DE55393C - Walzplatte zur Herstellung des Gewindes von Holzschrauben - Google Patents

Description

KAISERLICHES Jk

PATENTAMT.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Gewindewalzplatte zur Herstellung von Schraubengewinde auf Schrauben, besonders Holzschrauben, indem das Werkstück zwischen den Walzplatten gewalzt wird; letztere haben bei richtiger Anordnung und richtigem Betriebe die Wirkung, dafs sie ein radiales Hochtreiben des Metalles aus dem Schafte des Werkstückes zur Bildung des Gewindes veranlassen.

Bei den bekannten Einrichtungen zum Walzen von Holzschrauben sind die schrägen Nuthen und Rippen zu einander parallel, und es ist dieSchräge der Rippen sowie der Winkel der Seiten derselben von einem Ende .der Platte bis zum anderen constant. Die Wirkung dieser bekannten Walzplatten beruht darauf, dafs die Rippen in das Schraubengewinde bis zur erforderlichen gröfsten Tiefe gleich zu Anfang der Bearbeitung eingedrückt werden, wodurch der Druck gegen die Achse auf einen verha'ltnifsmäTsig geringen Grad beschränkt wird. Die fortgesetzte Bewegung der Walzplatten war Veranlassung, dafs das Metall zwischen den Rippen mehr und mehr seitlich zusammengedrückt wurde und dafs es gleichzeitig sich radial in die Nuthen der Walzplatten ausdehnte, bis es am Ende .des WaIzprocesses die Nuthen ausfüllt; nun war das Gewinde homogen oder voll und entsprach den Nuthen an den Enden der Walzplatten.

Da das Metall zwischen den Rippen während des Walzprocesses sich radial ausdehnt, nimmt der Durchmesser des Werkstückes quer zum Gewinde gemessen zu, und infolge dieser Durchmesserzunahme wird ein längerer· Theil der Walzplatten erforderlich, sobald der WaIzprocefs fortschreitet, um dem Werkstück eine vollständige Umdrehung zu verleihen, und da die Entfernung zwischen der Mittellinie der Gewindegänge einer Schraube und infolge dessen auch die Entfernung zwischen den Mittellinien der Rippen der Walzplatten constant ist, ist es nothwendig, dafs, wenn die Länge der Walzplatte, welche für eine Umdrehung des Werkstückes erforderlich ist, vermehrt wird, der Winkel der Rippen der Walzplatte gegen die Bewegungsrichtung derselben kleiner werden mufs. Geschieht dies nicht, so Hegt die Tendenz vor, das Werkstück quer zu den Walzplatten zu bewegen und bei der gewöhnlichen Anordnungsweise der Walzplatten die konische Spitze des Werkstückes von den geneigten Theilen der Walzplatlenfläche,n abzuheben, die die Spitze der Schraube ausbilden, d. h. also eine unvollkommene Schraube zu erzeugen, auch wird eine unnöthige Beanspruchung der Walzplatten ausgeübt, die zuweilen zum Bruch derselben führt. Es ist nun gefunden worden, dafs diese Schwierigkeiten dadurch vermieden werden können, dafs die Neigung oder Steigung der Rippen und Nuthen der Walzplatten in Uebereinstimmung mit dem zunehmenden Durchmesser des Werkstückes nach Mafsgabe des Fortschrittes des Walzvorganges geändert.wird. Theoretisch sollte diese Steigerungsänderung constant sein, so dafs die Rippen Curven bilden würden. Für praktische Zwecke ist es indessen ausreichend und zur

Erleichterung der Herstellung der Walzplatten viel bequemer, wenn die Walzplatte abschnittweise verschiedene Neigung der Rippen, entsprechend der Zunahme des Durchmessers der Werkstücke, erhalten. Eine Umdrehung des Werkstückes stimmt nicht genau mit dem Umfange der Kanten des Gewindes in den verschiedenen Stadien des Walzvorganges überein, wohl aber mit dem Umfange zwischen dem Gewinde und dem Umfange am Boden der Nuth.

Die neue Walzplatte ist auf beiliegenden Zeichnungen dargestellt: ·

Fig. ι ist eine Ansicht der Arbeitseite einer Walzplatte mit geraden, schrägen, parallelen Rippen und Nuthen, wobei die Neigung derselben von einem Ende bis zum anderen con-■ stant ist.

Fig. 2 ist eine ähnliche Ansicht, welche ein Beispiel der neuen verbesserten Walzplatle veranschaulicht.

Nach der Darstellung besteht die Walzplatte aus vier Stücken oder Abschnitten, wobei die Schräge oder Neigung der Rippen und Nuthen etwas von dem benachbarten Theile abweicht, wovon man sich am besten überzeugen kann, wenn man die Zeichnung horizontal und in Richtung der Augenhöhe hält und visirt.

