DE53865C - Verfahren und Maschine zum Vermindern der Durchmesser von Bolzen durch Ziehen der letzteren im kalten Zustande - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Verfahren und Maschine zum Strecken und Anspitzen von Schraubenbolzen, besonders solcher zur Herstellung von Holzschrauben, deren Gewinde durch Druck hergestellt wird, j

Der untere Theil des Bolzens der Holzschraube, d. h. derjenige Theil, welcher mit Schraubengewinde versehen wird, erhält vor dem Anbringen des Gewindes einen geringeren Durchmesser als der obere Theil des Bolzens.

Fig. 13 der beiliegenden Zeichnung zeigt einen solchen mit Kopf versehenen Bolzen, welcher in seiner ganzen Länge cylindrisch geformt und gleich stark ist. Vor Anbringung des Gewindes, was hier durch Einpressen, nicht durch Einschneiden geschehen soll, wird der untere Theil des Bolzens in der Länge des anzubringenden Gewindes auf einen dünneren Durchmesser gebracht, wie Fig. 17 zeigt.

Der Theil X, Fig. 17, erhält also geringeren Durchmesser als der Theil Y, welch letzterer den Durchmesser wie in Fig. 13 behält.

Das neue Verfahren zur Umwandlung des Bolzens von der Form in Fig. 13 zu derjenigen in Fig. 17 besteht nun darin, dafs der untere Theil des Bolzens bei %, Fig. 14, zwischen zwei Backen eingespannt wird, und darauf die Backen nach dem unteren Ende hingezogen werden, wobei die Backen stets den gleichen Druck auf den Bolzen ausüben, der hierdurch einen Querschnitt von elliptischer Form erhält, wie aus dem unter Fig. 14 gezeichneten Querschnitt zu ersehen ist.

Hierauf wird dieser Bolzen nochmals zwischen zwei Backen von neuem eingespannt, jedoch so, dafs die Backen in der Richtung der grofsen Achse der Ellipse pressen, und alsdann die Backen abermals nach dem unteren Ende des Bolzens gezogen, wodurch derselbe in seinem unteren Theile wieder cylindrisch geformt wird, wie Fig. 15 zeigt.

Bei diesem Bolzen hat also der untere Theil einen geringeren Durchmesser wie der obere.

Alsdann wird zur weiteren Verminderung des Durchmessers der untere Theil abermals eingespannt und gestreckt und erhält die in Fig. 16 gezeichnete Form mit wieder elliptischem Querschnitt des unteren Theiles des Bolzens. Nachdem hierauf der Bolzen nochmals eingespannt und die Backen nach dem unteren Ende gezogen sind, erhält der untere Theil wieder einen runden Querschnitt und erlangt die in' Fig. 17 gezeichnete Form, welche die für Anbringung des Gewindes geeignete Stärke' hat.

Es wird also auf diese Weise der Bolzen in seinem unteren Theile gestreckt, und ist je nach der beabsichtigten Verminderung des Durchmessers ein zwei-, drei- u. s. w. maliges Strecken mittelst der Prefsbacken erforderlich.

Nach dem Gesagten steht bei der Manipulation des Streckens der Bolzen fest, während die Backen entlang des Bolzens gezogen

werden. Es ist ohne Weiteres ersichtlich, dafs auch das Umgekehrte der Fall sein kann.

Es ist wesentlich bei dem neuen Verfahren, dafs die Streckung allmälig erfolgt, wodurch der moleculare Zusammenhang des Metalls nicht gestört wird. Es würde dieser Uebelstand eintreten, wenn die Verminderung des Durchmessers in nur einer Operation erfolgen würde.

Die Maschine zur Ausführung des oben beschriebenen Verfahrens ist auf den beiliegenden Zeichnungen dargestellt.

Fig. ι stellt eine Seitenansicht und Fig. 2 einen Grundrifs der Maschine dar. Fig. 3 ist eine Endansicht der Maschine, von der Hauptwelle aus gesehen, während

Fig. 4 eine entgegengesetzte Endansicht darstellt.

Fig. 5 zeigt einen Querschnitt der Maschine nach der Linie a-b der Fig. ι und 2.

Fig. 6 zeigt einen anderen Querschnitt der Maschine nach der Linie c-d der Fig. 2.

Fig. 7 bis 10 zeigen Details der Maschine,

welche weiter unten näher beschrieben werden.

Fig. 11 und 12 zeigen ein Paar der oben

bei Beschreibung des Verfahrens erwähnten

Prefsbacken in Ansicht und Schnitt.

