Vorrichtung zum spanlosen Profilieren von Metallkörpern Es ist ein Verfahren zum spanlosen Profilseren von Metallkörpern bekannt, bei dem mindestens eine Formrolle mit dem Rohkörper in wiederholte ver formende Berührung gebracht wird, wobei zwischen Rohkörper und Formrollen eine relative Vorschub bewegung in Richtung der zu erzeugenden Profile stattfindet. Die wiederholte verformende Berührung zwischen Rohkörper und Formrollen wird in der Weise bewirkt, dass in einem drehangetriebenen Tragkopf die Formrollen alle in gleichem Abstand achsparallel um die Drehachse des Tragkopfes herum frei drehbar angeordnet sind, also in dem sich drehenden Tragkopf eine Planetenbewegung ausführen.
Die freie Drehbarkeit der Profilrollen im Trag kopf ist deswegen vorgesehen, weil der wiederholte verformende Eingriff zwischen Formrolle und Werk stück praktisch mittels einer Abrollbewegung erfolgen sollte, also die Formrolle sich in bezug auf die Plane tenbewegung gegensinnig drehen sollte. Bisher wurde angenommen, dass die einmal im Eingriff gestandene Formrolle die dabei erhaltene gegensinnige Drehung bis zu ihrem nächsten Eingriff einigermassen bei behalte und beim jedesmaligen Eingriff nur ganz unwesentlich vom Werkstück beschleunigt werden müsse.
Die so erhaltenen Arbeitsresultate waren jedoch mangelhaft und liessen vermuten, dass die durch das schlagartige Auftreffen der Formrolle am Werkstück bedingte kleine, aber erhebliche schlagartige Beschleu nigung der Formrolle nicht messbare und maschinell nicht beherrschbare Schwingungen oder sonstige Kleinbewegungen zwischen Formrolle und Werk stück hervorrufe, welche der Grund für die mangel hafte Arbeit seien.
Erfindungsgemäss erhält nun die Formrolle dann, wenn sie mit dem Werkstück nicht in Eingriff ist, einen Drehantrieb um ihre eigene Achse, welcher einen zur Kreisbewegung der Planetenbewegung gegenläufigen Drehsinn besitzt, um zu vermeiden, dass die Formrolle beim Eingriff mit dem Werkstück eine grosse Drehbeschleunigung erhält.
Mit verschiedenen Ausführungsformen der Er findung wurde festgestellt, dass ein gewisses maschinell kontrollierbares Mass von gleitender Reibung zwi schen Werkzeug und Werkstück je nach Art der Arbeit sogar wünschbar und für deren Qualität vor teilhaft ist. Deshalb werden im folgenden als Bei spiele verschiedene Ausführungsformen des Erfin dungsgedankens gezeigt, welche teils formschlüssigen, teils kraftschlüssigen Drehantrieb der Formrollen vom Tragkopf aus vorsehen oder auch nur die Formrollen unter sich in möglichst gleichmässig drehender Bewe gung halten.
Die Zeichnung stellt Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dar: Fig. 1 einen Tragkopf des ersten Beispiels im Achsschnitt mit formschlüssigem Antrieb der Form rolle; Fig. 2 einen Teil eines zweiten Beispiels, bei dem Federelemente auf den Umfang derFormrolle wirken; Fig. 3 den Tragkopf eines weiteren Beispiels, bei dem Federelemente im spitzen Winkel zur Form rollenachse wirken; Fig. 4 einen Achsschnitt und Fig. 5 einen Querschnitt eines Tragkopfes eines Beispiels, bei dem die Formrolle von einer Wirbel bremse angetrieben wird;
Fig. 6 einen Achsschnitt und Fig. 7 einen Querschnitt eines Beispiels mit einem Antrieb der Formrollen untereinander; Fig. 8 ein Beispiel mit einem starren Reibring. Die Vorrichtung zum Kaltwalzen gemäss Fig. 1 von Profilen an zylindrischen Metallkörpern, arbeitet auf folgende Weise: Das Werkstück w ist auf einem Schlitten gelagert, welcher während des Arbeitsganges in Richtung der Achse von w eine Vorschubbewegung ausführt. Ferner sind Mittel vorhanden, um während des Arbeits ganges das Werkstück um seine Längsachse gleich förmig zu drehen.
