Verfahren und Einrichtung zur Herstellung von in der Längsrichtung von runden Werkstücken verlaufenden Oberflächenprofilierungen, beispielsweise Verzahnungen. Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Herstellung von in der Längsrichtung von runden Werk sstücken verlaufenden Oberflächenprofilierun gen mittels umlaufenden Profilwalzen. Das Verfahren gemäss der Erfindung besteht darin, dass das Werkstück zwischen zwei parallelachsigen Profilwalzen hindurchge führt wird, derart, dass es in Richtung seiner Achse verschoben wird, wobei diese Achse ständig senkrecht zu der durch die Walzen achsen gelegten Ebene steht, und dass dabei das Werkstück durch die Drehung der Walzen um seine Achse gedreht wird.
Die Profile der beiden Walzen können schraubenförmig verlaufen und dabei gleich- oder entgegengesetzt gerichtet, das heisst rechts oder linksgängig, und hierbei ein- oder mehrgängig sein. Sind dabei die Pro file der beiden Walzen gleichgerichtet, sind also beide entweder rechts- oder linksgängig, so werden die Walzen in entgegengesetztem Sinne gedreht. Verlaufen diese Profile aber in entgegengesetztem Sinne, ist also das eine rechts-, das andere linksgängig, so werden die Walzen in der gleichen Richtung gedreht.
Ist -dabei die Umfangsgeschwindigkeit der Walzen die .gleiche, so verschiebt sich das Werkstück in letzterem Fälle unter oder alleinigen Wirkung der Drehung der Walzen in axialer Richtung nicht. Es würde daher, wenn keine Verschiebung bewirkt würde, lediglich an der Stelle, an der die Walzen angreifen, ringsum ein Profil erzeugt wer den.
Damit aber :das Profil sich über eine .grössere Länge des_ Werkstückes erstreckt, wird dieses in axialer Richtung während des Arbeitens verschoben.
Bei .genügender Walzenbreite . können zwei oder mehr als zwei Werkstücke neben- .einander zwischen dem gleichen Walzenpaar verarbeitet werden; Die Zeichnung veranschaulicht einige Ausführungsbeispiele der Einrichtung gemäss der Erfindung, an Hand welcher das erfin dungsgemässe Verfahren beispielsweise erläu tert wird.
Fig. 1 und 2 sind ein Grundriss und eine Ansicht einer Einrichtung, in der zwei Walzen mit entgegengesetzter Profilsteigung angeordnet sind.
Fig. 3 ist eine Ansicht der Vorschub einrichtung zum axialen Verschieben der Werkstücke dieses Beispiels.
Fig. 4 ist eine Einrichtung zum Regeln des Vorschubes des Werkstückes bei in entgegengesetzter Richtung umlaufenden Walzen, und Fig. 5 ist eine Ansicht einer Einrichtung mit Walzen verschiedenen Durchmessers.
In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 bis 3 werden zwei Profilwalzen a und, b durch ihre Wellen d und e im gleichen Dreh sinne gedreht, wie durch Pfeile angedeutet ist. Die Walzen sind mit entgegengesetzt ver laufenden, also rechts- und linksgängigen, ein- oder mehrgängigen Schraubenprofilen versehen. Diese Schraubenprofile können bei spielsweise Gewindeprofile sein. Zwischen die Walzen und senkrecht zu deren Achs richtung wird das zylindrische Werkstück W einsgeführt. - Dieses Werkstück ist zwi schen Spitzen f und g gelagert.
Da die Walzen a und b in der gleichen Richtung umlaufen, heben sich die von ihnen auf das Werkstück W ausgeübten axialen Vorschubkräfte auf. Das Werkstück erfährt daher von den Walzen her keinen Vorschub. Infolge der schraubenförmigen Profile der Walzen wird aber das Werkstück durch die Drehung der Walzen um seine Achse ge dreht. Denn die in Fig. 2 links liegende Walze sucht durch ihr Profil bei ihrer Drehung das Werkstück W entgegen dem Uhrzeiger zu drehen, wie durch einen Pfeil angedeutet ist, und ebenso sucht die Walze b durch ihr entgegengesetzt steigendes Ge winde das Werkstück entgegen dem Uhr zeiger zu drehen.
Mittels der Einrichtung wird mithin das in Fig. 1 gezeigte kurze Profil auf dem Werkstück IV erzeugt. Bei Beginn des Arbeitsganges werden die Walzen beispielsweise hydraulisch einander genähert, bis die gewünschte Profiltiefe erreicht ist. Danach wird das Werkstück in seiner Achs richtung zwischen den Walzen hindurch geschoben. Das auf ihm entstehende Profil erstreckt sich daher über eine grössere Länge des Werkstückes, welche .der Vorsähublänge entspricht. Auf diese Weise können bei spielsweise gerade Verzahnungen oder ähn liche Oberflächenprofilierungen auf dem Werkstück angebracht werden, deren Profi lierungen in Längsrichtung der Werktücke verlaufen.
