DE4201746A1 - Verfahren zum herstellen von vertiefungen, z. b. gewinden - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen von Vertiefungen, auch Gewinden, an stranggepreßten Gegenständen wie z. B. Stäben, Rohren oder dergleichen, wobei diese ein einfaches Profil oder aber ein kompliziertes Profil aufweisen können.

Bekannte Gewinde können spanabhebend hergestellt werden oder aber spanlos durch Pressen, Drücken, Rollen oder dergleichen angebracht werden. Im letzteren Falle müssen erhebliche Drücke angewendet werden, um die Fließgrenze des Materials zu er­ reichen, die in vielen Fällen erforderlich ist, um ein Gewinde anbringen zu können. Hohe radiale Drücke können bei rohrförmigen Teilen möglicherweise noch angewendet werden, wenn die Wand­ stärke des Rohres hinreichend groß ist. Andere stabförmige Gegenstände, beispielsweise stranggepreßte Profilleisten, die mit einem Gewindeabschnitt versehen werden sollen, vertragen hohe radiale Drücke oft nicht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum spanlosen Anbringen von Vertiefungen, auch Gewinden, an strang­ gepreßten Gegenständen zu entwickeln, bei dem wesentlich ge­ ringere Drücke erforderlich sind als bei bekannten Verfahren.

Diese Aufgabe wird zunächst durch ein Verfahren gelöst, bei dem unmittelbar nach dem Verlassen der Strangpresse, solange der Werkstoff noch weich ist, der Strang durch eine eine Ver­ tiefung prägende Vorrichtung hindurchdurchgeführt wird. Dieses Verfahren läßt sich bei allen im Strangpreßverfahren herge­ stellten Gegenständen und mit allen zum Strangpressen geeigneten Werkstoffen durchführen, beispielsweise mit Kunststoff, Alu­ minium oder einem anderen Metall, sogar auch beim Strangpressen von Eisenteilen. Der die Strangpresse verlassende Materialstrang wird daher beim Einprägen des Gewindes nicht um seine Achse gedreht. Da der Werkstoff beim Einprägen des Gewindes noch weich ist, sind die beim Einprägen aufzuwendenden Drücke auch verhältnismäßig gering. Von Vorteil ist insbesondere, daß dieses Anbringen von Vertiefungen in einem Arbeitsgang mit dem Strang­ pressen erfolgt. Außer Gewinden beliebiger Steigung können auch andere umlaufende oder nicht umlaufende Vertiefungen ein­ geprägt werden, z. B. Rillen, Einbuchtungen, Kerben, bei ent­ sprechender Konstruktion der Vorrichtung z. B. mit radial zum Strang wirkenden Stanzwerkzeugen auch Durchbrüche.

Die eine Vertiefung, insbesondere ein Gewinde prägende Vor­ richtung, kann an sich unter Berücksichtigung des zu verformen­ den Materials und der Temperatur des Stranges an der Stelle, an der er durch die die Vertiefung prägende Vorrichtung hindurch­ tritt, beliebig konstruiert sein. Eine die Erfindungsaufgabe lösende Ausführungsform einer solchen der Vorrichtung kann Zahnräder aufweisen, deren Umfangsgeschwindigkeit der Vor­ schubgeschwindigkeit des die Strangpresse verlassenden Stranges entspricht, wobei die Zähne der Zahnräder so geformt sind, daß sie die gewünschten Gewindegänge in die Oberfläche des Stranges einpressen.

Auf diese Weise können nicht nur einige Abschnitte des Umfanges mit einem Gewinde versehen werden, sondern es ist auch möglich, durch Hintereinanderschalten von mehreren Zahnrädern und An­ ordnung von mehreren, über den Umfang des Stranges verteilt angeordneten Zahnrädern ein sich über den ganzen Umfang des Stranges, beispielsweise einer Röhre mit kreisförmigem Quer­ schnitt, verlaufendes Gewinde oder Rille herzustellen.