Weiter trägt die Maschine einen oder mehrere Tragköpfe 1, welche ortsfest sind. Bei Verwendung mehrerer Tragköpfe sind dieselben symmetrisch zur Achse A des Werkstückes gelagert. Jeder dieser Tragköpfe 1 enthält einen Rotor 2, welcher von der Maschine aus über Antriebswelle 3 eine drehende Bewegung erhält. In jedem Rotor sind parallelachsig und in gleichem Abstand zu seiner Drehachse ein oder meist mehrere Formrollen 4 mit Lagerbolzen 5 drehbar gelagert.
Bei angetriebenem Rotor 2 machen also die Formrollen 4, die sich wie nachher erwähnt noch um ihre eigene Achse drehen, eine planetenartige Bewegung zum Werkstück hin und von diesem weg.
Nun sind die Drehbewegungen des Werkstückes w und der Rotor 2 so aufeinander abgestimmt, dass bei jedem Auftreffen einer Profilrolle auf das Werk stück die ringförmigen Profilrippen 8 der Profilrolle 4 auf Umfangsstellen des Werkstückes treffen, wo eine Profillücke eingewalzt werden soll. Entsprechend der Dreh- und Vorschubbewegung des Werkstückes w werden also in diesem, spiralig am Umfang fort schreitend, kleine Teilwalzvorgänge erzeugt, welche sich in der einzelnen Werkstück-Zahnlücke gegen seitig überdecken und zu fortlaufenden Rillen ver längern.
Die Tragköpfe haben einen unveränderlichen Abstand zur Achse des Werkstückes w und letzteres wird erst nach Anlaufen der Maschine durch den Vorschub in den Wirkungsbereich der Formrollen 4 gebracht.
Nach dem bisherigen Stand der Technik sind, wie erwähnt, die Profilrollen 4 auf den Lagerbolzen 5 des Rotors antriebslos frei drehbar gelagert. So erhal ten sie beim jeweiligen Auftreffen äuf das Werkstück w eine Drehbeschleunigung im entgegengesetzten Sinn zur Rotordrehung. Beim Verlassen der Werk stückberührung hört diese Beschleunigung auf und die Drehzahl der Formrolle fällt ab bis zur neuer lichen Berührung mit Werkstück. Diesem Übelstand hilft die Vorrichtung gemäss Fig. 1 dadurch ab, dass die Formrollen nicht frei drehbar sind, sondern einen Drehantrieb um ihre eigene Achse erhalten.
Das ist so ausgeführt, dass der feststehende zylindrische Teil l' des Tragkopfes 1 einen Innenzahnkranz 6 erhält. Der Lagerbolzen 5 ist mit der Formrolle 4 verkeilt und trägt an einem Ende fest angearbeitet das Ritzel 7, welches mit dem Zahnkranz 6 in Eingriff steht.
Es wird nun der Teilkreis des Ritzels 7 so gewählt, dass er dem mittleren Durchmesser der Profilringe 8 der Formrolle 4 entspricht. Es findet so zwischen Werkstück w und Formrolle 4 statt der bisherigen Reibung praktisch eine reine Abrollung statt, weil die durch den beschriebenen formschlüssigen Dreh antrieb erzwungene rückläufige Drehbewegung der Formrolle 4 gleiche Umfangsgeschwindigkeit an der Berührungsstelle mit dem Werkstück w besitzt, wie die vorläufige Drehbewegung des Rotors 2, diese also aufhebt.