Die Einrichtung gemäss Fig. 1 bis 3 ist derart ausgebildet, dass gleichzeitig zwei nebeneinander liegende Werkstücke (bei ge nügender Rollenbreite könnten es auch mehr als zwei sein) mit dem gewünschten Profil versehen werden können. Die Werkstücke sind in einem U-förmigen Träger h für die Spitzenlager<I>f</I> und<I>g</I> gelagert, und dieser Träger kann durch ein Handrad i in der Längsrichtung verschoben werden.
Der Werk- etückvomschub kann aber auch auf andere Weise durchgeführt werden, beispielsweise auf - hydraulischem Wege, also selbsttätig. Die Geschwindigkeit des Vorschubes und das Mass desselben können einstellbar sein. Die Werkstücke werden dabei in ihrer Achsrich tung verschoben, wobei die Werkstückachsen ständig senkrecht zu der die Walzenachsen enthaltenden Ebene stehen.
Die auf den Walzen a und b angebrach ten schraubenförmigen Profile können aber auch im gleichen Sinne verlaufen, das heisst sie können beide rechtsgängig oder beide linksgängig sein. In diesem Falle müssen aber die Walzen<I>a</I> und<I>b</I>im entgegengesetz ten Sinne gedreht werden. Eine solche An ordnung ist in Fig. 4 dargestellt. Bei einer solchen Anordnung wirken die von den Walzen auf das Werkstück ausgeübten Längskräfte in der gleichen Richtung, und zwar wirken sie in Fig. 4 von oben nach unten. Das Werkstück würde mithin schnell durch die Walzen hindurchlaufen, ohne dassi das Profil auf seinem ganzen Umfang er zeugt würde.
Aus diesem Grunde wird hier das Werkstück in seiner axialen Richtung abgebremst. Hierzu dient eine hydraulische Bremse, die aus einem Zylinder n, einem Kolben m, einer Kolbenstange Ir, und einem Drosselventil o besteht. Diese Bremse ist mit den Spitzen f, g verbunden. Unter dem in der Richtung des Pfeils I wirkenden axialen Druck wird der Kolben m infolge des Drosselventils o langsam nach unten ge drückt, so dass die Oberflächenprofilierung ringsum auf dem Werkstück W ausgebildet wird. Der Durchlauf des Werkstückes W kann durch diese Bremse in einem änderbaren Mass abgebremst werden.
Statt dieser Bremse kann die Anordnung so getroffen werden, dass die Umfangs geschwindigkeit der Walzen a und b, die am Umfang entgegengesetzt verlaufende schrau- benförmige Profile aufweisen, verschieden gross ist, und dass die Walzen in dem glei chen Sinne umlaufen. Gemäss Fig. 5 wird die verschiedene Umfangsgeschwindigkeit da durch erreicht, dass die Walzen a und b ver schiedene Durchmesser erhalten. Die Walze a hat nunmehr gemäss Fig. 5 das Bestreben, das Werkstück in der Richtung des Pfeils II nach oben zu verschieben, während die Walze b das Werkstück nach unten zu verschieben sucht.
Da die Umfangsgeschwindigkeit der Walzea grösser ist als diejenige der Walze b, überwiegt die Richtung nach oben. Das Werkstück wird daher in der Richtung des Pfeils II nach oben verschoben. Dieser Vor schub ist aber infolge der verschiedenen Um fangsgeschwindigkeiten der beiden Walzen verhältnismässig langsam. Die Walze b übt eine bremsende Wirkung gegenüber dem durch die Walze a erteilten Vorschub aus. Die dadurch entstehende geringe Ober flächenreibung bewirkt eine weitere Glättung der gewalzten und profilierten Oberfläche des Werkstückes.
Anstatt die verschiedene Umfangs geschwindigkeit der Walzen durch Wahl verschiedener Durchmesser zu erreichen, kön nen auch Walzen gleichen Durchmessers an- geordnet werden, die verschiedene Umlauf zahlen besitzen.
Method and device for the production of surface profiles running in the longitudinal direction of round workpieces, for example toothings. The invention relates to a method and a device for the production of surface profiling conditions running in the longitudinal direction of round workpieces by means of rotating profile rollers. The method according to the invention consists in that the workpiece is passed between two parallel-axis profile rollers in such a way that it is displaced in the direction of its axis, this axis being constantly perpendicular to the plane laid by the rollers, and the workpiece is rotated by the rotation of the rollers about its axis.
The profiles of the two rollers can be helical and directed in the same direction or in opposite directions, that is, right or left hand, and can be single or multi-start. If the profiles of the two rollers are in the same direction, i.e. if both are right-handed or left-handed, the rollers are rotated in opposite directions. If these profiles run in the opposite direction, i.e. if one is right-handed and the other left-handed, the rollers are rotated in the same direction.
If the circumferential speed of the rollers is the same, in the latter case the workpiece does not shift in the axial direction under or solely under the effect of the rotation of the rollers. If no displacement were caused, a profile would therefore only be generated all around at the point where the rollers engage.
But so that: the profile extends over a greater length of the workpiece, it is shifted in the axial direction while working.
If the roller width is sufficient. two or more than two workpieces can be processed next to each other between the same pair of rollers; The drawing illustrates some exemplary embodiments of the device according to the invention, on the basis of which the method according to the invention is explained, for example.
1 and 2 are a plan and a view of a device in which two rolls are arranged with opposite pitch.
Fig. 3 is a view of the feed device for axially shifting the workpieces of this example.
Fig. 4 is a device for controlling the advance of the workpiece with the rollers rotating in the opposite direction, and Fig. 5 is a view of a device with rollers of different diameters.
In the embodiment of FIGS. 1 to 3, two profile rollers a and b are rotated by their shafts d and e in the same direction of rotation, as indicated by arrows. The rollers are provided with oppositely running, i.e. right-hand and left-hand, single or multi-start screw profiles. These screw profiles can be thread profiles for example. The cylindrical workpiece W is inserted between the rollers and perpendicular to their axial direction. - This workpiece is supported between points f and g.
Since the rollers a and b rotate in the same direction, the axial feed forces exerted by them on the workpiece W cancel each other out. The workpiece is therefore not fed by the rollers. As a result of the helical profiles of the rollers, however, the workpiece is rotated about its axis by the rotation of the rollers. Because the roller on the left in Fig. 2 seeks to rotate the workpiece W counterclockwise through its profile as it rotates, as indicated by an arrow, and also seeks the roller b through its oppositely rising Ge thread the workpiece counterclockwise to turn.
The short profile shown in FIG. 1 is therefore produced on the workpiece IV by means of the device. At the beginning of the operation, the rollers are, for example, hydraulically brought closer to one another until the desired profile depth is reached. Then the workpiece is pushed in its axial direction between the rollers. The profile created on it therefore extends over a greater length of the workpiece, which corresponds to the pre-cut length. In this way, for example, straight teeth or similar surface profiles can be attached to the workpiece, the profiles of which run in the longitudinal direction of the workpieces.
The device according to FIGS. 1 to 3 is designed in such a way that two workpieces lying next to one another (if the roll width is sufficient, it could also be more than two) can be provided with the desired profile. The workpieces are stored in a U-shaped carrier h for the tip bearings <I> f </I> and <I> g </I>, and this carrier can be moved in the longitudinal direction by a handwheel i.
The work piece can also be pushed out in other ways, for example by hydraulic means, that is to say automatically. The speed of the advance and the extent of the same can be adjustable. The workpieces are moved in their Achsrich device, the workpiece axes are always perpendicular to the plane containing the roller axes.
However, the helical profiles attached to rollers a and b can also run in the same direction, that is, they can both be right-handed or both left-handed. In this case, however, the rollers <I> a </I> and <I> b </I> must be rotated in the opposite direction. Such an arrangement is shown in FIG. In such an arrangement, the longitudinal forces exerted by the rollers on the workpiece act in the same direction, namely from top to bottom in FIG. 4. The workpiece would therefore run quickly through the rollers without the profile being created over its entire circumference.
For this reason, the workpiece is braked here in its axial direction. A hydraulic brake, which consists of a cylinder n, a piston m, a piston rod Ir, and a throttle valve o, is used for this purpose. This brake is connected to the tips f, g. Under the axial pressure acting in the direction of the arrow I, the piston m is slowly pushed downward as a result of the throttle valve o, so that the surface profile is formed on the workpiece W all around. The passage of the workpiece W can be slowed down to a variable extent by this brake.
Instead of this brake, the arrangement can be made so that the circumferential speed of the rollers a and b, which have oppositely extending helical profiles on the circumference, is different, and that the rollers rotate in the same sense. According to FIG. 5, the different peripheral speed is achieved because the rollers a and b receive ver different diameters. According to FIG. 5, roller a now tends to move the workpiece upwards in the direction of arrow II, while roller b seeks to move the workpiece downwards.
Since the peripheral speed of the roller a is greater than that of the roller b, the upward direction predominates. The workpiece is therefore displaced upwards in the direction of arrow II. This forward thrust is relatively slow due to the different circumferential speeds of the two rollers. The roller b exerts a braking effect on the feed provided by the roller a. The resulting low surface friction causes a further smoothing of the rolled and profiled surface of the workpiece.
Instead of achieving the different circumferential speeds of the rollers by choosing different diameters, rollers of the same diameter can also be arranged with different numbers of revolutions.