Fig. 13 zeigt den blanken Bolzen in seiner Form, bevor derselbe bearbeitet wird, und

die Fig. 14', 15, 16 und 17 zeigen die Art und Weise, in welcher der Bolzen der Reihe nach durch die Maschine bearbeitet wird, um .den Durchmesser des unteren Theiles seines Schaftes zu vermindern.

Die Einrichtung der Maschine ist folgende: e e² e³ und«⁴, Fig. 5, sind vier Paare von arbeitenden Prefsbacken der Maschine. Jedes Paar dieser Prefsbacken wird von den vorderen kurzen Armen der Hebelpaare//, Fig. 2 und 5, getragen, welche an Vorsprüngen der Wellen h h drehbar gelagert sind. Die verschiedenen Wellen h h ruhen in den Führungsbüchsen i i und sind mit der Scheibe h², Fig. 1 und 2, fest verbunden, welche eine hin- und hergehende, in der Achse der Welle h gerichtete Bewegung erhält.

Um die verschiedenen zu bearbeitenden Bolzen zu ergreifen und loszulassen, werden die arbeitenden Prefsbackenpaare e e² e³ e⁴ durch die Hebe-Excenter P P gleichzeitig geschlossen und geöffnet. Letztere sind auf den Enden der Büchsen i i angeordnet und wirken auf die langen Arme der Hebel //, Fig. 2, von deren kurzen Armen die Prefsbacken getragen werden. Die oben erwähnten Hebe-Excenter sind an entgegengesetzten Punkten mit Ansteigungen versehen (s. Fig. 8 und 9). Die die Hebe-Excenter P P tragenden Büchsen i i drehen sich in röhrenförmigen Lagern i³, Fig. 7, welche in der auf dem Gestell der Maschine befestigten Trommel z⁴ angeordnet sind, und diese Büchsen ii stehen durch die daran befindlichen Getriebe i⁵ i⁵ mit einander in Eingriff. Wird eines dieser Getriebe i⁵ in der "weiter unten beschriebenen Weise in hin- und hergehende Drehung ge- ■ setzt, so erhalten auch die verschiedenen anderen Büchsen i i gleichzeitig eine hin- und hergehende Drehung innerhalb eines Winkels von ungefähr 45⁰.

Durch die oscillirende Bewegung werden die Prefsbacken e e² e³ e⁴ gleichzeitig geöffnet und geschlossen, d.h. wenn die Büchsen ii in einer Richtung gedreht werden, so gelangen die Ansteigungen der Hebe-Excenter PP zwischen die langen Arme der Prefsbackenhebel // und biegen dieselben aus einander, wodurch die Prefsbacken geschlossen werden, und wenn die genannten Büchsen i i in der entgegengesetzten Richtung gedreht und die Ansteigungen der Hebe-Excenter aufser Wirkung gebracht werden, so öffnen sich, die Prefsbacken mittelst Federn, welche jedoch nicht in der Zeichnung dargestellt sind.

Diese Federn haben ständig das Bestreben, die langen Arme der Hebel / zusammenzuziehen und dadurch die Prefsbacken e e zu öffnen.

Die Form der Prefsbacken ist aus den in gröfserem Mafsstabe gezeichneten Ansichten (Fig. 11 und 12) vollkommen ersichtlich. -

Jedes Paar dieser. Backen besteht aus zwei symmetrischen Gesenken, die in Haltern an den kurzen Armen der Hebel / befestigt sind. Die Augen, d. h. die Öffnungen der verschiedenen Gesenkepaare sind abwechselnd elliptisch und kreisförmig. Sie können aber auch alle elliptisch sein, so dafs der kreisförmige Querschnitt des Bolzens in einen elliptischen umgewandelt wird, und dann der elliptische, in einen kreisförmigen u. s. f.,- wobei das letzte Paar der Prefsbacken dem Bolzen einen kreisförmigen Querschnitt ertheilt. Die hin- und hergehende gleitende Bewegung der Prefsbackenpaare wird durch die Kurbel K, Fig. 2, an der Kurbelwelle I durch die Verbindungsstange /c², den Kreuzkopf Ar³ und das verstellbare Verbindungsstück /c⁴ bewirkt. Letzteres ist an der Scheibe h² befestigt, mit welcher die Wellen h h durch Schrauben verbunden sind (Fig. 2).

