DE102006028097B4 - Werkstückzentriervorrichtung und Räumverfahren - Google Patents

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Abstract

Vorrichtung (16, 116, 216, 316, 416, 516, 616) zum Zentrieren eines Werkstücks (10', 110', 210', 310', 410', 510', 610') bezüglich einer Mittellinie (18, 118, 218) eines Werkzeugs (20, 120, 220), mit:
einer radial stationären Komponente (30, 32A, 32B, 132A, 132B, 230, 232A, 232B, 332A, 332B, 332C, 432A, 432B, 530, 532, 630, 632A, 632B), die bezüglich des Werkzeugs (20, 120, 220) starr befestigt ist, so dass die radial stationäre Komponente (30, 32A, 32B, 132A, 132B, 230, 232A, 232B, 332A, 332B, 332C, 432A, 432B, 530, 532, 630, 632A, 632B) und das Werkzeug (20, 120, 220) konzentrisch sind; und
einem Vorspannmechanismus (40, 42, 44, 46, 142, 144, 146, 240, 242, 244, 246, 260, 346, 360, 440, 442, 444, 446, 572, 574, 640, 642, 644), der von der radial stationären Komponente (30, 32A, 32B, 132A, 132B, 230, 232A, 232B, 332A, 332B, 332C, 432A, 432B, 530, 532, 630, 632A, 632B) weg vorgespannt ist,...

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Zentrieren eines Werkstücks bezüglich einer Mittellinie eines Werkzeugs sowie ein Verfahren zum Räumen eines Werkstücks.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Die Qualität und Funktionen gefertigter Komponenten hängen direkt zusammen mit der Übereinstimmung mit Teilespezifikationen. Die Übereinstimmung mit Teilespezifikationen wiederum wird beeinflusst durch die Anzahl von Fertigungsprozessen, denen die Komponente unterzogen wird, und den kumulativen Effekt der Abmessungstoleranz oder „Spiel” verschiedener Spezifikationen. Innenzahnräder z. B. werden typischerweise mit einer anfänglichen Innendurchmesserbohrung und einem Außendurchmesser gebildet, geschnitten oder auf andere Weise versehen. Die Zahnräder werden dann einem externen Räumprozess am Außendurch messer und danach einem internen Räumprozess am Innendurchmesser unterzogen. Da diese beiden Prozesse Arbeitsvorgänge mit Führungszapfen sind, bei denen ein Arbeitswerkzeug axial durch die Komponente geführt wird, sind Spezifikationstoleranzen an dem Innendurchmesser vor dem Räumen eng, um eine enge Passung mit dem Werkzeug sicherzustellen und eine kumulative Addition von Abmessungsfehlern zu minimieren. Tatsächlich beträgt der Durchmesser der Führungszapfensektion des Räumwerkzeugs typischerweise nur 0,030 mm bis 0,050 mm unter dem kleinsten akzeptablen Innendurchmesser des Werkstücks. Die Notwendigkeit enger Abmessungstoleranz erhöht die Komponentenkosten. Nach dem externen Räumprozess und vor dem internen Räumprozess wird außerdem typischerweise die Komponente an der Innendurchmesserbohrung gedreht, d. h. nachgeschnitten, um eine akzeptable Konzentrizität der Innenbohrung und des neu geräumten Außendurchmessers sicherzustellen. Signifikante Kapitalkosten sind mit diesem zusätzlichen Prozessschritt verbunden. Die Arbeitsfunktion des fertig gestellten Werkstücks wird verbessert, und die Anzahl ausrangierter Komponenten wird reduziert, falls Konzentrizität des Innendurchmessers, des Außendurchmessers und des Arbeitswerkzeugs mit einer minimalen Anzahl von Prozessschritten gesteuert werden kann.
  • Die DE 693 21 818 T2 beschreibt eine Räummaschine, deren Werkzeugträger über eine Kreuzscheibenkupplung gelagert ist, sodass der Werkzeugträger in zwei zueinander senkrecht stehenden Richtungen bezüglich eines zu räumenden Werkstücks zentriert werden kann.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einfachen Mitteln eine Zentrierung eines zu räumenden Werkstücks mit einem Räumwerkzeug zu erzielen.
  • Diese Aufgabe wird mit einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 13 gelöst.
