DE1168211B - Vorrichtung zum Einarbeiten von wellenfoermigen Rillen in Kaliberwalzen - Google Patents

Description

• Vorrichtung zum Einarbeiten von wellenförmigen Rillen in Kaliberwalzen Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einarbeiten von wellenförmigen Rillen in halbkreisförmige Kaliber von auf einer Werkzeugmaschine umlaufenden Kaliberwalzen mittels eines Schneidwerkzeuges, das in dem Kaliberprofil hin- und herbewegt wird.
• Solche Kaliberwalzen mit »negativen Rippenprofilen« werden beispielsweise beim Walzen von oberflächenprofilierten Rundstählen benötigt, welche z. B. zur Erhöhung ihrer Haftfähigkeit als Bewehrungsstahl im Beton an ihrer Oberfläche eine Vielzahl verschiedenartig verlaufender Rippen oder Riegel aufweisen.
• Die Erfindung setzt sich zum Ziel, die Herstellung von Nuten in den Körpern besonders rationell, mit geringstmöglichem Aufwand an Zeit und Werkzeugen durchzuführen und bedient sich hierzu eines beliebig ausgebildeten Werkzeuges, z. B. eines Messers, Fräsers, Fingerfräsers, Schleifstiftes od. dgl.
• Bei einer zum gleichen Zweck verwendeten bekannten Werkzeugmaschine war der Werkzeughalter um seine Längsachse drehbar gelagert. Durch einen ziemlich komplizierten Mechanismus wurde dieser Halter und damit .das Werkzeug jeweils so verschwenkt, daß das Werkzeug selbst immer die richtige Schneidlage in bezug auf die Richtung der herzustellenden Nut oder Rille hatte. Weiter wurde dem Werkzeughalter eine parallel zur Werkstückachse hin- und hergehende Bewegung sowie eine bezüglich des Werkstückes vor- und zurückgehende Bewegung verliehen; aus diesen beiden Bewegungskomponenten ergab sich eine zusammengesetzte Bewegung der Werkzeugspitze, welche genau der Querschnittsform des Kalibers folgte. Zur Hervorrufung dieser zusammengesetzten Bewegung war der Werkzeughalter auf einem quer zur Achse der zu bearbeitenden Walze bewegbaren Schlitten gelagert, der seinerseits auf einem Schlitten bewegbar war, welcher über eine Kurbelschleife mit veränderlichem Hub parallel zur Walzenachse bewegbar war. Der quer zur Walze bewegbare Schlitten war mittels eines Hebels veränderlicher Länge mit dem Maschinengestell gekuppelt.
• Wurde der eine Schlitten parallel zur Walzenachse hin- und herbewegt, so mußte der andere Schlitten, auf dem sich der Werkzeugträger befand, infolge seiner Ankopplung an das Maschinengestell mittels des Hebels die zusammengesetzte Bewegung vollführen. Das Werkzeug machte bei dieser Maschine nur eine Verschiebebewegung, bei der es zu sich selbst immer parallel blieb, wobei aber jeder Punkt des Werkzeuges einen zum Kalibergrund konzentrischen Kreisbogen beschrieb, und wurde außerdem um seine Längsachse verschwenkt. Mit einer solchen Einrichtung ist es nicht möglich, eine Nut mit an allen Stellen ihrer Länge gleichbleibendem Querschnitt zu erzielen. Zu diesem Nachteil gesellt sich noch jener, daß die bekannte und soeben erläuterte Maschine sehr kompliziert war und mehrere Führungen und Schlitten aufwies; derartige Teile sind aber erfahrungsgemäß einem ziemlich raschen Verschleiß ausgesetzt, wodurch sich schon nach kurzer Betriebszeit Ungenauigkeiten ergeben können.
• Alle diese Nachteile können nun dadurch vermieden werden, daß bei einer Vorrichtung der eingangs angeführten Art gemäß der Erfindung das Schneidwerkzeug mit seinem Träger um eine Achse schwenkbar angeordnet ist, die tangential zum Werkstück durch den Mittelpunkt des halbkreisförmigen Kaliberprofils verläuft.
• Weitere Merkmale der Erfindung, insbesondere die Steuerung und Betätigung eines drehbaren und in der Ebene der Drehachse auch schwenkbaren Messers, sind an Hand der Zeichnungen erläutert, in welchen zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt sind. Es zeigen F i g. 1 und 2 in schematischer Draufsicht bzw. in Seitenansicht eine Maschine, die dazu bestimmt ist, in eine zur Herstellung von Betonarmierungsstäben mit Oberflächenrippen bestimmte Kaliberwalze die nötigen negativen Rippenprofile in die Mantelfläche des Kalibers einzuschneiden; F i g. 3 a bis 3 d den Ablauf des Schneidvorganges, in den einzelnen Phasen skizziert; F i g. 4 und 5 eine ähnliche Maschine in Seitenansicht bzw. Draufsicht, bei welcher jedoch das Schneidmesser durch einen Fingerfräser ersetzt ist.
• In F i g. 1 und 2 ist das zu bearbeitende Werkstück 1 eine Profilwalze, mit dem relativ zur übrigen Darstellung stark vergrößerten Kaliberprofil2 dargestellt, welch letzteres - da die Profilwalze zur Herstellung von Rundstählen bestimmt ist - etwa halbkreisförmigen Querschnitt aufweist. Das in die Mantelfläche des Kalibers einzuschneidende Rippenprofil 3 verläuft - wie angedeutet - in Form einer Sinuslinie.
• Zum Schneiden dieses negativen Rippenprofils (d. h. zum Schneiden der Nut, die beim Walzen mit dem Kaliber das Rippenprofil am Stab ergibt) dient das Schneidwerkzeug 4, das in einem sowohl axial drehbar als auch (in der Zeichenebene von F i g. 1) schwenkbar gelagerten Träger 5 steckt. Verschwenkt wird dieser Träger 5 um die Achse 6 von einer am freien Ende im Gelenk 7" angreifenden Kurbelstange 7. Gedreht wird der Träger 5, wie F i g. 2 erkennen läßt, von einer anderen Kurbelstange 8, die über einen mit dem drehbar gelagerten Träger starr verbundenen, in einer zur Messerachse senkrechten Ebene beweglichen Lenker 9 das mit dem Träger 5 drehbare Schneidwerkzeug 4 bzw. dessen Schneidkante verstellt.
• Die beiden obenerwähnten Kurbelstangen 7 und 8 greifen an der Kurbelscheibe 10 in den Anlenkpunkten 7' bzw. 8' an; diese Anlenkpunkte sind in Langlöchern der Scheibe verstellbar. Es ist also eine einzige vom Ritzel 10' angetriebene Kurbelscheibe 10 vorgesehen, welche über die Kurbelstangen 7, 8 sowohl die Dreh- als auch die Schwenkbewegung des Schneidwerkzeuges 4 bewirkt. Selbstverständlich muß die Drehbewegung des Werkstückes mit der der Scheibe 10 synchronisiert sein.
• Wie der F i g. 1 zu entnehmen ist, muß der Anlenkpunkt 8' jener Kurbelstange 8, die die Drehbewegung des Schneidwerkzeuges 4 bewirkt, an der Scheibe 10, in deren Drehrichtung um 90° nacheilend, gegenüber dem Anlenkpunkt 7' der Kurbelstange 7, die die Schwenkbewegung des Schneidwerkzeuges bewirkt, angeordnet sein.
• Mit 11 ist ein Bügel zur schwenkbareren Halterung für das Schneidwerkzeug bezeichnet, der seinerseits oben und unten in den Lagern 12 ruht, wobei die durch diese Lager 12 bestimmte Achse 6 durch den Mittelpunkt des Kreises, welcher den Querschnitt des etwa halbkreisförmigen Kaliberprofils 2 bestimmt, hindurchgeht, so daß das um diese Achse 6 schwenkbare Schneidwerkzeug 4 die Mantelfläche dieses Kaliberprofils 2 einwandfrei bearbeiten kann.
• Die F i g. 3 a bis d schließlich veranschaulichen die einzelnen Phasen der Bearbeitung, wie sie mit der in den F i g. 1 und 2 gezeigten Vorrichtung durchgeführt werden kann. Die F i g. 3 a stellt jenes Stadium dar, bei dem das Schneidwerkzeug gewissermaßen in Nullstellung steht, d. h. unverschwenkt ist und auf einen Wendepunkt der Sinuslinie der zu schneidenden Nut zeigt; die Schneidkante ist nach links gedreht, da in diesem Wendepunkt der Schnitt nach links weiterführen muß. Nach F i g. 3 b ist das Schneidwerkzeug in einem linksseitigen Scheitelpunkt der Sinuskurve angelangt, und die Schneidkante muß demnach gerade gedreht sein; die Linksverschwenkung des Schneidwerkzeuges hat ihr Maximum erreicht. In F i g. 3 c ist der nächste Wendepunkt erreicht, wobei die Ver-Schwenkung wieder gleich Null ist, die Schneidkante aber weitestgehend nach rechts gedreht sein muß. Die F i g. 3 d schließlich zeigt jene Stellung, bei der das Schneidwerkzeug mit seiner Schneidkante wieder gerade steht und die Verschwenkung den rechten Scheitelpunkt der Sinuskurve erreicht hat.
