DE2331466B2 - Maschine zur herstellung von kopflosen gewindeteilen - Google Patents

Description

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung für die Gewindeschneideinrichtung (70) ein in seiner Drehzahl veränderbarer Elektromotor (41) ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung für die Gewindeschneideinrichtung (70) ein in seiner Drehzahl veränderbarer Hydromotor (85) ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mit Gewinde versehene Stange (la) innerhalb der Gewindeschneideinrichtung (70) in einer Buchse (35) geführt ist, welche koaxial innerhalb der hohlen Spindel (73) der Gewindeschneideinrichtung drehbar gelagert ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Buchse (35) in Wälzlagern (34) drehbar gelagert ist.

BddLr anderen bekannten Art der Herstellung von Schrauben od. dgl. werden vom Draht- bzw RundmaterS einzelne Stücke entsprechend der erforderlichen Länge abgestochen, einzeln mit Gewinde uud gegebenenfalls ekiem Schraubkopf od. dgl. versehen.

Se bannten Arten der Herstellung sind für die Massenfertigung von Gewindestiften u.dgl. noch zu unrationell, da durch Nebenarbeiten, wie das erforderliche Auffüllen von Magazinen u. dgl. der Arbeitsprozeß tarnt wieder unterbrochen wird, wodurch die Herstel-

Die Erfindung betrifft eine Maschine zur Herstellung von kopflosen Gewindeteilen aus einem Vorratsring entnommenem stangenförmigem Werkstoff der mittels einer intermittierend arbeitenden Vorschubeinrichtung einer Abtrenneinrichtung zum Abtrennen von Rohteilen vorbestimmter Länge zuführbar ist und einer an die Abtrenneinrichtung anschließenden Mehrstationen-Fertigbearbeitungseinrichtung für die Rohteile.

Es ist bekannt, bei der Herstellung von kopflosen Gewindeteilen, wie beispielsweise Gewindestiften, das Drahtmaterial z. B. von einem Ring, zur Herstellung von Stangen, stückweise abzuwickeln, abzuschneide, durch Rollen oder Schneiden mit Gewinde zu versehen und anschließend beispielsweise zu Gewindestiften weiter-Mit emc .» der schweizerischen Patentschrift CH PS 4 69 520 bekannten Vorrichtung ist es zwar erundsätzüch möglich, kopflose Gewindestifte herzustellen Da die einzelnen Rohteile jedoch vor dem Einspannen in den Rundschalttisch vom Stangenmaterial abgeschnitten werden, muß ein das Einspannen ermöglichender Abschnitt auch nach Herstellung des Gewindes am Gewindestift verbleiben. Zur Fertigstellung eines kopflosen Gewindestiftes mußte anschließend noch dieser Teil abgestochen werden. Das bedeutet einerseits einen Materialverlust und andererseits einen zusätzlichen Arbeitsaufwand. Die an den in der Rundschaltrommel eingespannten Rohteilen zum Angriff kommende Gewindeschneideinrichtung muß ferner bei der bekannten Vorrichtung zur Durchführung des Schneidvorgangs an den Rundschalttisch herangefahren und anschließend wieder zurückgefahren werden Eine kontinuierliche Herstellung eines Gewindes an dem zugeführten Drahtmatenal ist dabei nicht möglich Dies bedeutet einen Zeitverlust und einen zusätzlichen Werkzeugverschleiß. Bei jedem einzelnen Gewindestift muß das Werkzeug von neuem angesetzt und in Drehung versetzt werden. Bekanntlich ist der Werkzeugverschleiß beim Ansetzen sowie der Energie verbrauch beim Anfahren des Werkzeugs besonders

