DE1294909B

DE1294909B - Vorrichtung zum Herstellen von Drahtschrauben

Info

Publication number: DE1294909B
Application number: DEC30522A
Authority: DE
Original assignee: Centre de Recherches de Pont a Mousson
Current assignee: Centre de Recherches de Pont a Mousson
Priority date: 1962-11-14
Filing date: 1963-07-24
Publication date: 1969-05-14
Also published as: GB978819A; FR1347755A; US3195338A

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung nähme werden also die Möglichkeiten der Gestaltung zum Herstellen von Drahtschrauben mit gegen die des Werkstücks noch weiter erhöht, wozu nur eine Drahtschraubenachse geneigten und gegeneinander außerordentlich einfache Maßnahme benötigt wird, versetzten Windungen, bei der der Draht von Zufüh- es genügt nämlich beispielsweise eine Unterlegscheibe rungsrollen durch eine Drahtführung hindurch zu 5 für die Rolle, damit diese gegenüber der Drahtfüheinem Windewerkzeug zuführbar ist, dessen Angriffs- rung höher liegt.

punkt am Draht bezüglich der Drahtführung selbst- -Durch den möglichen Wegfall eines besonderen tätig und kontinuierlich einstellbar ist. Antriebs für die Rolle ist selbstverständlich auch der

Es sind bereits derartige Vorrichtungen bekannt Energieaufwand der gesamten Vorrichtung gegenüber (vgl. beispielsweise die britischen Patentschriften io den erwähnten bekannten Vorrichtungen verringert. 888 053, 496 215, die deutsche Patentschrift 740185, In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des

die USA.-Patentschrift 2179 389), die jedoch den Gegenstandes der Erfindung schematisch dargestellt. Nachteil zeigen, daß zum Antrieb und zur Steuerung Es zeigt

des Windewerkzeugs eine komplizierte und daher F i g. 1 eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen

aufwendige Vorrichtung erforderlich ist. Neben 15 Gesamtvorrichtung,

einem besonderen Antrieb für die erwähnte Bewe- F i g. 2 eine Draufsicht auf die Vorrichtung nach

gung der bekannten Windewerkzeuge werden hier F i g. 1 gemäß der Linie 2-2,

Nockentriebe zu dem erforderlichen Verschwenken Fig. 3 und 3a Einzelheiten der Darstellung nach

des Windewerkzeugs gegenüber der Drahtführung Fig. 2 bei der Fertigung von Drahtschrauben mit verwendet, wobei durch Auswechseln der Nocken- 20 gerader Achse,

scheiben eine Änderung des Bewegungsablaufs und F i g. 4 und 4 a eine Darstellung ähnlich den F i g. 3

somit eine Änderung der Form der Drahtschraube und 3 a, jedoch mit geänderten Versetzungen der ermöglicht ist. Ein weiterer Nachteil ergibt sich da- Windungen der Drahtschraube, durch, daß durch die bekannten Vorrichtungen nur F i g. 5 und 5 a Darstellungen ähnlich den F i g. 4

Drahtschrauben mit gerader Windeachse erzeugt wer- 25 und 4 a, jedoch mit geändertem Durchmesser der den können. Rolle und geänderter Exzentrizität zur Fertigung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die von Drahtschrauben größeren Durchmessers mit Vorrichtung der erwähnten Art wesentlich zu ver- gerader Achse,

einfachen. F i g. 6 und 6 a entsprechende Darstellungen mit

Die Lösung dieser Aufgabe durch die Erfindung 30 Änderung des Durchmessers der Drahtschrauben bei besteht darin, daß das Windewerkzeug als exzentrisch gekrümmter Achse,

frei drehbare Rolle ausgebildet ist, deren Drehachse F i g. 7 eine Seitenansicht auf die Vorrichtung zur

einen bestimmten einstellbaren Abstand von der Fertigung von Drahtschrauben mit gekrümmter Drahtzuführung aufweist. Achse, bei denen die Ebenen der Windungen gegen-

Dadurch entfallen besondere Antriebs- bzw. Steue- 35 einander geneigt sind.