Die Kurbelwelle Z wird von der Triebwelle /², Fig. ι und 3, durch das Getriebe I^s und Zahnrad /⁴ in Bewegung' gesetzt. Die oscillirende Bewegung der Büchse wird durch das Hebe-Excenter m² einem der Getriebe Z⁵ mitgetheilt, welches die Bewegung auf die anderen überträgt (Fig. 6). Dieses Hebe-Excenter m² ist auf der Welle m, Fig. 1, und 6, der Maschine aufgekeilt und setzt den oscillirenden Arm m³ in Bewegung, der sich um die Achse mⁱ dreht. Der Arm m³ ist durch die Verbindungsstange m⁵ mit einem

auf einer der Büchsen i montirten Ring i⁶ verbunden (Fig. 6). Die Hauptwelle m wird durch die Kurbel k und die Kegelräder m^e getrieben.

. Die verschiedenen Theile des vorher beschriebenen Mechanismus. sind derart angeordnet, dafs die Prefsbacken sich auf den zu bearbeitenden Bolzen schliefsen, wenn dieselben das Ende ihres rückwärts gehenden Hubes in der Richtung der Halter der Maschine erreicht haben. Der vorwärts gegen das Ende des zu bearbeitenden Bolzens zu gerichtete Hub der oben erwähnten, auf dem Bolzen geschlossenen Prefsbacken bewirkt das Strecken oder Vermindern des Durchmessers in der nachstehend beschriebenen Weise.

Während des vorwärts gehenden Hubes der Prefsbacken werden dieselben durch die langen Arme der Hebel/ geschlossen gehalten, welche über die Ansteigungen der Hebe-Excenter i² i², Fig. i, gehen. Die Halter, in welchen die verschiedenen Bolzen gehalten werden, · während die geschlossenen Prefsbacken ee²e³e⁴ auf dieselben einwirken, sind mit η tin bezeichnet (Fig. ι und 2).

Diese Halter werden von einer auf Welle p² befestigten Trommel getragen. Letztere bewegt sich in einem festen Lager p^s und erhält eine abwechselnd rotirende Bewegung, wobei die Halter die von ihnen getragenen Bolzen nach einander der Wirkung der verschiedenen Prefsbackenpaare e e² e³ e⁴ aussetzen. Jeder Halter η besteht aus einem Hebelpaare, deren kurze Arme durch die Wirkung der Gleitkeile κ² auf ihre langen Arme geschlossen werden (Fig. 1), oder dieselben werden durch Spiralfedern geschlossen, die auf den Stangen dieser Gleitkeile angeordnet sind.

Um den fertigen Bolzen herauszunehmen, wird jedes Hebelpaar durch den Excenterhebei q q^l, Fig. 2, geöffnet. Letzterer wird durch das auf der Welle tn angebrachte Hebe-Excenter q¹ in-Thätigkeit gesetzt. Der innere Arm q dieses Excenterhebels q q^l wirkt auf' das äufsere Ende der den Gleitkeil h'² tragenden Stange, und zwar wenn durch die abwechselnde Bewegung der Trommel ρ der oben erwähnte Halter in Ruhe gekommen ist und wenn die Stange gegenüber dem Arm q des Hebels q q^l gekommen ist.

Die abwechselnde Bewegung der die Halter η tragenden Trommel ρ geschieht durch das auf der Welle p² der Trommel montirte Sperrrad r. sowie durch das am Ende der Welle m montirte Treibrad r², Fig. 1, 2 und 4. Das Sperrrad r ist mit sechs radialen Schlitzen r³ r³, Fig. 4, versehen, in welche der Stift r⁴ des rotirenden Treibrades p² nach einander eingreift, um dem 'Sperrrad r und dadurch auch der Trommel ρ eine Drehung um 60° zu geben. Wenn der Stift r⁴ aus dem Schlitze r⁸ tritt, so bewegt sich der kreisförmige Rand des Treibrades r ² in einem der halbkreisförmigen Ausschnitte des Sperrrades r, wodurch eine weitere Rotation des letzteren, der Trommel und der Halter verhindert wird, bis der Stift rⁱ in einen anderen Schlitz r³ eingreift, wie dies aus Fig. 4 leicht ersichtlich ist.