  • Es wird eine Zentriervorrichtung bereitgestellt, die ein Werkstück bezüglich eines Räumwerkzeugs zentriert, um Konzentrizität zu verbessern und den Einfluss der Lagetoleranzaddition an der fertig gestellten Komponente zu minimieren. Konkret enthält die Zentriervorrichtung eine radial stationäre Komponente, die bezüglich des Werkzeugs starr befestigt ist, so dass die radial stationäre Komponente und das Werkzeug konzentrisch sind. Die Zentriervorrichtung enthält auch einen Vorspannmechanismus (der eine Feder oder ein hydraulischer oder pneumatischer Kolben sein kann), der eine im Wesentlichen gleich verteilte radiale Kraft am Umfang des Werkstücks beaufschlagt, um das Werkstück bezüglich des Werkzeugs vor einer maschinellen Bearbeitung des Werkstücks mit dem Werkzeug zu zentrieren. Der Umfang des Werkstücks, an welchem die Zentriervorrichtung wirkt, kann ein Innendurchmesser oder ein Außendurchmesser sein. Der Außendurchmesser kann z. B. der Durchmesser der inneren Kerbverzahnung von eines außen verzahnten Zahnrads sein. Die Zentriervorrichtung kann das Werkstück aktiv unter Ausnutzung eines hydraulischen oder pneumatischen Drucks oder passiv unter Ausnutzung einer Feder oder von Federn zentrieren.
  • Die Zentriervorrichtung gestattet ein verbessertes Verfahren zum Räumen eines Werkstücks. Ein Außendurchmesser des Werkstücks kann zuerst maschinell bearbeitet werden (z. B. umfangsgeräumt, gekront, wälzgefräst oder gedreht), um eine gewünschte Ausführung zu schaffen. Das Werkstück wird dann zu einem Räumwerkzeug befördert, und das Werkzeug wird abgesenkt, so dass eine Führungszapfensektion des Werkzeugs sich durch das Werkstück erstreckt. Die Zentriervorrichtung zentriert das Werkstück bezüglich des Werkzeugs. Der Innendurchmesser des Werkstücks kann dann geräumt werden, indem der Arbeitsteil des Werkzeugs axial über eine innere Umfangsfläche des Werkstücks bewegt wird. Es ist kein Zwischenschritt zum Drehen oder Nachschneiden des Innendurchmessers des Werkstücks nach einer maschinellen Bearbeitung des Außendurchmessers notwendig.
  • Die obigen Merkmale und Vorteile und andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung der besten Verfahren zum Ausführen der Erfindung ohne weiteres ersichtlich, wenn sie in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen vorgenommen wird.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist eine schematische perspektivische Ansicht eines Innenzahnrads mit einer äußeren Kerbverzahnung;
  • 2 ist eine partielle Querschnittansicht einer Zentriervorrichtung zum Zentrieren des Innendurchmessers eines Werkstücks bezüglich eines Räumwerkzeugs;
  • 3 ist eine fragmentarische Querschnittansicht der Zentriervorrichtung von 2;
  • 4 ist eine fragmentarische Querschnittansicht einer zweiten Ausführungsform einer Zentriervorrichtung zum Zentrieren des Innendurchmessers eines Werkstücks bezüglich eines Räumwerkzeugs;
  • 5 ist eine Aufrissansicht eines partiellen Querschnitts einer dritten Ausführungsform einer Zentriervorrichtung zum Zentrieren des Außendurchmessers eines Werkstücks bezüglich eines Räumwerkzeugs;
  • 6 ist eine fragmentarische Querschnittansicht der Zentriervorrichtung von 5;
  • 7 ist eine fragmentarische Querschnittansicht einer vierten Ausführungsform einer Zentriervorrichtung zum Zentrieren des Außendurchmessers eines Werkstücks bezüglich eines Räumwerkzeugs;
  • 8 ist eine fragmentarische Querschnittansicht einer fünften Ausführungsform einer Zentnervorrichtung zum Zentrieren des Außendurchmessers eines Werkstücks bezüglich eines Räumwerkzeugs;
  • 9 ist eine fragmentarische Querschnittansicht einer sechsten Ausführungsform einer Zentriervorrichtung zum Zentrieren des Außendurchmessers eines Werkstücks bezüglich eines Räumwerkzeugs; und
  • 10 ist eine fragmentarische Querschnittansicht einer siebten Ausführungsform einer Zentriervorrichtung zum Zentrieren des Außendurchmessers eines Werkstücks bezüglich eines Räumwerkzeugs.
  • BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Bezug nehmend auf die Zeichnungen, worin gleiche Bezugsziffern auf gleiche Komponenten verweisen, zeigt 1 eine fertig gestellte Komponente 10, die ein Innenzahnrad ist, das so bearbeitet wurde, dass es Kerbverzahnungen 12 an einem äußeren Umfang und Zähne 14 an einem inneren Umfang aufweist. Für die Qualitätskontrolle ist es wichtig, dass die inneren Zähne 14 mit den äußeren Kerbverzahnungen 12 konzentrisch sind. Andere Komponenten mit ähnlichen Anforderungen an die Konzentrizität sind Innenzahnräder mit gekronten Kerbverzahnungen an dem Ende oder ein Aussenzahnrad mit einer internen Kerbverzahnung. Die im Folgenden beschriebenen Zentriervorrichtungen können für Werkstücke für eine be liebige Komponente verwendet werden, die einen maschinell bearbeiteten Außendurchmesser (z. B. einen Außendurchmesser, der irgendeinem bekannten maschinellen Bearbeitungsprozess wie z. B. Umfangsräumen, Kronen, Wälzfräsen oder Drehen unterzogen wurde) aufweist und einen geräumten Innendurchmesser erfordert.
  • Erste Ausführungsform einer Zentriervorrichtung
  • Bezug nehmend auf 2 ist eine Innendurchmesser-Zentriervorrichtung 16 (”ID-Zentriervorrichtung”) dargestellt, die die bis jetzt nicht fertiggestellte Komponente von 1 als ein Werkstück zentriert, auf das hierin als 10' in seinem nicht fertiggestellten Zustand verwiesen wird. Die ID-Zentriervorrichtung 16 stellt sicher, dass das Werkstück 10 bezüglich einer Mittellinie 18 eines Räumwerkzeugs 20 vor einer axialen Bewegung des Werkzeugs 20 zentriert ist, um einen Räumvorgang am Innendurchmesser 22 des Werkstücks 10' durchzuführen. Der Innendurchmesser 22 wird durch einen Bohr- oder Drehvorgang erreicht, der vor einem Räumvorgang des Innendurchmessers stattfindet. Der Außendurchmesser 26 des Werkstücks 10' wurde vorzugsweise schon einer maschinellen Bearbeitung unterzogen (z. B. umfangsgewälzt, gekront, wälzgefräst, gedreht etc.), um eine maschinell bearbeitete Oberfläche mit den externen Kerbverzahnungen von 1 zu schaffen. Innerhalb des Umfangs der Erfindung kann alternativ dazu ein Bearbeitungsvorgang für den Außendurchmesser darin bestanden haben, an einem Außendurchmesser eines Werkstücks andere Oberflächeneigenschaften wie z. B. äußere Zähne oder axial verlaufende Kronen aufzubringen.
  • Die ID-Zentriervorrichtung 16 ist ringförmig und umschreibt die Führungszapfensektion 19 des Werkzeugs 20. Eine Haltevorrichtung 24 ist um das Werkzeug 20 befestigt und sichert die ID-Zentriervorrichtung 16 am Werkzeug 20, indem die Vorrichtung 16 in einer axialen Stellung an einer auf dem Werkzeug 20 ausgebildeten Schulter 27 sandwichartig aufgenommen wird. Die Zentriervorrichtung 16 kann sich somit axial mit dem Werkzeug 20 bewegen, während das Werkzeug 20 durch das Werkstück 10' abgesenkt wird und die Arbeitssektion 29 des Werkzeugs 20 die Oberfläche am Innendurchmesser 22 bearbeitet. Die Haltevorrichtung 24 kann eine geteilte Klemme, Keilverriegelung, eine Mutter (wie dargestellt) mit geschliffenem Gewinde oder geschliffen mit Halteschrauben oder irgendein anderes bekanntes Mittel zum Festhalten sein, das eine sichere Anordnung der Zentriervorrichtung 16 bezüglich des Werkzeugs 20 ermöglicht.
  • Bezug nehmend nun auf 3 enthält die ID-Zentriervorrichtung 16 eine Basiskomponente 30 und eine Halterung 32A, 32B mit einem oberen Abschnitt 32A und einem unteren Abschnitt 32B, die beide mit Befestigungsmittel 34 an der Basiskomponente 30 befestigt sind. Die Basiskomponente 30, der obere Abschnitt 32A und der untere Abschnitt 32B sind radial stationäre Komponenten, die bezüglich des Werkzeugs 20 befestigt und aufgrund der engen Toleranzen, mit denen sie geschliffen sind, damit konzentrisch sind. Falls andere Arten von Haltevorrichtungen, die von einer Haltemutter verschieden sind, verwendet werden, kann Konzentrizität z. B. durch eine bewährte Verriegelungsvorrichtung statt enger Abmessungstoleranzen sichergestellt werden. Wenn sie an der Basiskomponente 30 befestigt sind, sind der obere und untere Abschnitt 32A, 32B axial voneinander beabstandet, so dass sie dazwischen einen verjüngten Schlitz 36 bilden. Ein Hohlraum 38 ist durch die Basiskomponente 30 und die Halterungsabschnitte 32A, 32B definiert und zwischen diesen ausgebildet. Obere und untere Verkeilvorrichtungen 40 bzw. 42 umschreiben die Basiskomponente 30 innerhalb des Hohlraums 38. Die Verkeilvorrichtungen 40, 42 sind so bemessen, dass sie innerhalb des Hohlraums 38 axial ver schiebbar sind. Es sollte erkannt werden, dass die Basiskomponente 30, die Halterung 32A, 32B und die Verkeilvorrichtungen 40, 42 alle ringförmig sind, so dass sie das Werkzeug 20 umschreiben.
