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Maschine zum Pressen von Muttern aus Kugeln Die Erfindung betrifft
eine Maschine zum Pressen von Kugeln zu Muttern.
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Kugelige Werkstücke lassen sich kalt oder warm durch Pressen aus Abschnitten
von Rundeisen fast ohne Überbleibsel herstellen und mittels einer Irismatrize in
Zusammenarbeit mit Stauch- und Lochwerkzeugen ohne Spanabnahme auf die für das Einschneiden
des Gewindes fertige Mutternform bringen.
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Infolge der vielen Arbeitsgänge und hohen Drücke, die das Umgestalten
der Kugel erfordert, war es bisher nicht möglich, auch stärkere Muttern nicht nur
wirtschaftlich, sondern auch von großer Haltbarkeit und gutem Aussehen herzustellen.
Die Erfindung löst diese Aufgabe zur Zufriedenheit. Die wesentlichen Merkmale der
Erfindung bestehen darin, daß die beiderseits des Preßgesenkes angeordneten Stempelschlitten
zum Abplatten der Kugel mittels von der Hauptwelle durch Zahnräder angettzebener
Stirnkurvenscheiben, die in den Stempelschlitten gelagerten Gleitstücke der Dorne
dagegen durch Gegeneinander-verdrehen von aufeinandergleitenden Klauenkränzen mittels
von auf der Hauptwelle sitzenden Kurvenscheiben bewegter Zug- oder Druckstangen
angetrieben werden. Hierdurch können jedem der ineinandergeführten Werkzeuge Bewegungen
erteilt werden, wie sie für die Bildung der Mutterform am günstigsten sind. Dazu
gehört auch das Lochen mit zwei sich gegenüberliegenden Dornen, von denen der eine
etwa bis zur Hälfte in den Werkstoff eindringt, um das von dem anderen Dorn vorgenommene
Durchstoßen des Lochkerns zu erleichtern und die Masse des Lochbutzens möglichst
gering zu halten. Da der Lochbutzen von dem einen Stempel aufgenommen und aus diesem
erst in dessen Rückwärtslage ausgestoßen wird, während die mit dem anderen Stempel
in entgegengesetzter Richtung aus der Matrize bewegte Mutter ebenfalls erst kurz
vor dessen Rückwärtslage abgestreift wird, verlassen die beiden Teile auf getrennten
Wegen durch das Gehäuse der Matrize geschieden die Maschine und sind deshalb leicht
unvermischt aufzufangen. Ferner ist damit der Vorteil einer wesentlichen Leistungssteigerung
der Maschine verbunden, weil die frische Kugel ohne Behinderung durch das Ausstoßen
des Lochbutzens und Abstreifen der Mutter in die Irismatrize eingeführt werden kann.
Der höheren Leistungsfähigkeit entsprechend sind die stärker beanspruchten Teile
mit neuen verbesserten Bewegungsmitteln ausgerüstet, die später erläutert werden.
Ferner sind Mittel vorgesehen, das kugelige Werkstück auf eine geringere Dicke abzuplatten,
als die Dicke der fertigen Mutter beträgt. Dies geschieht zu dem Zweck, den Umfang
des Werkstücks so viel zu vergrößern, daß die Kanten der Mutter beim Schließen der
Irismätrize auch nach den Stirnseiten hin scharf ausgepreßt werden. Dabei ist wichtig,
daß dem Fließen des Werkstoffes ein bestimmter Widerstand entgegengesetzt wird,
was erfindungsgenäß
dadurch geschieht, daß das Werkstück unter ständigem
Federdruck des den Kern durchstoßenden Lochdornes steht.
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Als Ausführungsbeispiel sei eine Maschine zur Herstellung von sechskantigen
Muttern mit beiderseitiger Facette aus Vollkugeln beschrieben. Auf der Zeichnung
stellen dar: Fig. i den Grundriß der Maschine, Fig. 2 den Querschnitt nach Linie
II-II der Fig. i, Fig. 3 den Querschnitt nach Linie III-III der Fig. i, Fig. 4 den
Querschnitt nach Linie IV-IV der Fig. i, Fig. 5 den Grundriß von Fig. 4, Fig. 6
die Ansicht der Irismatrize bei abgenommenem Deckel, .
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Fig. 7 eine Vergrößerung von einem Teil der Fig. 6, Fig.8 einen Längsschnitt
durch das Gehäuse der Irismatrize und die Stempelhalter, ' Fig. 9 den senkrechten
Querschnitt und Fig. io den Längsschnitt der Vorrichtung für die Kugelzuführung.
