DE4034795C2

DE4034795C2 -

Info

Publication number: DE4034795C2
Application number: DE19904034795
Authority: DE
Inventors: Klaus Dipl.-Ing. 7165 Fichtenberg De Dietrich; Harald Dipl.-Ing. 7000 Stuttgart De Egner
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 1990-11-02
Filing date: 1990-11-02
Publication date: 1993-06-17
Also published as: DE4034795A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur spanlosen Herstellung von Innengewinden gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches.The invention relates to a method for the non-cutting production of internal threads the preamble of the main claim.

Ein derartiges Verfahren ist aus der DE-PS 9 22 945 bekannt. Dabei wird mittels eines Gewindedornes ein Innengewinde in einem rohrförmigen Werkstück hergestellt. Dazu wird der Dorn in das Werkstück eingefahren, das Gewinde durch Abrollen des Werkzeuges hergestellt und anschließend das Werkzeug ausgefahren. Dabei wurde Schrägstellung der Längsachsen des Werkzeuges und des Werkstückes zueinander vorgeschlagen, die zur Beseitigung von Ungenauigkeiten bei der Herstellung des Gewindes führt.Such a method is known from DE-PS 9 22 945. It is by means of a Threaded mandrel an internal thread made in a tubular workpiece. To the mandrel is inserted into the workpiece, the thread by unrolling the Tool manufactured and then extended the tool. It was Inclination of the longitudinal axes of the tool and the workpiece to each other proposed to eliminate inaccuracies in the manufacture of the Thread leads.

Bei der Herstellung von Außengewinden werden Rollen ohne Steigung mit einer Schiefstellung zur Achse des Werkstückes um den Betrag des Steigungswinkels eingesetzt. Diese Rollen sind in ihrer Durchmesserwahl in einem gewissen Bereich unabhängig von dem Durchmesser des zu erzeugenden Gewindes. Werden zur Erzeugung eines Außengewindes Rollen mit Steigung eingesetzt, so ist eine fehlerfreie Herstellung des Gewindes nur dann erreichbar, wenn der Durchmesser der Gewinderolle dem des Gewindes entspricht. Bei allen anderen Durchmessern entsteht bei Erzeugung eines Gewindes ein Versatz, welcher die richtige Form und Steigung des Gewindes erheblich beeinträchtigt.When manufacturing external threads, rolls without pitch are used with a Skew to the axis of the workpiece by the amount of the lead angle used. The diameter of these rollers is in a certain range regardless of the diameter of the thread to be created. Become a Creation of an external thread Rolls used with pitch, so is an error-free Production of the thread can only be achieved if the diameter of the thread roll corresponds to that of the thread. For all other diameters, it is created during production a thread an offset, which the correct shape and pitch of the thread significantly affected.

Ein weiteres Verfahren zur Herstellung von Innengewinden in rohrartigen Werkstücken ist das Gewindeformen. Dabei wird das Gewinde in ein Werkstück mit einem Werkzeug mit schraubenförmiger Wirkfläche eingedrückt. Der Werkstoff wird durch das Formwerkzeug aus dem Gewindegrund verdrängt. Bei dieser Art der Umformung treten sehr hohe Druck- und Reibkräfte auf, welche sich mit zunehmender Geschwindigkeit stark vergrößern. Dies führt zum raschen Verschleiß der Werkzeuge und zum Ausreißen der Gewindegänge am Werkstück. Auch dieses Verfahren erfordert eine gewisse Wandstärke und ist für eine Reihe von Werkstoffen bzw. Werkstücken, wie z. B. Bleche, ungeeignet. Another method for producing internal threads in tubular workpieces is the thread forming. The thread is cut into a workpiece with a tool helical active surface pressed in. The material is made by the molding tool displaced from the thread root. With this type of forming very high pressure and frictional forces, which increase rapidly with increasing speed. This leads to rapid wear of the tools and tearing of the threads on Workpiece. This method also requires a certain wall thickness and is for one Series of materials or workpieces, such as. B. sheets, unsuitable.