  • Kontaktelemente, welche Zentrierkugeln 44 (eine dargestellt) sein können, sind zwischen der Halterung 32A, 32B und den Verkeilvorrichtungen 40, 42 untergebracht und um das Werkzeug 20 beabstandet. Eine Feder 46 (oder mehrere Federn) ist zwischen der Basiskomponente 30 und der oberen Verkeilvorrichtung 40 gelegen. Eine ringförmig gewellte Feder oder Belleville-Feder kann verwendet werden, oder mehrere Druckfedern können um das Werkzeug 20 innerhalb des Hohlraums 38 in Umfangsrichtung beabstandet sein. Die Feder 46 spannt die obere Verkeilvorrichtung 40 in Richtung auf die untere Verkeilvorrichtung 42 vor. Die Verkeilwirkung der Feder 46 prägt über schräge Oberflächen 48, 50 der Verkeilvorrichtungen 40 bzw. 42, welche die Kugel 44 berühren, der Kugel 44 eine radiale Kraft auf. Die Kugel 44 ist bezüglich des Schlitzes 36 so bemessen, dass ein Teil der Kugel aus dem Schlitz 36 vorragt, den Zwischenspalt 52 (dessen Größe eine Funktion der Abmessungstoleranz des Werkstücks 10' ist) zwischen dem Innendurchmesser 22 (siehe 2) und dem Werkzeug 20 überspannend. Die Kugel 44 wird folglich durch die Feder 46 und die Verkeilvorrichtungen 40, 42 so vorgespannt, dass sie den Innendurchmesser 22 des Werkstücks 10' berührt und dort eine radial auswärts gerichtete Kraft beaufschlagt. Da mehrere Kugeln 44 das Werkzeug 20 umschreiben, ist die radial auswärts gerichtete Kraft um den Innenumfang 54 des Werkstücks 10' gleich verteilt und wirkt in einer axialen Ebene P auf dem Werkstück 10'. Die Basiskomponente 30 dient folglich als Reaktionselement für die radiale Kraft, die durch jede Kugel 44 am Innenumfang des Werkstücks 10' beaufschlagt wird. Auf die Zentrierkugeln 44, Verkeilvorrichtungen 40, 42 und Feder 46 kann als ein Vorspannmechanismus verwiesen werden.
  • Da die Basiskomponente 30 bezüglich des Werkzeugs 20 konzentrisch ist, wird der Innendurchmesser 22 des Werkstücks 10' konzentrisch mit dem Werkzeug 20 ausgebildet, was ein Aufaddieren von Toleranzen zwischen dem Werkzeug 20 und dem Innendurchmesser 22 eliminiert. Ist das Werkstück 10' einmal mit dem Werkzeug 20 konzentrisch eingerichtet, wird eine obere Klemme 56 nach unten bewegt, um das Werkstück 10' zwischen der oberen Klemme 56 und einer Teilespannvorrichtung 58 wie z. B. einem Arbeitstisch zu sichern. Dementsprechend kann ein nachfolgender Räumvorgang am Innendurchmesser 22 ohne einen dazwischen liegenden Drehvorgang, um Konzentrizität des Innendurchmessers 22 zum Werkstück 20 sicherzustellen, ausgeführt werden. Da das Werkzeug 20 mit dem Werkstück 10' konzentrisch ist, wird die Zahnform oder das Zahnmerkmal, das durch das Werkzeug 20 aufgeprägt wird, mit dem Innendurchmesser 22 konzentrisch sein.