rungseinrichtungen für die Bewegung des Windewerk- Die in den F i g. 1 und 2 veranschaulichte Auszeugs, weil die als Windewerkzeug verwendete, frei führungsform zeigt eine Vorrichtung zum Herstellen drehbare Exzenterrolle allein durch ihre Exzentrizität von Drahtschrauben aus einem von einer Vorratsdas Verformen des Drahtes in der erforderlichen rolle B kommenden Metalldraht F mit gegen die Weise bewirkt. Der Drehantrieb der Winderolle wird 40 Drahtschraubenachse geneigten und gegeneinander dabei von dem Draht abgeleitet. Ein weiterer be- versetzten Windungen.

deutender Vorteil tritt dadurch ein, daß durch Ver- Die Vorrichtung weist einen horizontalen Tisch 1

stellung des Abstandes der erfindungsgemäßen Rolle auf, auf dem unter anderem die Zuführungsvorrichvon der Drahtzuführung auch Drahtschrauben mit ge- tung für den Draht F angeordnet ist. krümmter Achse erzeugt werden können. So bietet 45 Diese Vorrichtung zum Zuführen des Drahtes die erfindungsgemäße Vorrichtung trotz wesentlich besteht aus zwei gegenüberliegenden Zuführungsgrößerer Einfachheit mehr Möglichkeiten als die be- rollen 2, 3 mit senkrechten Achsen zur Zufühkannten Vorrichtungen. rung des Drahtes F in horizontaler Richtung. Die

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vor- Wellen dieser Rollen drehen sich in auf dem Tisch 1 gesehen, daß die Rolle gegen Rollen mit unterschied- 50 angeordneten Lagern. Die eine dieser Zuführungslichen Durchmessern sowie mit unterschiedlichen rollen, z. B. die Rolle 2, wird durch einen Motor 4 Exzentrizitäten auswechselbar ist. Will man nämlich angetrieben. Im Anschluß hieran liegt in der gleichen die Größe des Krümmungsradius r der Windungen horizontalen Ebene ein Paar einander gegenüberder Drahtschraube ändern, jedoch eine gerade Achse liegender, eine Drahtführung bildender Rollen 5, 6, der Drahtschraube beibehalten, so ist dazu erforder- 55 die um ihre senkrechten Achsen drehbar sind und Hch, sowohl die Exzentrizität als auch den Durch- zwischen sich einen Durchtritt für den Draht F messer der erfindungsgemäßen Rolle zu ändern. bilden.

Durch einfaches Auswechseln der Rolle lassen sich Das Windewerkzeug besteht aus einer sich an die

also Drahtschrauben verschiedener Abmessungen erwähnten Drahtführungsrollen 5 und 6 anschließensowie verschiedener Form erzeugen. _go den, in der gleichen Horizontalebene liegenden, jedoch

Schließlich ist nach einem weiteren vorteilhaften den Rollen 5, 6 gegenüber seitlich versetzt angeord-Merkmal der Erfindung vorgesehen, daß die Rolle neten, frei drehbaren Rolle 7 in Gestalt einer Scheibe gegenüber der waagerechten Ebene des zugeführten mit dem Durchmesser D, deren senkrechte Achse 8 Drahtes höheneinstellbar ist. Dadurch ergibt sich eine sich in einem in dem horizontalen Tisch angeordneten Drahtschraube mit einer zusätzlichen gegenseitigen 65 Lager 9 dreht. Die senkrechte Drehachse X-X dieser Ablenkung der Windungen, so daß sich bei einer Rolle ist gegenüber dem Mittelpunkt O um einen Seitenansichtauf die Rolle eine nach oben gekrümmte Abstande exzentrisch angeordnet. Die Lage der Achse der Drahtschraube ergibt. Durch diese Maß- Drehachse X-X der Rolle 7 ist gegenüber der Achse

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einer der Drahtführungsrollen, z. B. der Rolle 5, Im nachfolgenden werden einige Möglichkeiten

durch die Koordinaten χ und y (Fig. 3) bestimmt. dieser Änderungen im einzelnen beschrieben:

Diese Abstände können veränderlich sein. Zum _L windungen von Drahtschrauben mit gerader Achse

Zweck ihrer Verstellung kann z.B. das Lager9 von (Fie 1 2 3 3a 4 4a 5 5 a)

dem Tisch 1 über einen in der Querrichtung verfahr- 5 ' ' ' ' ' ' '

baren Schlitten 10 und einen in der Längsrichtung Die gebildeten Windungen fluchten miteinander auf

verfahrbaren Schlitten 11 getragen werden, wie das einer geraden Achse Y-Y, falls Vorsorge dafür ge-

schematisch in F i g. 1 angedeutet ist. troffen ist, daß mittels des Schlittens 11 (F i g. 1) die

