DE2438937C3 - Selbstöffnender Gewinderollkopf - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen selbstöffnenden Gewinderollkopf, bei dem ein Lagerbock mit drei an um parallele Achsen schwenkbar angeordneten Rollenhaltern gelagerten Gewinderollen auf einem Tragteil gegen Federkraft axial verschiebbar und von einem mit dem Lagerbock axial verschiebbaren und gegenüber diesem mit Federkraft verdrehbaren Steuerring für die Rollenhalter koaxial umgeben ist, wobei den Rollenhaltern jeweils zugeordnete Wangen an Abschnitten einer an einer Innenfläche des Steuerrings ausgebildeten Steuerfläche federnd in Anlage gehalten sind, und bei dem eine durch Axialverschiebung lösbare Rastkupplung mit dem TragteiP zusammenwirkt Bei einem aus der GB-PS 7 11 759 bekannten selbstöffnenden Gewinderollkopf dieser Art ist der Lagerbock durch eine Keilverbindung mit dem Tragteil drehfest, jedoch axial

ίο verschieblich verbunden. Der Steuerring, der gegenüber dem Lagerbock zum Zustellen und öffnen der Gewinderollen verdrehbar sein muß, ist über die durch Axialverschiebung lösbare Rastkupplung mit dem Tragteil verbunden und zusammen mit dem Lagerbock zum Entkuppeln axial verschiebbar. Zwischen dem Lagerbock und dem Steuerring befindet sich in einer Umfangsnut eine Spannfeder, welche die relative Verdrehung des Steaerrings gegenüber dem feststehenden Lagerbock zum öffnen des Gewinderollkopfs herbeizuführen sucht Beim Anlaufen des Werkstücks an einem inneren oder äußeren Anschlag des Gewinderollkopfs wird die Rastkupplung aufgehoben, und der Steuerring dreht sich unter Einfluß der Umfangsfeder und bewirkt über die innere Steuerfläche das öffnen des Gewinderollkopfs. Die Feder, welche diese Relativdrehung herbeiführt und auf das Steuerglied wirkt muß relativ stark sein, da relativ große Reibungsverluste auftreten, die beim öffnen zu überwinden sind. Außerdem müssen die Tragstücke relativ stark dimensioniert werden, was zu einem großen Baudurchmesser und zu entsprechend hohen Trägheitsmomenten führt, welche das Auslösen der Öffnungsbewegung verzögern und deren Zuverlässigkeit verringern,
verzögern und deren Zuverlässigkeit verringern.

Bei einem aus der US-PS 31 96 650 bekannten selbstöffnenden Gewinderollkopf abweichender Gattung erfolgt das radiale Verstellen der Gewinderollen durch Drehen von deren exzentrischen Lagerachsen mittels eines Planetengetriebes über ein Sonnenrad. Die Rastkupplung ist dabei zwischen dem Lagerbock und einer mit dem die Steuerfunktion erfüllenden Sonnenrad verbundenen Hülse vorgesehen. Bei dieser baulich sehr aufwendigen Konstruktion wird die Öffnungsbewegung durch die erheblichen und über den gesamten Öffnungsweg gleichbleibenden Reibungsverluste innerhalb des Planetengetriebes verzögert und dementsprechend unzuverlässigergemacht. . .

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Gewinderollkopf der eingangs genannten Art so

so auszubilden, daß das selbsttätige öffnen des Gewinderollkopfs nach dem Entkuppeln durch kompaktere Bauweise vor allem der bei der Öffnungsbewegung beteiligten Teile verzögerungsfrei und zuverlässig erfolgt.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß die Rollenhalter kurbelartig ausgebildet sind, daß der Steuerring drehfest mit dem Tragteil verbunden ist, daß der Lagerbock mit einem Wellenschaft drehbar im Tragteil angeordnet ist und daß die Rastkupplung zwischen dem Lagerbock und dem Tragteil vorgesehen ist.

