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Steuereinrichtung in einer zum Walzen von Profilen, z. B. Gewinden,
bestimmten Maschine Die Erfindung richtet sich auf eine Steuereinrichtung in einer
zum Walzen von Profilen, z. B. Gewinden, bestimmten Maschine mit umlaufenden, am
Umfang profilierten und vorzugsweise eine oder mehrere für den Werkstückwechsel
bestimmte, sich über die ganze Walzenbreite erstreckende Aussparungen aufweisenden
Werkzeugwalzen, von denen die eine ortsfest, die andere auf einem Schlitten senkrecht
zu ihrer Drehachse verschiebbar angeordnet ist, und einer mit den Werkzeugwalzen
synchron umlaufenden, den Transport der Werkstücke zu und von den Arbeitswalzen
in Abhängigkeit der bei Fertigstellung des Werkstückprofiles von den Walzen eingenommenen
Drehstellung bzw. von dem Zusammentreffen der Aussparungen an den Werkzeugwalzen
steuernden Nockenscheibe.
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Es ist bereits eine Steuereinrichtung an Gewindewalzmaschinen bekannt,
die mit mechanischen Mitteln, nämlich Schubkurven, arbeitet, die von einer gemeinsamen
Antriebswelle betätigt werden und den Hin- und Rückgang der Werkzeugwalzen, sowie
in Abhängigkeit hiervon einen Schieber steuern, der die Werkstücke aus einem Magazin
zwischen die Werkzeugwalzen bringt und sie auch nach dem Fertigwalzen wieder aus
dem Bereich der Werkzeugwalzen zurückholt. Mit der Zuführeinrichtung arbeitet intermittierend
ein am Umfang mit Aufnahmeschlitzen für die Werkstücke versehener Aufnahmezylinder
zusammen, dem die
zu walzenden Werkstücke aus einem Magazin zugeführt
werden. Nach entsprechender Weiterdrehung des Aufnahmezylinders durch einen Klinkenhebel
werden die Werkstücke aus dem Aufnahmeschlitz durch die Bewegung des Schlittens
zwischen die Walzen gebracht und nach dem Fertigwalzen wieder aus dem Bereich der
Walzen zurückgezogen. Bei Weiterdrehung des Aufnahmezylinders werden die Werkstücke
dann ausgeworfen. Diese Zuführvorrichtung kann nur durch die entsprechend ausgebildete
Steuerkurve bewegt werden, so daß die Vorrichtung nicht ohne weiteres für verschiedene
Werkstücklängen verwendbar ist. Außerdem erfordert das Vor- und Zurückbewegen des
Schlittens für den Werkstückwechsel und die damit in Zusammenhang stehende intermittierende
Drehbewegung des mit Aufnahmeschlitzen versehenen Aufnahmezylinders eine erhebliche
Zeit, die sich als Verlustzeit auswirkt. -Eine andere bekannte Zuführvorrichtung
führt die Werkstücke nacheinander in Querrichtung den auf konstanten Walzenspalt
eingestellten Werkzeugwalzen zu, die mit verschiedenen Umfangsgeschwindigkeiten
betrieben werden, so daß das Werkstück durch den Walzenspalt hindurchgepreßt wird.
Diese Vorrichtung läßt sich ebenfalls nicht ohne weiteres für Werkstückserien unterschiedlicher
Länge verwenden, insbesondere dann nicht, wenn nur ein Teil des Werkstückes gewindegewalzt
werden soll. Außerdem hat die Zuführung in Querrichtung den Nachteil, daß die Werkstücke
während der Zuführung leicht verkanten können, so daß sie dann schief zwischen die
Werkzeugwalzen gelangen. Es ist ferner nachteilig, daß diese Vorrichtung an die
mit Geschwindigkeitsunterschieden arbeitenden Werkzeugwalzen gebunden ist und somit
keine reine Abrollbewegung zwischen den Werkzeugwalzen und dem Werkstück ermöglicht.
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Auch die parallel zur Achse sich über die ganze Walzenbreite erstreckenden
Aussparungen bei Werkzeugwalzen, die ebenfalls bekannt sind, bei denen die Werkstücke
quer zur Werkzeugachse zugeführt werden, können nicht bei längeren Werkstücken benutzt
werden, die mit einem wesentlichen Teil ihrer Länge über die Werkzeugwalzen hinausragen.
Solche längeren Werkstücke sind häufig überlastig. Auch bei kurzen Kopfschrauben
kann dies der Fall sein.