Die Rolle 7 kann am Umfang eine ringförmige Rolle 7 in einem solchen Abstand χ von der Achse Ausnehmung bzw. eine Nut für den durchlaufenden io der Drahtführungsrolle 5 angeordnet ist, daß die Draht F aufweisen. zwischen den Punkten b und c gemessene Umfangs-

Die Arbeitsweise der beschriebenen Vorrichtung ist länge der Windung gleich der Umfangslänge der wie folgt: Rolle 7 ist. Bei Einhaltung dieser Bedingung wird jede

Nachdem das Ende des Metalldrahtes F zwischen Windung bei einem Umlauf der Rolle 7 um die Achse die Zuführungsrollen 2, 3 eingeführt worden ist, wird 15 X-X zu der Form einer »6« gestaltet. Mit anderen der Motor 4 eingeschaltet, worauf die Rollen 2,3 die Worten ist die Periode des Windens einer jeden Einführung des Drahtes F zwischen die Draht- Windung gleich der Periode einer vollständigen führungsrollen 5, 6 bei α bewirken. Anschließend Drehung der Winderolle 7. Alle Windungen bilden erfolgt, wie aus Fig. 2 und 3 ersichtlich ist, das sich demnach mit bei jedem Umlauf der Rolle 7 Heranführen des Drahtes an die Rolle 1, welche den ao identisch reproduzierten Kurven mit einer translato-Draht verformt. . rischen Versetzung ρ und liegen damit auf der Achse

Die Rolle 7 bewirkt also das Winden des Stahl- Y-Y miteinander fluchtend,
drahtes F nach einer Kurve mit dem Radius r, wobei

der Draht bei dem Angriffspunkt t (F i g. 3) tangential 2. Änderung des Maßes der Versetzungen

zu der Rolle 7 verläuft. Der Krümmungsradius r 35 der Windungen gegeneinander als Funktion

hängt von der Lage des Angriffspunktes t gegenüber der Exzentrizität der Winderolle 7

dem Punkt α ab, an welchem der Draht zwischen den (p j g_# 4 ^ 4 _a)

Drahtführungsrollen 5,6 hindurchläuft. Der bei t in

tangentialem Kontakt mit der Rolle 7 befindliche Wie aus den oben gegebenen Erläuterungen bereits

Draht dreht die Rolle 7 mit der seiner Vorschub- 30 hervorgeht, ist die Versetzung der Windungen um den geschwindigkeit entsprechenden Umf angsgeschwin- konstanten Wert ρ von der Exzentrizität e der Rolle 7 digkeit. In jedem Augenblick ändert sich die Lage des abhängig.

Angriffspunktes t in Abhängigkeit von dem zwischen Falls die Winderolle 7 nun durch eine Rolle la

der Achse X-X und dem Punkt t gemessenen Radius ersetzt wird, die den gleichen Durchmesser D, jedoch der Rolle. In der in F i g. 3 dargestellten Phase ist die 35 eine kleinere Exzentrizität e_x aufweist, nimmt die zwi-Länge des Radius der Rolle 7 an dem Punkt t nahezu sehen der Achse X-X und dem Punkt I₁ gemessene ein Minimum. Durch Drehung der Exzenterrolle Amplitude der Änderungen des Radius dieser Rolle durchläuft der zwischen der Achse X-X und dem ab. Das gleiche gilt für die Amplitude der Ände-Punkt t gemessene Radius einen Minimalwert und rungen des Krümmungsradius r_x und damit für das vergrößert sich dann fortschreitend bis auf einen 40 Maß P₁ der Versetzung der Windungen gegeneinander. Maximalwert, um darauf von neuem abzusinken. Wenn nun die Exzentrizität e_x der Rolle la Null wird, Dieser Verlauf ergibt sich als Folge der Exzentrizität e ist auch der Wert der Versetzung P₁ Null, und es der Rolle. Der Angriffspunkt t nähert sich also den ergibt sich dann eine Drahtschraube mit dicht auf-Drahtführungsrollen 5, 6 kontinuierlich, um nach einanderliegenden kreisförmigen Windungen. Wenn Erreichen eines gewissen Minimalabstandes sich von 45 aber andererseits die Exzentrizität größer wird, so diesen Rollen S, 6 wieder zu entfernen. Dementspre- vergrößert sich auch das Maß der Versetzung p_v Bei chend vermindert sich der Krümmungsradius r des Erreichen des Grenzwertes in dieser Richtung, d. h., gewundenen Drahtes zunächst, um anschließend an- wenn die Exzentrizität 1 der Biegerolle la gleich zuwachsen. Aus diesem Grunde verformt sich der ihrem Radius, von ihrem Mittelpunkt Q an gemessen, Draht F von dem Punkt b nach dem Punkt c (F i g. 2 50 ist, wird das Maß der Versetzung P₁ sehr groß, und und 3 a) zu einer Drahtwindung in Form einer »6«. der Windungsbereich der gebildeten »6«-Form ist