  • Zweite Ausführungsform einer Zentriervorrichtung
  • 4 zeigt eine alternative Ausführungsform einer Innendurchmesser-(ID)-Zentriervorrichtung 116, die in diesem Fall mit einem Räumwerkzeug 120 integriert ist. Die Zentriervorrichtung 116 zentriert ein Werkstück 110' bezüglich einer Mittellinie 118 des Werkzeugs 120 vor einem internen Räumvorgang. Das Werkstück 110' wurde schon einer maschinellen Bearbeitung wie z. B. einem Umfangsräumen unterzogen, um eine Kerbverzahnung an einem Außendurchmesser 126 zu bilden. Die ID-Zentriervorrichtung 116 enthält eine Halterung 132A, 132B mit einem oberen Abschnitt 132A und einem unteren Abschnitt 132B, die beide mit Befestigungsmittel 134 am Werkzeug 120 befestigt sind. Serientoleranzen des Werkzeugs und der Zentriervorrichtung stellen Konzentrizität dieser Komponenten in Bezug aufeinander sicher. Der obere Abschnitt 132A und der untere Abschnitt 132B sind radial stationäre Komponenten, die bezüglich des Werkzeugs 120 befestigt und mit ihm konzentrisch sind. Wenn sie am Werkzeug 120 befestigt sind, sind der obere und untere Abschnitt 132A, 132B voneinander axial beabstandet, so dass sie dazwischen einen verjüngten Schlitz 136 bilden. Das Werkzeug 120 ist mit einer schrägen Oberfläche 148 ausgebildet. Ein Hohlraum 138 ist zwischen dem Werkzeug 120 und der Halterung 132A, 132B ausgebildet. Eine Verkeilvorrichtung 142 umschreibt das Werkzeug 120 und ist so bemessen, dass sie bezüglich des Werkzeugs 120 im Hohlraum 138 zwischen dem oberen Abschnitt 132B und einer Schulter 142 des Werkzeugs 120 der schrägen Oberfläche 148 benachbart axial verschiebbar ist.
  • Kontaktelemente, auf die auch als Zentrierkugeln 144 (eine dargestellt) verwiesen wird, sind zwischen der Halterung 132A, 132B, der schrägen Oberfläche 148 und der Verkeilvorrichtung 142 untergebracht. Eine Feder 146 (oder mehrere Federn) ist zwischen dem unteren Abschnitt 132B der Halterung und der Verkeilvorrichtung 142 gelegen. Eine ringförmige gewellte Feder oder Belleville-Feder kann verwendet werden, oder mehrere Druckfedern können um das Werkzeug 120 innerhalb des Hohlraums 138 in Umfangsrichtung beabstandet sein. Die Feder 146 spannt die Verkeilvorrichtung 142 in Richtung auf die schräge Oberfläche 148 vor. Die Verkeilwirkung der Verkeilvorrichtung 142 und der schrägen Oberfläche 148 prägt der Kugel 144 eine radiale Kraft auf. Auf die Zentrierkugeln 144, die Verkeilvorrichtung 142 und die Feder 146 kann als Vorspannmechanismus verwiesen werden. Die Kugel 144 ist bezüglich des Schlitzes 136 so bemessen, dass ein Teil der Kugel 144 aus dem Schlitz 136 vorragt, einen Zwischenraumspalt 152 zwischen dem Innendurchmesser 122 des Werkstücks 110' und dem Werkzeug 120 überspannend. Folglich beaufschlagt jede Kugel 144 am Innendurchmesser 122 des Werkstücks 110' eine radial nach außen gerichtete Kraft. Da mehrere Kugeln 144 das Werkzeug 120 umschreiben, ist die radial auswärts gerichtete Kraft von den Kugeln 144 gleichmäßig um den inneren Umfang 154 des Werkstücks 110' verteilt. Die Kugel 144 liegt an der schrägen Oberfläche 148 des Werkzeugs 120 an und macht folglich den Innendurchmesser 122 des Werkstücks 110' konzentrisch mit dem Werkzeug 120. Ist das Werkstück 110' einmal mit dem Werkzeug 120 konzentrisch eingerichtet, wird eine obere Klemme 156 nach unten bewegt, um das Werkstück 110' zwischen der oberen Klemme 156 und einer Teilespannvorrichtung 158 wie z. B. einem Arbeitstisch zu befestigen. Dementsprechend kann der nachfolgende Räumvorgang am Innendurchmesser 122, ohne einen dazwischen liegenden Drehvorgang, um Konzentrizität des Innendurchmessers 122 zum Werkstück 120 sicherzustellen, ausgeführt werden. Da das Werkstück 120 mit dem Werkstück 110' konzentrisch ist, wird die Zahnform oder das Zahnmerkmal, das durch das Werkzeug 120 aufgebracht wird, mit dem Innendurchmesser 122 konzentrisch sein.