Bei der Erfindung wird im Zuge des Öffnungsvorganges des Gewinderollkopfs dessen die Gewinderollen tragender innerer Teil bei entsprechend geringem

^bS Trägheitsradius in bezug auf den drehfest gehaltenen äußeren Steuerring gedreht. Die zwischen den Rollenhaltern und den Steuerflächenabschnitten an der Innenwand des Steuerrings wirksamen Reibkräfte sind

zu Beginn der Öffnungsbewegung des Walzkopfs C^erproportional groß und verringern sich danach sprunghaft Deshalb wird zu Beginn des Öffnungsvorganges, wenn die größten Reibungskräfte zu überwinden sind, die in Gewinderollrichtung erfolgende Drehung des Lagerbocks zum öffnen des Gewinderollkopfs von dem dann wirksamen Gewinderolldrehmoment unterstützt und beschleunigt (Öffnungsimpuls). Aufgrund der relativ jgeringen Reibungsverluste jiach Beginn der öifnungsbeweguhg, des geringen Tragheitsradius' der gedrehten Komponenten und vor allem der anfänglichen Unterstützung durch das von dem Werkstück auf die Gewinderollen wirkende restliche Drehmoment ist die von der Spannfeder aufzuwendende Kraft zum öffnen sehr gering, so daß diese Feder entsprechend schwach ausgelegt werden kann und trotzdem eine zuverlässige Öffnungsbewegung gewährleistet ist Das auf den Lagerbock übertragene Drehmoment sorgt außerdem für eine praktisch verzögerungsfreie Öffnungsbewegung der Rollen.

Aus der AT-PS 1 84 036 ist es bekannt, einen die Rollenhalter tragenden, käfigartigen Lagerbock über das bereits oben beschriebene Planetengetriebe gegenüber einem festgehaltenen Sonnenrad zum öffnen des Gewinderollkopfes zu verdrehen. Zwar erhält der käfigartige Lagerbock durch das Gewinderolldrehmoment anfänglich eine Unterstützung, jedoch müssen die hohen Reibungsverluste über den gesamten restlichen Stellweg durch eine entsprechend kräftige Feder überwunden werden.

Da bei der Erfindung eine schwache Feder zur Durchführung der Restdrehung des Lagerbocks ausreicht, kann diese Feder ohne weiteres im Inneren des Gewinderollkopfs untergebracht werden. Das Spannen dieser Feder bedarf dementsprechend nur einer geringen Kraft Auch die einzelnen Bauteile können relativ schwach dimensioniert werden, so daß sich ein geringer Außendurchmesser des gesamten Walzkopfes und eine entsprechend geringe Abnutzung der verschiedenen tragenden Flächen ergibt

Im Gegensatz zu den oben erörterten bekannten selbstöffnenden Gewinderollköpfen ist bei der Erfindung die störende Stirnplatte überflüssig, und die Rollenhalter können mit freitragenden Tragzapfen ausgestattet sein. Daher können Gewinde an einem Werkstück bis unmittelbar an eine Schulter bzw. Abstufung, z. B. nahe an einen Schraubenkopf herangerollt werden.

Um die Kompaktbauweise der bei der Öffnungsbewegung beteiligten Teile noch weiter zu verbessern, ist in Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, daß die Lagerzapfen der Rollenhalter mit ihrem rückwärtigen freien Ende aus dem Lagerbock herausragen und im herausragenden Bereich eine in Achsrichtung gesehen segmentförmige Aussparung haben und daß eine einzige Ringfeder vorgesehen ist, die im Bereich dieser Aussparungen derart an den Lagerzapfen angreift, daß die Wangen der Rollenhalter in Anlage an die zugehörigen Steuerflächen des Steuerrings vorgespannt sind. Die allen Rollenhaltern gemeinsame Ringfeder erfüllt dabei die doppelte Funktion einerseits der axialen Sicherung der Lagerzapfen aller Rollenhalter und andererseits die Vorspannung der Gewinderollen in deren Schließstellung.

Die Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dar. Es zeigen

F i g. 1 und 2 einen Längsschnitt bzw. eine Stirnansicht des Gewinderollkopfes, wobei die Teile in einer Lage gezeigt sind, die sie einnehmen, wenn sich die Gewinderollen in ihrer Arbeitsstellung befinden, also bei »geschlossenem« Gewinderollkopf,

F i g. 3 und 4 einen Aufriß, teilweise im Schnitt, und eine Stirnansicht, wobei die Teile in der Lage gezeigt sind, die sie einnehmen, wenn die Gewinderollen im höchstmöglichen Ausmaß von der Längsachse des Gewinderollkopfes entfernt sind, also bei »geöffnetem« Gewinderollkopf,

Fig.5 eine der Fig.2 ähnliche Stirnansicht wobei aber eine andere Einstellage des Steuerringes in bezug auf den Lagerbock und gewisse die Gewinderollen tragende Tragstücke veranschaulicht ist,

F i g. 6 einen Querschnitt nach der Linie VI-VI der Fig. l.und

F i g. 7 und 8 zwei einander ähnliche Querschnitte nach der Linie VII-VII der F i g. 1 bzw. nach der Linie VIII-VHI der F ig. 3.