Demzufolge bilden sich die folgenden Windungen stark eingedrückt, so daß die Form der erhaltenen mit einer gewissen Versetzung ρ gegenüber der jeweils Windung sich einer Aufeinanderfolge von kleinen vorhergehenden Windung. Der Durchmesser der Win- Bögen nähert.

düngen ist mit E bezeichnet. 55 , ... , , . „ , , , .... ,

Während des Windens der zweiten Windung dreht ³· Änderung des Außendurchmessers der Windungen

sich die erste Windung um den sich ändernden ^ ¹S ^u ^&'
Krümmungsmittelpunkt der zweiten in Bildung be- Es wurde bereits erläutert, daß der Krümmungsfindlichen Windung. Während der Bildung der dritten radius r der Windungen größer ist, wenn der Angriffs-Windung drehen sich die beiden ersten vorher gebil- 60 punkt / zwischen Draht und Winderolle sich von den deten Windungen in der gleichen Weise um den sich Drahtführungsrollen 5, 6 entfernt, und umgekehrt ändernden Krümmungsmittelpunkt der dritten in kleiner wird, wenn der Punkt t sich diesen Rollen Bildung befindlichen Windung. nähert. Demzufolge nimmt der Krümmungsradius der Durch die Vorrichtung können Drahtschrauben mit Windungen einen Wert r₂ sowie der Außendurchverschiedener Form und verschiedenen Abmessungen 65 messer der Windungen einen Wert E₁ an (F i g. 5 a), erzeugt werden, indem die Lage der Rolle 7 und die der größer ist als der Wert E, wenn die Rolle Ib in Abmessungen derselben — durch Auswechseln der einem Abstand X₁ von den Rollen 5, 6 angeordnet Rolle — geändert werden. wird. Umgekehrt ist der Außendurchmesser der

Windung kleiner als E, wenn der Abstand zwischen der Winderolle und den Rollen 5, 6 kleiner ist als x.

An dieser Stelle soll darauf hingewiesen werden, daß es zur Erzielung einer geraden Achse Y-Y bei den Drahtschrauben unter solchen Bedingungen notwendig ist, gleichzeitig die Rolle 7 gegen eine Rolle 7 b mit dem Durchmesser D₁ auszuwechseln, deren Umfangslänge gleich der der neuen Windungen ist. In diesem Fall muß die Periode der Drehung der Rolle um einen vollständigen Umlauf gleich der des Windens einer vollständigen Windung sein. Deshalb muß dann, wenn der Durchmesser der Windungen von E auf E₁ vergrößert wird, auch der Durchmesser der Rolle 7 von D auf D₁ vergrößert werden, und umgekehrt.

Wenn schließlich die gegenseitige Versetzung der Windungen von dem Durchmesser JE₁ den gleichen Wert ρ besitzen soll, wie ihn die Windungen mit dem Durchmesser E aufweisen, so muß die Größe der Exzentrizität der neuen Rolle 7 b von dem Durchmesser D₁ einen Wert e₂ erhalten, der der Änderung des Durchmessers der Rolle entspricht.

4. Winden von Drahtschrauben mit einer

gekrümmten Achse

(Fig. 6, 6a)

