-
Vorrichtung zum Ziehen profilierter Rohre Die Erfindung betrifft eine
Vorrichtung zum Ziehen profilierter Rohre, insbesondere solcher zur Herstellung
von Golfschlägern. Das Ziehen dieser Rohre erfolgt mittels eines Walzkugelkranzes
zwischen einem konischen Ziehdorn und einem zur Dornspitze passenden und mit dem
Dorn zusammen längsverschiebbaren Ziehfutter unter Verwendung eines frei umlaufenden
und sich relativ zum Ziehfutter verschiebenden Kugelkäfigs.
-
Es ist an sich bekannt, das Werkstück bzw. Rohr in einem festsitzenden
Klemmfutter eines sich in der Richtung der Rohrachse bewegenden Ziehkopfes zu befestigen
und beim Ziehen gerader Rohre den frei umlaufenden Kugelkäfig in axialer Richtung
unverschiebbar anzuordnen.
-
Beim Erfindungsgegenstand ist nunmehr das Ziehfutter mit dem Ziehdorn
längsverschiebbar und gleichzeitig um den Dorn drehbar gelagert, so daß es die Walzkugeln
des Kugelkranzes auf dem sich nicht drehenden Walzstück zum Abrollen bringt. Diese
Ausbildung der Zieheinrichtung ist bei der Herstellung von profilierten Rohren,
insbesondere solcher konischer Gestalt, besonders vorteilhaft, da praktisch infolge
der Deformation der Kugeln und der diese berührenden Teile zwischen den Kugeln und
dem sie antreibenden umlaufenden Ziehfutter eine Berührung stattfindet, die ein
sicheres Umlaufen der Kugeln auch bei der Verformung, die diese auf das Werkstück
ausüben, gewährleistet. Bei anderen bekannten Einrichtungen, bei denen das Ziehfutter
feststeht und sich das Werkstück evtl. mit dem -Dorn zusammen dreht, kann es vorkommen,
daß die Kugeln nicht auf dem Werkstück abrollen, vielmehr schleifen, was häufig
eine ungleichmäßige Oberfläche des fertigen Werkstückes zur Folge hat.
-
Auf den Zeichnungen ist eine beispielsweise Ausführungsform der Vorrichtung
gemäß der Erfindung dargestellt. Es ist Abb. i ein Grundriß, Abb. z eine Vorderansicht
der Maschine, zum Teil im Schnitt.
-
Abb. g ist ein vergrößerter Schnitt nach Linie 3-3 der Abb. i, Abb.
4 ein Querschnitt nach Linie 4-4 der Abb. z, Abb. 5 eine Ansicht des rechtsseitigen
Endes der Maschine nach Entfernung, einiger Arbeitsteile, Abb. 6 ein Schnitt nach
Linie 6-6 der Abb. a, Abb. 7 ein Schnitt nach Linie 7-7 der Abb. i.
-
Abb. 8 und 9 zeigen den Ziehkopf der Maschine in zwei Arbeitsstellungen,
während die Abb. io und ii das Metallrohr im Längsschnitt vor und nach der Bearbeitung
veranschaulichen.
-
An dem einen Ende des einem Drehbankbett zu vergleichenden Betts 15
der Maschine ist ein Spindelstock 16 mit Lagern für eine Hohlwelle 17 vorgesehen,
und auf der rechten Seite gemäß Abb. i und z besitzt das Bett Führungen 18 und einen
Zugkopf i9. Auf der Hohlwelle 17 ist eine Riemenscheibe :2o für den Antrieb aufgekeilt.
-
Der Zugkopf i9 wird durch eine Schraubspindel 21 gegenüber dem Spindelstock
verstellt,
und zwar mittels einer Welle 22 (Abb. 1) auf der Rückseite
der Maschine, die mit der Spindel durch ein Zahnradgetriebe 23 (Abb. 5) mit Wendegetriebe
24 gekuppelt ist. Dieses läßt sich, wie bei einer Drehbank, gegen andere Getriebe
von anderer Zahnteilung für verschiedene Antriebsgeschwindigkeiten auswechseln.
