NO133260B - - Google Patents

Description

Denne oppfinnelse vedrører et gjengevalseverktøy for fremstilling av et gjengeskjærende organ av et ikke gjenget emne,

hvor verktøyet har gjengedannende fremspring som er rettet i en vinkel i forhold til emnets bevegelsesretning mens emnet ruller mellom motstående gjengevalsebakker.

Det er alminnelig kjent at gjengeskjærende organer, f.eks. såkalte karosseriskruer, festeskruer o.l., kan fremstilles ved valsing. En særlig kjent fremgangsmåte ved valsing av gjengeskjærende organer er beskrevet i U.S. patent 3 195 156. Ifølge pa-tentet benyttes det for fremstilling av et eller flere gjengeskjærende organer et utgangsemne i form av en stang eller tråd med sirkulært tverrsnitt. Stangens tverrsnitt omformes først til mer eller mindre trekantet tverrsnitt med avrundede trekantsider, hvoretter et slikt omformet emne anbringes mellom et gjengevalse-verktøys valsebakker eller gjengedyner for innvalsing av de skjærende gjenger.

Hensikten med oppfinnelsen er å tilveiebringe et gjengeval-severktøy av den innledningsvis angitte art som gjør det mulig at Omforming av utgangsemnets tverrsnitt og selve gjengevalsingen ut-føres i en og samme operasjon, dvs. å oppnå en vesentlig forenk-ling av fremstillingsprosessen. Gjengevalseverktøyet ifølge oppfinnelsen utmerker seg ved at hver valsebakke har innbyrdes adskilte riller som forløper vinkelrett til nevnte bevegelsesretning og hvorover emnet ruller under valsing, og ved at rillene har slik innbyrdes avstand og form at når emnet ruller mellom verktøyets bakker, former verktøyet et gjengeskjærende organ med mangekantet tverrsnitt fra emnet som har sirkulært tverrsnitt,

idet emnet roterer om rotasjonssentere som suksessivt og avvekslende dannes ved rillekantene, først på den ene bakke og så på

den andre.

Når man benytter verktøyet ifølge oppfinnelsen, kan man gå ut fra et stangemne med sirkulært tverrsnitt og fremstille-f.eks. skjærende skruer med trekantet eller firkantet tverrsnitt uten at emnet må omvalses først til skjæreorganets basistverrsnitt. På denne måte er forvalsingen av emnematerialet blitt overflødig og fremstillingsomkostningene reduseres derfor vesentlig.

De tverrgående riller er forholdsvis brede, slik at et em-ne vil kunne rulle inn og ut av rillene under valsingen. Rillenes sidevegger danner fortrinnsvis en stump vinkel med hverandre, helst over 120°. Rillenes dybde avtar i retning fra gjengevalse-bakkenes inngangsende.

Oppfinnelsen skal forklares nærmere ved hjelp av eksempler og under henvisning til tegningene, hvor: Fig. 1,2 og 3 er sideriss av skrueemner med sirkulært tverrsnitt som kan anvendes ved fremstilling av en selvgjengende skrue ifølge oppfinnelsen. Fig. 4,5 og 6 er sideriss av skruer som er fremstilt av de respektive på fig. 1,2 og 3 viste emner. Fig. 7 er et noe skjematisk grunnriss av et gjengevalsende verktøy som kan brukes sammen med et samsvarende verktøy for å valse gjenger i emnet ifølge fig. 1, ved fremstilling av skruen ifølge fig. 4. Fig. 8 er et oppriss av det gjengevalsende verktøy ifølge fig. 7. Fig. 9 er et delsnitt tatt etter linjen 9-9 på fig. 7. Fig. 10 er et noe skjematisk grunnriss av et gjengevalsende verktøy som kan brukes sammen med et samsvarende verktøy for å valse gjenger i emnet ifølge fig. 2 ved fremstilling av skruen ifølge fig. 5.

Fig. 11 er et oppriss av verktøyet ifølge fig. 10.

