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Vorrichtung zum Walzen von Gewinde in zylindrischen Hohlkörpern, wie
Rohrmuffen o. dgl. Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung, mittels der
es möglich ist, große Mengen Hohlkörper, die aus Stahl oder anderem Werkstoff hergestellt
sind, insbesondere Rohrmutten o. dgl. Werkstücke, im Innern in kurzer Zeit mit gewalztem
Gewinde zii versehen und so auf wirtschaftlichste Weise herzustellen. Außer einer
Produktionssteigerung bietet die erfindungsgemäße Vorrichtung den Vorteil wesentlicher
Ersparnisse an Werkzeugverschleiß sowie Ö1- und Energieverbrauch für den Antrieb
der Maschine. Alle diese Vorteile werden dadurch erreicht, daß das Gewinde in bekannter
Weise in die mit dem Gewinde zu versehende Lochwand der Werkstücke unter Druckwirkung
eingerollt bzw. eingewalzt wird, und zwar erfindungsgemäß mit Hilfe von zweckmäßig
mehrteilig ausgebildeten Walzdornen, bei denen die eigentlichen Gewindewalzen, die
mit dem gewünschten Gewinde ersehen sind, sich auf der Lochwand der Werkstücke abrollen
und dabei allmählich bis auf volle Gewindetiefe in das Material eindrücken. Diese
Art der Herstellung des Gewindes hat den Vorzug, daß die =Materialfasern nicht wie
beim Gewindeschneiden oder -fräsen getrennt, sondern an den gedrückten
Flächen
verdichtet werden, wodurch die Festigkeit der beanspruchten Materialschichten sogar
noch erhöht wird.
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Das Einrollen des Gewindes mit Hilfe der erfindungsgemäß gestalteten
Vorrichtung kann auf verschiedene Art erfolgen, z. B. in der Weise, daß die das
Gewinde erzeugenden Walzdorne und die auf sie aufgeschobenen Werkstücke gegenüber
einem feststehenden Drucktisch, der als Roll- oder Gleitbahn dient, fortbewegt werden,
wobei die Bewegung erfindungsgemäß entweder auf einer geraden Linie oder einer Kreislinie
erfolgen kann. In der gleichen Weise kann jedoch auch der Drucktisch mit seiner
Roll- oder Gleitbahn gegenüber den dann feststehenden Walzdornen am Werkstück vorbeibewegt
werden. Die Bewegung erfolgt in beiden Fällen derart, daß zwischen der Roll- oder
Gleitbahn des Drucktisches und der arbeitenden Oberfläche der Walzdorne eine Annäherung
erfolgt, die der Gewindegangtiefe der Walzdorne entspricht, wobei auf die Ausfüllung
des Gewindegangprofils durch das verdrückte Material in gebührender Weise Rücksicht
zu nehmen ist, was sich zweckmäßig durch praktische Versuche ermitteln läßt. Gegebenenfalls
kann es auch erwünscht sein, eine Kombination der beiden Bewegungsvorgänge zur Anwendung
gelangen zu lassen, um so den Ablauf der letzteren zu beschleunigen und die Leistung
der Vorrichtung auf ein Höchstmaß zu steigern. Um dies zu erreichen, ist es vorteilhaft,
die Werkstücke nach Fertigstellung der erzeugten Gewinde mittels eines Auswerfers
von den Walzdornen abzustreifen.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes
dargestellt, bei dem die als Werkzeug zum Einrollen des Gewindes in das Werkstück
dienenden, hier mehrteilig ausgestalteten Walzdorne sich gegenüber einem feststehenden
Drucktisch bei gleichzeitiger Drehung um die eigene Achse auf einer Kreislinie bewegen.