  • Dritte Ausführungsform einer Zentriervorrichtung
  • Bezug nehmend auf 5 umgibt laut Darstellung eine dritte Ausführungsform einer Zentriervorrichtung 216, die in diesem Fall eine Außendurchmesser-(”OD”)-Zentnervorrichtung ist, ein Werkstück 210' und ein Räumwerkzeug 220. Die Zentriervorrichtung 216 ist an einer oberen Klemme 256, die bezüglich des Räumwerkzeugs 220 konzentrisch ist, starr befestigt. Alternativ dazu, aber nicht dargestellt, kann die Zentriervorrichtung 216 an einer Teilespannvorrichtung 258 befestigt sein, die ein Tisch oder eine andere Maschinenkomponente sein kann. Solch ein Entwurf würde genauso gut wie eine Befestigung der Zentriervorrichtung 216 an der Klemme 256 funktionieren, da sowohl die Klemme 256 als auch die Teilespannvorrichtung 258 bezüglich des Werkzeugs 220 konzentrisch sind. (Konzentrizität des Werkzeugs 220 bezüglich der Zentriervorrichtung 216 kann durch ein (bezüglich 6 dargestelltes und unten beschriebenes) Einstellmerkmal 235 sichergestellt werden.)
  • Nach 6 wirkt die Zentriervorrichtung 216 auf einen Aussenumfang 255 des Werkstücks 210' am Außendurchmesser 226 (der Außendurchmesser 226 ist der Innendurchmesser der Kerbverzahnung, die auf dem Außendurchmesser des Werkstücks 204' ausgebildet ist), um das Werkstück 210' bezüglich einer Mittellinie 218 (siehe 5) des Werkzeugs 220 zu zentrieren.
  • Die OD-Zentriervorrichtung 216 enthält eine Basiskomponente 230 und eine Halterung 232A, 232B, 232C mit einem oberen Abschnitt 232A und einem unteren Abschnitt 232B (die beide mit Befestigungsmittel 234 an der Basiskomponente 230 befestigt sind) sowie eine Abdeckplatte 232C. Die Basiskomponente 230, der obere Abschnitt 232A und der untere Abschnitt 232B sind alle radial stationäre Komponenten, die durch das Einstellmerkmal 235 bezüglich einer Klemme 256 befestigt sind. Das Einstellmerkmal 235, auf das gewöhnlich als „Stir Around”- bzw. umfänglich angeordnetes Einstellmerkmal verwiesen wird, erlaubt eine manuelle radiale Einstellung der Position der Zentriervorrichtung 216 bezüglich der Klemme 256, um einen korrektes Zentrieren der Zentriervorrichtung 216 bezüglich der Mittellinie 218 des Werkzeugs 220 sicherzustellen. Das Einstellmerkmal 235 kann eine Schraubspindel sein. Verschiedene Verfahren einer Ausrichtung wie z. B. durch einen Laser können verwendet werden, um Konzentrizität der Zentriervorrichtung 216 mit dem Werkzeug 220 sicherzustellen, wobei das Einstellmerkmal 235 verwendet wird, um die gewünschte Ausrichtung zu erzielen. Wenn sie an der Basiskomponente 232 angebracht sind, sind der obere und untere Abschnitt 232A, 232B voneinander axial beabstandet, so dass sie dazwischen einen Schlitz 236 bilden. Ein Hohlraum 238 ist zwischen der Basiskomponente 230 und der Halte rung 232A, 232B ausgebildet. Obere und untere Verkeilvorrichtungen 240 bzw. 242 umschreiben die Halterung 232A, 232B innerhalb des Hohlraums 238. Die Verkeilvorrichtungen 240, 242 sind so bemessen, dass sie innerhalb des Hohlraums 238 axial verschiebbar sind. Die Basiskomponenten 230, die Halterung 232A, 232B und die Verkeilvorrichtungen 240, 242 sind alle ringförmig, so dass sie das (in 5 dargestellte) Werkzeug 220 umschreiben.