Durch die Erfindung soll eine Vorrichtung der bekannten Art so verbessert werden, daß die geschilderten Nachteile beseitigt sind und eine besonders zeit-, material- und energiesparende Herstellung für kopflose Gewindestifte erzielt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelost, daß vor der Abtrenneinrichtung eine den stangenförmigen Werkstoff mit einem kontinuierlichen Gewinde versehende und mit ihren Werkzeugen ständig in Eingriff mit dem von ihr geschnittenen Gewinde verbleibende Gewindeschneideinrichtung angeordnet ist die auf einer Führung parallel zu der mit Gewinde versehenen Stange freibeweglich geführt ist, wobei die Gewindeschneideinrichtung eine Antriebseinrichtung besitzt die ständig mit einer etwa der durchschnittlicher Vorschubgeschwindigkeit des stangenförmigen Werk Stoffs entsprechenden Vorschubgeschwindigkeit ir entgegengesetzter Richtung zu diesem angetriebet

wird. . _r

Durch die Erfindung wird eine Vorrichtung geschaf fen, die eine rasche und einfache Herstellung voi Gewindestiften ermöglicht, wobei keiner der obei geschilderten Nachteile der bekannten Vorrichtuni eintritt. Da die Gewindeschneideinrichtung ständig ii Eingriff mit dem Gewinde bleibt und während de Betriebes nie abgeschaltet wird, ist der Werkzeugver ι schleiß so gering wie möglich, und es wird kein Anlaufenergie vergeudet. Erst nach dem Anschneide des kontinuierlichen Gewindes werden die einzelne Gewindestifte abgetrennt und können so dann in eine

Fertigbearbeitungseinrichtung in beliebiger gewünschter Weise weiterbearbeitet werden.

Während der von der Vorschubeinrichtung erzeugten einzelnen Vorschubschritte des stange» iförmigen Werkstoffs wird die ständig weiterschneidende Gewindeschneideeinrichtung lose in Vorschubrichtung mitgenommen, was im übrigen keinen Einfluß auf den Schneidvorgang hat

Für die Gewindeschneideinrichtung ist es wesentlich, dieser e\M Antriebseinrichtung zuzuordnen, welche die Gewindebearbeitungseinrichtung ständig mit einer im wesentlichen der durchschnittlichen Materialvorschubeeschwindigkeit entsprechenden einstellbaren Normaleeschwindigkeit in entgegengesetzter Richtung antreibt Durch Abtastung einer stationären Steuerkurve, die zwei entgegengesetzt wirksame Steuerabschnitte besitzt, kann kurzzeitig eine Erhöhung bzw. eine Verringerung der Normalgeschwindifkeit erzielt werden Auf diese Weise pendelt sich die Vorschubgeschwindigkeit der Gewindebearbeitungseinrichtung auf die Materialschubgeschwindigkeit ein, und die Schneidbacken kommen nie zum Stillstand. Bekanntlich bringt das Wiederanlaufen von Schneidbacken am zu bearbeitenden Rundmaterial Probleme mit sich.

Als Antriebseinrichtung für die Gewindebearbeitungseinrichtung eignet sich beispielsweise ein in seiner Drehzahl veränderlicher Elektromotor oder ein hydraulisch angetriebener Motor, ein sogenannter Hydromo

Es kann vorteilhaft sein, das bereits mit Gewinde versehene, aus der Gewindebearbeitungseinrichiung austretende Drahtmaterial in einer Buchse zu führen, welche konzentrisch zur Gewindebearbeitungseinrichtung geführt ist. sich jedoch nicht mitdreht. Diese Buchse kann beispielsweise innerhalb einer hohlen Spindel der Gewindebearbeitungseinrichtung unter Verwendung von Wälzlagern gelagert sein.

Der Gegenstand der Erfindung ist anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In dieser zeigen:

F i g. 1 eine Seitenansicht eines ersten Ausführungsbeispieles für eine erfindungsgemäße Maschine zur Herstellung von Gewindeteilen aus Drahtmaterial mit ennem Richtapparat.

F i g 2 einen abgewandelten Richtapparat tür die Maschine von F ig. 1.

F i g. 3 und 4 je eine Seitenansicht bzw. Draufsicht auf ein gegenüber F i g. 1 abgewandeltes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Maschine und

Fig.5 eine Draufsicht auf den Richtapparat von F i g. 2.