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Das Ziel der Erfindung ist es, eine Steuereinrichtung zu schaffen,
die diese Nachteile vermeidet, die mit einfachen Mitteln auf verschiedene Werkstücklängen
einstellbar ist und auch das Walzen von solchen Werkstücken ermöglicht, die nur
auf einem Teil ihrer Länge gewindegewalzt werden sollen. Eine weitere Aufgabe der
Erfindung ist es, die Steuereinrichtung so auszugestalten, daß nur eine Nockenscheibe
-für die Steuerung des Werkstücktransports aus dem Magazin zu den Werkzeugwalzen
und für die Hinundherbewegung der Werkzeugwalzen im Takte der Zuführung erforderlich
ist. Nach der Erfindung geschieht dies dadurch, daß als Antrieb für den Werkstücktransport
und die Arbeitsschlittenbewegung je ein Zylinder mit einem darin laufenden, hydraulisch
angetriebenen Kolben in bekannter Weise vorgesehen sind und die in die Druckzylinder
einlaufende Druckflüssigkeit durch einen in einem Steuergehäuse laufenden, durch
einen elektrischen Hubmagneten bewegten Steuerschieber gesteuert wird, dessen Steuerimpulse
ein von der Nockenscheibe betätigtes Relais erzeugt. Durch die hydraulische Kopplung
beider für den Werkstücktransport und die Arbeitsschlittenbewegung bestimmten Antriebssysteme
ist die Steuerung beider Einrichtungen in Abhängigkeit von der Umschaltbewegung
des Hauptsteuerschiebers durch die Impulsgabe einer einzigen Nockenscheibe möglich,
so daß das taktweise Zusammenwirken beider Einrichtungen in jedem Fall sichergestellt
ist. Außerdem reagiert die Transportvorrichtung wegen der durch den .großvolumigen
Arbeitsschlittenantrieb bedingten großen Förderkapazität der Druckpumpe sehr schnell,
da deren Kolbenquerschnitt sehr klein ist. Das für den Werkstücktransport zur Verfügung
stehende Zeitintervall reicht dadurch für alle vorkommenden Werkstücklängen aus.
Den Werkstückwechsel begünstigen die sich über die ganze Walzenbreite- erstreckenden,
bogenförmigen Aussparungen, die an sich bekannt sind. Bei längeren Werkstücken verlängern
sie die zur Verfügung stehende Transportzeit. Zudem ermöglichen sie einen kürzeren
Hub des Arbeitsschlittens beim Werkstückwechsel. Die Erfindung ist jedoch nicht
unbedingt an die an sich vorteilhafte Anordnung solcher Aussparungen gebunden. Die
sonstigen Vorteile der Erfindung werden auch bei Werkzeugwälzen ohne Aussparungen
erreicht.
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Eine weitere Ausbildung der Erfindung kennzeichnet sich dadurch, daß
in den Druckleitungen zwischen dem Steuerschieber und den Zylindern ein als Dreiwegehahn
ausgebildeter Drehschieber angeordnet ist, der wahlweise den Zufluß des Druckmittels
entweder für den Zylinder der Werkstücktransporteinrichtung und/oder für den Zylinder
für die Schlittenbewegung frei gibt. Hierdurch ergibt sich eine einfache Umschaltung
der Maschine, so daß diese mit oder ohne selbsttätige Transportvorrichtung und entweder
mit ein- oder ausgeschaltetem hydraulischen Vorschub für den Werkzeugschlitten benutzt
werden kann.
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Demzufolge ist es möglich, in den wahlweisen Stellungen des Dreiwegehahnes
'in dessen erster Stellung die Druckleitung mit der zum Vorschubzylinder führenden
Leitung zu verbinden und die zum Zylinder der Werkstückzuführung führende Leitung
zu blockieren, in dessen zweiter Stellung die Druckleitung mit der Leitung zum Vorschubzylinder
und mit der Leitung zum Zylinder der Werkstückzuführung zu verbinden sowie in dessen
dritter Stellung die Druckleitung mit der Leitung zum Zylinder der Werkstückzuführung
zu verbinden und die Leitung zum Vorschubzylinder zu blockieren.
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Auf diese Weise läßt sich die Gewindewalzmaschine universell verwenden.
Der
Gegenstand der Erfindung ist in der Zeichnung in mehreren Ausführungsbeispielen
dargestellt, und zwar zeigt Fig. i eine schematische Darstellung der Gewindewalzmaschine,
die mit zylindrischen, mit Aussparungen versehenen Gewindewalzen und mit einer selbsttätigen
Werkstückzuführung arbeitet, mit Dreiwegehahn, Fig. 2 die Maschine nach Fig. i bei
einer anderen Einstellung des Dreiwegehahnes, die mit Gewindewalzen mit spiralig
ansteigender Oberfläche und einer selbsttätigen Werkstückzuführung arbeitet, Fig.3
den von der Nockenscheibe betätigten elektrischen Kontakt, Fig.4 den Steuerschieber
in der Stellung bei geöffnetem Kontakt gemäß Fig. 3 und Fig. 5 den Dreiwegehahn
in vier verschiedenen Schaltstellungen.
