Hintergrund der Erfindung
1. Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft im allgemeinen eine
Einstelleinrichtung für einen Gewinderollkopf gemäß dem
Oberbegriff von Anspruch 1.
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Die Bildung eines Gewindes auf einem zylindrischen
Werkstück wie einem Rohr oder einer Stange usw. durch
plastische Verformung mittels Gewindeschneiderollen
(Gewinderollvorrichtung) ist bekannt.
2. Beschreibung der verwandten Technik
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Bei einem bekannten Gewindeschneidekopf 50 zur Bildung
eines konischen Gewindes sind zum Beispiel, wie in Fig. 6
und 7(Anm, d. Übersetzers: Da die Fig. 7 und 8 gegen Fig.
6 und 7 getauscht wurden, wurde diese Änderung auch in den Text
übernommen.) gezeigt, eine Mehrzahl von Gewindeschneiderollen 51
vorgesehen, die auf einem gedachten Kreis C angebracht
sind, dessen Mittelpunkt sich auf der Achse X-X eines Rohrs
P (Werkstück) befindet, an dem ein Gewinde zu schneiden
ist, das das Rohr in einem vorbestimmten Winkel umgibt. (Es
wird angemerkt, daß in Fig. 7 aus Gründen der
Übersichtlichkeit kein Gewindeschneidekopf gezeigt ist).
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Die Gewindeschneiderollen 51 sind jeweils mit einem
Wellenabschnitt 52 versehen, der mittels eines Lagers 55, das
wiederum durch den Gewindeschneidekopf 50 gestützt wird,
drehbar gelagert ist. Jede Gewindeschneiderolle 51 ist auf
ihrer äußeren Oberfläche mit einem konischen Gewinde
(Außengewinde) versehen, das einem konischen Gewinde
entspricht, das auf der äußeren Oberfläche des Rohrs P zu
bilden (oder zu rollen) ist. Das Rohr P wird in eine
zentrale Öffnung eingeführt, die durch die
Gewindeschneiderollen 51 in der axialen Richtung Y definiert ist.
Daraufhin werden die Gewindeschneiderollen 51 mit einem hohen
Druck auf das Rohr P gedrückt. Als Folge daraus wird auf
dem Ende Pe des Rohrs P ein konisches Gewinde S gebildet.
Es versteht sich von selbst, daß das Rohr P oder der
Gewindeschneidekopf 50 während des Gewindeschneiderollens
verhältnismäßig gedreht wird (im allgemeinen wird der
Gewindeschneidekopf 50 gedreht).
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Da die Gewindeschneiderollen 51 im Verlauf des
Gewindeschneiderollens einem sehr hohen Druck ausgesetzt sind
(Rückwirkung), werden die Gewindeschneiderollen 51
normalerweise am Gewindeschneidekopf 50 befestigt. Insbesondere
werden die axialen Positionen der Gewindeschneiderollen 51
befestigt und sind nicht einstellbar. Mit anderen Worten
ist jeweils ein Gewindeschneidekopf für jeweils einen
Durchmesser eines Rohrs P geeignet (eine Größe - ein
Gewindeschneidekopf).
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Jedoch ist bei dem Gewindeschneidekopf, der wie oben
genannt konstruiert ist, manchmal eine Einstellung und
insbesondere eine Feineinstellung der Position der
Gewindeschneiderollen 51 in radialer Richtung r (Fig. 7)
erforderlich. Zum Beispiel schwankt der Durchmesser des Gewindes S.
das auf dem Rohr P gebildet werden soll, in Abhängigkeit
von der Verwendung des Rohrs (für Gas oder Wasser usw.)
oder den Verbindungsbedingungen, unter denen ein Paar Rohre
mittels einer Rohrverbindung usw. zu verbinden sind,
innerhalb eines Bereiches von 0,5 mm bis 0,6 mm. Für den Fall,
daß die Gewindeschneiderollen 51 oder deren Lager nach
langem Gebrauch abgenutzt sind, könnte die Abnutzung
weiterhin wirksam ausgeglichen werden, wenn es möglich ist,
die Gewindeschneiderollen in radialer Richtung zu bewegen.
Insbesondere wird ein Austausch der abgenutzten
Gewindeschneiderollen gegen neue durch eine Feineinstellung der
Gewindeschneiderollen in radialer Position unnötig, wodurch
die Lebensdauer der Gewindeschneiderollen verlängert wird.
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BE-A-510 513 zeigt ein Verfahren und eine Einrichtung zur
Bearbeitung eines zylindrischen Werkstücks, um innere und
äußere axiale Profile zu erhalten, umfassend einen
Gewindeschneidekopf mit exzentrischen Lagern, welche die
entsprechenden Gewindeschneiderollen drehbar lagern und welche um
Achsen drehbar sind, die in bezug auf die Drehachsen der
entsprechenden Gewindeschneiderollen exzentrisch sind, und
einen Rotor, der die exzentrischen Lager gleichzeitig um
die Achsen um denselben Winkelabstand dreht.