Fig. 12 er et oppriss av et gjengevalsende verktøy som kan brukes sammen med et samsvarende verktøy for fremstilling av skruen ifølge fig. 6 fra emnet ifølge fig. 3. Fig. 13 er et noe skjematisk grunnriss av verktøyet ifølge fig. 12. Fig. 14 og 15 er delsnitt i forstørret målestokk tatt omtrent etter linjene 14-14 dg 15-15 på fig. 10. Fig. 16 er et oppriss av de samvirkende gjengevalsende verktøy ifølge fig. 10 og viser verktøyenes anvendélse under gjen-gevalsing av en skrue. Fig. 17 og 18 er delsnitt i storre målestokk og viser et tidlig stadium under valsing av emnet ifolge fig. 2. Fig. 19 er et delsnitt i større målestokk tatt omtrent etter linjen 19-19 på fig. 5. Fig. 20 er.et noe skjematisk perspektivriss av en annen utførelse av gjengevalsende verktøy ifølge foreliggende oppfinnelse, og

fig. 21 er et noe skjematisk perspektivriss som viser enda et gjengevalsende verktøysett ifølge foreliggende oppfinnelse.

Det skal nå vises til detaljer på tegningene, hvor fig. 1 er et emne med sirkulært tverrsnitt med et hode 2 og en stamme med et sylindrisk parti 4 og med en konisk avskrånet ende 5 som avsluttes i en spiss. Når emnet ifølge fig. 1 på vanlig måte valses mellom samsvarende verktøyer av den på fig. 7-9 viste type, vil gjengen på skruen 6 få et polygonalt tverrsnitt av den type som vil bli bedre beskrevet i det følgende. Gjengetoppen 10 og gjengeroten 8 vil ha jevne dimensjoner over det sylindriske parti av skruen 6, men både topp- og rot-dimensjonene vil bli suksessivt mindre mot innskruingsenden.

Verktøyplaten 12 ifølge fig. 7 - 9 har i hovedsaken rek-tangulær form og omfatter gjengeformene 13 som løper skrått i be-bevegelsesretningen for verktøyplaten i en vinkel 14 som er lik stigningsvinkelen på gjengen som skal valses. Fremspringene 13 ligger på konvensjonell måte i avstand 15 fra hverandre som er lik stigningen på den gjenge som skal valses. I verktøyplaten "12 er det også utformet en skrå eller hellende flate 16 som også inngår som en del av gjengeformende fremspring og som anvendes for tilforming av det skrå gjengeparti ved skruens innskruings-ende. Verktøyplaten 12 omfatter også i avstand fra hverandre løpende, parallelle riller eller spor 17. Sporene 17 løper per-pendikulært på den normale fremføringsretning for verktøyet og strekker seg til en dybde som ligger nært opp til bunnen 18 for fremspringene, idet disse vanligvis former toppen på gjengene som skal valses. Sporene 17 har videre suksessivt avtagende dybde fra emneinnføringsenden 20 på verktøyplaten 12 og strekker seg over omtrent halvparten til to tredjedeler av lengden av verk-tøyplaten 12, idet to tredjedeler av lengden er foretrukket, slik som vist på fig. 8. Formålet med og den detaljerte utforming av sporene 17 skal beskrives bedre i det følgende.

Skrueemnet ifølge fig. 2 har også et sylindrisk stamme-partl 4 og et suamøfc-konisk endeparti 5a. Den selvgjengende skrue 6a iføige-fig.5 ©r lik skruen 6, unntatt at gjengetoppen 10a er avskrådd mot skruens innføringsende, mens dimensjonen på rotpartiet 8a hol-des i hovedsaken jevn. Verktøyplaten 12a for valsing av gjengen på skruen ifølge fig. 5 har gjengeformende fremspring lja som heller med samme vinkel som stigningsvinkelen og ligger i en avstand fra hverandre som tilsvarer gjengestigningen. Bunnpartiene 18a for fremspringene l^a heller imidlertid fra den eraneinnførénde

ende 20a mot utløpsenden for arbeidsstykket på verktøyet over området som endepartiet 5a passerer. Verktøyplaten 12a er på samme måte utformet med i avstand fra hverandre løpende spor 17a på

tvers av fremføringsretningen for verktøyplaten 12a og tjener den samme hensikt som sporene 17•

Selv om det bare er vist en verktøyplate 12 eller alter-nativt 12a, vil det være klart at hver av disse verktøyplatene anvendes sammen med en verktøyplate av lignende konstruksjon. Under en vanlig gjengevalseoperasjon er de to samsvarende verk-tøyplater montert på en gjengevalsemaskin, slik at de gjengevalsende fremspring vender mot hverandre. Et av verktøyene kan være fast montert, mens det andre er bevegbart, og emnet valses mellom disse. En fordel ved foreliggende oppfinnelse er at verktøyplatene kan monteres på konvensjonelle gjengevalsemaskiner, og at på annen måte utformede, konvensjonelle verktøyplater lett kan modifiseres ved at de utformes med tversgående spor 17 etc.