Fig. 3 ist ein anderes Beispiel der verbesserten Walzplatte; hier haben aber die Rippen und Nuthen eine gekrümmte Form, deren Winkel gegen die Bewegungsrichtung der Walzplatte sich constant ändert; die ganze Walzplatte bildet dabei ein Stück.

Fig. 4 ist eine Eckansicht, aus welcher die auf einander folgenden Nuthen längs der Kante und die zunehmende Entfernung zwischen derselben, der Länge nach gemessen sowie die zunehmende Breite des Kopfes der Rippen ersichtlich ist.

Fig. 5 ist ein Längsschnitt durch den Boden einer der Nulhen.

Fig. 6 stellt eine Walzplatte dar, welche der in Fig. 3 veranschaulichten Platte entspricht und nur dadurch von derselben verschieden ist, dafs sie aus vier Theilen besteht.

Fig. 7 ist ein Diagramm, welches dazu dienen soll, graphisch durch Vergleich den Unterschied zwischen der ersten Anordnungsweise der Rippen und der verbesserten neuen Weise zu erklären.

Fig. 8 zeigt in Ansicht einen Theil eines Schraubenwerkstückes in erheblicher Vergröfserung, ehe dasselbe der Einwirkung eines Paares Walzbacken unterworfen worden.

Fig. 9 zeigt dasselbe Stück in Schnittdarstellung wahrend der Walzarbeit; die Rippen der Walzplatten sind in das Metall bis zur erforderlichen vollen Tiefe eingedrückt und zeigen das Werkstück und· die Walzbacken im Schnitt etwa nach der ersten Halbdrehung des Werkstückes, wenn sowohl Werkstück wie Walzbacken auf Hin- und Herdrehung eingerichtet sind.

■ Die Fig. io, ii, 12, 13 und 14 sind ähnliche Darstellungen, welche die fortschreitende Entwickelung des Gewindes und die Zunahme des Durchmessers zur Anschauung bringen.

Fig. 1 5 zeigt im Schnitt das vollentwickelte Schraubengewinde in den Walzplatten am Ende des Walzprocesses.

Fig. 16 ist eine Endansicht des vorderen Endes einer Walzplatte in kleinerem Mafsstabe zum Walzen einer Schraube mit Gewindespitze. '

Fig. 17 veranschaulicht das andere Ende derselben Walzplatte.

Fig. 18 zeigt im Schnitt ein Paar solcher Walzplatten nach Vollendung der Walzoperation mit zwischen den Platten liegender Schraube und

Fig. ig ist ein Schnitt durch eine fertig gewalzte Holzschraube nach der mittleren Längsachse derselben in" gröfserem Mafsstabe.

In den verschiedenen Figuren bedeuten die mit r bezeichneten Theile die Rippen oder Stege der Walzplatten und g die Rinnen oder Nuthen zwischen diesen Rippen. A ist die neue Walzplatte, d. h. eine Platte, bei welcher die Schräge oder Neigung der Rippen und Rinnen von einem Ende der Platte nach dem anderen wechselt, während A\ Fig. 1, eine Walzplatte bezeichnet, die gerade, schräge Rinnen und Rippen hat, wie sie bei bekannten Walzplatten vorkommt, bei denen der Grad . der Neigung der Rippen gleichmäfsig von einem Ende der Platte bis zum anderen ist. Es ist zu bemerken, dafs die auf den ersten beiden Blättern dargestellten Walzplatten das Schraubengewinde c nur auf deni geraden cylindrischen Theil einer Stange oder eines Werkstückes walzen würden. Die Fläche der Rippen der Walzplatten der Quere nach ist flach.

Um eine Schraube mit einer mit Gewinde versehenen Spitze herzuleiten, kommen Walzplatten nach Fig. 16, 17 und 18 zur Anwendung, bei denen der Umrifs der Fläche der Walzplatien der Querrichtung nach an den oberen und unteren Kanten der Walzplatten so gestaltet ist, dafs die Rippen r¹ (und Rinnen g^l) zur Erzeugung eines Gewindes c\ Fig. 19, auf dem Spitzentheil des Werkstückes fähig, sind, welches Gewinde nach der Spitze zu an Tiefe allmälig abnehmen mufs.

In den Zeichnungen ist aus den Schnittdarstellungen ersichtlich, was als die beste Form für die Rinnen und Rippen gehalten wird; die Fläche der Rippen ist dünn und ein wenig kegelartig am Eintritts- oder vorderen Ende ausgebildet, wo der Walzprocefs anfängt, und am anderen Ende viel breiter; der Winkel der

beiden Seiten der Rippen ist derselbe und constant von einem Ende bis zum anderen.

Bei Herstellung des Gewindes einer Schraube mittelst eines Paares solcher Walzplatlen wird das dünne Ende dieser Rippen direct in das Metall des Werkstückes b beim Anfang der Operation bis zur'vollen erforderlichen Tiefe gedrückt, und in dem Mafse, wie der WaIzprocefs fortschreitet, wird das Metall zwischen den Rippen mehr und mehr verdichtet und dehnt sich allmälig nach den Rinnen der Platte zu aus, bis es am Ende der Operation die Rinnen ausfüllt und das Gewinde vollendet ist.