Von dieser Ausführungsform der neuen Vorrichtung zeigt Abb. i eine Ansicht von vorn,
Abb. 2 eine Seitenansicht und Abb.3 eine Draufsicht; Abb.4 zeigt einen der mehrteiligen
Walzdorne in Schnittansicht im Moment des Abstreifens eines fertig gewalzten Werkstückes
von dem Walzdorn. Die Abb. 5, 6 und 7 zeigen Beispiele, wie mit Hilfe der neuen
Vorrichtung bei geeigneter Ausbildung der Walzdorne Werkstücke auch mit durchgehend
konisch gestaltetem Innengewinde bzw. doppelkegeligem Gewinde oder auch teils kegeligem
und teils zvlindrischem Gewinde versehen werden können. Abb. 8 zeigt in schematischer
Art das Einrollen des Gewindes auf einer (hier als eine gerade Linie dargestellten)
Wegstrecke s unter Annäherung der Rollbahn des benutzten Drucktisches an die in
einer geraden Führung verlaufende Bewegungsbahn der Walzdorne um die Tiefe h der
zu erzeugenden Gewindegänge.
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Wie aus der Zeichnung ersichtlich, ist in dem Gehäuse a in dessen
Lagerstellen a' und ä' eine Maschinenwelle b gelagert, die ihren Antrieb
beliebiger Art außerhalb der Lagerstelle ä erhält. Durch die Welle b wird ein auf
ihr befestigtes Scheibenrad c in Umdrehung gesetzt, das auf der nach der Lagerstelle
ä' hin gerichteten Seite eine Anzahl Walzdorne d trägt, die parallel zur
Welle b
angeordnet und in der Scheibe c drehbar gelagert sind. Diese Walzdorne
d ragen nach der Lagerstelle ä hin mit einem Ende aus der Scheibe c heraus, auf
das ein Zahnrad e aufgekeilt ist. Alle diese Zahnräder e greifen in einen Radkranz
eines größeren Zahnrades f ein, das zwischen der Scheibe c und der Lagerstelle ä
lose drehbar auf die Welle b aufgesetzt ist. Auf der Außennabe des Zahnrades f ist
ein Zahnrad g befestigt, das den Antrieb für die Eigendrehung der Walzdorne d aufnimmt
und über die Zahnräder f und e auf die Walzdorne überträgt. Zwischen
dem Antrieb der Welle b und des Zahnrades g ist ein Regelgetriebe (das in der Zeichnung
nicht mit dargestellt ist) vorgesehen, so daß für beide Antriebe nur ein Antriebsmotor
erforderlich ist.
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Der Arbeitsvorgang beim Einrollen des Gewindes in das Werkstück spielt
sich im wesentlichen wie folgt ab:. In der jeweiligen Höchststellung I (s. Abb.
2) der Walzdorne d wird auf deren das Arbeitsgewinde tragenden büchsenartigen Teil
d' ein Werkstück i, z. B. eine Rohrmuffe, aufgeschoben und in eine für den Beginn
des Arbeitsvorganges geeignete Lage gebracht. Bei Drehung der Scheibe c nach Stellung
1I tritt hier der Walzdorn d mit seinem vordersten, als Zapfen d" ausgebildeten
Ende in eine kreisbogenförmige Führungsnut j in der Wand des Gehäuses a ein und
bringt hierbei das Werkstück auf die Rollbahn eines Drucktisches k. Dieser letztere
ist in der Höhenrichtung beweglich und gleitet in einer Führung L an der Gehäusewand,
wobei er durch eine Stellschraube m gegenüber der unveränderlichen Bewegungsbahn
der Walzdorne d ein- und feststellbar ist. Auf dem Wege von Stellung II nach Stellung
III wird das Werkstück i auf dem Drucktisch k abgerollt und hierbei
das Gewinde durch Eindrücken des Walzdornes in die Lochwand des Werkstückes ausgebildet,
indem die Rollbahn des Drucktisches k, wie Abb.8 zu erkennen gibt, sich um die Gewindetiefe
h der Bewegungsbahn der Walzdorne in deren Führungsnut j nähert. Durch die Führung
der Walzdornenden d" in der Nut j der Gehäusewand werden die Dorne
bei dem auftretenden Walzdruck gut abgestützt. Indessen ist es zur Verminderung
der Reibungsarbeit und des Verschleißes der Führungselemente zweckmäßig, für letztere
besondere Drucklager vorzusehen. Da ferner bei dem auftretenden Walzdruck zwischen
Walzdorn und Drucktisch eine Verschiebung des Werkstückes in axialer Richtung des