Das in F i g. 1 in einer schematischen Seitenansicht dargestellte Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemä-Cien Maschine zur Herstellung von kopflosen Gewindeteilen besteht im wesentlichen aus einem Vorschubapparat, einer Gewindebearbeitungseinrichtung, einer Fertigbearbeitungseinnchtung und aus zugehörigen Antriebs- und Steuereinrichtungen zur Durchführung eines automatischen Fertigungsablaufes. Als Rohmaterial wird der Vorrichtung vom linken Zeichnungsrand her in Pfeilrichtung Rund- bzw. Drahtmaterial 1 in endloser Form oder in Form von Stangen zugeführt, welches einem nicht dargestellten Vorratsring oder Stangenmagazin entnommen wird. An der Einlaufseite der Vorrichtung befindet sich gemäß F i g. 1 ein rotierender Richtapparat 3, welcher mittels eines Antriebsmotors 4 über einen Keilriemen 5 angetrieben wird. Anstelle des rotierenden Richtapparates kann auch ein mit versetzten Richtrollen 7 ausgestatteter Richtapparat 3a gemäß Fig.2 und 5 angewendet werden, der keine separate Antriebseinrichtung benötigt

Unter dem Einfluß eines weiter unten beschriebenen Vorschubapparates 10 gelangt das ausgerichtete Drahtmaterial 1 gemäß Fig. 1 in einen Gewinderollapparat 30, dem eingangsseitig an einem Träger 37 eine Führungsplatte 38 mit Führungsrollen 39 vorgelagert ist Innerhalb des Gewinderollapparates 30 durchläuft das Drahtmaterial 1 einen mit Gewinderollen 32a ausgerüsteten Rollkopf 32, der an der Stirnseite einer ebenfalls das Drahtmaterial 1 umgebenden hohlen Spindel 33 befestigt ist Die hohle Spindel 33 ist in Wälzlagern 36 drehbar gelagert und wird mittels eines Antriebsmotors 41 und über einen Treibriemen 42 rotierend angetrieben.

Durch die hohle Spindel 33 wird das Kühl- und Schmiermittel den Gewinderollen bzw. Schneidbacken direkt von innen zugeführt. Hierdurch wird eine optimale Kühlung und Schmierung erreicht, da das Kühl- und Schmiermittel nicht infolge der bei Drehbewegung entstehende Zentrifugalkraft weggeschleudert wird.

Hinter einem als Riemenscheibe ausgebildeten Abschnitt befindet sich am hinteren Ende der Spindel 33 ein hohler zylindrischer Ansatz 33a, in dessen Innenraum über Kugellager 34 eine Führungsbuchse 35 drehbar gelagert ist, welche das als Gewindestange la aus dem Gewinderollapparat 30 austretende Material schützend umgibt und führt. Die hohle Spindel 33 mit Ansatz 33a rotiert somit gegenüber der Führungsbuchse 35 und der Gewindestange la. Der Rollkopf 32 wird durch eine weiter unten beschriebene Steuerung seines Antriebsmotors 41 intermittierend betrieben.

In regelmäßigen Zeilabständen wird das Drahtmaterial 1 bzw. die daraus entstandene Gewindestange la durch den Vorschubapparat 10 um ein bestimmtes Stück in Pfeilrichtung vorgezogen. Zu diesem Zweck besitzt der Vorschubapparat 10 eine Steuerwelle 20, die mittels einer Antriebseinrichtung 20a fortlaufend mit einer bestimmten Drehzahl rotierend angetrieben wird. Mittels einer auf der Steuerwelle 20 befindlichen Steuerkurve 15 umspannt abwechselnd ein beweglicher Spannkopf 11 und ein stationärer Spannkopf 12 die Gewindestange la. Diese abwechselnde Spannbewegung wird von der Steuerkurve 15 über eine Abtastrolle 14 und ein Hebelgestänge 13a auf den stationären Spannkopf 12 und von dort mittels eines Hebelgestänges 13i> auf den beweglichen Spannkopf U übertragen. 1st der bewegliche Spannkopf 11 geschlossen, so sorgt eine Steuerkurve 19 auf der Steuerwelle 20 mittels eines an einem Drehpunkt 17 drehbar gelagerten Hebels dafür, daß ein Vorschubschlitten 16, auf dem der bewegliche Spannkopf 11 befestigt ist, eine bestimmte Vorschubstrecke in Pfeürichtung verschoben wird. Da zu diesem Zeitpunkt der Spannkopf 11 geschlossen ist. wird die gesamte Gewindestange la bzw. das Drahtmaterial 1 zwangsläufig mitgenommen. Während der anschließenden Rückbewegung des Spannkopfcs unter dem Einfluß beispielsweise einer Feder, mit welcher der Vorschubschlitten 16 entgegen der Pfeürichtung belastet ist, erfaßt der stationäre Spannkopf 12 die Gewindestange la, so daß diese ihre Lage beibehält.