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In der in Fig. i dargestellten Maschine ist die zylindrische Gewindewalze
i ortsfest im Maschinengeste112 angeordnet, M=ährend die zylindrische Gewindewalze
3 auf einen quer zu ihrer Achsrichtung beweglichen Schlitten 4 gelagert ist. Der
Schlitten wird Bekannterweise hydraulisch bewegt. Der Vorschubzylinder ist mit 5
und der Kolben mit 6 bezeichnet. Die Rückbewegung des Schlittens erfolgt durch die
Feder 7. Zwischen den Gewindewalzen i und 3 befindet sich die Werkstückauflage oder
Schiene 8, die so angeordnet ist, daß das Werkstück 9 mit seiner Achse etwas unterhalb
der durch die Achsen der beiden Gewindewalzen gehenden Ebene zu liegen kommt. Die
Gewindewalze i besitzt die Aussparung io und die Gewindewalze 3 die Aussparung i
i, die beide über die ganze Breite der Gewindewalzen gehen und einen Durchlaß für
das Werkstück bilden. Die Aussparungen io und ii haben eine mit der Gewindehöhe
übereinstimmende Tiefe. Sie können auch etwas tiefer sein, damit der Werkstückwechsel
leichter erfolgt. Die Aussparung an der einen Walze i ist, bezogen auf die Aussparung
der Gegenwalze, so angeordnet, daß beide Aussparungen bei der Drehung der Gewindewalzen
in deren Achsebene jeweils zusammentreffen. Die Kurvenscheibe 12 ist mit dem Nocken
13 koaxial auf der Gewindewalze i oder deren Welle befestigt, so daß der
Nocken 13 gleichzeitig mit dem Zusammentreffen der Aussparungen io und ii auf den
elektrischen Kontakt 14 und damit auf die Steuerung der Maschine einwirkt. Der elektrische
Kontakt 14 wird durch einen in einem Gehäuse 15 geführten Bolzen 16, der entgegen
einer Feder 17 verstellbar ist, betätigt. Bei Auflaufen des Nockens 13 auf den Bolzen
16 (Fig. 3) ,,wird der elektrische Kontakt 14 geöffnet, während er sonst geschlossen
ist.
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Die Gewindewalze ist mit einer selbsttätigen Werkstückzuführung ausgestattet,
die einen Ladestößel 18 hat, der die in dem Magazin i9 befindlichen Werkstücke 9
zwischen die Walzen i und 2 schiebt, wenn sich die Aussparungen io und ii gegenüberstehen.
Der Ladestößel ist einstellbar an dem Schlitten 2o durch die Schraube 21 befestigt,
der in seiner Endstellung gegen die einstellbare Schraube 22 fährt, wie es in Fig.
i dargestellt ist. Die Bewegung des Schlittens 2o erfolgt hydraulisch durch den
Kolben 23, der in dem Zylinder a4 beweglich ist. Die Rückbewegung des Schlittens
geschieht durch die Feder 25.
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Die zu dem Vorschubzylinder 5 führende Leitung 26 und die zu dem Zylinder
24 der Werkstückzuführung führende Leitung 27 führen zu dem Dreiwegehahn 28, an
dem auch die Leitung 29 angeschlossen ist, die in das Gehäuse 3o des Steuerschiebers
31 führt. Der Steuerschieber ist als Dreifachkolben ausgebildet und bewegt sich
in einer zylindrischen Bohrung 32 des Gehäuses. Er wird durch den Elektromagneten
33 verstellt und befindet sich in der Stellung nach Fig. i, wenn der Elektromagnet
33 durch den Kontakt 14 über die Leitung 34 unter Spannung steht. In dem Gehäuse
3o befindet sich die Rückstellfeder 35, die den Steuerschieber bei geöffnetem Kontakt
14 in die Stellung gemäß Fig. 4 bringt.
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An das Gehäuse sind die von der nicht dargestellten Pumpe kommende
Leitung 36 und die beiden in den Pumpensumpf führenden Abflußleitungen 37 und 38
angeschlossen. In der Stellung des Dreiwegehahnes und des Steuerschiebers nach Fig.
i ist die Druckleitung 36 durch die Leitung 29 mit den Leitungen 26 und 27 verbunden.
In der Stellung des Steuerschiebers nach Fig.4 ist die Druckleitung 36 mit der Abflußleitung
37 verbunden, während die Leitungen 26 und 27 durch die Leitung 29 mit der Abflußleitung
38 verbunden sind.
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In der Fig. 5 sind die wahlweisen Stellungen des Dreiwegehahnes dargestellt.