Eine Kupplung 25 am anderen Ende der Welle 22 verbindet sie mit der Kraftwelle 26,
die ebenfalls eine Riemenscheibe 27 trägt.
-
In der Hohlwelle 17 ruht eine zweite Hohlwelle 28, die sich mit jener
mitbewegt und zugleich eine begrenzte Axialbewegung ausführen kann. Das freie Ende
der Hohlwelle 28 ruht gemäß Abb. 2 im ortsfesten Lager 3o, das von einem Anguß 31
des Betts gebildet wird. Die Hohlwelle 28 läuft in einem Kopf 29, der auf Führungen
32 des Betts verschiebbar ist und mit einer Rolle 33 in die Kurvennut 34 einer Hubscheibe
35 eingreift, die im Bett der Maschine gelagert ist. Zum Antreiben der Hubscheibe
dient eine Querwelle 36 (Abb. 4), die von der Welle 22 durch Vermittlung eines Schneckentriebes
37 ihre Bewegung empfängt. Die im Maschinenbett gelagerte Querwelle 36 trägt eine
Schnecke 38, die iri ein Schneckenrad 39 der Hubscheibe eingreift. Wenn die Hubscheibe
um 36o° gedreht wird, erfährt der Kopf 29 durch die Kurvennut eine Längsbewegung
auf seiner Führung und wird in seine Ausgangsstellung wieder zurückgebracht.
-
Um die Bewegung des Kopfes 29 auf die Hohlwelle 28 zu übertragen,
trägt diese auf Gewinde eine Buchse 4o (Abb. 3) zwischen zwei Feststellmuttern 41.
Eine Stellschraube 42 in der Buchse 40 greift in eine Keilnut 43 der Hohlwelle 28.
Die Buchse läuft in dem Kopf 29 und trägt ein Enddruckkugellager 44 das gegen die
linke Seite des Kopfes 29 (Abb.3) anliegt, während gegen die rechte Kopfseite eine
durch eine auf das rechte Buchsenende aufgeschraubte Mutter 451 gesicherte Vorlegescheibe
45 anliegt. So wird die Bewegung des Kopfes 29 auf die Hohlwelle 28 übertragen,
und da diese Bewegung nach links einen größeren Kraftaufwand erfordert als nach
rechts, wie noch erläutert werden soll, so ist ein Kugellager auf der rechten Kopfseite
nicht notwendig.
-
In der Hohlwelle 28 ruht berührungsfrei eine Dornstange 46, die längsverschiebbar
mit der Welle, aber nicht drehbeweglich angeordnet ist und am linken oder Außenende
einen aufgeschraubten Stopfen 47 trägt, der andererseits in eine Hülse 48 eingeschraubt
ist, die in die Hohlwelle 28 hineinragt. Ein Ringflansch 49 der Hülse liegt zwischen
zwei von der Welle 28 getragenen Kugellagern So. Die Hülse 48- ist in einem Block
51 festgeklemmt, der sich in einer- Führungsnut des Angusses 31 verschieben läßt.
So kann sich infolge der Kugellagerverbindung zwischen Hülse 48 und Hohlwelle 28
diese drehen, ohne die Dornstange mitzudrehen, wobei aber die hin und her gehende
Bewegung der Welle z8 auf die Dornstange 46 übertragen wird.
-
Zur Einstellung der Dornstange 46 im Stopfen 47 ist ihr Gewindeende
zu einem Vierkant ausgebildet, so daß die Stange mittels eines Schlüssels gedreht
und mittels einer auf ihrem Gewinde sitzenden Mutter 52 in der eingestellten Lage
gesichert werden kann. Durch das Stehrohr 53 kann Öl, beispielsweise durch eine
Pumpe, unter Druck in die Hohlwelle 28 eingeführt werden, das dann zur Dornspitze
und zu dem auf dem Dorn gezogenen, d. h. zu bearbeitenden Rohr fließt, unter dem
Druck über die Kugeln geht, das Ziehwerkzeug füllt und aus diesem rechts (Abb. 3)
abfließt. So werden nicht nur alle Innenteile geölt, sondern. das fließende
Öl
wäscht auch oxydierte Eisenteilchen aus und wirkt als Kühlmittel.
-
Das rechte Ende der Hohlwelle 17 (Abb. 3) ist ausgeweitet zur Aufnahme
eines Kopfes 54 der arn Ende der Hohlwelle 28 befestigt ist. Am Kopfe 54 sitzen.
ein Paar Keile 55, die in Längsnuten 56 der Innenfläche des erweiterten Endes der
Welle 17 verschiebbar sind. Im hohlen Kopf 54 ist ein konischer Formring 57 eingesetzt
und durch eine Ringmutter 58 fest gesichert. Der konische Dorn 59 der Stange 46
liegt frei in dem Formring 57 in Parallellage der beiderseitigen Kegelflächen, ist
aber von einem Hohlzylinder 6o frei umgeben, der in einem Kranze yon Löchern mit
gehärteten Stahlkugeln 61 ausgestattet ist, die sich unter der Wirkung des Formringes
radial in ihren Löchern bewegen können. Die Bemessungen der Teile sind so gewählt,
daß ein konisch auszuziehendes Rohr in den Hohlzylinder und auf den Dorn 59 eingesetzt
werden kann und die Kugeln *61 dann durch den Formring 57 gegen das Rohr gepreßt
werden. Am rechten Ende des Zylinders (Hülse) 6o ist ein Ringflansch 62 vorgesehen,
der auf beiden Seiten durch von der Welle 17 gehaltene Kugellager abgestützt wird,
so daß sich der Zylinder frei drehen läßt, aber sich axial nicht verstellen kann.
-
Der Ziehkopf 19 (Abb.2, rechts) führt einen ,Zapfen 64, der konaxial
zur Dornstange 46 liegt und auf den das zu bearbeitende Rohr aufgesteckt'wird, um
dann durch ein Futter festgelegt zu werden. Die Backen 65 und: 66 des Futters werden
durch Federn 67 (Abb. 6) offen gehalten; die obere Backe ist beweglich und wird
nach dem Aufsetzen des Rohrs auf den Zapfen 64 durch eine im Kopf geführte
Schraube
68 mit Griff 69 niedergetrieben und fest gegen das Rohr angelegt.
-
Der Ziehkopf greift mit einer geschlitzten Mutter 70 (Abb.7) an die
Vorschubspindel 21 an. Mittels der Handkurbel 71 kann die Mutter 70 in Arbeitseingriff
mit der Spindel eingestellt und auch gelöst werden. Die Kurbel 71 führt eine Platte
72 mit zwei konzentrischen Kurvennuten 73 (Abb. i), die in die Zapfen 74 der beiden
Backen der Mutter 70 eingreifen, socdaß beim Drehen der Kurbel in einer Richtung
die Backen sich öffnen, in der anderen sich um die Spindel 21 schließen.
-
Bei gelöster Mutter 70 läßt sich der Ziehkopf beiderseits auf den
Führungen 18 frei verstellen, und zwar mittels eines Schneckenrades 75 (Abb. 6),
das in die Spindel 21 eingreift und auf einer im Ziehkopf gelagerten, mit einem
Handrad 77 versehenen Welle 76 aufgekeilt ist.
-
Die automatische Vorrichtung zum Ausrücken der Kupplung 25 nach jedem
Arbeitszyklus der Maschine, d. h. nach jeder Vollumdrehung der Hubscheibe 35, besteht
aus einem auf der Welle 22 (Abb. i) verschiebbaren Kupplungsgliedea51 und einer
oberhalb der Welle angeordneten Steuerstange 78 mit einer Gabel 79, die in
eine .Nut des Kupplungsgliedes 251 eingreift, so daß eine Druckfeder 8o auf der
Stange 78 über die Gabel 79 das Glied 251 in Eingriff mit seinem Gegengliede hält.