Daneben ist aus der DE-OS 19 32 930 ein Verfahren zum Walzen von in rohrförmigen Werkstücken bekannt. Durch das axiale Verschieben eines Kugelwerkzeuges im Inneren des Werkstückes entsteht im Material ein gewindeähnliches Gebilde. Dabei muß die Kugel die gesamte Länge des Werkstückes durchfahren.In addition, from DE-OS 19 32 930 a method for rolling in tubular Workpieces known. By axially moving a ball tool inside of the workpiece, a thread-like structure is created in the material. The Run the ball through the entire length of the workpiece.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, das gattungsgemäße Verfahren so auszugestalten, daß bei der Gewindeherstellung kein Versatz entsteht und die Position des formenden Gewindeganges keine Verschiebung in Achsrichtung erfährt.The object of the present invention is the generic method so to design that there is no misalignment during thread production and the position the forming thread does not experience any displacement in the axial direction.

Gelöst ist diese Aufgabe durch die im Anspruch 1 angegebene Erfindung. Die Unteransprüche geben vorteilhafte Ausbildungen an.This object is achieved by the invention specified in claim 1. The Subclaims indicate advantageous training.

Überraschenderweise wurde gefunden, daß die Entstehung des Versatzes V aufgrund der oben geschilderten Zusammenhänge dadurch vermieden werden kann, daß während des Herstellungsprozesses des Gewindes ein Verschieben des Werkzeuges oder des Werkstückes in axialer Richtung um den Betrag des Versatzes erfolgt. Diese Maßnahme der axialen Relativverschiebung zwischen Werkzeug und Werkstück bewirkt, daß der Einfluß der unterschiedlichen Durchmesser D_w und D₁ zwischen Werkzeug und Werkstück ausgeglichen wird.Surprisingly, it was found that the occurrence of the offset V due to the relationships described above can be avoided by shifting the tool or the workpiece in the axial direction during the manufacturing process of the thread by the amount of the offset. This measure of the axial relative displacement between the tool and the workpiece has the effect that the influence of the different diameters D _w and D 1 between the tool and the workpiece is compensated for.

Das Ausgleichen des Versatzes V durch eine axiale Relativbewegung zwischen Werkstück und Werkzeug ist einfach und z. B. über ein Getriebe und/oder Spindel realisierbar. Im einzelnen ist es möglich, in einem ortsfesten Werkstück ein Werkzeug axial zu verschieben. Im ersteren Fall ist das Werkzeug auf einer Werkzeugspindel angeordnet, und die Werkzeugspindel ist bewegbar. Eine andere Möglichkeit der Relativbewegung besteht darin, daß das Werkzeug in seiner Lagerung zur Werkzeugspindel bewegbar ist. Diese Bewegung wird vorzugsweise durch eine Vorrichtung realisiert, welche außerhalb der Werkzeugspindel angeordnet ist. Im zweiten Fall wird das Werkstück bzw. seine Aufnahme bewegt. Die Bewegung des Werkstückes bzw. seiner Aufnahme wird vorteilhafterweise über einen Koppelmechanismus durch die Werkzeugspindel realisiert.The compensation of the offset V by an axial relative movement between Workpiece and tool is simple and z. B. via a gear and / or spindle realizable. In particular, it is possible to have a tool in a stationary workpiece to move axially. In the former case, the tool is on a tool spindle arranged, and the tool spindle is movable. Another way of Relative movement is that the tool in its storage to the tool spindle is movable. This movement is preferably implemented by a device which is arranged outside the tool spindle. In the second case it will Workpiece or its holder moves. The movement of the workpiece or its Recording is advantageously via a coupling mechanism by the Tool spindle realized.