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Die Gewindeschneiderollen sind in bezug auf die axiale
Richtung geneigt.
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SU-A-1 072 968 zeigt eine Gewinderollvorrichtung, deren
Rollen in exzentrischen Buchsen im Gewindeschneidekörper
gelagert sind und die durch Drehung des Körpers im
Verhältnis zu den Stiften, die sich auf dem Schneideisen befinden
und in radiale Schlitze in Buchsen eingreifen, eingestellt
werden.
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Der Körper und das Schneideisen sind durch Schrauben, die
in den Körper eingeschraubt sind und durch die
bogenförmigen Schlitze im Schneideisen hindurch verlaufen, aneinander
befestigt.
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Die Schrauben werden gelöst, um das Werkzeug einzustellen,
wobei die Stifte durch Drehen des Körpers im Verhältnis zum
Schneideisen veranlaßt werden, in den Schlitzen auf die
exzentrischen Buchsen zu wirken, diese zu drehen und
dadurch den radialen Abstand zwischen den Rollen
einzustellen.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen
Mechanismus zur Feineinstellung für einen Gewinderollkopf
bereitzustellen, der leicht aufgebaut werden kann.
Beschreibung der Erfindung
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine
Einstelleinrichtung für einen Gewinderollkopf mit einem Kopfkörper
bereitgestellt, der eine Mehrzahl von Gewindeschneiderollen
aufweist, die auf einem gedachten Kreis konzentrisch zur
Achse eines zylindrischen Werkstücks, dem ein Gewinde zu
schneiden ist, angeordnet sind, umfassend exzentrische
Lager, welche die entsprechenden Gewindeschneiderollen
drehbar lagern, und welche um Achsen drehbar sind, die in
bezug auf die Drehachsen der entsprechenden
Gewindeschneiderollen exzentrisch sind, und einen Rotor, der die
exzentrischen Lager gleichzeitig um ihre Achsen um denselben
Winkelabstand dreht, wobei der Rotor eine vordere und eine
hintere Ringplatte beinhaltet, die zu einem im wesentlichen
U-förmigen Querschnitt zusammengefügt sind, mit radialen,
länglichen Kerben, die den exzentrischen Lagern
entsprechen, und wobei die exzentrischen Lager mit Stiften
versehen sind, die beweglich in die entsprechenden länglichen
Kerben des Rotors gesteckt sind.
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Jede der Gewindeschneiderollen kann an der äußeren
Oberfläche derselben mit einem konischen Gewinde versehen sein,
um ein entsprechendes konisches Gewinde auf dem Werkstück
zu bilden.
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Vorzugsweise beinhaltet der Rotor eine einzelne Nocke, die
mit den Gewindeschneiderollen in Eingriff ist.
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Vorzugsweise ist die Nocke mit Außenzähnen versehen, die
mit einem äußeren Zahnrad verzahnt sind, das auf dem
Kopfkörper vorgesehen ist.
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Die Nocke kann mit radialen länglichen Kerben versehen
sein, die den exzentrischen Lagern entsprechen, wobei die
exzentrischen Lager mit Stiften versehen sind, die
beweglich in die entsprechenden länglichen Kerben der Nocke
gesteckt sind.
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Weiterhin wird gemäß der vorliegenden Erfindung eine
Einrichtung für einen Gewinderollkopf mit einem Kopfkörper
bereitgestellt, der eine Mehrzahl von Gewindeschneiderollen
aufweist, die auf einem gedachten Kreis konzentrisch zur
Achse eines zylindrischen Werkstücks, dem ein Gewinde zu
schneiden ist, angeordnet sind, umfassend exzentrische
Lager, welche die entsprechenden Gewindeschneiderollen
drehbar lagern, und welche um Achsen drehbar sind, die in
bezug auf die Drehachsen der entsprechenden
Gewindeschneiderollen exzentrisch sind, und einen Rotor, der die
exzentrischen Lager gleichzeitig um ihre Achsen um denselben
Winkelabstand dreht, wobei der Rotor eine Drehplatte
beinhaltet, die mit Innenzähnen versehen ist, wobei die
exzentrischen Lager mit Außenzähnen versehen sind, die mit den
Innenzähnen der Drehplatte in Eingriff stehen.
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Die Wellen zur Drehung der Gewindeschneiderollen sind
drehbar in exzentrischen Löchern gelagert, die in den
exzentrischen Lagern gebildet sind.