• Die F i g. 4 und 5 betreffen ein Ausführungsbeispiel von wesentlich vereinfachtem Aufbau, bei dem als Schneidwerkzeug ein Fingerfräser 4' Verwendung findet, der in einem Werkzeugträger 5' bloß in einer durch die Längsachse des zu bearbeitenden Werkstückes 1 verlaufenden Ebene verschwenkbar ist. Die Verschwenkung des Werkzeugträgers 5' wird wie beim vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel von einem Bügel 11 besorgt, der in den Lagern 12 ruht; die Achse dieser Lager 12 tangiert wieder die Außenfläche des Werkstückes 1 (der Walze) und geht damit durch den Mittelpunkt des Kreises, dessen eine Hälfte den Querschnitt des Kaliberprofils 2 bildet.
• Der Elektromotor 13 zum Antrieb des Fingerfräsers 4' ruht ebenfalls auf dem Bügel 11 und ist mit diesem gemeinsam mittels der Kurbelstange 7, die bei 7" angreift, verschwenkbar. Zur Übertragung der Antriebskraft auf den Fingerfräser 4' können Zahn- oder Riemenscheiben 14, 16 bzw. eine Kette, ein Seil oder ein Riemen 15 dienen; der Antrieb des rotierenden Werkzeuges könnte auch mittels einer flexiblen Welle od. dgl. durchgeführt werden.
• Die Wirkungsweise dieser Einrichtung ist im wesentlichen gleich jener der früher beschriebenen und nur insofern abweichend, als eine axiale Dreheinstellung des Schneidwerkzeuges (Verdrehen) in verschiedene Drehstellungen naturgemäß überflüssig wird. An Stelle des Fingerfräsers kann auch ein rotierender Schleifstift od. dgl. vorgesehen sein.
• Selbstverständlich ist die Erfindung keineswegs auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. Sie ist auch nicht nur zur Anwendung bei der Metallbearbeitung geeignet, sondern auch zu mannigfachen anderen Zwecken, bei denen es sich darum handelt, in ein Werkstück automatisch gesteuert eine bestimmte Kontur einzuschneiden, einzufräsen oder auf dieses aufzuzeichnen. Die Form dieser Kontur ist im Rahmen der Erfindung völlig frei wählbar, da sich das bewegliche Werkzeug durch beliebige, an sich bekannte Mittel der Maschinenbautechnik leicht so steuern läßt, daß auch Nuten verschiedener Länge und Tiefe oder unregelmäßige Figuren damit hergestellt werden können.

Claims (7)

1. Patentansprüche: 1. Vorrichtung zum Einarbeiten von wellenförmigen Rillen in halbkreisförmige Kaliber von auf einer Werkzeugmaschine umlaufenden Kaliberwalzen mittels eines Schneidwerkzeuges, das in dem Kaliberprofil hin- und herbewegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Schneidwerkzeug (4 bzw. 4') mit seinem Träger (5 bzw. 5') um eine Achse (6 bzw. 6') schwenkbar ist, die tangential zum Werkstück (1) durch den Mittelpunkt des halbkreisförmigen Kaliberprofils (2) verläuft.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkbewegung des Werkzeugträgers (5 bzw. 5') durch einen aus Kurbelstange (7) und Kurbelscheibe (10) bestehenden Kurbeltrieb erfolgt.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, mit -einem Drehmeißel als Schneidwerkzeug, der im Werkzeugträger um seine Längsachse so gesteuert schwenkbar ist, daß seine Oberseite stets in Schnittrichtung eingestellt wird, dadurch gekennzeichnet, daß diese Schwenkbewegung durch eine zweite Kurbelstange (8) bewirkt wird, die an der Kurbelscheibe (10) an einem Punkt (8') angelenkt ist, der dem Anlenkpunkt (7') der Kurbelstange (7) für die Schwenkbewegung des Werkzeugträgers (5) um 90° nacheilt.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Exzentrizitäten der Anlenkpunkte (T, 8') der Kurbelstangen (7, 8) auf der Kurbelscheibe veränderbar sind.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkzeugträger (5') auf einem Bügel (11) angeordnet ist, der mit beiden Enden um die Schwenkachse (6 bzw. 6') des Werkzeugträgers (5 bzw. 5') in Lagern (12) schwenkbar ist.
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bügellager (12) und damit die Schwenkachse (6 bzw. 6') gegenüber dem Werkstück (1) verstellbar sind.
7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 5 und 6 mit einem umlaufenden Werkzeug (Schleif- oder Fräswerkzeug), dadurch gekennzeichnet, daß auch der Antriebsmotor (13) für das Werkzeug (4') auf dem Bügel (11) angeordnet ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Schweizerische Patentschriften Nr. 276 478, 273 474; USA.-Patentschriften Nr. 2 010 662, 2 452 757, 2716913.