Skruen 6b på fig. 6 er formet av et emne med et sylindrisk parti 4, et stumpt-konisk parti 5b og et svært kort sylindrisk endeparti 5c. Skruen 6b kan ha en gjenge med samme stigning som finnes på en hel rekke-rnaskinskruer. Skruen 6b har således en gjengetopp 10c og en rot 8c med jevnt tverrsnitt over hele stamme-partiet på skruen. Gjengetoppen .på det parti som valses på endepartiet 5b, er imidlertid hellende. Gjengerotdiraensjonen kan dog være konstant over hele skruen, eller den kan være svakt avskrånet ved forenden av partiet 5b. Et kort, ugjenget innførings-endeparti 20 kan utformes hvis dette skulle være ønsket.

Den på fig. 12 og 13 viste verktøyplate 12c er noe lik verktøyplaten 12a, unntatt at fremspringene 13c er utformet for å kunne valse raasklnsskruegjenger på den selvgjengende skrue 6b i stedet for gjenger av den type som er vist på skruene 6 og 6a. Det kan ugså utformes andre gjengetyper. Som ved de foran beskrevne verktøyplater ligger fremspringene 13c i en avstand fra hverandre som er lik gjengestigningen på skruen 6b, og fremspringene 13c heller i bevegelsesretningen for verktøyplaten 12c med en vinkel som tilsvarer gjengestigningsvinkelen på skruen 6b. Verk-tøyplaten 12c er også utformet med i avstand fra hverandre løpende, parallelle, tversgående spor 17c. Da formålet med sporene 17c er den samme som for sporene 17, 17a, vil det være tilstrekkelig å

gi en detaljert beskrivelse av bare et sett spor, f.eks. sporene 17a, for å belyse foreliggende oppfinnelse. Det vil likeledes være tilstrekkelig å beskrive den resulterende skrue som skruen 6a på fig. 5, idet man vil forstå at lignende tverrsnittsformer kan tildannes på de foran beskrevne skruer.

Det skal nå vises til fig. 14 og 15, hvor det kan ses

at sporene 17a på verktøyplaten 12a har V-formet tverrsnitt med en dybde som er mindre enn dybden på verktøyets gjengefremspring 13a. Sporene 17a strekker seg derfor ikke til bunnen l8a på fremspringene 13a. Videre er sporene 17a (fig. 14) dyperewd emne-innføringsénden 20a på verktøyplaten 12 og blir suksessivt grun-nere i et rettlinjet forhold til avstanden fra innføringsenden 20a. Sidene 28, 30 i hvert spor 17a danner sammen en stump vinkel på minst 120°,og avstanden mellom bunnene 32 i sporene 17a er i hovedsaken der. samme over den del sporene strekker seg.

Som et ikke begrensende eksempel skal det angis at et

emne lik det på fig. 3 kan ha en diameter for det sirkelsylindriske parti 4 på omtrent 3,2 mm. Den rektangulære verktøyplate 12a kan

ha spor 17a med en dybde fra toppen 34 (fig. 14) til bunnen 32 ved emneinnføringsenden 20a på omtrent 0,3 mm. Ved omtrent to tredjedeler av lengden av verktøyplaten, regnet fra enden 20a, kan sporavstanden mellom topp 36 (fig. 15) og bunnen 32 være omtrent 0,076 mm. Avstanden fra bunnen 32 til den neste bunn 32

i Bporene kan være omtrent 1,5 mm som er tilnærmet en syvende-del av omkretsen av det sylindriske parti 4 på emnet. Verk-tøyplaten 12a kan også ha en gjengeformende fremspringdybde 38 (fig. 12) ved emneinnføringsenden på omtrent 0,95 mm, en dybde ved 40 på omtrent 0,5 mm i området ved enden av sporene 17a og en dybde ved 42 på omtrent 0,46 mm ved verktøyplatgeriden 26. Totalvinkelen mellom sporsidene 28, 30 vil være omtrent 120°.