Der dargestellte Gewinderollkopf weist als Hauptteile bzw. Baugruppen ein Tragteil 1, einen Lagerbock 2, einen Steuerring 3, drei kurbelartige Rollenhalter 4 und drei Gewinderollen 5 auf.

Das Tragteil 1 weist einen Schaft 6 auf, der dazu bestimmt ist, z. B. in einem Revolver eines Drehautomaten eingespannt zu werden. Dieser Schaft hat eine vorn ausmündende Sackbohrung 7 und vorn einen Flansch 6a, an dessen Vorderseite in achssymmetrischer Anordnung (vgl. F i g. 7 und 8) zwei Klauen 8 vorhanden sind, die zu einer Rastkupplung gehören. Auf dem Schaft 6 ist unmittelbar hinter dem Flansch 6a eine erste Scheibe 9 an sich drehbar angeordnet und ist eine radial geschlitzte zweite Scheibe 10 durch eine Schraube 11 festgeklemmt Eine Vorrichtung, die einen in der zweiten Scheibe 10 festsitzenden Bolzen 12 und zwei in der ersten Scheibe 9 verstellbare Gewindestifte 13 aufweist, ermöglicht eine gewisse Drehverstellung der ersten Scheibe 9 in bezug auf die zweite Scheibe 10 zu Zwecken, die später erläutert werden. In einer exzentrischen Gewindebohrung der ersten Scheibe 9 ist ein achsparalleler nach vorn ragender Bolzen 14 fest eingesetzt

Der Lagerbock 2 hat eine zentrale durchgehende Längsbohrung 15, die während des Arbeitens des Gewinderollkopfes einen mehr oder weniger langen Abschnitt des Werkstückes aufnimmt Der Lagerbock 2 ist mit dem hinteren Endteil seines hohlzylindrischen Schaftes 2a drehbar und verschiebbar in der Sackbohrung 7 des Tragteilschaftes 6 gelagert Am Umfang des Schaftes 2a sind in achssymmetrischer Anordnung zwei Klauen 16 ausgebildet, die auch zu der Rastkupplung gehören und mit den Klauen 8 zusammenarbeiten. Zuvorderst hat der Lagerbock 2 einen massiven Kopfteil 2b. Dieser besitzt drei im Umfang gleichmäßig verteilte und in gleichem Abstand von der Hauptachse gelegene Lagerbohrungen 17; in jeder dieser Lagerbohrungen 17 ist ein Lagerzapfen 4a eines der drei Rollenhalter 4 drehbar gelagert

Die Rollenhalter 4 sind kurbelartig ausgebildet, wobei der Kurbelarm an der vorderen Stirnseite des Lagerbocks 2 anliegt und hinter einem vom Mantelteil des glockenförmigen Steuerringes 3 einwärts ragenden Flansch 3a gelegen ist Im Bereich dieses Flansches 3a hat jeder Rollenhalter 4 eine Wange Ab, die unter der Einwirkung einer noch zu beschreibenden Ringfeder an einem zugehörigen Abschnitt der als Steuerfläche 18 ausgebildeten Innenoberfläche des Steuerringflansches 3a anliegt Von der Wange Ab jedes Rollenhalte rs ragt ein Tragzapfen 4c nach vorn heraus, auf welchem in

freitragender Anordnung die zugeordnete Gewinderolle 5 drehbar gelagert und durch einen Sprengring 19 gegen axiale Verschiebung gesichert ist.

Wie insbesondere aus den F i g. 1, 2 und 6 zu ersehen ist, hat der hinten aus der zugehörigen Lagerbohrung 17 herausragende Endteil jedes Lagerzapfens 4a eine in Achsrichtung gesehen segmentförmige Aussparung 20, deren Boden 20a nach hinten von der Achse des betreffenden Lagerzapfens unter einem Winkel von etwa 30° divergierend geneigt ist. Die oben erwähnte Ringfeder 21 liegt an der hinteren Stirnseite des Lagerbock-Kopf teils 2b an und drückt jederzeit auf das eine Ende des Aussparungsbodens 20a an sämtlichen drei Rollenhaltern 4, wodurch letztere daran gehindert werden, sich nach vorn aus dem Lagerglied herauszuschieben und zugleich erreicht wird, daß sie mit ihren Wangen 4i> an der Steuerfläche 18 des Steuerringes 3 anliegen.