Die zu bearbeitenden Bolzen fallen unter der Wirkung ihres eigenen Gewichtes durch die Rinne S noch abwärts und werden in dem Kasten S² aufgefangen. Der jetzt in dem Kasten befindliche Bolzen liegt horizontal und wird mit dem Kopf nach . vorn durch den Hebel S³ und seine horizontale Stange, welche durch das auf der Welle m montirte Hebe-Excenter Sⁱ bewegt wird, in einen der Halter η der Trommel ρ geschoben, die in diesem Augenblicke stillsteht. Der sich schliefsende Halter η ergreift den Bolzen, und durch die stofsweise Bewegung der Trommel ρ wird dieser der Reihe nach den verschiedenen Prefsbackenpaaren e e² e^a e* gegenübergestellt, um durch diese bearbeitet zu werden.¹

Sobald dieses geschehen ist, erfafst ein Entleerer oder ein Fingerpaar t den Bolzen, während der Halter η sich öffnet und' denselben losläfst. Durch das Fingerpaar f wird der Bolzen aufserhalb des Bereiches der Prefsbacken gebracht; die Backen der Entleerer öffnen sich darauf, und der Bolzen fällt in einen Behälter.

Dieser Entleerungsmechanismus sowie der Zuführungsmechanismus sind von jenen Mechanismen, welche zu ähnlichen Zwecken in Maschinen zur Herstellung von Schrauben verwendet werden, nicht wesentlich verschieden, weshalb dieselben nicht ausführlicher beschrieben sind.

Im Nachstehenden sollen die Vorgänge bei der Bearbeitung für einen einzelnen Bolzen beschrieben werden.

Sobald ein Bolzen, wie in Fig. 13 dargestellt, in einen der Halter η eingeführt ist, schliefst sich dieser und hält den Bolzen fest. Durch die wechselnde Bewegung der Trommel ρ wird der Bolzen einem der Prefsbackenpaare, z. B. e, gegenüber gebracht, wo er stehen bleibt. Die offenen Prefsbacken machen ihre gleitende Bewegung nach rückwärts in der vorher beschriebenen Weise,-so dafs sie um die Länge des zu bearbeitenden Theiles des Bolzens auf letzteren vorrücken. Hierauf schliefsen sich die Prefsbacken e durch. die Wirkung der Hebe-Excenter i⁸ und durch den vorher beschriebenen Mechanismus und machen dann die gleitende Bewegung nach vorwärts, d. h. sie bewegen sich nach dem unteren Ende des Bolzens zu. Durch den Druck und die Bewegung der beinahe geschlossenen Prefsbacken e auf .dem Bolzen wird der cylindrische Querschnitt des mit Gewinden zu versehenden

Theiles des Bolzens in einen elliptischen umgewandelt (Fig. 14). Nachdem die Werkzeuge e auf diese Weise auf den Bolzen gewirkt haben, öffnen sie sich, und durch die Drehung der Trommel ρ wird der dünnere Bolzen (Fig. 14) vor das zweite Prefsbackenpaar e² gebracht, wo derselbe stehen bleibt.

Dieses Prefsbackenpaar e² wirkt nun auf den Bolzen in einer Ebene, die senkrecht zu einer Ebene steht, in welcher das erste Prefsbackenpaar auf denselben gewirkt hat, so dafs der dünnere Theil des Bolzens wieder eine cylindrische Form, jedoch von geringerem Durchmesser erhält, wie aus Fig. 15 ersichtlich ist.

Der in Fig. 15 dargestellte Bolzen wird dann dem Prefsbackenpaare e^s gegenübergestellt und durch dieses bearbeitet, und zwar in derselben Richtung als durch das Werkzeugpaar e², so dafs der untere Theil des Bolzens die in Fig. 16 dargestellte elliptische Form erhält.

Der so geformte Bolzen wird dann vor das vierte Werkzeugpaar e* gebracht, durch dessen Wirkung ein Druck auf den Bolzen in der Linie der Hauptachse der Ellipse ausgeübt wird, so dafs .der Bolzen die aus Fig. 17 ersichtliche Form erhält.

Auf diese Weise wirkt jedes Prefsbackenpaar in der Ebene des längsten Durchmessers des Bolzens oder in einer Ebene, welche einen rechten Winkel mit jener bildet, in welcher derselbe vorher bearbeitet wurde, und in welcher derselbe nachher bearbeitet wird, wie dies leicht aus den Fig. 13, 14, 15, 16 und 17 ersichtlich ist.

Durch diese Operationen wird der Bolzen gestreckt, und der bearbeitete Theil desselben erhält eine cylindrische Form von kleinerem Durchmesser.

Im Vorhergehenden wurden nur die auf einander folgenden Wirkungen der Prefsbacken ee²e³e⁴ auf einen Bolzen beschrieben, doch wird bemerkt, dafs vier Bolzen gleichzeitig bearbeitet werden, welche nach einander der Wirkung der auf einander folgenden Prefsbacken unterworfen werden. Selbstverständlich können auch mehr als vier Prefsbackenpaare in der Maschine verwendet werden.