Det skal nå vises til fig. 16 hvor det er vist to verk-tøyplater 12, hvorav den ene er forsynt med en pil 44 og er den bevegbare plate, mens den andre er en stasjonær verktøyplate. Emnet ifølge fig. 2 er skjematisk angitt som en sirkel 46 ved emneinnføringsenden for verktøyplatene 12a, 12a. Når den bevegbare verktøyplate føres mot venstre, til den med prikkede linjer viste stilling på fig. 16, valses gjengen på emnet. Det tverrsnitt som tildannes, vil i det vesentlige være. av heptagonal form som skjematisk vist ved 48, og som er klarere vist på fig. 19. Hvis det ønskes, kan emneinnføringsenden 20a, 20a være avskrånet eller avrundet ved gjengefremspringene for lettere å komme i inngrep med emnet..

Den gjengevalsende virkning av verktøyplatene 12a, 12a vil være lettest å forstå når det ses på fig. 17 og 18. Fig. 17 viser verktøyplatene for emnet i en stilling ved begynnelsen av valseoperasjonen,og på fig. 18 er emnet blitt dreid omtrent en fjortendedel av en omdreining. Som vist på fig. 17, hviler emnet i et spor 17a' i den nedre eller stasjonære verktøyplate 12a. Når den øvre eller bevegbare verktøyplate kjøres mot venstre og parallelt den nedre eller stasjonære verktøyplate, roterer emnet om et senter 50 som ligger på den øvre sidekant av sporet 17a', nemlig forbindelseslinjen mellom sideflaten 28' og toppen 34. Den øvre eller bevegbare verktøyplate vil nå gripe inn i emnet og vil begynne å valse det på fig. 18 viste bueformede gjengeparti 52. Den nedre eller stasjonære verktøy-plate valser også et kort, bueformet gjengeparti 56, hvilket er et resultat av en rulling om sentret 50. Det er ikke menin-gen at disse gjengepartier 52 og 56 skal være i riktig målestokk, idet de er tenkt som en skjematisk fremstilling av gjengeformingen på emnet når de beveges mellom verktøyplatene. Emnet vil derpå bli liggende i sporet 17a". Ved ytterligere bevegelse av den øvre eller bevegbare verktøyplate 12a vil emnet begynne å rotere om et senter 50' på den bevegbare verktøyplate, mens den stasjonære verktøyplate biter inn i emnet og frembringer en annen bue av gjengen som er lik buen 52. Samtidig vil rotasjonen av emnet på den bevegbare verktøyplate forme en kort bue som er lik buen 56. Når emnet roteres mellom verktøyplatene, beveges emnet inn og ut av sporene i begge verktøyplater og roterer suksessivt med sidekantene av sporene 17a på begge verktøyplater som rotasjons-sentre i stedet for å rotere om emnets lengdeakse 60 som ved de konvensjonelle gjengevalseoperasjoner. Aksen 60 forblir paral-lell med sporene og holder seg derfor perpendikulær på bevegelsesretningen for den bevegoare verktøyplate.

Fig. 19 er et snitt som viser den gjengeform som frem-bringes av de foran angitte gjengevalsende verktøyplater. Det på fig. 19 viste snitt er tatt etter et fullt gjengeparti på skruen 6a, nemlig det gjengeparti som er valset inn i emnepartiet 4. Rotpartiet 8a er dannet av syv hverandre skjærende sirkelbuer

62, 64, 66, 68, 70, 72, 74- som har samme lengde, og senteret for hver av disse buer vil ligge i skjæringspunktet for de to buer som ligger lengst borte fra den betraktede bue. Senteret for buen 62 vil således ligge ved 6l, som er skjæringspunktet mellom buene 68, 70 og senteret for buen 64 vil ligge ved 63, som er skjæringspunktet mellom buene 70, 72 etc.