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Fig. i i bis 18 zeigen den Werdegang der Mutter und die Lage der zu
ihrer Herstellung dienenden Werkzeuge in den aufeinanderfolgenden Arbeitsgängen.
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Auf der von einem Schwungrad i angetriebenen Hauptwelle 2 sind die
Kurvenscheiben für die verschiedenen Bewegungen der Werkzeuge angeordnet, außerdem
sind die beiden Zahnräder 3 und 4 darauf befestigt. Letztere stehen mit den Zwischenrädern
5 und 6 und diese mit den Zahnrädern 7 und 8 in Eingriff. Die Zähnezahl der Räder
7 und 8 ist doppelt so groß wie die der Räder 3 und 4. Die Zahnräder 7 und 8 sind
als Stirnkurvenscheiben 9 und io ausgebildet, welche zur Steuerung der im Maschinenkörper
verschiebbar geführten Stempelschlitten 13 und 14 dienen. Das Übersetzungsverhältnis
ist deshalb 2 zu i gewählt, damit die Steuerungskurve zweimal auf jeder der Stirnscheiben
9 und io ausgebildet werden kann. Hierdurch wird erreicht, daß die Stempelschlitten
sich stets mit beiden ihrer diametral gegenüberliegenden Laufrollen i i gegen die
Steuerungskurve abstützen. Durch die Zugfedern 59, die in den Kopfenden des Maschinenkörpers
12 untergebracht sind und von den an den Schlitten 13 und 14 befestigten Spannstangen
6o zusammengedrückt werden, wenn sich die Schlitten durch die Stirnkurvenscheiben
9 und i o vorschieben, werden die Laufrollen i i stets auf der Steuerungskurve anliegend
gehalten und die Rückwärtsbewegung der Schlitten 13 und 14 bewirkt. Der Sicherheit
wegen ist außerdem eine zwangsläufige Rückwärtsbewegung vorgesehen, welche durch
die Daumenscheibe 54 unter Vermittlung des Hebels 55 und der Zugstange 56, die an
den Winkelhebel 57 angelenkt ist, bewirkt wird (Fig. i und 3). Der Winkelhebel
57 legt sich gegen einen Ansatz 58 des Schlittens 13 und drückt durch entsprechende
Ausbildung der Daumenscheibe 54 den Schlitten 13 zurück. Für den Schlitten 14 kann
eine gleichartige Einrichtung vorgesehen werden, statt deren läßt er sich auch mit
dem Schlitten 13 in bekannter Weise, z. B. mittels Drahtseils und Rolle, so verbinden,
daß beide Schlitten zwangsläufig zurückbewegt -,Werden.
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Der Schlitten 13 trägt an seinem vorderen, dem ortsfesten Gehäuse
i9 der Irismatrize zugekehrten Ende einen Stempel 15, in welchem der Vorlochdorn
16 verschiebbar geführt ist. Der gegenüberliegende Schlitten 14 ist auf der ebenfalls
dem Gehäuse i9 zugekehrten Seite mit einem Stempel 17 versehen, in dem der Durchstoßdorn
18 verschiebbar gelagert ist. Der Vorlochdorn 16 wird durch den Schlitten 13 vorwärts
und rückwärts bewegt und erhält außerdem eine eigene Bewegung, die durch die Kurvenscheibe
61 erfolgt (Fig. i und 8). Er ist auswechselbar mit einer Kappe 6.2 am Stößel
63 befestigt. Das andere Ende des Stößels ist durch einen Bund mit dem Halsansatz
64 einer Klauenscheibe 65 lösbar gekuppelt. Der im Stempelschlitten 13 gelagerte
Halsansatz 64 hat viereckigen Querschnitt, damit sich der Klauenkranz 65 nicht zu
drehen vermag. Der besseren Führung und leichteren Verschiebbarkeit wegen befindet
sich auf der anderen Seite ein ebenfalls im Schlitten 13 gelagerter Ansatz in Gestalt
einer Achse, welche eine drehbare Klauenscheibe 66 trägt. Die ineinandergreifenden
Klauen der Scheiben 65 und 66 besitzen etwas schräge Stirnflächen 68, so daß der
Stößel 63, wenn er durch Verdrehen der aufeinandergleitenden Klauen gegeneinander
so weit vorgeschoben worden ist, bis die Stirnflächen sich decken, durch Weiterdrehen
der losen Klauenscheibe 66 bis kurz vor dem Abgleiten der Klauenstirnflächen beider
Scheiben noch etwas mehr vorbewegt wird. Das Abgleiten bewirkt die Feder 69. Die
Steigung der Schräge der Stirnflächen 68 entspricht dem Maße, um welches der V orlochdorn
16 die von den Stempeln 15 und i; abgeplattete Kugel verschieben muß, damit sie
in die Mitte der Matrizenhöhe gelangt. Der Zweck ist in der später folgenden Erläuterung
der Wirkungsweise der Maschine angegeben. Die lose Klauenscheibe 66 wird durch das
Schaltrad 67 absatzweise gedreht. Die Steuerung erfolgt durch Vermittlung eines
Kulissengestänges von der Kurvenscheibe 61.