Der Umfang der Zahnräder kann entsprechend eines ebenen Umfangs­ abschnittes des Stranges zylindrisch sein. Es ist aber auch möglich, in ihrem Umfang etwas konkav gewölbte Zahnräder zu verwenden, damit sich die Einprägung einem runden Umfangsab­ schnitt des Stranges besser anpaßt. Freilich kann es dann mög­ licherweise erforderlich werden, daß die Zahnform an den Rändern des Zahnrades der Tatsache Rechnung trägt, daß die Umfangsge­ schwindigkeit dieses Randes wegen des größeren Radius etwas größer ist als in der Mittelebene des Zahnkranzes, wo die Um­ fangsgeschwindigkeit der Vorschubgeschwindigkeit des Stranges entspricht.

Bei einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Einprägen der Vertiefung, insbesondere Gewinde ist ein gemeinsamer Antrieb für die Zahnräder vorgesehen, der von der Vorschubgeschwindigkeit des Stranges gesteuert sein kann.

Außerdem kann diese Vorrichtung eine Einrichtung zum Anpressen der Zahnräder an den Strang aufweisen, die von der Temperatur des Stranges gesteuert sein kann und auch einen einstellbaren Anschlag aufweist, der gewährleistet, daß die Zähne der Zahn­ räder stets nur um ein bestimmtes Maß in die Oberfläche des Stranges eingreifen.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist die erfindungsgemäße Vorrichtung so ausgebildet, daß sie nur an den Abschnitten des Querschnittes des Stranges angreifen, die den größten radialen Abstand voneinander aufweisen, der dann dem Innenradius einer Gewindemutter entspricht, die in dem eingeprägten Gewinde schraubbar geführt ist.

Selbstverständlich kann durch entsprechende Ausbildung der Zähne der Zahnräder jede beliebige Querschnittsform der Gewinde oder einer anderen Vertiefung hergestellt werden.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der Zeichnung und den Ansprüchen. Die einzelnen Merkmale können je für sich oder zu mehreren bei einer Ausführungsform der Erfindung ver­ wirklicht sein.

In der Zeichnung ist eine Prinzipskizze einer Vorrichtung dar­ gestellt, mit der das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt werden kann.

Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch diese Vorrichtung, wobei lediglich die zum Verständnis der Erfindung erforder­ lichen Teile skizzenhaft dargestellt sind.

Bei der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform ist mit 1 eine Strangpresse bezeichnet, die das plastische Material (Kunststoff oder Metall) durch eine Preßform 2 hindurch preßt. Das Material verläßt die Preßform in einem Strang 3, der einen einfachen Querschnitt aufweisen kann, z. B. den Querschnitt eines flachen oder runden Stabes oder einer Röhre, oder aber einen komplizierten Querschnitt haben kann, mit eckigem oder unregelmäßigem Querschnitt, mit innen verlaufenden Wänden oder längs verlaufenden Vorsprüngen oder dergleichen.

In einem Abstand 4 von dem Ende der Preßform 2 befindet sich eine Vorrichtung zum Einprägen der Gewinde in den Umfang des Stranges 3. Von dieser Vorrichtung sind in Fig. 1 lediglich zwei Zahnräder 5 dargestellt, deren Zähne in den Umfang des Stranges 3 eingreifen und dort die Gewindegänge einprägen. Der Abstand 4 ist so gewählt, daß der Strang 3 an dem Ort, an dem die Zahnräder 5 in seinen Umfang eingreifen, noch nicht erstarrt ist, sondern noch eine Temperatur aufweist, bei der der Strang einerseits so weich ist, daß die Zähne der Zahnräder 5 in den Umfang des Stranges mit relativ geringem Druck eingreifen, andererseits aber bei diesem Prägevorgang der Querschnitt des Stranges nicht wesentlich verformt wird. Im Bereich der Zahn­ räder kann ein Kern vorgesehen sein, der eine Verformung eines hohlen Strang-Querschnittes verhindert.