Walzdornes nicht stattfinden wird, ist letzterer, wie Abb. 4 besonders deutlich
zu erkennen gibt, in der Weise ausgebildet, daß der das Arbeitsgewinde tragende
büchsenartige Teil eine Vierkantlochung aufweist, mit der er als Gewindewalze d'
auf dem als Vierkantdorn d"' ausgebildeten Teil des Walzdornes gleitet und zugleich
an der Eigendrehung des letzteren teilnimmt. Aus der Stellung III heraus bewegt
sich dann das Werkstück i zunächst noch um etwa eine volle Umdrehung auf der kollbahn
des
Drucktisches / weiter, damit ein gutes, einwandfreies Gewinde entsteht, worauf es
auf seinem weiteren Weg nach Stellung IV die Rollbahn des Drucktisches verläßt und
von der Gewindewalze bzw. dem Walzdorn abgestreift wird. Letzteres geschieht durch
einen Auswerfer, der aus einer Feder n und daran befestigter Ringscheibe o besteht,
die gemeinsam beim Vorbeilaufen an einer Schrägbahn p des Drucktisches k zurückgeschoben
und gespannt werden, um sich beim Verlassen des Drucktisches vor der Stellung IV
zu entspannen und das `'Werkstück, wie dies in Abb.4 in den Stellungen I bis III
der Ringscheibe o angedeutet ist, von dem Walidorn abzuschnellen. In Stellung I
beginnt dann das Arbeitsspiel von neuem. Da die Scheibe c mit vier Walzdornen d
besetzt ist, können während einer Umdrehung der Scheibe auch vier Werkstücke mit
Gewinde versehen werden. Man hat es hiernach in der Hand, bei entsprechender Größe
der Scheibe auch mehr bzw. weniger Walzdorne d zu verwenden, und kann so die Höchstleistung
der Vorrichtung im voraus festlegen.
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Durch Auswechslung der büchsenartig gestalteten Gewindewalzen d' gegen
solche mit anderem Durchmesser bzw. anderem Gewinde ist man in der Lage, innerhalb
bestimmter Maßgrenzen beliebig verschiedenartige Werkstücke i herzustellen. Man
kann dabei stets denselben Drucktisch k verwenden, wenn alle diese verschiedenartigen
Werkstücke von gleicher Wandstärke sind. Ändert sich diese Wandstärke jedoch bei
einer dieser herzustellenden Arten von Werkstücken, so ist es geboten, auch den
Drucktisch auszutauschen gegen einen solchen, bei dem der Krümmungsradius der Rollbahn
der veränderten Wanddicke des Werkstückes genau entspricht. Zu diesem Zwecke wird
der Drucktisch nach Lösen von der Stellschraube m nach oben aus der Führung
L des Gehäuses a herausgezogen und in umgekehrter Richtung der neue
Tisch eingesetzt und mit der Stellschraube verbunden.
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In ähnlicher Weise wie vorbeschrieben können mit der erfindungsgemäß
gestalteten Vorrichtung nach Austausch bzw. Einsetzen geeigneter Gewindewalzen nicht
nur Hohlkörper mit zylindrischem Innengewinde, sondern auch solche mit konischem,
mit beiderseits konischem und auch solche mit teils konischem und teils zylindrischem
Innengewinde hergestellt werden. Die notwendigen Arbeitsgänge müssen sich dann dem
jeweils herzustellenden Werkstück bzw. Gewinde anpassen. Bei beiderseits konischem
Gewinde muß daher das Werkstück nach dem Walzen des einen Konusgewindes zum Walzen
des anderen Konusgewindes gewendet werden; hier wie auch beim Walzen von teils konischem,
teils zylindrischem Innengewinde macht der Walzprozeß stets zwei Arbeitsvorgänge
notwendig.
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Im Rahmen des Erfindungsgedankens ist es vorgesehen und als zulässig
zu betrachten, einzelne Elemente der Vorrichtung gegen andere gleich oder in ähnlichem
Sinne wirkende Elemente auszutauschen; der Walzvorgang kann z. B. auch in der Weise
stattfinden, daß die hintereinander laufenden Walzdorne sich statt auf einer Kreislinie
auf einer geraden Linie, in diesem Falle hin und her gehend oder schleifenartig
bewegen.