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Die Achsen der Wellen sind in bezug auf die Drehachsen der
entsprechenden exzentrischen Lager exzentrisch.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Die Erfindung wird im folgenden ausführlich erörtert unter
Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, in denen:
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Fig. 1 eine schematische Vorderansicht im Aufriß
einer Einrichtung zur Feineinstellung für
einen Gewinderollkopf gemäß der
vorliegenden Erfindung ist;
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Fig. 2 eine Seitenansicht teilweise im Aufriß von
Fig. 1 ist;
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Fig. 3a und 3b jeweils eine Vorderansicht im Aufriß und
eine Seitenansicht im Aufriß eines
exzentrischen Lagers sind, das bei der
vorliegenden Erfindung verwendet wird;
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Fig. 4a und 4b Vorderansichten im Aufriß eines
exzentrischen Lagers und einer
Gewindeschneiderolle in verschiedenen Positionen sind;
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Fig. 5 eine erläuternde Ansicht eines Betrages der
Exzentrizität einer Gewindeschneiderolle
ist;
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Fig. 6 eine Vorderansicht im Aufriß einer
Grundkonstruktion eines bekannten
Gewinderollkopfes ist; und
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Fig. 7 eine Seitenansicht teilweise im Aufriß von
Fig. 6 ist.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
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Fig. 1 und 2 zeigen eine gesamte Konstruktion eines
Gewinderollkopfes gemäß der vorliegenden Erfindung.
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Bei Fig. 1 und 2 ist ein Gewindeschneidekopfkörper 10,
dessen vordere Form im wesentlichen eine kreisförmige
Scheibe ist, mit beispielsweise acht Gewindeschneiderollen
11 versehen (in Fig. 1 sind nur drei Rollen gezeigt), die
in einem gleichen Winkelabstand von 45º zueinander auf
einem gedachten Kreis C angeordnet sind, dessen Mittelpunkt
sich wie bei Fig. 6 auf dem Mittelpunkt der Achse X des
Werkstücks P (Fig. 6 und 7), dem ein Gewinde zu schneiden
ist, befindet. Jede der Gewindeschneiderollen 11, die mit
den Gewindeschneiderollen 51, die in Fig. 6 und 7 gezeigt
sind, identisch sind, ist mit ersten und zweiten Drehwellen
12a und 12b ausgestattet, die mittels entsprechenden
vorderen und hinteren Lagern 15a und 15b drehbar gelagert sind.
Die Lager 15a und 15b sind in Form von exzentrischen Lagern
gemäß der vorliegenden Erfindung gebildet. Insbesondere,
wie aus Fig. 3a und 3b ersichtlich, ist das exzentrische
Lager 15a (bzw. 15b) mit einem zylindrischen Lagerabschnitt
18a (18b) versehen, der ein Lagerloch 16a (16b) mit einem
Innendurchmesser d1 aufweist, dessen Mittelachse Y2 um eine
Exzentrizität δ in bezug auf die Mittelachse Y1 des
zylindrischen Lagerabschnitts 18a (18b) exzentrisch ist, welcher
einen Außendurchmesser d2 aufweist. Die Wellenabschnitte
12a und 12b jeder Gewindeschneiderolle 11 sind in den
Lagerlöchern 16a und 16b der Lagerabschnitte 18a und 18b
gelagert und gestützt.
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Fig. 4a und 4b zeigen exemplarisch eine Form des
exzentrischen Lagers 15a (15b). Der zylindrische Lagerabschnitt
18a (18b) ist an dessen einem Ende mit einem Flansch 20a
(20b) versehen, der einstückig in radialer Richtung
vorsteht. Der Flansch 20a (20b) ist mit einem
Durchgangsloch 22a (22b) versehen. Wenn das exzentrische Lager 15a
(15b) um die Achse Y1 des zylindrischen Lagerabschnitts 18a
(18b) mittels eines Drehstifts 31a (31b), der in das
Durchgangsloch 22a (22b) eingeführt ist, gedreht wird, wird
demzufolge die Mittelachse des Wellenabschnitts 12 (12a,
12b) der Gewindeschneiderolle 11, die in die Lagerlöcher
16a und 16b des exzentrischen Lagers 15a (15b) eingeführt
ist, verdreht. Die Verdrehung (Abweichung) der
Gewindeschneiderolle 11 (d. h. des Wellenabschnitts 12) ist in Fig.
4b gezeigt. In Fig. 4b wird das exzentrische Lager 15a
(15b) von einer ersten Winkelposition, die durch eine
durchgehende Linie dargestellt ist, zu einer zweiten
Winkelposition, die durch eine gestrichelte Linie 15a'
(15b') dargestellt ist, um die Mittelachse Y1 des
Lagerabschnitts 1% (18b) um den Winkel 2Θ bewegt (gedreht).
Insbesondere schwingt das exzentrische Lager 15a (15b)
mittels des Drehstifts 31a (31b) um einen Winkel 2Θ.