In der Stellung I ist die Leitung 29 mit der zu dem Vorschubzylinder 5 führenden
Leitung 26 verbunden. In der Stellung 1I ist die Leitung 29 mit der zum Vorschubzylinder
5 führenden Leitung 26 ünd der zum Zylinder 24 der Werkstückzuführung führenden
Leitung 27 verbunden.
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In der Stellung III ist die Leitung 29 mit der zum Zylinder 24 der
Werkstückzuführung führenden Leitung 27 verbunden.
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In der Stellung IV ist die Leitung 29 verschlossen.
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Die Stellung III des Dreiwegehahnes wird dann benutzt, wenn Gewindewalzen
mit spiralig ansteigender Oberfläche 39, 40 gemäß Fig. 2 benutzt werden. Diese Gewindewalzen
sind auf einen bestimmten, dem Durchmesser des zu walzenden Werkstückes 9 entsprechenden
Durchmesser eingestellt. Zu diesem Zweck ist der Schlitten 4 blokkiert. Die Leitung
26 ist durch den Dreiwegehahn 28 angeschlossen.
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Die Steuerung der selbsttätigen Werkstückzuführung ist die gleiche
wie in Fig. i.
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In der Stellung I des Dreiwegehahnes wird die Gewindewalzmaschine
ohne die selbsttätige Transportvorrichtung benutzt. Die Vorschubbewegung des Schlittens
erfolgt durch eine nicht dargestellte von Hand betätigte Einschaltvorrichtung. Das
von der Pumpe kommende Druckmittel fließt durch die Leitungen 36, 29 und 26 zum
Vorschubzylinder 5
und beaufschlagt den Kolben 6. Wird der Zylinder
drucklos gemacht, so erfolgt die Rückbewegung des Schlittens durch die Feder 7.
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In der Stellung II des Dreiwegehahnes ist die selbsttätige Werkstückzuführung
eingeschaltet. Bei geschlossenem elektrischen Kontakt 14 beaufschlagt das durch
die Leitungen 36, 29 und 26 und 27 zu-
fließende Druckmittel die Kolben 6
und 23. Der Kolben 23 der Werkstückzuführung nimmt die in Fig. i gezeigte Stellung
ein, in welche der Ladestößel 18 in seine linke Endstellung zurückbewegt ist. Der
Schlitten 4 steht durch den Kolben 6 unter Vorschubdruck. Das zwischen den Gewindewalzen
i und 3 befindliche Werkstück 9 wird während einer Umdrehung der Gewindewalzen fertig
gewalzt, und es erfolgt auch während dieser einen Umdrehung der Werkstückwechsel.
Wenn nämlich die Aussparungen fo und i i an den Gewindewalzen zusammentreffen, läuft
der Nocken 13 auf den Stift 16 auf und öffnet den elektrischen Kontakt 14. In diesem
Augenblick wird der Elektromagnet 33 stromlos, und der Steuerschieber geht in die
Stellung gemäß Fig. 4. Im gleichen Augenblick werden die Leitungen 26 und 27 drucklos.
Der Ladestößel 18 wird durch die Feder 25 gegen die Gewindewalze bewegt und schiebt
das unterste Werkstück aus dem Magazin zwischen die Gewindewalzen, wobei das fertig
gewalzte Werkstück herausgeschoben wird. Gleichzeitig erfolgt bereits die Rückbewegung
des Schlittens 4. Die Vorschubbewegung und die Rückbewegung des Ladestößels 18 erfolgen,
wenn sich der Nocken 13 unter dem Stift 16 hinweggedreht und sich der elektrische
Kontakt 14 wieder geschlossen hat. Wenn sich der Ladestößel zurückbewegt hat, tropft
ein neues Werkstück aus dem Magazin nach und das zwischen den Walzen befindliche
Werkstück wird gewalzt. Sodann wiederholt sich der Vorgang.
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In der Stellung III des Dreiwegehahnes (Fig. 2 und 5) ist die selbsttätige
Werkstückzuführung eingeschaltet, die Schlittenbewegung dagegen ausgeschaltet. Es
werden an sich bekannte Gewindewalzen 39 und 40 mit spiralig ansteigender Oberfläche
benutzt. Der Schlitten 4 ist auf den dem Werkstück entsprechenden Abstand eingestellt
und blockiert. Im übrigen ist die Wirkungsweise die gleiche wie bei der Stellung
II des Dreiwegehahnes.
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In der Stellung IV des Dreiwegehahnes wird die Zuflußleitung 36 abgeschlossen
und die hydraulischen Einrichtungen der Gewindewalzmaschine sind stillgesetzt, die
Maschine kann beispielsweise neu eingerichtet werden.