An das rechte Ende der Stange 78 faßt ein Arm 81 eines Winkelhebels an, dessen anderer
Arm 82 mit einer Gabel 83 in eine Ringnut eines Bundes 84 der Ouerwelle 85 eingreift,
die mit Spiel für eine begrenzte Axialbewegung gelagert ist. Eine Knagge 86 (Abb.
q.) der Welle 85 liegt gegen einen Stift 87 des Schneckenrades 39 an, und
eine Schraubenfeder 88 auf der Welle hält die Knagge 86 in Berührung mit der Seitenfläche
des Stiftes 87, während bei Drehung der Welle 85 mittels der Handkurbel 89 die Knagge
86 den Stift 87 freigibt und auch selbst freigegeben wird, so daß die Feder 88 die
Welle 85 mit dem Winkelhebel 82, 81 verschieben kann, worauf die Feder 8o die Kupplung
25 einrückt. Die von der Welle 22 gesteuerten Teile treten dann in Tätigkeit, bis
das Schneckenrad 39 eine volle Umdrehung ausgeführt hat, wonach der Stift 87 wieder
an die Knagge 86 angreift, die Welle 85 zurückgeschoben und durch den Winkelhebel
das Kupplungsglied 251 entgegen dem Druck der Feder 8o zurückgezogen wird.
-
Der Arbeitsgang der Maschine ist folgender: Angenommen, die Kupplung
25 ist durch den Stift 87 ausgerückt und die den Formring 57 führende Welle 28 in
ihre äußerste Rechtsstellung (Abb.3) geschoben worden, so wird zuerst mittels der
Handkurbel 71 die Mutter 70 gelöst und dann der Ziehkopf ig mittels des Handrades
77 nach rechts geschoben. Nunmehr wird das zu bearbeitende Metallrohr go in die
Hülse 6o der Hohlwelle 17 und über den Dorn 59 eingesetzt, der Ziehkopf gegen die
Welle 17 geführt, so daß der Zapfen 64. in das noch freie Ende des Rohres go eindringt,
und die Futterbacke 66 mittels des Griffs 69 fest auf das Rohrende angezogen.
Der Ziehkopf ig wird danach bis an die Welle 17 vorgetrieben und die Mutter 7o auf
der Spindel 21 geschlossen. \Tun wird die Kurbel 89 gedreht, um die Knagge 86 vom
Stift 87 zu entfernen und die Kupplung 25 einzurücken, über die dann die Spindel
21 angetrieben wird, um den Ziehkopf ig wieder von der Welle 17 zu entfernen und
das Metallrohr go langsam aus der Welle wieder herauszuziehen. Inzwischen ist die
Welle 17 durch die Scheibe 2o in Umdrehung gesetzt, und die Kugeln in der Hülse
6o sind gegen das Metallrohr go äepreßt worden, wobei dieses gegen den Dorn gedrückt
worden ist. Während dies geschieht, dreht die Kurvenscheibe 35 die Welle 28 und
die Dornstange nach links, und der von der Welle geführte Formring 57 treibt die
Kugeln unter Verringerung des Durchmessers des Rohres go einwärts. Die Bewegung
des Ziehkopfs ig ist eine schnellere als die des Formrings 57 und der Dornstange
¢6, und daher erhält das Metallrohr dabei eine konische Form. Aus Abb. 9 sieht man,
daß die Kugeln 61 bei ihrer radial-zentripetalen Bewegung unter dem Drucke des Formringes
57 das Metallrohr gegen den konischen Doxu 59 pressen, und da die Gegenflächen des
Formrings und des Dornes parallel liegen, so pressen die Kugeln das Rohr fortlaufend
gegen einen entsprechend abnehmenden Umfangsteil des Dornes. Man kann natürlich
auch vom Parallelismus der Gegenflächen absehen und andere Flächenverhältnisse wählen,
je nachdem es die Form und Wandstärke des konisch auszuziehenden Metallrohrs verlangt.
-
Abb. g stellt die Teile nach Beendigung einer konischen Ausziehstrecke
dar, Formring 57 und Dornstange 46 stehen hier in ihrer äußersten Linksstellung.