Bei jeder Vorschubbewegung wird das vordere End« der Gewindestange la in ein geöffnetes Spannelemen 22 eingeschoben, von denen mehrere über den Umfang

eines Rundschalttellers 21 verteilt angeordnet sind, dessen Drehachse parallel zum Drahtmaterial 1 verläuft. Nach dem Einschieben des vorderen Gewindestangenendes in das gegenüberliegende Spannelement 22 wird dieses durch eine nicht dargestellte Steuereinrichtung geschlossen und während das vordere Gewindestangenende von den Spannbacken des stationären Spannkopfes 12 festgehalten wird, schneidet eine Kreissäge 25 mit Antriebseinrichtung 26 das vordere Ende der Gewindestange la ab, so daß ein Gewinderohteil \b mit einer bestimmten Länge gebildet wird.

In Übereinstimmung mit dem Arbeitstakt des Vorschubapparates 10 wird die Rundschalttrommel 21, die zu einer Fertigbearbeitungseinrichtung der Maschine gehört, jeweils um eine Spannelement-Teilung weitergeschaltet, so daß die in den einzelnen Spannelementen 22 aufgenommenen Gewinderohteile \bschrittweise mehreren rotierenden Bearbeitungseinrichtungen 23 zugeführt werden, welche aufgrund einer besonderen Steuereinrichtung jeweils während der Stillstandsphase jo der Rundschalttrommel 21 weitere Bearbeitungen ausführen, bis schließlich bei jedem Vorschubtakt ein fertiges Gewindeteil aus der Vorrichtung in einen Sammelbehälter od. dgl. fällt.

Die einzelnen Bearbeitungseinrichtungen 23 können separat oder gemeinsam angetrieben sein.

Die Gewinderollen 32a des Rollkopfes 32 befinden sich ständig im Eingriff mit ihren zuvor hergestellten Gewindegängen. Daher nimmt der gesamte Gewinderollapparat 30 zwangsläufig an der vom Vorschubapparat 10 auf die Gewindestange la übertragenden Vorschubbewegung teil.

Nachfolgend wird eine Steuereinrichtung beschrieben, welche durch intermittierenden Betrieb des Antriebsmotors 41 für den Gewinderollapparat 30 dafür sorgt, daß der Gewinderollvorgang automatisch an die Vorschubgeschwindigkeit angepaßt wird. Bei laufendem Antriebsmotor 41 bewegt sich der auf einer oder mehreren Führungsschienen 31 parallel zum Drahtmaterial 1 verschiebbar geführte gesamte Gewinderollapparat 30 gemäß F i g. 1 entgegen der Pfeilrichtung nach links, bis ein mit ihm verbundener einstellbarer Anschlag 46 einen Abschalter 45 berührt, welcher einstellbar in einer Nut 44 bzw. einem Nutenfeld der Vorrichtung angebracht ist Nach Ablauf einiger Vorschubtakte des Vorschubapparates 10 erreicht schließlich ein weiterer einstellbarer Anschlag 48 einen ebenfalls in der Nut 44 einstellbar befestigten Endschalter 47, welcher den Antriebsmotor 41 wieder einschaltet Damit wiederholt sich das intermittierende Arbeitsspiel des Gewinderoilapparates 30.

Das in F i g. 3 von der Seite und F i g. 3 von oben schematisch dargestellte zweite Ausfuhrungsbeispiel unterscheidet sich von dem zuvor beschriebenen im wesentlichen dadurch, daß hier Gewinde mittels einer spanenden Gewindeschneideinrichtung 70 geschnitten und die intermittierende Vorschubbewegung auf das Drahtmaterial 1 bereits vor dem Gewindeschneidapparat mittels eines hydraulisch betätigbaren Vorschubapparates 50 übertragen wird. Obwohl in F i g. 3 und 4 te nicht dargestellt wird auch hier entweder ein rotierender Richtapparat 3 oder ein rat Richtrollen7 besetzter Richtapparat 3a verwendet Da die gleiche Fertigbearbeitungseinrichtung wie in Fig. 1 verwendet wird, braucht diese hier nicht noch einmal beschrieben zu 6s werden.

Zum hydraulisch betätigbaren Vorschubapparat 50 gehören ein beweglicher Spannkopf 51 sowie zwei stationäre Spannköpfe 52 und 53, von denen einer in Vorschubrichtung vor und einer in Vorschubrichtung hinter der Gewindeschneideinrichtung 70 angeordnet ist. Sämtliche Spannköpfe 51,52 und 53 besitzen gemäß F i g. 4 Spannzangen 54 mit hydraulischer Betätigungseinrichtung in Form einer Kolben-Zylinderanordnung. Mittels einer nicht dargestellten hydraulischen Steuereinrichtung sind abwechselnd entweder die Spannzangen 54 der beiden Spannköpfe 52 und 53 oder die des beweglichen Spannkopfes 51 geschlossen bzw. geöffnet. Sind die Spannköpfe 52 und 53 geschlossen, so wird durch eine hydraulisch betätigte Kolben-Zylinderanordnung 56 der bewegliche Spannkopf 51 in Fig.3 bzw. 4 entgegen der Pfeilrichtung nach links so weit vorwärts bewegt bis ein Begrenzungsflansch 58 gegen die rechte Stirnfläche einer als Endabschalter dienenden Anschlagbuchse 57 fährt. Während dieser Vorschubbewegung ist der Spannkopf 51 geschlossen, während die Spannköpfe 52 und 53 geöffnet sind. In der linken Endlage des Spannkopfes 51 wird dieser geöffnet und die beiden stationären Spannköpfe 52 und 53 schließen. Jetzt kann in zuvor beschriebener Weise durch die Kreissäge 25 das vordere Ende der Gewindestange la abgeschnitten werden, so daß ein von dem zugeordneten Spannelement 22 der Rundschalttrommel 21 aufgenommenes Gewinderohrteil \b entsteht und anschließend in bereits beschriebener Weise weiterbearbeitet wird.

Das aus dem Spannkopf 52 des Vorschubapparates 50 austretende Drahtmaterial 1 durchläuft zunächst zwei Führungsrollen 60 und tritt dann in einen mn Schneidbacken 72a ausgerüsteten rotierenden Schneidkopf 72 ein. Urn Schwierigkeiten beim Anlaufen der Schneidbacken 72a grundsätzlich zu vermeiden, wird der Schneidkopf 72 durch einen Hydromotor 85 über einen Treibriemen 86 kontinuierlich angetriebea Die fertig mit Gewinde versehene Gewindestange Xa durchwandert konzentrisch eine hohle Spindel 73, die in gleicher Weise wie in F i g. 1 die Spindel 33 in Wälzlagern 36 drehbar gelagert ist Mittels einer manuell bedienbaren Trenneinrichtung 77 lassen sich die Schneidbacken 72a beispielsweise in einer Betriebspause vom Drahtmaterial 1 abheben.

Ähnlich wie beim zuvor beschriebenen Gewinderollapparat 30 befindet sich auch am hinteren Ende der hohlen Spindel 73 ein Ansatz 73a, in welchem in bereits beschriebener Weise über Kugellager 34 die Führungsbuchse 35 zur Führung der Gewindestange la drehbar gelagert ist Während die hohle Spindel 73 läuft, steht die an der Gewindestange la anliegende Fühnmgsbuch se 35.