Durch Vergrössern oder Verkleinern des Durchmessers der Formrollen 4 ist man ausserdem in Lage, eine geringe Reibung zwischen Formrolle und Werkstück zu erzeugen, falls dies für die Oberflächen güte des letzteren wünschbar ist, und zwar im Sinne oder im Gegensinne zur Vorschubbewegung. Die be schriebene Vorrichtung nach Fig. 1 bewirkt also, dass die Formrollen einen Drehantrieb erhalten, welcher einen zur Planetenbewegung gegenläufigen Drehsinn besitzt und bewirkt, dass zwischen Formrollen und Werkstück nur eine geringfügige Reibung während des verformenden Eingriffes stattfindet.
Die Formrolle erhält also beim Eingriff mit dem Werkstück keine grosse Drehbeschleunigung, sondern sie erhält diese im wesentlichen in den Pausen zwischen je zwei Eingriffen durch den oben beschrie benen Drehantrieb 6, 7.
Im Gegensatz zu Fig. 1, wo der Drehantrieb der Formrolle 4 formschlüssig vom feststehenden Trag kopf 1 aus erfolgt, zeigt Fig. 2 eine Vorrichtung mit kraftschlüssig wirkendemDrehantrieb derFormrollen. Eine oder mehrere Federn 13 sind am Tragkopf 1 befestigt (nicht dargestellt) also ortsfest und ragen mit ihrem freien Ende in die Planetenbahn der Formrollen 4 hinein, werden bei deren Durchgang jeweils angehoben und erteilen durch Reibung zwi schen Teil 4 und 13 den Formrollen eine Drehung im Pfeilsinn.
In Beispiel Fig.3 tragen die Formrollen 4 an beiden Stirnseiten Kegelflächen 19, gegen welche die am Tragkopf 1 uridrehbar befestigten ortsfesten Feder ringe 20, 20' mit ihren konischen Stirnflächen an liegen. Durch Zwischenlegen verschieden breiter Distanzringe 21, 21' wird das Mass der Reibung an der Berührungslinie zwischen den Teilen 4 und 20, 20' bestimmt. Die Ausfederung der Ringe 20, 20' geschieht als Deformierung aus der Kreisform heraus. Die Ringe 20, 20' bewirken ausserdem eine axiale Festlegung der Formrollen 4.
Fig. 4 und 5 zeigen einenDrehantrieb mitFlüssib keit. In einer von der Maschine mit Drucköl versorg ten Ölkammer 14 läuft eine Verlängerung des Lager zapfens 5 der Formrolle 4 planetenförmig um, an dem die Schaufelkränze 15, 15' sich befinden. Der Gegen schaufelkranz 16 ist ortsfest uridrehbar auf dem zylin drischen Teil 1' des Trägers 1 befestigt. Durch die Kränze 15, 15' wird der Formrolle die Rotation um ihre Achse erteilt.
In den bisherigen Beispielen Fig. 1 bis 5 wurde die Relativbewegung zwischen dem ortsfesten Träger 1 und dem drehenden Rotor 2 dazu benützt, die Drehbewegung der Formrollen 4 um ihre Achsen zu erzeugen. Das Beispiel nach Fig. 6 und 7 zeigt da gegen eine reibungsschlüssige Verbindung der einzel nen Formrollen untereinander; z. B. mittels einer endlosen Kordel 17, welche in ringförmigen Rillen 18 der Formrollen läuft und alle Formrollen eines Trag- kopfes umschlingt.
Die schädliche, schlagartige Dreh beschleunigung jeder Formrolle beim Eingriff mit dem Werkstück (siehe Einleitung) ist hier etwa um so viel mal geringer, als Formrollen in einem Tragkopf angeordnet sind, da der Beschleunigungsimpuls von der jeweils mit dem Werkstück im Eingriff befind lichen Rolle auf die andern Rollen übertragen wird.
Die vorgezeigten Beispiele sind nicht erschöpfend. So lässt sich beispielsweise statt des hydraulischen Drehantriebes (Fig. 4 und 5) ein pneumatischer Dreh antrieb denken. Die Kordel 17 (Fig. 6 und 7) wird beim Beispiel nach Fig. 8 ersetzt durch einen Reib ring 19 mit zylindrischer oder kegeliger Innenfläche, der undrehbar mit dem Tragkopf verbunden ist und unter Vorspannung steht.