Offenbar wird die Konizität des Metallrohrs 9o durch die Relativgeschwindigkeit
der Spindel 21 und der Kurvenscheibe 35 bestimmt, und hierin kann man, wie bereits
erwähnt, Änderungen vornehmen, indem man das auswechselbare Wendegetriebe 24 durch
ein anderes ersetzt. Ist so der Hauptteil des Metallrohres auf das gewünschte Querschnittsverhältnis,
wie gi (Abb., i i), ausgezogen worden, so wird
zweckmäßig eine kugelförmige
Ausbauchung 92 dahinter und danach wiederum eine konische Verjüngung 93, die in
das Aufnahmeloch des Schlägerkopfes paßt, erzeugt. Daher werden bei der Stellung
der Teile nach Abb. 9 der Formring und die Dornstange zur Bildung des Kugelteils
92 etwas nach rechts verschoben und danach wieder zur Bildung des konischen Endteils
93 nach links gezogen. Diese unregelmäßige Bewegung des Formrings und der Dornstange
wird durch die Kurvennut 34 bewirkt. Man sieht, daß dem Metallrohr hier jede beliebige
Farm durch entsprechende Gestaltung der Nut gegeben werden kann. Die Kurvenscheibe
ermöglicht offenbar eine ganz genaue Einstellung oder Anpassung der Teile zur Erzeugung
beliebiger Konizität und Ausbauchung im Metallrohr 9o. Man braucht dazu nur ein
Normalrohr von gewünschter Umform in die Maschine einzuführen und eine glatte Scheibe
an Stelle der Kurvenscheibe 35 einzusetzen sowie für die Rolle 33 einen Ziehstift
o. dgl. einzuordnen, um eine Mittellinie für die erforderliche Kurvennut auf der
glatten Scheibe aufzeichnen zu lassen, während die Hohlwelle 28 von Hand bewegt
wird, so daß der Formring 57 der Umform des Normalrohrs folgt. Die Nut kann man
.dann, der aufgezeichneten Mittellinie folgend, ausfräsen und so eine Kurvenscheibe
herstellen, die Metallrohre in der Maschine genau dem Normalrohr entsprechend formt.
Ist das Metallrohr 9o fertiggestellt, so wird der Formring 57 und die Dornstange
46 in ihre Ausgangsstellung nach Abb. 3 und 8 zurückgeführt und die Kupplung durch
den an die Knagge 86 angreifenden Stift 87 ausgerückt.
-
Zur Sicherung der Welle 17 gegen Längsbewegung können zwei Bunde,
Kragen oder Ringe 94 (Abb. 3) auf der Welle festliegend vorgesehen werden, die gegen
den Spindelstock 16 anliegen. Kugellager nehmen den Druck der Hülse 6o auf, so daß
sie sich frei und ohne Klemmung um das Metallrohr drehen kann. Das durch das Stehrohr
53 zugeführte Öl bewirkt eine dauernde Schmierung der Kugeln 61. Eine Verdrehung
des Rohrs um seine Achse kann während des Ziehvorganges nicht eintreten. Wie schon
gesagt, ist eine erhebliche Kraft dazu nötig, den Formring 57 nach links überzuziehen,
weil das Rohr 9o während dieser Bewegung auf einen kleineren Durchmesser ausgezogen
wird, und aus diesem Grunde ist das Kugellager 44 auf der linken Seite des Kopfes
29 vorgesehen.
-
Durch die Einstellung der Dornstange in axialer Richtung läßt sich
der Spielraum zwischen dem Formringe 57 und dem eigentlichen Dorn 59 verändern und
damit auch die Dicke der Wandung des ausgezogenen Rohrs 9o. Wie schon erwähnt, läßt
sich die Umform des auszuziehenden Metallrohrs durch verschiedene Formen der Kurvennut
34 und geeignete Wendegetriebe 24 verschieden gestalten, und daher ist die Maschine
nicht nur zur Herstellung von Golfschlägerstielen bestimmt, sondern auch für die
Fabrikation von Rohren u. dgl. für mancherlei andere Zwecke geeignet.