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Selbstöffnender Gewindewalzkopf Die Erfindung betrifft einen Gewindewalzkopf
mit mehreren parallel gerillten, konzentrisch um das Werkstück herum angeordneten,
in die und aus der Arbeitsstellung schwenkbaren Walzrollen, der aus zwei ineinander
gelagerten Gehäusehälften besteht, die nach Öffnen einer Sperre gegeneinander verdrehbar
sind und unter der Einwirkung sie gegenseitig verspannender Federkräfte stehen.
Dabei dient die erste Gehäusehälfte der Aufnahme der auf exzentrischen, mit einem
Sonnenrad getrieblich verbundenen Zapfenteilen gelagerten Walzrollen, während die
zweite Gehäusehälfte eine mit dem Sonnenrad drehfest verbundene Hohlwelle und einen
axial verschieblichen Werkstückanschlag aufweist. Bei Beaufschlagung dieses Anschlages
wird die Sperre gelöst und ein das Ausschwenken der Rollen aus der Arbeitsstellung
bewirkendes Verdrehen der Gehäuschälften gegeneinander herbeigeführt. Es ist das
Ziel der Erfindung, die bekannten Walzköpfe, die aus zahlreichen bewegten und dem
Verschleiß unterworfenen Einzelteilen bestehen, zu
vereinfachen. So sind beispielsweise
im bekannten Falle die Platten, auf denen die Lagerbolzen der Walzen angeordnet
sind, in Nuten des Walzkopfgehäuses drehbar geführt. Diese großflächigen Führungen
neigen erfahrungsgemäß zum Verschmutzen und zum Verklemmen. Auch liegt beispielsweise
die Sperre zur Begrenzung des Verdrehweges der beiden Gehäusehälften im Inneren
der Walzköpfe und kann aus diesem Grunde nicht so robust bemessen werden, wie dies
bei einem automatisch arbeitenden Walzkopf wünschenswert ist.
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Mit Hilfe der Erfindung werden diese Nachteile beseitigt und die bekannten
Walzköpfe wesentlich vereinfacht sowie betriebssicherer gemacht.
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Dieses Ziel wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die zweite
Gehäusehälfte allein von der
Hohlwelle dargestellt wird. Diese ist
zugleich als Werkstückakschlag ausgebildet sowie im Sonnenrad axial verschieblich
geführt; sie weist ferner eine Zahnung auf, mit der sie gegenüber der ersten Gehäusehälfte
sperrbar ist.
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Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung dient als Sperre, welche
bei axialem Trennen beider Gehäusehälften außer Eingriff kommt und eine begrenzte
Offnungsbe-wegung beider Gehäusehälften zuläßt, eine zwischen der ersten Gehäusehälfte
und einem Flansch der Hohlwelle angeordnete Klauenkupplung mit in der Höhe verschieden
abgesetzten Klauen.
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Zu dem bekannten axialen Verspannen beider Gehäusehälften gegeneinande
- r ist vorzugsweise eine bekannte im Gewindewalzkopf angeordnete, dem tangentialen
Verspannen beider Hälften dienende Spiralfeder so ausgebildet, daß sie eine axial
wirksame Kraftkomponente erzeugen kann.
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Weitere Einzelheiten und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben
sich aus der nachfolgenden Beschreibung und der* beigefügten Zeichnung, in der ein
Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist. Es zeigt Abb. i eine Stirnansicht
des erfindungsgemäßen Walzkopfes bei abgenommener vorderer Lagerplatte i, Abb. 2
einen mittig geführten Längsschnitt durch den Walzkopf der Abb. i, Abb.
3 eine Seitenansicht und Abb. 4 eine Stirnansicht des Walzkopfes von der
Rückseite aus gesehen.