Der mit Schiebesitz auf der Außenoberfläche des Lagerbock-Kopfteiles 2b aufliegende Mantelteil des Steuerringes 3 hat in seinem hinteren Teil einen Längsschlitz 22, in den mit praktisch nullwertigem Radialspiel der Bolzen 14 hineinragt, wodurch der Steuerring 3 drehfest aber verschiebbar mit der ersten Scheibe 9 des Tragteils 1 gekuppelt ist. Die schon beschriebene, die Teile 12 und 13 aufweisende Einstellvorrichtung ermöglicht allerdings eine gewisse Drehverstellung des Steuerrings 3 in bezug auf den Schaft 6 und die zweite Scheibe 10 des Tragteils 1 und damit auch eine entsprechende Drehverstellung der Wirkabschnitte der Steuerfläche 18 in bezug auf die Wangen Ab der Rollenhalter 4 insbesondere dann, wenn diese ihre Arbeitslage einnehmen, d. h. wenn die Klauen 8 und 16 der Rastkupplung aneinander in Eingriff stehen, so wie dies in Fig.7 gezeigt ist. Durch eine solche Drehverstellung kann der Wirkdurchmesser des Gewinderollkopfes, also der Durchmesser des am Werkstück erhaltenen Gewindes geringfügig verändert werden.

Zuhinterst in der Sackbohrung 7 des Tragteilschaftes 6 ist durch einen Gewindestift 23 ein zapfenartiger Einsatzteil 24 festgesetzt Eine in der Sackbohrung 7 untergebrachte Schraubenfeder 25 greift mit ihrem radial verlaufenden hinteren Endteil in ein entsprechendes Loch des Einsatzteils 24 und mit ihrem vorderen, auch radial verlaufenden Endteil in ein entsprechendes Loch im hinteren Endteil des Lagerbockschaftes 2a. Diese Schraubenfeder 25 wirkt zugleich als Zugfeder zum Zurückziehen des Lagerbocks 2 und als Drehfeder, welche das Bestreben hat, die Klauen 16 des Lagerbocks 2 gegen die am Tragteil 1 ausgebildeten Klauen 8 sowohl in Axialrichtung wie auch in Umfangsrichtung anzudrücken. In eine der Klauen 16 des Lagerbocks ist ein zum Beispiel von Hand betätigbarer Spannbolzen 26 befestigt, der es ermöglicht, den Lagerbock 2 entgegen der Wirkung der Feder 25 zurückzudrehen (mit anderen Worten den Gewinderollkopf zu spannen) aus der Drehlage nach F i g. 8 heraus, in welcher der Spannbolzen 26 am Bolzen 14 anliegt, bis in die Drehlage, in weicher die Klauen 8 und 16 gemäß F i g. 7 aneinander zum Eingriff kommen und in welcher zugleich die Rollenhalter 4 unter der Einwirkung der Steuerfläche 18 zur Hauptachse des Gewinderollkopfes verschwenkt sind, was die Arbeitslage der Gewinderollen 5 ergibt.