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In gleicher Weise wie beim Vorlochdorn ist der Durchstoßdorn 18 an
einem Stößel
auswechselbar befestigt und dieser mit dem im Schlitten
14 ebenfalls nur verschiebbar geführten Gleitstfick 74 und dessen Klauenscheibe
73 lösbar gekuppelt. Beim Vorwärtsgang des Schlittens 14 muß der Lochdorn 18 so
weit aus dem Stempel 17 geschoben werden, daß er eine Kleinigkeit aus dessen Stirnfläche
vorsteht, damit beim Abplatten der Kugel kein Werkstoff in die Stempelbohrung eindringt.
Diese Vorschubbewegung des Lochdorns 18 erfolgt durch die Kurvenscheibe 70 in Verbindung
mit der Steuerstange 71, welche an eine auf dem Gleitstück ,^4 drehbare Klauenscheibe
72 angelenkt ist. Die ineinander,-reifenden Klauen der Scheibe 72 und einer Scheibe
73 werden, wie in Fig. i der Zeichnung dargestellt, so viel gegeneinander verdreht,
bis sie sich aufeinandergleitend mit ihren Stirnflächen decken. Damit das Werkstück
auch dann nicht verrutschen kann, wenn es weder von den Stempeln 15 und 17 noch
von den Knetstempeln 27 der Irismatrize bei deren jedesmaligem Rückgang auf Mitte
gehalten wird, steht das Lochdorngleitstück 74 unter dem Einfluß einer Feder 75,
die den Lochdorn 18 gegen das in Bearbeitung befindliche Werkstück drückt. Dieser
ständige Federdruck erfüllt außerdem folgenden Zweck. `'Wird eine abgeplattete Kugel
von der Irismatrize geknetet, so daß fier Werkstoff ohne Behinderung zu fließen
vermag, so werden die Mutterkanten nicht scharf, obgleich der Durchmesser der abgeplatteten
Kugel größer als die Mutter über Eck gemessen ist. Es ist deshalb notwendig, dem
zu leichten Fließen des Werkstoffes einen bestimmten Widerstand entgegenzusetzen,
was durch entsprechende Wahl und Anspannung der Feder 75 geschieht.
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Das Fertiglochen des Werkstücks, also das Durchstoßen des Lochdorns
18, erfolgt unabhängig von seiner Bewegung durch die Klauenkränze 72 und 73 mittels
der auf der G1eitstückachse 74 drehbaren Klauenscheibe 8o, die auf dein im Schlitten
14 befestigten Klauenkranz 81 gleitet. In der in den Fig. i, 4 und 5 gezeichneten
Anfangsstellung greifen die Klauen zur Aufnahme des Druckes während des Abplattens
der Kugel und Glättens des gekneteten Werkstücks gänzlich ineinander. Beim Verdrehen
der Klauenkränze 8o und 81 gegeneinander schiebt sich die lose Klauenscheibe 8o
vor und nimmt das Gleitstück 74 und den Lochdorn 18 mit. Dieses zwangsläufige Vortreiben
braucht nur zwei Drittel der Mutternhöhe zu betragen, denn dann ist der Lochbutzen
bereits lose, und für das restliche Durchstoßen genügt das kraftschlüssige Eindrücken
des Lochbutzens in die Bohrung des Stempels IS auf Grund des früher erläuterten
fortbestehenden Federdruckes, unter dem . der Lochdorn 18 steht. Die Schwingbewegung
der Klauenscheibe 8o wird durch die Verbindungsstange 79 vom Winkelhebel 76 abgeleitet,
dessen einer Arm eine Arbeitskurve trägt, auf welche die mit der Doppeldaumenscheibe
7o, 78 umlaufende Rolle 77 im Sinne der Vorbewegung einwirkt, während der andere
ebenfalls Rollen tragende Arm vom Daumenrand der Umlaufscheibe zurückbewegt wird.