  • Zentrierkugeln 244 (eine dargestellt) sind zwischen der Halterung 232A, 232B und den Verkeilvorrichtungen 240, 242 untergebracht. Eine Feder 246 (oder mehrere Federn) ist zwischen der Basiskomponente 230 und der oberen Verkeilvorrichtung 240 gelegen. Eine ringförmige gewellte Feder oder Belleville-Feder kann verwendet werden, oder mehrere Druckfedern können um das Werkzeug 220 innerhalb des Hohlraums 238 in Umfangsrichtung beabstandet sein. Die Feder 246 spannt die Verkeilvorrichtung 240 in Richtung auf die untere Verkeilvorrichtung 242 vor. Die Verkeilwirkung, die durch die Feder 246 bewirkt wird, prägt der Kugel 244 über schräge Oberflächen 248, 250 der Verkeilvorrichtungen 240 bzw. 242, die die Kugel 244 berühren, eine radial einwärts gerichtete Kraft auf. Mehrere Zentrierstifte 260 (einer dargestellt) (worauf auch als Kontaktelemente verwiesen wird) sind radial einwärts der Kugeln 244 im Hohlraum 248 platziert. Ein Schulterabschnitt 262 des Stifts 260 ist größer als der Schlitz 236, so dass der Stift 260 durch den oberen und unteren Abschnitt 232A, 232B festgehalten wird. Ein Kopfabschnitt 264 des Stifts 260 ist so bemessen, dass er aus dem Schlitz 236 vorragt, wenn eine radial einwärts gerichtete Kraft von der Kugel 244 auf den Stift 260 wirkt. Ein ringförmiger Sitz 265 zwischen dem Kopfabschnitt 264 und dem oberen und unteren Abschnitt 232A, 232B verhindert, dass Trümmer in den Hohlraum 238 eindringen, um die Genauigkeit der Zentriervorrichtung 216 sicherzustellen. Der Kopfabschnitt 264 berührt den äußeren Umfang 255 des Werkstücks 210' am Außendurchmesser 226 (welcher der Innendurchmesser der Kerbverzahnung am äußeren Umfang 255 ist). Der Stift 260 prägt folglich an der Kerbverzahnung 226 am Außendurchmesser des Werkstücks 210' eine einwärts gerichtete Kraft auf. Da mehrere Kugeln 244 und Stifte 260 das Werkstück 210' umschreiben, ist die radial einwärts gerichtete Kraft um den äußeren Umfang 255 des Werkstücks 210' gleichmäßig verteilt. Folglich wirkt die Basiskomponente 230 wie ein Reaktionselement für die radiale Kraft, die durch die Kugeln 244 und Stifte 260 am äußeren Umfang 255 des Werkstücks 210' beaufschlagt wird. Auf die Zentrierkugeln 244, die Stifte 260, die Verkeilvorrichtungen 240, 242 und die Federn 246 kann als Vorspannmechanismus verwiesen werden. Da die Basiskomponente 230 mit dem Werkzeug 220 konzentrisch ist, wird der äußere Umfang 255 des Werkstücks 210' mit dem Werkzeug 220 konzentrisch eingerichtet, was eine Addition von Toleranzen zwischen dem Werkstück 220 und dem Außendurchmesser 226 eliminiert. Demgemäß kann ein nachfolgender Räumvorgang am Innendurchmesser 222 des Werkstücks 210' ohne dazwischen geschalteten Drehvorgang, um Konzentrizität des Innendurchmessers 222 zum Außendurchmesser 226 sicherstellen, ausgeführt werden, da der äußere Umfang 255 des Werkstücks 210' bezüglich der Mittellinie 218 des Werkzeugs zentriert ist.
  • Vierte Ausführungsform einer Zentriervorrichtung
  • In 7 ist eine alternative Ausführungsform einer OD-Zentriervorrichtung 316 dargestellt. Wie die Ausführungsform von 6 ist eine Halterung 332A, 332B, 332C mit einem oberen Abschnitt 332A, einem unteren Abschnitt 332B und einer Abdeckplatte 332C an einer Klemme 356 befestigt. Der obere Abschnitt 332A, der untere Abschnitt 332B und die Abdeckplatte 332C sind radial stationäre Komponenten. Die Position der Zentriervorrichtung 316 bezüglich der Klemme 356 (die bezüglich eines (nicht dargestellten) Räumwerkzeugs zentriert ist) kann mit einem Einstellmerkmal 335 eingestellt werden. Ein Stecker 366 hält eine Feder 346 in einem Hohlraum 338 fest, um den Kopfabschnitt 364 eines Zentrierstifts 360 teilweise durch einen zwischen dem oberen und unteren Halterungsabschnitt 332A und 332B ausgebildeten Schlitz 336 und in Kontakt mit dem äußeren Umfang 355 eines Werkstücks 310' an einem Innendurchmesser einer darauf ausgebildeten Kerbverzahnung vorzuspannen. Mehrere Federn 346 sind um das Werkstück 310' in Umfangsrichtung wie die Zentrierstifte 360 beabstandet. Der Stecker 366 kann ein einziger ringförmiger Stecker sein oder mehrere in Umfangsrichtung beabstandete Stecker repräsentieren. Dichtungen 365 verhindern, dass Trümmer in den Hohlraum 338 eindringen, um die Genauigkeit der Zentriervorrichtung 316 sicherzustellen.