Wie bereits erwähnt, läuft der Schneidkopf 72 mit einer bestimmten normalen Umlaufgeschwindigkeit ständig um, so daß die gesamte Gewindeschneideinrichtung 70, der auf Führungssäulen 71 parallel zum Drahtmaterial 1 frei beweglich geführt ist, sich ständig entgegen der Vorschubrichtung des Drahtmaterials 1, also entgegen der Pfeilrichtung, an dem Drahtmaterial vorzieht Dadurch übertragen sich zwangsläufig die von dem Vorschubapparat 50 auf das Drahtmaterial 1 übertragenen Vorschubschritte auf die Gewindeschneideinrichtung 70.

Beim Einrichten der Vorrichtung ist die normale Umlaufgeschwindigkeit des Hydromotors 85 für den Schneidkopf 72 so eingestellt worden, daß die Schneidvorschubgeschwindigkeit der durchschnittlichen yorschubges*windigkeit des Drahtmaterials 1 entspricht, jedoch in entgegengesetzter Richtung.

Solange diese Bedingung erfüllt ist, bewegt sich eine Abtastrolle 81a eines in der Gewindeschneideinrichtung 70 befestigten hydraulischen Steuerventils 81 ständig im linearen Bereich eines stationären Steuerlineals 80 (siehe Fig.3). 1st die Vorschubgeschwindigkeit der Gewindeschneideinrichtung 70 zu groß, so läuft die Abtastrolle 81a auf einen schrägen Abschnitt 80a auf und reduziert kurzzeitig die Drehzahl des Hydromotors 85. Ist dagegen die Vorschubgeschwindigkeit der Gewindeschneideinrichtung 70 gegenüber der durchschnittlichen Vorschubgeschwindigkeit des Drahtmaterials 1 in Pfeilrichtung zu gering, so läuft die Abtastrolle 81a auf einen hinteren schrägen Abschnitt 90b auf und die Drehzahl des Hydromotors 85 wird kurzzeitig angehoben. Diese Steuerfunktionen können auch mittels zweier separater einstellbarer Steuerventile erzielt werden. Auf diese Weise wird erreicht, daß der Schneidkopf 72 kontinuierlich umläuft und nicht zum Stillstand kommt und daß die Gewindeschneidgeschwindigkeit automatisch an die Drahtmaterial-Vorschubgeschwindigkeit angepaßt wird.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 3 und 4 ist es möglich, die gesamte Vorrichtung hydraulisch zu steuern. Vorzugsweise verwendet man in diesem Falle auch für die Bearbeitungseinrichtungen 23 hydraulische Antriebe. Es ist jedoch auch möglich, anstelle vor hydraulischen pneumatische Antriebseinrichtungen zi verwenden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

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Claims (2)

Patentansprüche:

1. Maschine zur Herstellung von kopfloser« Gewindeteilen aus einem Vorratsring entnommenem stangenförmigem Werkstoff, der mittels einer intermittierend arbeitenden Vorschubeinrichtung einer Abtrenneinrichtung zum Abtrennen von Rohteilen vorbestimmter Länge zuführbar ist und einer an die Abtrenneinrichtung anschließenden Mehrstationen-Fertigbearbeitungseinrichtung für die Rohteile, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Abtrenneinrichtung (25) eine den stangenförmigen Werkstoff (1) mit einem kontinuierlichen Gewinde versehende und mit ihren Werkzeugen ständig in Eingriff mit dem von ihr geschnittenen Gewinde verbleibende Gewindeschneideeinrichtung (70) angeordnet ist, die auf einer Führung (71) parallel zu der mit Gewinde versehenen Stange (la) freibeweglich geführt ist, wobei die Gewindeschneideinrichtung (70) eine Antriebseinrichtung besitzt, die ständig mit einer etwa der durchschnittlichen Vorschubgeschwindigkeit des stangenförmigen Werkstoffs entsprechenden Vorschubgeschwindigkeit in entgegengesetzter Richtung zu diesem angetrieben wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine gegenüber der Gewindeschneideinrichtung stationäre Steuerkurve (80), die zwei entgegengesetzt wirksame Steuerabschnitte (80a, 806) besitzt und mittels einer auf ein Steuerventil (81) einwirkenden Rolle (81a) zur kurzzeitigen Verringerung bzw. Erhöhung ihrer normalen Vorschubgeschwindigkeit abtastbar ist.