Der die Bewegung übertragende Arm ist mit einem bogenförmigen Führungsschlitz 89
für den Kulissenstein 88 versehen, der eine der jeweiligen Mutternhöhe entsprechende
Einstellung des Hubes ermöglicht.
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Da das durchlochte Werkstück auf dem Dorn haftet, muß der Lochdorn
18, um die Mutter abstreifen zu können, zwangsläufig in den Stempel 17 zurückgezogen
werden. Dies geschieht mittels aufeinandergleitender Klauenkränze 86 und 82. Die
auf der Gleitstückachse 74 drehbare Klauenscheibe 82 wird gegen den im Schlitten
14 befestigten Klauenkranz 86 durch das Schaltrad 83 absatzweise bewegt. Die Steuerung
erfolgt durch Vermittlung eines Kulissengestänges 84, 85 von der Kurvenscheibe 87.
Wenn der Lochdorn 18 ganz zurückgezogen und die Mutter abgestreift worden ist, gelangen
die Klauen in Eingriffsstellung, so daß das L ochdorngleitstück 74 sofort nach dem
Beginn des neuen Vorganges wieder vorgeschoben werden kann.
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Zwischen den Stempelschlitten 13 und 14 ist im ortsfesten Gehäuse
19, 34 die Irismatrize untergebracht (Fig.6 und 7). Die die Matrize bildenden radialen
Knetstempel 27 sind auswechselbar in den Haltern 2g befestigt und in den Gleitlagern
30 schwingbar, damit sie sich beim Vergrößern oder Verkleinern der Preßform
gegenseitig abzustützen vermögen. Die Gleitlager 30 werden in radialen Schlitzen
des drehbaren Ringkörpers 31 geführt und sind mit den Lenkern 32 scharnierartig
verbunden. Das andere Ende der Lenker 32 liegt in den Stützlagern 33, die in Führungsschlitzen
des feststehenden Gehäuses 19,34 radial verstellbar sind. Die Druckschrauben go,
die sich gegen die Stützlager anlegen, dienen im Verein mit den Rückzug- und Sicherungsschrauben
g1 zum Einstellen der jeweils gewünschten Größe der Matrizenöffnung. Der Ringkörper
31 besitzt für seine Schwingbewegung den Bügel 35 mit 'einem Auge 36, an welchem
die Steuerstange 37 angelenkt ist. In der in Fig.6 dargestellten Lage ist die Matrize
am engsten. Wird der Ringkörper 31 unter dem Einfluß der Kurvenscheibe 38 aus der
gezeichneten Stellung gedreht, so werden die Knetstempel 27 zurückgezogen, und die
Matrizenöffnung vergrößert
sich. Durch die im Ringkörper 31 befestigten
Federn 28, welche auf die Halter 29 einwirken, werden die Knetstempel
27 auch während ihres Rückzuges sowie beim Leerlauf der Maschine aufeinanderliegend
gehalten, so daß das glatte Einführen der Kugeln und Eindringen des Stempels 18
gewahrt bleibt. Die Bestandteile der Matrize sind durch die mit dem Gehäuse 34 verklammerte
Platte 2o abgedeckt (Fig. 8). Der Schieber 41, welcher der in die Matrize eingefallenen
Kugel als Anschlag sowie dem ausgestoßenen Lochbutzen als Rutsche dient, ist am
Winkelhebel 50 angelenkt, den die Feder 51 aufwärts zu bewegen sucht. Der
Winkelhebel 5o wird durch den Federbolzen 53 niedergehalten, der sich in einer am
Stempelschlitten 13 befestigten Büchse 52 führt, und erst bei Rückgang des Schlittens
freigegeben, um gegen die Stellschraube 92 anzuschlagen und mit dem Schieber 41
in den erforderlichen Abstand von der Matrizenöffnung zu gelangen.
