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Schmieden von Außengewinde. Die Erfindung betrifft ein Verfahren und
eine Maschine zum Schmieden von Außengewinde mittels radial beweglicher Stempel
unter Drehung des Werkstücks nach jedem Schlag. Es ist bereits versucht worden,
Gewinde im- zweiteiligen Gesenk zu hämmern oder zu schmieden. Die Anwendung derartiger
Gesenke weist jedoch gegenüber der Herstel-, hing von Gewinde durch Walzen keine
Vorteile
auf, denn sie müssen sich ebenso wie die Gewindewalzen
über die ganze Länge des herzustellenden Gewindes erstrecken und können auch nicht
das Herausquillen des Werkstoffes während des Arbeitsvorganges verhüten.
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Bei dem Verfahren der Erfindung kann weiches Flußeisen von beliebiger
Beschaffenheit und auch spröderes Metall einwandfrei mit Gewinde versehen werden,
weil die Gänge mittels einer das h-Ietallgefüge veredelnden besonderen Presse eingeknetet
werden. Derartige Pressen sind zu anderen Zwecken ebenfalls bereits bekannt, und
zwar unter der Bezeichnung »Vierbackenpresse«, weil es bisher nicht gelungen ist,
die Preßform anders als vierkantig zu gestalten. Zum Verjüngen auf kreisrunden Querschnitt
ist aber eine aus vier Stempeln bestehende Form auch dann noch nicht geeignet, wenn
deren Arbeitsflächen mit runden, d. h. das Gewinde umfassenden Rillen ausgebildet
werden. Zur Erzeugung von Gewinde muß vielmehr eine Presse angewandt werden, die
den Bolzen während des Arbeitsvorganges zu strecken vermag, und dieses ist uin so
eher möglich, je zahlreicher die auf den Umfang verteilten Stempel sind.
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Die Erfindung benutzt eine mit einer beliebigen Anzahl von Preßstempeln
ausgerüstete Backenpresse. Damit die Kanten an ihren Arbeitsflächen nicht zu spitzwinklig
ausfalle i, dürfte die fünf- oder sechsteilige Form am vorteilhaftesten sein. Letztere
ist außerdem für ein möglichst freies Strecken des Werkstoffes besonders eingerichtet,
so daß nicht nur bedeutende' Mengen an Werkstoff gespart, sondern auch die den Gewindegang
erzeugenden Riffeln äußerst widerstandsfähig werden. Ferner bleiben die Werkstoffasern
vermöge des allseitigen Einschnürungsdruckes vollständig erhalten, und das Gewinde
hängt mit der Kernschicht stets innig zusammen.
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Durch die vorliegende Erfindung werden die bei der bisherigen Herstellung
von Gewinde auftretenden Übelstände beseitigt. Dabei ist die für die Ausübung angewandte
Vorrichtung einfach und arbeitet so schnell, daß eine größere Wirtschaftlichkeit
gegenüber den bisher angewandten Verfahren gewährleistet ist.
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Die Erfindung besteht darin, daß das Gewinde in die Mantelfläche des
Werkstückes mittels Stempel eingeknetet wird, die in bekannter Weise eine stets
allseitig geschlossene Form bilden.
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Die Zeichnung gibt ein Ausführungsbeispiel in seinen Einzelheiten
wieder. Es zeigen Abb. i eine Backenpresse in Vorderansicht mit abgenommenem Deckel,
Abb. z dieselbe im Schnitt mit aufgeschraubtem Deckel, Abb.3 die Anfangsstellung
und Abb..I die Endstellung der Knetform in größerem 'Maßstab. In den Abb.5 bis 9,
die diametrale Schnitte durch die verschiedenen Stempel der Abb. q. darstellen,
ist der Knetvorgang veranschaulicht. Die Knetform wird von fünf Stempeln
a, b, c, d, e gebildet, die sich von allen Seiten gleichmäßig gegen die 'litte
verschieben und so angeordnet sind, (laß sie sich gegenseitig abstützen. Das Vorschieben
der Stempel erfolgt durch Linksl:ewegung des Schwinghebels f, der den damit verbundenen
und im ortsfesten Körper g zentrisch geführten Ring h derart betätigt, daß sämtliche
an den Stempeln angebrachten Kniegelenke i gleichzeitig und gleichmäßig gestreckt
werden. Das Einstellen auf die der Gewindetiefe entsprechende Größe der Schlußform
geschieht mit den auf die Kniegelenke einwirkenden Druckschrauben 1, während das
geimue Anpassen der Schraubendicke bei den vorkommenden, etwas voneinander abweichenden
Weiten des 'Muttergewindes jeweilig durch Veränderung des Winkels erfolgen kann,
um den der Ring h ausschwingt. Solches wird augenblicklich erreicht, indem man z.
B. das den Hebel f in Bewegung setzende Gestänge verlängert oder verkürzt.
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In der Anfangsstellung müssen die Stempel so weit zurückgehen, daß
der Bolzenschaft hindurchgellt. Der vieleckige Eingriff der Knetbacken läßt es nicht
zu, daß der Werkstoff nach außen getrieben wird. Vielmehr findet ein Verdrängen
der äußeren Schichten nach der Mitte des Kernes hin statt, so daß sich der Bolzen
entsprechend strecken muß. Diese Längenausdehnung darf nicht durch gleichzeitiges
Eindringen einer Anzahl Werkzeugriffeln in den Bolzenmantel behindert werden, weil
deren Haltbarkeit außerordentlich darunter leiden würde.
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Um ein möglichst freies Fließen des Werkstoffes unter dem Knetdruck
zu ermöglichen. «erden die Knetseiten der Stempel am 1-esten so hergestellt, daß
der von ihnen eingeschlossene Raum in Schlußstellung zunächst einen Zylinder von
der Größe des Kerndurchmessers des zu erzeugenden Gewindes bildet. Die Breite dieses
Hohlzylinders soll tunlichst derjenigen von drei Gewindegängen gleichkommen. Bei
größerer Breite sind die beiden Ränder entsprechend abzuschrägen oder auszukehlen.
In die Lochwand wird das in Betracht kommende Gewinde eingeschnitten und von den
entstandenen Riffeln mit einem flachen Messer in der Mitte der Lochtiefe ansetzend
und nach beiden Seiten spiralförmig zunehmend so viel abgeschnitten, daß das Messer
beim Austritt den äußeren Gewindedurchmesser streift. Letzterer ist in den Abb.3
und 4 strichpunktiert eingezeichnet.
In die so hergerichtete und
gemäß Abb. 3 erweiterte Knetform wird das in einer Haltevorrichtung bekannter Art
befindliche Werkstück bis zu der Stelle durchgehend eingeführt, wo das Gewinde auslaufen
soll. Die Idaltevorrichturig ist mit einer Sehraubspindel versehen, welche die gleiche
Steigung besitzt wie das zu erzeugende Gewinde und mit der das Werkstück mit einer
Geschwindigkeit, die der Höchstgeschwindigkeit, mit der die Stempel arbeiten dürfen,
entspricht, aus der Knetform zurückgedreht werden kann. Mit dem spiralförmigen Anwachsen
und darauf unmittelbar ebenso folgenden Wiederabnehmen der Gewinderiffeln in der
Knetform ist der Vorteil gegeben, daß der Knetdruck nach den beiden Stirnflächen
der Form hin immer mehr abnimmt und an den Rändern auf Null herabsinkt. Infolgedessen
wird das Werkzeug außerordentlich widerstandsfähig, und es ist auch befähigt, zu
Beginn des Arbeitsvorganges bis zur erforderlichen Tiefe in das Arbeitsstück einzudringen.
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Während die Stempel nun in schneller Folge zurück und wieder vorgeschoben
werden, wird das Werkstück mittels der erwähnten Schraubspindel jedesmal um einen
Teil seines Umfanges aus der Knetform zurückgedreht, so daß sich deren Riffeln in
der regelrechten Schraubenlinie auf dem «Verkstücksumfang eindrücken müssen. Um
dem Werkstück das Strecken unter dem Knetdruck möglichst zu erleichtern, ist das
Abflachen der Formriffeln so weit vorzunehmen, daß sich volles Gewindeprofil nur
auf der mittleren Ri f-tel eines einzigen Stempels befindet.
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Zur besseren Erklärung der Wirkungsweise sei zunächst angenommen,
daß die Gewinderiffeln in den Stempeln ohne irgendwelche Abflachung arbeiten. Nach
der ersten Umdrehung des «Werkstückes würde dann die ganze Knetarbeit von der Außenriffel
eines einzigen Stempels zu verrichten sein, weil sämtliche übrigen Riffeln in den
bereits fertigen Gang eingreifen und somit gewissermaßen nur noch als Gegenhalt
benutzt würden. Diese einseitige Beanspruchung des Werkzeuges hätte aber nicht nur
dessen geringe Haltbarkeit, sondern auch das Entstehen eines unsauberen und ungenauen
Erzeugnisses zur Folge. Würde man der Einfachheit halber die Einmündung der Knetform
mit einem Kegelfräser versenken, so wäre die ein- und außenseitige Beanspruchung
damit allerdings behoben, aber das Profil der abgenommenen Riffeln derart verstümmelt,
daß es sich nicht mehr zum Vordrücken des Ganges eignet. Infolgedessen läßt sich
die Aufgabe nur dadurch richtig lösen, daß die Gewinderiffeln in der beschriebenen
Weise mit einem flachen Messerabgeschnitten werden.
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Durch den spiralförmigen Verlauf dieser Abflachung wird der Gewindegang
unter allmählicher Zunahme der Gewindetiefe in dem Mantel des absatzweise sich vorwärts
drehenden Werkstückes erzeugt, und er erhält seine endgültige Gestalt durch das
volle Profil der mittleren Riffel des Stempels a, wie es aus den -Abb. 6 und 9 ersichtlich
ist. Das Abflachen der Formriffeln nach der Auslaufseite hat nicht nur den Zweck,
das Strecken des Werkstückes zu begünstigen, sondern auch dem Werkzeug die Fähigkeit
eines leichteren Eindringens seiner Formriffeln in den Werkstoff zu verleihen. Es
ist sogar zulässig, selbst solche Schäfte nach dem neuen Verfahren ohne Gefahr einer
zu hohen Beanspruchung dem Knetwerkzeug auszusetzen, die etwas dicker sind als der
äußere Durchmesser des zu erzeugenden Gewindes.
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Nach dem ersten Schlußdruck braucht sich die Knetform nur noch so
wenig zu öffnen, als zu der geringen Verdrehung des Werkstückes notwendig ist, weshalb
die ganze Vorrichtung mit großer Schnelligkeit betrieben werden kann. Da der Knetdruck
gemäß der Erfindung auf sämtliche Stempel gleichmäßig verteilt wird, muß sich der
Gewindegang konzentrisch zur Schaftmitte eindrücken.