Es wurde bereits aufgezeigt, daß die gerade Achse Y-Y im Fall der Verwendung einer Rolle 7,7 a oder 7 b erhalten wird, deren Umfang gleich dem der Windungen ist. Wenn die Umfangslänge der Rolle 7 mit dem Durchmesser D kleiner ist als die der Windungen mit dem Durchmesser E₂ (F i g. 6), was durch entsprechende Einstellung des Krümmungsradius, d. h. des Abstandes x₂, erreicht wird, ist die Periode, während der eine vollständige Umdrehung der Rolle ausgeführt wird, kürzer als die Periode des Windens einer vollständigen Windung. Mit anderen Worten ausgedrückt, ist nach einer vollständigen Umdrehung der Rolle 7 noch nicht eine vollständige Windung erzeugt. Sie wird erst zwischen den Punkten b und c gebildet, wenn die Rolle etwas mehr als eine vollständige Drehung ausgeführt hat. Wenn die so gebildete Windung mit einer »6« verglichen wird, so ist der Buckel dieser »6« mehr geschlossen als im Fall einer geraden Achse Y-Y. Demzufolge besitzt der Anfang der folgenden Windung nicht denselben Krümmungsradius wie der Anfang der vorhergehenden Windung. Vielmehr sind die homologen Punkte der aufeinanderfolgenden Windungen, d. h. die Punkte, an welchen die aufeinanderfolgenden go Windungen identische Krümmungen aufweisen, gegeneinander im Sinne einer Drehbewegung, und zwar derart versetzt, daß die Gesamtheit der Windungen einen in Art eines Ringteils nach der Achse Y₁-Y₁ gekrümmten Außenmantel bildet. Durch eine ausreichende Anzahl von Windungen kann in dieser Weise ein vollständiger Ring gebildet werden. Die so hergestellte Drahtschraube ist im Fall der F i g. 6, in welchem die Umfangslänge der Rolle 7 kleiner ist als die einer Windung, nach rechts orientiert.

In dem entgegengesetzten, in Fig. 6a dargestellten Fall, in welchem die Umfangslänge der Rolle 7 größer ist als die der Windungen mit dem Durchmesser Es, ist die Drahtschraube nach links orientiert und weist eine gekrümmte Achse F₂-Y₂ auf. In diesem Fall ist die Periode, innerhalb welcher eine vollständige Umdrehung der Rolle 7 ausgeführt wird, nicht mehr kleiner, sondern größer als die, während der das Winden einer Windung erfolgt. Wie im vorangehenden Fall sind deshalb die Windungen aufeinanderfolgend gegeneinander im Sinne einer Drehbewegung, jedoch im umgekehrten Sinne versetzt.

5. Herstellung von Drahtschrauben

mit gegeneinandergeneigten Windungsebenen

(Fig. 7)

Dadurch, daß die Ebene der Rolle 7 gegenüber der Ebene, in welcher die Zuführung des Drahtes F erfolgt, in der Höhe versetzt ist, wird zusätzlich eine gegenseitige Ablenkung der Windungen bewirkt, welche dann um einen gewissen Winkel zueinander geneigt austreten. Es ergibt sich dann eine Drahtschraube mit der gekrümmten Achse Y₃-Y₃, deren in strichpunktierten Linien dargestellter Außenmantel torische Form besitzt.

Im Rahmen der vorerwähnten Ausführungsbeispiele sind Abwandlungen möglich.

So könnte die Rolle 7 auch mit einem Eigenantrieb versehen sein, der durch ein entsprechendes Getriebe von den Rollen 2, 3 bzw. von deren Antrieb abgeleitet wird.

Ferner könnte zur Erzeugung einer Drahtschraube mit der gekrümmten Windeachse F₃-F₃ mit torischem Mantel gemäß Fig. 7 die Rolle 7 an Stelle höheneinstellbar auch gegenüber der waagerechten Ebene des zugeführten Drahtes F geneigt sein.

Schließlich könnte die Rolle 7 an Stelle der Rille für die Aufnahme des Drahtes auch einen zylindrischen glatten Mantel aufweisen.

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Herstellen von Drahtschrauben mit gegen die Drahtschraubenachse geneigten und gegeneinander versetzten Windungen, bei der der Draht von Zuführungsrollen durch eine Drahtführung hindurch zu einem Windewerkzeug zuführbar ist, dessen Angriffspunkt am Draht bezüglich der Drahtführung selbsttätig und kontinuierlich einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Windewerkzeug als exzentrisch frei drehbare Rolle (7) ausgebildet ist, deren Drehachse (X-X) einen bestimmten einstellbaren Abstand von der Drahtzuführung (5, 6) aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rolle (7) gegen Rollen (7 a, 7 b) mit unterschiedlichem Durchmesser sowie mit unterschiedlicher Exzentrizität auswechselbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rolle (7) gegenüber der waagerechten Ebene des zugeführten Drahtes (F) höheneinstellbar ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen