschacht zugeliefert. Auf den betreffenden Halterahmen 1 sind zwei Anschläge 12a und 12b angebracht. Jeder Anschlag enthält einen Schwinghebel 24-, der schwingbar auf einer vom Halt er airmen 1 getragenen horizontalen Achse 25 befestigt ist, sowie eine Platte 12a, die mittels eines Verbindungsglieds 29 mit dem Schwinghebel 24 verbunden ist, und ferner eine weitere Platte 12b, die von einem Gleitstück 31 bewegbar getragen wird. Das Gleitstück 31 ist innerhalb eines zylindrischen Gehäuses 30 verschiebbar. In dem Gehäuse ist eine Schraubenfeder 32 so angebracht, daß das Gleitstück 31 stets gegen den Einlaßspalt zwischen der zylindrischen Gewindewalzrolle 4 und der flachen Gewindewalzbacke 5 gedrückt wird· Am unteren Ende des zylindrischen Gehäuses 30 ist ein Anschlag 30a so ausgebildet, daß er die untere Grenzlage der Platte 12b bestimmt. Vom rechten Halt erahnten 1 wird eine Nockenwell· 27 drehbar gehalten und über ein am rechten Lager 34b befestigtes Getriebe 35 angetrieben. Das Getriebe 35 wird durch die Drehbewegung der Welle 3 angetrieben. Auf der Nockenwelle 27 ist ein Nocken ^28 fest angebracht, der stets mit einer Nockenkugel 26 in Eontakt steht, die drehbar am rechten Schwinghebel 24 befestigt ist« Deshalb schwingt abhängig von der Drehbewegung des Nockens 28 der Schwinghebel 24 jedes Anschlags um die horizontale Achse 25· Am Halterahmen 1 ist ein Führungsseil 29a so befestigt, daß sich die Platte 12a durch dieses hin- und herbewegen kann,·

Die Big. 9A, 9B und 90 zeigen, daß in der Anfangslage (3*ig· 9A)

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der Platten 12a und 12b ein Bolzen Ao in den durch die zylindrische Gewindewalzrolle 4, den Speisesehaeht 10 und die Platten 12a und 12b definierten Saum 8a gebracht wird und die Platte 12b eine Zufuhr des Bolzens Ao in den Arbeitszwischenraum 8 zwischen der zylindrischen Gewindewalzrolle 4 und der flachen Gewindewalzbacke 5 verhindert. Der Bolzen ist mit dem Symbol A1 bezeichnet. Wenn die Platte 12a weiter vorbewegt wird (3?ig, 9B), stoßt der Bolzen A1 an die Spitze der Platte 12b, so daß diese zurückgedrückt wird, und wird in den Zwischenraum 8 (Hg. 90) gestoßen, während durch das Schließen der öffnung des Speiseschachts 10 mittels der Platte 12a die Zufuhr eines frischen Bolzens Ao in den Eaum 8a verhindert wird. Es wird dann die Platte 12a abhängig von der Nockenbewegung in die erste Lage zurückgezogen und hierdurch der Speiseschaeht 10 geöffnet. Gleichzeitig wird die Platte 12b in die untere Sras?l£ig? <ζβ-schoben, so daß der frische Bolzen Ao in den Eaum 8a geführt wird und die Spitze der Platte 12b eine Zufuhr des frischen Bolzens in den Zwischenraum 8 verhindert. Der frische in den Zwischenraum 8 gebrachte Bolzen Ao wird dann, wie bereits erläutert, einem Gewindewalzvorgang unterworfen, so daß am Auslaß des Zwischenraums 8 das fertige Erzeugnis A2 ausgegeben wird. Der beschriebene Vorgang läuft intermittierend ab· Der Klauenradmechanismus 11 enthält mehrere Xlauenräder 11a, die auf einer Welle 11b befestigt sind, welche drehbar in zwei am Einfülltrichter 9 befestigten Lagern gelagert ißt. Bie Xlauen stehen durch Ausschnitte im Boden dea Einfülltrichter^ vor· Die Welle 11b wird durch einen Kettenantrieb mittels 4#r viel!β 3

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angetrieben. Der Kettenantrieb enthält ein auf der Welle 3 befestigtes Kettenrad 3b, ein auf der Welle 11b befestigtes Kettenrad 11c und eine die beiden Kettenräder verbindende endlose Kette· Die Klauen des Klauenrads 11 steuern die Zufuhr frischer Bolzen Ao vom Einfülltrichter 9 in den Speiseschacht 10, so daß diesem die Stangen nacheinander zugeführt werden. Da die Stangen Ao dem Eingangsteil der erfindungsgemäßen Gewindewalzmaschine zugeführt werden und die Erzeugnisse A2 aus der Auelaßseite der Maschine ausgegeben werden, kann der Arbeitsablauf der Maschine kontinuierlich und mit hoher Leistung durchgeführt werden.