Wenn die Bolzen überdies noch gespitzt werden sollen, so werden die Prefsbacken ee²e³e⁴ etc., wenn sie sich dem Ende der Bolzen nähern, nochmals und rasch einander genähert, d. h. mehr zusammengeprefst, wodurch diese Bolzen eine zugespitzte Form erhalten.

Zu diesem Zwecke wird die Form der Hebe-Excenter z², Fig. 9, dahin abgeändert, dafs dieselben an ihrem Umfange eine zweite Erhöhung erhalten. Diese zweite Erhöhung tritt nicht eher in Wirkung, als bis die zum Strecken oder Vermindern des .Durchmessers dienenden Prefsbacken beinahe an den Enden der Bolzen angelangt sind, und in diesem Augenblick . wirkt die genannte Erhöhung durch den oscillirenden Arm m³, die Verbindungsstange W2⁵ und den Ring ζ'^β, wodurch eine weitere Bewegung der Getriebe z⁵ und Hebe-Excenter z'² um einen kleinen Winkel bewirkt wird, um die Bolzen zu spitzen. .

Die Anwendung der vorliegenden Erfindung zu anderen Zwecken als zur Bearbeitung der Bolzen, wie z. B. zum Zuspitzen von Nähmaschinen-Nadeln oder Hufnägeln, geschieht in ganz gleicher Weise.

Claims (4)

Patent-Ansprüche:

1. Das Verfahren zum Strecken, d. h. Vermindern des Durchmessers von runden Bolzen auf kaltem Wege, darin bestehend, dafs diese Bolzen mehrere Male in der Längsrichtung durch Prefsbacken gezogen werden, derart, dafs bei jedem folgenden Durchziehen der Bolzen die Prefsbacken in einer Ebene drücken, welche senkrecht zu derjenigen bei der vorhergehenden Operation steht, so dafs die Bolzen bei jeder weiteren Operation zwischen elliptischem und kreisförmigem Querschnitt wechseln, bis die gewünschte Durchmesserverminderung eingetreten ist.

2. Die besondere Construction einer Maschine zur Ausführung des im Anspruch 1. beschriebenen Verfahrens, gekennzeichnet durch die Anordnung ,der in einer drehbaren Trommel ρ gelagerten Halter nun zum Festhalten der zu bearbeitenden Bolzen am Kopfende, in Verbindung mit den den Haltern η η η gegenüberstehenden, von den Stangen h, welche durch Scheibe /z² mit der Hauptkurbelachse verbunden sind, getragenen Prefsbackenpaaren ee²e⁸e⁴, wobei diese sich beim Verschieben der Stangen h h in geöffnetem Zustande auf die in den Haltern η η befindlichen Bolzen schieben, alsdann zusammengeprefst werden und darauf zurückgehen, wodurch ein Strecken der Bolzen stattfindet, während vor dem zweiten Vorgehen der Prefsbacken zum Zwecke des weiteren Streckens die Trommel ρ mit den Haltern. η so weit gedreht wird, dafs die einzelnen-Bolzen in das nächstfolgende Prefsbackenpaar gelangen.

3. Bei der im Anspruch 2. gekennzeichneten Maschine die Vorrichtung zum Schliefsen der Prefsbacken, bestehend in der Anordnung der Hebe-Excenter P, welche durch Vermittelung der Zahnräder z'⁵, Stange m⁵, Hebel m³, Welle m, Kegelräder m^e gedreht werden und dadurch die Hebel f nach aufsen bewegen, wodurch sich die Prefsbacken schliefsen, während ein Oeffnen derselben bei Abgleiten der Hebel f von

den Vorsprüngen der Hebe - Excenter ζ² durch Federn bewirkt wird, welche die Hebel f nach innen bewegen.

4. Bei der im Anspruch 2. gekennzeichneten Maschine die Vorrichtung zum stofsweisen Drehen der Trommel ρ mit Bolzenhaltern n, bestehend in der Anordnung der mit Schlitzen r^a versehenen und mit Trommel ρ verbundenen Scheibe r, welche durch eine auf Welle m sitzende, mit Stift r* versehene Scheibe r² dadurch mit Unterbrechung gedreht wird, dafs der Stift r* in den Schlitz r³ eingreift und die Scheibe r so lange dreht, als der Stift in dem Schlitz gleitet, während nach Austreten des Stiftes r⁴ aus dem Schlitz r³ die Scheibe r² in dem runden Ausschnitt zwischen je zwei benachbarten Schlitzen gleitet und so die Scheibe r so lange festhält, bis Stift r⁴ in den nächstfolgenden Schlitz r³ eintritt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.