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Das dargestellte Beispiel eines Walzkopfes zum Herstellen von Außengewinden
zeigt drei zwischen zwei Lagerplatten i und 2 gelagerten Walzrollen 3a)
3b und 3" von denen jede an ihrem Umfang parallel verlaufende
kreisförmige Rillen aufweist, die in senkrecht zur Rollenachse stehenden Ebenen
verlaufen. Die Walzrollen sind in bekannter Weise derart schräg gestellt, daß ihre
Achsen gegenüber der Achse des Werkstückes, um die sie konzentrisch herum angeordnet
sind, einen Winkel einschließen, dessen Größe dem mittleren Steigungswinkel des
zu walzenden Gewindes entspricht. Dieser Winkel W ist bezüglich der Walzrolle
3a
in der Abb. 3 eingezeichnet. Aus der Abb. 3 ist ebenfalls
ersichtlich, daß die beiden-Lagerplatten i und 2 im Hinblick auf die Schrägstellung
der Walzrollen mit keilförmigen Aussparungen i' und 2,' versehen sind. Die Achsen
5", 5b und 5, der Walzrollen 3a, 3b und 3, tragen Exzenter
5"', 5b', 5,', auf denen die Walzrollen in Nadel-, Kugel- oder anderen leicht laufenden
Lagern aufgenommen sind. Auf die durch die Lagerplatte:2 hindurchrägenden Lagerzapfen
der Achsen 5" 5b und 5, sind Zahnräder 6"" 6b, 6, aufgekeilt,
welche mit einem konzentrisch zur Werkstücksachse angeordneten Sonnenrad
7 im Eingriff stehen. Das Sonnenrad 7
ist axial unverschieblich in
der Platte 2 gelagert und weist in seiner Bohrung ein Vielkantprofil auf, in dein
eine an ihrem Umfang -entsprechend ausgebildete Hohlwelle 8 in axialer Richtung
gleiten kann. Die beiden Lagerplatten i und% 2, sind mit Hilfe von Gewindebolzen
9", 9b, 9, in entsprechendem Abstand aneinander befestigt. Gleichzeitig dienen
die Gewindebolzen auch zur Befestigung des Gehäuses io, welches die Zahnräder 6",
6b, 6, und das Sonnenrad 7 umschließt. Zum Anbringen der Gewindebolzen
9", 9b und 9, sind im Gehäuse io Schlitze ob (Abb. 4) vorgesehen,
durch die die mit Gewinde versehenen Enden der Gewindebolzen hindurchragen und durch
Anziehen der Muttern 9,', gb' g,' einen festen Zusammenbau des Gehäuses io mit der
Lagerplatte 2 ermöglichen.
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Im Gehäuse io ist des weiteren eine Spiralfeder i i angeordnet, die
mit ihrem äußeren Ende am Gehäuse io und an ihrem inneren Ende an der Hohlwelle
8 mit Vorspannung befestigt ist. An der Außenseite des Gehäuses io (Abb.
3) und an der innenliegenden Fläche eines Flansches % der Hohlwelle
8 sind Klauen io" bzw. 8b vorgesehen, die miteinander in Eingriff
kommen können und in ihrer Eingriffstellung eine gegenseitige Verdrehung von Hohlwelle
8 und dem Gehäuse io und den damit fest verbundenen Lagerplatten i und 2,
verhindern. Die Spiralfeder ii ist derart vorgespannt, daß sie bestrebt ist, die
Hohlwelle 8 mit dein darauf drehsicher gelagerten Sonnenrad 7 und
die damit im Eingriff stehenden Zahnräder 6", 6b und 6,
und die damit
fest verbundenen Exzenter 5,', 5b',
5,' in der in Abb. i dargestellten
Pfeilrichtung zu verdrehen. Diese durch Pfeilrichtung angegebenen Drehbewegungen
entsprechen einem Außereingriffbringen der Walzrollen 5", 5b, 5,.
Des weiteren ist die Spiralfeder i i erfindungsgemäß so ausgebildet und dimensioniert,
daß. sie neben ihrer bekannten tangentialen Kraftrichtung auch eine axial gerichtete
Kraftkomponente hat, mit der die beiden Klauenkupplungshälften 8" und io, miteinander
im Eingriff gehalten werden. Dadurch kommt eine. besondere axial wirkende Feder
in Wegfall. Außen am Gehäuse io ist eine Handhabe 12, zum Rückdrehen der ersten
Gehäusehälfte von Hand befestigt.
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Um sicherzustellen, daß bei gelöster Klauenkupplung die Spiralfeder
ii die Walzrollen tatsächlich in ihre maximale Offenstellung verdreht und die Walzen
nicht wohlmöglich über ihre Exzentertotstellung hinüberbewegt und wieder von rackwärts
her mit dem Werkstück'in Eingriff gebracht werden,-was zu einer Zerstörung des gerade
gewalzten Gewindes führen würde, sind die Klauen 8" und io, abgestuft ausgebildet
(Abb. 3).
Beispielsweise' weist die Kupplungshälfte 8" eine zusätzliche Stufenflanke
8b' auf, die in der Offenstellung des Gewindewalzkopfes an der Stufenflanke
io"' zur Anlage kommt.
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Weitere Einzelheiten des erfindungsgemäß ausgebildeten Gewindewalzkopfes
ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Arbeitsweise: Nachdem die Muttern
ga', 9b', ge' gelöst sind, wird durch Verdrehen des Gehäuses io in
seinen Schlitzen 'ob zusammen mit der Hohlwelle 8 das Sonnenrad
7 gedreht und Aer die Zahnräder 6" 6b und 6, und die Exzenter
5a', 5b', und 5,' die freie
öffnung zwischen den Walzrollen
entsprechend dem Durchmesser des mit Gewinde zu versehenden Werkstückes und dem
auftretenden Walzdruck eingestellt. Zur Verdrehung des Gehäuses io gegenüber den
Platten 1,:2 dient die Handhabe i?,. Zur genauen Festlegung der Walzrolleneinstellung
dient eine am Gehäuse io vorgesehene Skala 0,
welche mit einem Index an der
Lagerplatte2 zusammenarbeitet. Nach erfolgter Einstellung werden die Muttern g,,
9b', g,' wieder angezogen und der äußere Ansatz der Hohlwelle
8 des Walzkopfes beispielsweise in den Support -einer Drehbank eingespannt.
Wenn der Walzkopf dann zum Auflaufen auf das im Drehbankfutter eingespannte sich
drehende Werkstück gebracht wird, walzen die schräg gestellten Rillen der sich leicht
drehenden Wal7rollen 3a, 3b -und 3, ein fortlaufendes Gewinde in das
Werkstück, indem jede der konzentrischen Rillen der Walzen nacheinander mit dem
Werkstück in Berührung tritt und dabei ein Aufschrauben der Rollen 3" 3b
und 3, bzw. des Werkzeuges auf das sich drehende Werkstück eintritt.
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Die im Ansatz der Hohlwelle 8 konzentrisch eingeschraubte Anschlagschraube
14, die sich mit der Gegenmutter 1,4 entsprechend der zu erzeugenden Gewindelänge
einstellen läßt, bewirkt das bekannte, automatische Auskuppeln der Gewindewalzen
aus ihrer Arbeitsstellung am Schluß des Arbeitsvorganges. Es wird dabei, wenn das
freie Ende des Werkstückes gegen die Stirnfläche der Anschlagschraube 1,4 stößt,
das Gehäuse io mit den Lagerplatten i und :2 und den Walzrollen 3a, 3b und
3,
entgegen der Axialkraftkomponente der Spiralfeder i i von der Hohlwelle
8 abgezogen. Hierdurch kommt dann die Klaue io, des Gehäuses und die Klaue
8b des Ringflansches 8" der Hohlwelle 8
außer Eingriff, worauf dann
die in der Spiralfeder i i gespeicherte, tangential gerichtete Federkraft das Gehäuse
io mit den daran angeschlossenen Teilen gegenüber der Hohlwelle 8 verdreht,
bis die Stufenflanken 8b' und io," eine weitere Verdrehung begrenzen. Durch die
Verdrehung der Hohlwelle 8
gegenüber dem Gehäuse io wird auch das drehfest
auf der Hohlwelle 8 gelagerte Sonnenrad 7 verdreht, das seine Drehbewegung
auf die Zahnräder 6" 6b und 6, überträgt, welche die Exzenter 5,1',
5b' und 5,' bis in die äußerste Totpunktstellung verschwenken, so daß die
Mittelöffnung zwischen den Walzrollen 3a, 3b und 3, maximal geöffnet
wird und das Werkstück aus dem Walzenbereich entfernt werden kann.
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Sofern es sich darum handelt, größere Gewindelängen zu walzen, läßt
sich die Anschlagsehraube 14 aus dem Ansatz der Hohlwelle 8 entfernen, so
daß beliebige Gewindelängen durch den Gewindewalzkopf hindurchgeschoben werden können.
Das Auslösen und das Außereingriffbringen der Walzrollen kann dann über einen beispielsweise
am Support zu befestigenden Anschlag erfolgen, welcher in entsprechender Entfernung
fest angesetzt ist.
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Der vorstehend beschriebene Walzkopf stellt lediglich ein Ausführungsbeispiel
dar, und es können auch an Stelle der Spiralfeder mit-axialer Kraftkomponente zwei
oder mehrere Federn vorgesehen werden, von denen einige die Kraft zur Verdrehung
des Gehäuses io gegenüber der Hohlwelle 8 und andere in bekannter Weise die
erforderliche Spannung aufbringen, um die Klauenkupplung 8" und io" im Eingriff
zu halten. An Stelle der Klauenkupplung 8" und io" können auch andere Kupplungsorgane,
z. B. bei Walzköpfen bekannte Anschläge, vorgesehen werden.
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Von besonderer Bedeutung ist es, daß die Hohlwelle 8 mit dem
Sonnenrad 7 undrehbar, jedoch axial verschieblich verbunden ist. Da es zum
Schutze des Kupplungsinneren ratsam ist, die Länge der Stellschlitze I0b zu begrenzen,
kann man durch einfaches Umstecken des Sonnenrades 7 auf dem Vielkantprofil
der Hohlwelle 8 im Bedarfsfall die minimale Öffnung zwischen den Walzen 3"
3b
und 3, verändern.
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Im übrigen ist der beschriebene Walzkopf vornehmlich zum Festspannen
in einer geeigneten Werkzeugmaschine gedacht, wobei sich also das Werkstück dreht.
Man kann aber auch so vorgehen, daß man das Werkstück fixiert und den Kopf umlaufen
läßt. Nur muß man dann nach jedesmaligem Auslösen des Getriebes den Walzkopf stillsetzen,
um die Walzen wieder in die Arbeitsstellung bringen zu können.
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Die Unteransprüche 3, 5 bis 8 sind echte Unteransprüche.
Für ihre Gegenstände ist nur in Verbindung mit dem Hauptanspruch Schutz beansprucht.