Wie erwähnt, hat die erfindungsgemäße Gewindewalzmaschine ausgezeichnete Eigenschaften für die Herstellung gerollter Gewinde auf einem Bolzen bzw. einer Stange, die in Form von Außengewinden in vorgegebenem axialen Abstand an beiden Enden des Bolzens gebildet werden, wobei zwei ringförmige Anschlagnuten leicht und genau innerhalb und angrenzend an die Außengewinde in einem Arbeitevorgang aufgebracht werden können, so daß ein großer Seil manueller Arbeit, eliminiert werden kann. Ein wesentliches Merkmal der Erfindung ist, dad die Maschine eine sehr hohe Arbeitsleistung und Genauigkeit der Gewinde besitst* Demzufolge können ' Gewindebolzen mit zwei Außengewinden und ringförmigen Hüten einer gleichförmigen Qualität wirtechaftlioh hergestellt werden.

* 5 Ansprttohe 9 Hguren

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Claims (5)

1. Ansprüche

   Γί. j Gewindewalzmas chine zum Herstellen von gerollten Gewinden an den Enden eines Bolzens und von innerhalb der Gewinde liegenden und an diese anschließenden ringförmigen Nuten, dadurch gekennzeichnet, daß an einer Rotationswelle (3) in einem vorgegebenen Abstand zwei zylindrische Gewindewalzrollen (4) befestigt sind und diesen gegenüberliegend auf einem Halterahmen (1) der Maschine zwei flache Gewindewalzbacken (5) feststehend angeordnet sind, von denen jede einen $eil mit einer zylindrischen Oberfläche besitzt, der koaxial zur zylindrischen Oberfläche der jeweiligen zylindrischen Gewindewalzrolle (4) angeordnet ist, wobei jeder aus zylindrischer Gewindewalzrolle (4) und flacher GewindewaXzbacke (5) bestehende Satz eine Vielzahl identischer einander gegenüberliegender Gewindegänge enthalt, so daß zwischen der zylindrischen Gewindewalzrolle (4) und der flachen Gewindewalzbacke (5) eines Satzes ein in Form eines zylindrischen Bogens gekrümmter Zwischenraum (8) gebildet wird, daß ferner der Abstand zwischen der zylindrischen Gewindewal zr olle (4) und der flachen Gewindewalzbacke (5) *b~

   . hängig von der form und der Abmessung des Außengewindes des Bolzene bestimmt ist, daS ferner innerhalb und angrenzend an die flachen Gewindewalzbacken (5) zwei Hilfsbacken (6)

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   /IV

   feststehend auf dem Halterahmen (1) angeordnet sind, von denen 3ede einen senkrecht zur Achse der Rotationswelle (3) liegenden Vorsprung (7) besitzt, und daß schließlich eine Einrichtung zum vereinzelten Zuführen der Bolzen in den Zwischenraum (8) vorgesehen ist.
2. 2. Gewindewal ^maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Zuführeinrichtung einen oberhalb des Zwischenraums (8) angeordneten Einfülltrichter (9) enthält, der eine Bodenöffnung zum Entleeren der Bolzen besitzt, ferner einen Speiseschacht (10), der mit der Bodenöffnung des Einfülltrichters verbunden ist und seinerseits eine Boäenöffnung besitzt, die unmittelbar dem Eingang des Zwischenraums (8) gegenüberliegt.
3. 3, Gewindewalzmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Einfülltrichter (9) einen KLauenradmechanismus (11) besitzt, d&p drehbar unterhalb des Einfülltrichtere so angeordnet ist, daß die KLauenräder des Hechanismus durch im Einfülltrichter gebildete Ausschnitte in diesen ragen, und daß der Klauenradmechatniasrue auf die im Einfülltrichter befindlichen Bolzen eine Vibration ausübt.
4. 4« Gewindewalzmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zufuhrvorrichtung einen Anschlag besitzt, der zwei Verechlußplatten enthält, die den Weg für die Bolzen innerhalb des ßpeieeechachtes wechselweise

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   öffnen und schließen, und daß der Abstand zwischen den beiden Verschlußplatten so bestimmt ist, daß in dem Saum zwischen den Verschlußplatten und dem Speiseschacht jeweils nur ein einziger Bolzen aufgenommen werden kann, so daß die Bolzen dem Zwischenraum (8) kontinuierlich vereinzelt zugeführt werden können.
5. 5. Gewindewalzmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Gewinde der festen Gewindewalzbacken im Anfangs- und im Endteil allmählich ausläuft·

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