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Auf der Deckplatte 2o ist die Kugelzuführungsvorrichtung 2,1 angebracht
(Fig.2, 9 und io). Sie besteht aus dem mit Schraubenbolzen 24 auf der Deckplatte
befestigten Kapselgehäuse 47, 48 und einem um dieses schwingbaren Rohrpendel 23,
45 mit einer Einlaßöffnung 44. Letztere schwingt nach der einen Richtung zur Zuleitungsrinne
46 und nach der anderen Richtung zu einer Durchlaßöffnung in der Kapselwand aus,
so daß jedesmal nur eine Kugel in das Zuführungsrohr 23 gelangen kann. Durch die
Kurvenscheibe 26 wird der Auslauf des Rohr-Pendels 23 unter Vermittlung der Kulissenstange
25, des Hebels 49 und der Verbindungsstange 2,d zur Mitte der Matrize hinbewegt.
Erst dann vermag die zuvor von der Deckplatte 2o am Auslaufen gehinderte Kugel in
die entsprechend vergrößerte Matrize einzurollen. Der Hebel 49 ist zweiarmig ausgebildet
und der untere Arm an den Abstreifer 43 angelenkt, der sich in einem in die Deckplatte
2o eingearbeiteten Schlitz führt. Das Zuführungsrohr 23 und der Abstreifer 43 sind
so angeordnet, daß sie auf ihrer Hinbewegung nicht zusammenstoßen, sondern aneinander
vorbeigehen.
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Die Wirkungsweise der Maschine ist in den Fig. i i bis 18 schematisch
dargestellt. Bei jeder Umdrehung der Hauptwelle 2 wird eine Mutter fertig. In der
Anfangsstellung (Fig. i i) ist das Werkstück 22 durch das Zuführungsrohr 23 vor
die erweiterte Irismatrize gebracht, so daß die Kugel jetzt bis auf Mitte der Dicke
der Knetstempel 27 gegen den Anschlagschieber 41 rollt. - Die Kugel wird dann durch
Schließen der Irismatrize zentriert und von dieser so lange gehalten, bis die Stempel
15 und 17 so weit vorgegangen sind, daß der Vorlochdörn 16 und Durchstoßdorn
18 einzudringen beginnen, wie es Fig. 12 veranschaulicht. In Fig. 13
hat die Irisinatrize ihre weiteste Stellung eingenommen, damit der Stempel
17 etwas in das Preßgesenk eintreten und das Abplatten stärker, als die endgültige
Mutternhöhe beträgt, vorgenommen werden kann. Da sich der Stempel 15 nur
bis zum Aufliegen auf der Matrize 27 vorbewegt, muß die abgeplattete Kugel, um beim
nachfolgenden Kneten ein gleichmäßiges Fließen nach beiden Stirnseiten hin zu erzielen,
wieder in die Mitte der Dicke der Knetstempel 27 gebracht werden. Bei diesem in
Fig. 14 dargestellten Vorgang wird der Vorlochdorn 16 nach geringem Zurückgehen
des Stempels 17 entsprechend vorbewegt. Infolge des ständigen Federdruckes, unter
dem der Durchstoßdorn 18 steht, ist das Werkstück so lange zentrisch gehalten,
bis es die Knetstempel a7 der sich schließenden Irismatrize wieder erfassen und
zur sechskantigen Muter umformen. Da sich das Werkstück dabei eine Kleinigkeit mehr
streckt, als die Dicke der Knetstempel 27 beträgt, und seine Stirnflächen nicht
ganz eben bleiben, wird es nach beendetem Kneten geglättet, indem der Vorlochdorn
16 zurückweicht und der Stempel 17 ganz gegen die in engster Stellung befindliche
Irismatrize vorrückt. Dieser Vorgang ist in Fig. 15 veranschaulicht. Sofort darauf
findet das aus Fig. 16 ersichtliche Lochen statt. Um solches zu erleichtern, werden
die Knetstempel27 sowie der Stempel 17 dabei so viel gelüftet, wie zur Aufhebung
der Werkstücksspannung notwendig ist. In Fig. 17 befinden sich beide Stempelschlitten
auf dem Rückgang. Der in den Stempel 15 eingeschobene Lochbutzen 39 wird
ausgestoßen und die auf dem Durchstoßdorn r8 haftende Mutter aus der sich öffnenden
Matrize mit zurückgenommen. Ehe der Stempel 17 in seiner Anfangsstellung anlangt,
ist der Durchstoßdorn 18 ganz in seine Ausbohrung hineingezogen worden, so daß die
dadurch frei werdende Mutter herabfallen kann. Bei dem in Fig. i8 dargestellten
Schlußvorgang bewirkt der Abstreifer 43, daß die Mutter nicht klebenbleibt, und
der inzwischen wieder vorgebrachte Anschlag 4i sorgt für ein sicheres und getrenntes
Abführen des Lochbutzens.