Buene for gjengetoppene 10a omfatter syv noe lengre sirkelbuer 80, 82, 84, 86, 88, 90, 92 av samme lengde. Disse lange buer 80, 82, 84 etc. er konsentriske medde respektive gjengerotbuer 62, 64, 66, etc. Hver av de lange gjenge topper har således den på fig. 19 viste radius R. Gjengetoppene omfatter videre syv relativt korte buer 8l, 83, 85, 87, 89, 91, 93 med samme lengde som danner gjengene ser og danner en jevn overgangsforbindelse mellom de lange buer 80, 8i, 84 etc. Hver av disse korte buer har en radius r som er lik gjengehøydeh. Buen 85 har således et sentrum ved skjæringspunktet 73, buen 87 har sitt sentrum ved skjæringspunktet 6l etc.

I den foran beskrevne fremstillingsmetode valses gjengetoppbuene 80, 82 etc. og de konsentriske gjengerotbuer 62,64 etc. av verktøypla-ten på motsatt side av den som danner sentrum for emnets rotasjon. De korte eller neseformende buer dl, 83 etc. blir Imidlertid valset av den verktøyplate som danner sentrum for emnets rotasjon.

I det av oppfinnelsen beskrevne eksempel er størrelsen

av gjengenesene omtrent 0,05 mm målt radielt fra en innskrevet sirkel med sentrum på aksen 60 til tangentene til de lange buer 80, 82 etc. Hvis det videre, antas at emnet valses til full gjenge ved et punkt hvor de 120° spor 17a er omtrent 0,23 mm dyp, vil lengden av sidene 28, 30 være omtrent 0,46 mm, og denne avstand vil bestemme gjengehøyden og radius r. Denne tilsvarer gjengedybden ved verktøyplateenden 26,og for dette eksempel er denne dybde tidligere antydet å være -omtrent 0,46 mm.

Selv om oppfinnelsen er beskrevet i forbindelse med to parallelle, rektangulære, bevegbare verktøyplater 12, 12a, kan de tversgående spor 17, 17a etc. utformes på andre kjente gjengevalsende verktøyer. På fig. 20 er det således vist en sylindrisk roterbar valse 100 og en fast bueformet plate 101. Hver av disse omfatter spor 17a som er parallelle med rotasjonssentret for valsen 101 for på en senterløs måte å fremstille den på fig. 19 viste gjengeforra. Fig. 21 viser på lignende måte to sylindriske valser 102, 103 som er dreibare om parallelle akser 104, 105-

Hver valse kan ha parallelle spor 17e som er utformet over omtrent to tredjedeler av omkretsen på disse.

Det vil også være klart at selv om det viste gjenge-tverrsnitt (f.eks. ved rotpartiet) er et heptagon, omfatter oppfinnelsen også i verktøyene utformede spor som danner gjenge-tverrsnitt med 3tørre eller mindre ulike antall sirkelformede buer.

Claims (5)

1. Gjengevalseverktøy for fremstilling av et gjengesk jaeren-de organ av et ikke gjenget emne, hvor verktøyet har gjengedannende fremspring (13,13a,13b) som er rettet i en vinkel (14,14a) i forhold til emnets bevegelsesretning mens emnet ruller mellom motstående gjengevalsebakker, karakterisert ved at hver valsebakke har innbyrdes adskilte riller (17,17a,17c,17d, 17e) som forløper vinkelrett til nevnte bevegelsesretning og hvorover emnet ruller under valsing, og ved at rillene har slik innbyrdes avstand og form at når emnet ruller mellom verktøyets bakker, former verktøyet et gjengeskjærende organ med mangekantet tverrsnitt fra emnet som har sirkulært tverrshitt, idet emnet roterer om rotasjonssentere (50,50') som suksessivt og avvekslende dannes ved rillekantene, først på den ene bakke og så på den andre.

2. Verktøy som angitt i krav 1, karakterisert ved at hver rille har motstående sider (28,30) som danner en stump vinkel.

3. Verktøy som angitt i krav 2, karakterisert ved at den stumpe vinkel i det minste er av størrelsesorden 120 grader.

4. Verktøy som angitt i krav 1-3, karakterisert ved at rillenes dybde er progressivt mindre fra gjengevalsebakke-nes inngangsende (20a).

5. Verktøy som angitt i krav 1-4, karakterisert ved at rillene er anordnet langs tilnærmet halvdelen til to «tredjedeler av lengden av hver valsebakke målt fra inngangsenden (20a) på gjengevalseverktøyet.