Anhand der nachfolgenden Zeichnungen werden die oben angegebenen Zusammenhänge und die Herleitung der Formel für die Berechnung des Versatzes V erläutert. Es zeigtWith the help of the following drawings, the relationships given above are shown and the derivation of the formula for calculating the offset V is explained. It shows

Fig. 1 Abwicklung eines herzustellenden Gewindes im Werkstück, Fig. 1 a handling thread to be produced in the workpiece,

Fig. 2 Abwicklung des Gewindes einer Gewinderolle mit zwei Gewindegängen, Fig. 2 Processing of the thread of a threaded part with two threads,

Fig. 3 Darstellung des Gewindeversatzes mit zwei Gewindegängen, Fig. 3 representation of the thread displacement with two threads,

Fig. 4 Darstellung des Gewindeversatzes mit einem Gewindegang. Fig. 4 representation of the thread offset with a thread.

Die Abwicklung eines herzustellenden und gewünschten Gewindes im Werkstück ist in Fig. 1 dargestellt. Darin bedeuten α₁ den Steigungswinkel und p die Steigung des Gewindes. Der Außendurchmesser des Gewindes ist mit D₁ bezeichnet.The development of a desired thread to be produced in the workpiece is shown in FIG. 1. In it mean α₁ the pitch angle and p the pitch of the thread. The outer diameter of the thread is denoted by D₁.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich, weist das Werkzeug/die Gewinderolle die gleiche Gewindesteigung p auf wie die des Werkstückgewindes. Der Durchmesser der Gewinderolle ist mit D_w bezeichnet, der Steigungswinkel mit α_w.As can be seen from FIG. 2, the tool / the thread roll has the same thread pitch p as that of the workpiece thread. The diameter of the thread roll is denoted by D _w , the pitch angle by α _w .

In Fig. 3 ist eine Abwicklung des Gewindes der Gewinderolle und des Werkstückes 1 dargestellt, beide mit zwei Gewindegängen.In Fig. 3 a development of the thread of the thread roll and the workpiece 1 is shown, both with two threads.

In Fig. 4 gibt die gleiche Darstellung mit einem Gewindegang wieder.In FIG. 4 is the same view are again with a thread.

Aus den obigen Darstellungen ist der Versatz V deutlich entnehmbar. Es ergibt sich folgende Berechnung:The offset V can be clearly seen from the above illustrations. It follows following calculation:

Darin bedeuten:Where:

α₁ Steigungswinkel des Gewindes
α_w Steigungswinkel des Werkzeuges
P Gewindesteigung
D_w Werkzeugdurchmesser
D₁ Außendurchmesser Gewinde
V Versatzα₁ lead angle of the thread
α _w helix angle of the tool
P thread pitch
D _w tool diameter
D₁ outside diameter thread
V offset

C = p + VC = p + V

Der Versatz V und somit der Betrag der axialen Relativbewegung zwischen Werkzeug und Werkstück ergibt als eine Größe, die von der Steigung p des Gewindes und den Durchmessern D_w und D₁ der Gewinderolle und des Werkstückes abhängig ist.The offset V and thus the amount of the axial relative movement between the tool and the workpiece results as a variable which depends on the pitch p of the thread and the diameters D _w and D 1 of the thread roll and the workpiece.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist auch zur Herstellung von Gewinden in dünnen Blechen sowie nicht rotationssymmetrischen Werkstücken geeignet.The method according to the invention is also for the production of threads in thin Sheets and non-rotationally symmetrical workpieces are suitable.

Claims

1. A method for the non-cutting production of an internal thread in a tubular workpiece by rolling a tool, in particular a thread roll / roller, on the inner wall of the workpiece, characterized in that the tool ( 2 ) during its one full orbital movement (rolling movement) in the axial direction relative to the workpiece ( 1 ) by an offset (V), the offset (V) of the thread pitch (p), the outer diameter (D₁) of the thread and the tool diameter (D _w ) in the following manner depends.

2. The method according to claim 1, characterized in that the axial relative movement between the tool ( 2 ) and the workpiece ( 1 ) by the movement of the tool spindle on which the tool ( 2 ) is arranged takes place.

3. The method according to claim 1, characterized in that the relative movement between the tool ( 2 ) and the workpiece ( 1 ) by the movement of the tool ( 2 ) takes place in its storage to the tool spindle.