Fig. 2 zeigt eine Anordnung von vier über den Umfang des Stranges 3 verteilt angeordneten Zahnrädern 5. Diese sind durch Kegelräder 6 und 7 angetrieben, die wiederum miteinander kämmen und auf Wellen 8 bzw. 9 angeordnet sind, auf denen die Zahnräder 5 befestigt sind. Die Länge der Wellen 8 und 9 ist über ge­ eignete Kupplungen einstellbar, so daß der Abstand der Wellen 8 und 9 vom Strang 3 bzw. von dessen Oberfläche einstellbar ist. Die Zähne der Zahnräder sind in diesem Falle so gewählt, daß jedes Zahnrad 5 einen Gewindeabschnitt in den Umfang des Stranges 3 einprägt, dessen Gewinde um ein Viertel der Steigung des Gewindeganges versetzt ist. Die Gewindeformen können be­ liebig sein, beispielsweise kann ein Trapezgewinde oder ein Rundgewinde vorgesehen sein, daß Gewinde kann eingängig oder mehrgängig vorgesehen sein. Die in Fig. 2 dargestellte Anordnung kann in Längsrichtung des Stranges zwei- oder mehrmals hinter­ einander vorgesehen sein, wobei die nachfolgende Anordnung jeweils um einen bestimmten Winkel um die Längsachse des Stranges gegenüber der vorhergehenden Anordnung versetzt ist. Auch kann ein und derselbe Gewindeabschnitt durch zwei oder mehr hintereinander angeordnete Anordnungen nach Fig. 2 einge­ schnitten werden, wenn jede dieser Anordnungen nur einen Teil der Gewindetiefe einprägt.

Die ein Gewinde einprägende Vorrichtung kann auch so ausgeführt sein, daß die in Fig. 2 gezeigte Anordnung nur den Antrieb für die Zahnräder 5 zeigt und hinter der Zeichenebene die in den Strang eingreifenden Zahnräder 5 angeordnet sind, deren Zahn­ kranz die dargestellten Zahnräder kämmt und deren Achse über Laschen schwenkbar an den Wellen 8 bzw. 9 angeordnet ist. Der Abstand der Zahnräder 5 von der Längsachse des Stranges 3 wird dann durch eine Schwenkbewegung um die Welle 8 bzw. 9 einge­ stellt.

Die Prägewerkzeuge können auch nach Art von Stanzwerkzeugen, auch Rotationsstanzwerkzeugen, ausgebildet sein. Auch kann mit dem erfindungsgemäßen Verfahren der Strang auch anderweitig spanlos bearbeitet werden, sofern Vertiefungen hergestellt werden sollen, die sich nicht kontinuierlich über die Länge des Stranges erstrecken, die also nicht von der Strangpreßform bzw. dem Mundstück der Strangpresse geformt werden können. Die Prägewerkzeuge können auch durch eine Kühlvorrichtung gekühlt sein.

Claims (10)

1. Verfahren zum Herstellen von Vertiefungen, auch Gewinden, an stranggepreßten Gegenständen wie Stäben, Rohren oder dergleichen, dadurch gekennzeichnet, daß unmittelbar nach dem Verlassen der Strangpresse (1) solange der Werkstoff noch weich ist, der Strang (3) durch eine eine Vertiefung, z. B. ein Gewinde einprägende Vorrichtung hindurchgeführt wird.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung Zahnräder (5) aufweist, deren Umfangsgeschwindigkeit der Vorschub­ geschwindigkeit des Stranges (3) entspricht und deren Zähne Vertiefungen, z. B. Gewindegänge in die Oberfläche des Stranges einpressen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnräder (5) auf einander gegenüber liegenden Seiten der Bahn des Stranges (3) angeordnet sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnräder (5) an ihrem Umfang einem Umfangabschnitt des Stranges entsprechend konkav ausgebildet sind.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnräder (5) einen gemeinsamen Antrieb aufweisen.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnräder (5) auf Antriebswellen angeordnet sind, deren Länge einstellbar ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnräder (5) in radialer Richtung zur Längsachse des Stranges (3) einstellbar sind.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß in einer zur Achse des Stranges (3) rechtwinkligen Ebene drei oder mehr Zahnräder ange­ ordnet sind, und mehrere solche in einer Ebene angeordnete Ebenen hintereinander entlang des Stranges (3) angeordnet sind.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnräder (5) an Abschnitten des Querschnittes des Stranges angreifen, die den größten Abstand voneinander aufweisen.

10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung einen ein­ stellbaren Anschlag aufweist, der gewährleistet, daß die Zähne der Zahnräder (5) um ein bestimmtes Maß in die Ober­ fläche des Stranges (3) eingreifen.