Eine Art und Weise, die, Rinnen g der Walzplatte A\ Fig. i, herzustellen, ist, das geglühte Stahlwerkstück auf den Tisch .einer geeigneten Fräsmaschine zu bringen und dasselbe dann unter dem gewünschten Winkel einzustellen und zu befestigen. 'Die Maschine, ist weiter mit einer umlaufenden Welle versehen, welche ein Fräs- oder Schneidewerkzeug oder eine Reihe solcher Werkzeuge hat, die das Gegenstück oder die Patrize der Rinnen darstellen, welche sie auszubilden haben.

Wird nun der Tisch langsam vorgeschoben, so schneiden die umlaufenden Schneidezeuge von dem Werkstück so viel fort, dafs die Rippen r stehen bleiben, wobei der Winkel der Seiten von einem Ende bis zum anderen der Walzplatte constant ist. Nach Härtung der Walzplatte ist dieselbe dann für den Gebrauch fertig.

Die Walzplatte, welche in den anderen Figuren dargestellt ist, kann in ähnlicher Weise hergestellt werden, nur kann hier ein Excenter oder eine Schablone angewendet werden, um der umlaufenden Schneidzeugwelle eine endweise Bewegung mitzutheilen, wie dies der wechselnden Schräge oder Neigung der Rinnen, und Rippen entspricht, und· zwar geschieht dies gleichzeitig bei der Vorschubbewegung des Tisches.

Unter Bezugnahme auf das in Fig. 7 dargestellte Diagramm bezeichnet die schwächere Dkigonallinie m¹ z. B. die Mitte einer Rippe oder Rinne einer Walzplatte, wobei die Neigung vom Anfang bis zum Ende der Platte constant ist, wie dies bei bereits bekannten Walzplatten der Fall ist. Bei dieser Fig. 7 bezeichnet die verticale Entfernung zwischen den horizontalen Linien η die entsprechende oder axiale Entfernung zwischen den Gewindegängen, welche durch ein Paar geeignet gehandhabter Walzplatten erzeugt werden. Es ist ersichtlich, dafs, da die Neigung der Rippen m¹ constant ist, und die horizontalen Theilungen gleich sind, die verschiedenen Schnittpunkte der Linien η und m¹ gleich weit von einander entfernt sind, weshalb auch die . horizontale Entfernung zwischen den entsprechenden Ordinaten 1, 2, 3 u.s. w. längs der oberen Kante der Figur ebenfalls gleich sind. Da aber das Metall des Werkstückes zwischen den Rippen während des Processes der Gewindeausbildung constant steigt, so folgt daraus, wie vorher angeführt, dafs jede folgende Umdrehung des Werkstückes um seine Achse eine gröfsere Entfernung zurücklegt; diese Zunahme ist durch die stärkere Linie m deutlich zu machen gesucht, welche relativ mit der eben behandelten Linie m ' übereinstimmt. Die gekrümmte Linie m bildet mit den Linien η Schnittpunkte, die nicht gleich weit von einander entfernt sind; die resultirende Ordinatenreihe 1,2,3 ^e'^c· sind an der unteren Kante der Figur angegeben. Nimmt man nun an, dafs die horizontale Entfernung längs der Walzplatte vom Anfang ο bis zur ersten Ordinate 1 z. B. einen halben Umfang des Werkstückes an der. Wurzel des Schraubengewindes darstellt, so bezeichnen die folgenden unteren Ordinaten 2, 3, 4, 5, 6 und 7 den entsprechend zunehmenden Umfang der Schraube, wie er der ällmäligen Entwickelung des Gewindes entspricht, wobei die Länge der Theilungen allmälig in entsprechendem Mafse zunimmt, obwohl der Durchmesser b^x der Schraube an dem Boden des Gewindes während des ganzen Wahlprocesses derselbe bleibt, wie dies aus den Fig. 9 bis 15 ersichtlich. Es ist ersichtlich, dafs eine gewöhnliche Walzplatte, wie in Fig. 1 dargestellt und durch Linie m' angedeutet (Fig. 7), erheblich kürzer gemacht ist als die gegenwärtige neue Walzplatte, trotzdem die Anzahl der Theilungen oder Umdrehungen des Werkstückes in beiden Fällen dieselbe ist.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Eine Walzplatte zur Herstellung des Gewindes von Holzschrauben der in Fig. 19 dargestellten Art, bei welcher die das Gewinde erzeugenden Rippen und Rinnen sprungweise oder allmälig ihre Neigungswinkel zur Bewegungsrichtung der Platte ändern, um überall zu dem veränderlichen Kerndurchmesser der Schraube zu passen. ■ .' ■

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.