ίο Bei der Benützung des beschriebenen Gewinderollkopfes muß dieser wie üblich durch den ihn tragenden Maschinenteil den üblichen Längsvorschub erfahren. Sobald eine solche Vorschubbewegung aussetzt, bei fortgesetzter Drehung des Werkstückes in bezug auf den Gewinderollkopf, bewirkt das Werkstück durch seinen Eingriff an den Gewinderollen 5 eine Fortsetzung der Axialbewegung dieser Gewinderollen 5 samt den Rollenhaltern 4 und samt dem Lagerbock 2, wodurch die Klauen 16 von den Klauen 8 in Axialrichtung gelöst werden. Dazu braucht es nur eine Axialverschiebung um die wirksame Tiefe der Klauen 8, die in praktischer Ausführung beispielsweise ein oder zwei mm beträgt. Sobald die Klauen voneinander gelöst sind, also die von ihnen gebildete Rastkupplung unwirksam geworden ist, kann das vom Werkstück über die Gewinderollen 5 und die Rollenhalter 4 auf den Lagerbock 2 zuerst noch wie während des Gewinderollvorgangs ausgeübte Drehmoment wirksam werden und die an sich sehr schwache Feder 25 in ihrem Bestreben unterstützen, den Lagerbock 2 samt den Rollenhaltern 4 und den Gewinderollen 5 so zu drehen (von der Lage nach Fig. 2 in jene nach Fig.4), daß infolge der Wanderung der Wangen 4b der Rollenhalter 4 entlang der Steuerfläche 18 des Steuerringes 3 diese Rollenhalter 4 nach außen geschwenkt werden; diese Schwenkung wird durch die Ringfeder 21 vervollständigt, wodurch die Gewinderollen 5 in Radialrichtung vom Werkstück ganz abgehoben werden, mit anderen Worten, der Gewinderollkopf geöffnet wird. Dieses öffnen wird, wie eben beschrieben, zwangsläufig und verzögerungsfrei eingeleitet. Nach dem erfolgten öffnen kann der Gewinderollkopf mit dem ihn tragenden Maschinenteil in Axialrichtung vom Werkstück zurückgenommen werden.

Es könnte z. B. das Tragteil auch als Ring ausgebildet sein, der dann mit Hilfe von achsparallelen Schrauben an einem zur Werkzeugmaschine gehörenden Revolverkopf oder einem sonstigen die erforderliche Vorschubbewegung erfahrenden Glied angebracht werden könnte. Der Bolzen 14 wäre dann direkt an diesem Ring oder sonstigen Hauptteil des Tragteils befestigt, wobei die Einstellvorrichtung 12,13 wegfallen würde. Die Feder 25 wäre dann in der Längsbohrung des Lagerbocks 2 untergebracht

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Selbstöffnender Gewinderollkopf, bei dem ein Lagerbock mit drei an um parallele Achsen schwenkbar angeordneten Rollenhaltern gelagerten Gewinderollen auf einem Tragteil gegen Federkraft axial verschiebbar und von einem mit dem Lagerbock axial verschiebbaren und gegenüber diesem mittels Federkraft verdrehbaren Steuerring für die Rollenhalter koaxial umgeben ist, wobei den Rollenhaltern jeweils zugeordnete Wangen an Abschnitten einer an einer Innenfläche des Steuerrings ausgebildeten Steuerfläche federnd in Anlage gehalten sind, und bei dem eine durch Axialverschiebung lösbare Rastkupplung mit dem Tragteil zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollenhalter (4) kurbelartig ausgebildet sind, daß der Steuerring (3) drehfest mit dem Tragteil (1) verbunden ist, daß der Lagerbock (2) mit einem Wellenschaft (2a) drehbar im Tragteil (1) angeordnet ist und daß die Rastkupplung (8,16) zwischen dem Lagerbock (2)unddemTragteil(1) vorgesehen ist

2. Gewinderollkopf nkcTf Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der den Wellenschaft (2a) aufnehmenden Axialbohrung (7) des Tragteils (t) eine auf Drehung und Zug beanspruchbare, in Zugrichtung vorgespannte Feder (25) angeordnet ist, deren eines Ende am Wellenschaft (2a) des Lagerbocks (2) und deren anderes Ende in der Axialbohrung (7) festgelegt ist

3. Gewinderollkopf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerfläche (18) auf einem radial nach innen weisenden Flansch (3a) des Steuerrings (3) gebildet ist und daß die außen vor dem Flansch (3a) angeordneten Rollen (5) auf den zugehörigen Rollenhaltern (4) durch Sprengringe (19) axial festgelegt sind.

4. Gewinderollkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerzapfen (4a) der Rollenhalter (4) mit ihrem rückwärtigen freien Ende aus dem Lagerbock (2) herausragen und im herausragenden Bereich eine in Achsrichtung gesehen segmentförmige Aussparung (20) haben und daß eine einzige Ringfeder (21) vorgesehen ist, die im Bereich dieser Aussparungen derart an den Lagerzapfen (4a) angreift, daß die Wangen (4b) der Rollenhalter (4) in Anlage an die zugehörigen Steuerflächen (18) des Steuerrings (3) vorgespannt sind.

5. Gewinderollkopf nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (20a,} jeder Aussparung (20) in Richtung seines freien Endes von der Achse des betreffenden Lagerzapfens (4a) aus unter einem Winkel von etwa 30° nach außen divergierend verläuft.