Demzufolge wird die Gewindeschneiderolle 11, genauer
ausgedrückt, die Mittelachse des Wellenabschnitts 12 (12a, 12b)
von einer ersten zentralen Position S1 zu einer zweiten
zentralen Position S2 bewegt. Insbesondere weicht der
Mittelpunkt der Gewindeschneiderolle 11 um X0 in im
wesentlichen radialer Richtung ab.
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Die Abweichung X0 ist in Übereinstimmung mit der
Exzentrizität δ angemessen bestimmt. Die Richtung der Abweichung
kann wahlweise in Übereinstimmung mit der
Schwingungsrichtung des exzentrischen Lagers 15a (15b) gewählt werden.
Die Abweichung des Mittelpunktes des Wellenabschnitts 12
(12a, 12b) der Gewindeschneiderolle 11 von der ersten
zentralen Position S1 zur zweiten zentralen Position S2 ist
in größerem Maßstab in Fig. 5 gezeigt.
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Die Konstruktion des Gewindeschneidekopfes gemäß der
vorliegenden Erfindung wird wiederum unter Bezugnahme auf
Fig. 1 und 2 im folgenden ausführlicher erörtert.
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In Fig. 2 weist der Gewindeschneidekopf eine im
wesentlichen symmetrische Form bezüglich der Mittelachse in
senkrechter Richtung auf. Die vorderen und hinteren
Lagerkonstruktionen (rechten und linken Lagerkonstruktionen in Fig.
2) sind im wesentlichen identisch. In Fig. 1 werden die
drei exzentrischen Lager 15a (15b) entsprechend Fig. 4b um
2Θ nach rechts und nach links bewegt.
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Ein Rotor 35 ist drehbar am Gewindeschneidekopfkörper 10
befestigt, um die exzentrischen Lager 15a (15b) zu drehen
(schwingen). Der Rotor 35 besteht aus vorderen und hinteren
Ringplatten 35a und 35b, die miteinander verbunden sind, um
einen im wesentlichen U-förmigen Querschnitt aufzuweisen.
Die Ringplatten 35a und 35b sind jeweils an der inneren
Oberfläche derselben mit länglichen Kerben 37a (37b)
versehen, die sich in radialer Richtung erstrecken. Die Anzahl
und Position der länglichen Kerben 37a (37b) entsprechen
der der exzentrischen Lager 15a (15b).
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Die Drehstifte 31a (31b) sind in die entsprechenden
länglichen Kerben 37a (37b) gesteckt. Wie oben unter Bezugnahme
auf Fig. 4a und 4b erwähnt, verursacht die Drehung des
Rotors 35 demzufolge den Winkelabstand (Schwingung) der
exzentrischen Lager 15a (15b) um 20 mittels der Drehstifte
31a (31b) und der länglichen Kerben 37a (37b). In diesem
Sinne wirkt der Rotor 35 als Nocke, um die Schwingung der
exzentrischen Lager 15a (15b) zu verursachen. Es wird
angemerkt, daß das Lageverhältnis zwischen den Drehstiften 31a
(31b) und den entsprechenden länglichen Kerben 37a (37b)
für jede der Gewindeschneiderollen 11 identisch ist. Daher
werden alle Gewindeschneiderollen 11 gleichzeitig in im
wesentlichen radialer Richtung mit demselben Abstand
bewegt, wenn sich der Rotor 35 dreht. Insbesondere wird
eine Feineinstellung der radialen Position aller
Gewindeschneiderollen in radialer Richtung um denselben Abstand
gleichzeitig ausgeführt.
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Um den Rotor 35 zu betätigen (zu drehen), ist der Rotor 35
auf dessen äußerer Oberfläche mit Außenzähnen 40 (Fig. 1
und 2) versehen, die mit einem externen Ritzel 43, das
durch den Gewindeschneidekopfkörper 10 drehbar gelagert
ist, verzahnt sind. Das Ritzel 43 kann zum Beispiel mit
einem Motor M verbunden werden, der dasselbe elektrisch
dreht. Alternativ besteht die Möglichkeit, einen externen
Hebel 46 bereitzustellen, der mit einer Drehwelle 43a
verbunden ist, an der das Ritzel 43 befestigt ist, so daß
das Ritzel 43 mittels des externen Hebels 46 von außerhalb
des Gewindeschneidekopfkörpers 10 von Hand gedreht werden
kann.
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Es wird angemerkt, daß das Rohr P oder der gesamte
Gewindeschneidekopf im Verlauf des Gewinderollens verhältnismäßig
gedreht wird.
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Wie aus der obengenannten Erörterung ersichtlich, kann die
Feineinstellung der radialen Position der
Gewindeschneiderollen gemäß der vorliegenden Erfindung leicht mittels des
exzentrischen Mechanismus in Übereinstimmung mit der
Drehung des Rotors durchgeführt werden.