  • Fünfte Ausführungsform einer Zentriervorrichtung
  • In 8 ist eine andere Ausführungsform einer OD-Zentriervorrichtung 416 dargestellt. Die Zentriervorrichtung 416 funktioniert gleich wie die Zentriervorrichtung 216 von 6, außer dass kein Zentrierstift genutzt wird; statt dessen ist ein Schlitz 436, der durch den oberen und unteren Halterungsabschnitt 432A, 432B gebildet wird, verjüngt, um zu ermöglichen, dass ein Kontaktelement oder eine Zentrierkugel 444 den Außendurchmesser 426 eines Werkstücks 410' zum Zentrieren des Werkstücks 410' berührt. Um das Werkstück 410' sind mehrere Kugeln 444 angeordnet. Eine Feder 446 hält eine Spannung an oberen und unteren Verkeilvorrichtungen 440, 442 aufrecht, um die Kugel 444 gegen das Werkstück 410' zu halten. Auf die Feder 446, die Zentrierkugeln 444 und die Verkeilvorrichtungen 440, 442, kann als Vorspannmechanismus verwiesen werden. Die Ausführungsformen der 28 sind insofern „passive” Zentriervorrichtungen, als die gespeicherte potentielle Energie einer Feder (d. h. der Feder 46, 146, 246, 346, 446) automatisch die zentrierende Funktion liefert.
  • Sechste Ausführungsform einer Zentriervorrichtung
  • In 9 ist nun eine andere Ausführungsform einer OD-Zentriervorrichtung 516 veranschaulicht. Eine Basiskomponente 530 und eine Halterung 532 sind an einer Klemme 556 über ein Einstellmerkmal 535 befestigt, das bezüglich eines (nicht dargestellten) Räumwerkzeugs zentriert ist. Die Basiskomponente 530 und die Halterung 532 sind beide radial stationäre Komponenten. Die Position der Zentriervorrichtung 516 kann mit dem Einstellmerkmal 535 eingestellt werden. In der Basiskomponente 530 vorgesehene Kanäle 570A, 570B ermöglichen, dass extern zugeführter und gesteuerter hydraulischer oder pneumatischer Druck auf einen Kolben 572 angewendet wird, der axial nach unten gezwungen wird (falls ein größerer Druck im Kanal 570A angewendet wird), um als Verkeilvorrichtung zum Spannen eines Kontaktelements oder einer Aufnahme 574 zu dienen, oder nach oben (falls ein größerer Druck im Kanal 570B angewendet wird), um die Aufnahme 574 zu lösen, die einen kerbverzahnten äußeren Umfang 554 eines Werkstücks 510' an einem Außendurchmesser des Werkstücks 510' (der ein Innendurchmesser der Kerbverzahnung darauf ist) berührt. Auf den Kolben 572 und die Aufnahme 574 kann als Vorspannmechanismus verwiesen werden. Dichtungen 565 werden verwendet, um zu verhindern, dass Schmutz und Trümmer mit den Arbeitsteilen der Zentriervorrichtung 516 in Kontakt kommen. Im Gegensatz zu den vorher beschriebenen Zentriervorrichtungen 16, 116, 216, 316 und 416 ist die Zentriervorrichtung 516 eine „aktive” Zentriervorrichtung. Eine „aktive” Zentriervorrichtung ist eine, bei der die Beaufschlagung einer radialen Kraft nicht automatisch (wie mit einer Federkraft) erfolgt, sondern selektiv aufgebracht werden muss. Da ein hydraulischer oder pneumati scher Druck verwendet wird, um die radial einwärts gerichtete Kraft auf dem Kolben zu erzeugen, halten viel höhere Kräfte das Werkstück 510' in einer zentrierten Position, als mit Federkräfte nutzenden Entwürfen zur Verfügung stehen. Außerdem kann der Betrag der Zentrierkraft während des Vorlaufs des Räumwerkzeugs variiert oder weggenommen werden.
  • Siebte Ausführungsform einer Zentriervorrichtung
  • Eine andere Ausführungsform einer aktiven OD-Zentriervorrichtung 616 ist in 10 veranschaulicht. Eine Basiskomponente 630 und eine Halterung 632A, 632B mit einem oberen Abschnitt 632A, einem unteren Abschnitt 632B sind an einer Klemme 656 befestigt, die bezüglich eines (nicht dargestellten) Räumwerkzeugs über ein Einstellmerkmal 635 zentriert ist. Kanäle 670A, 670B in der Basiskomponente 630 ermöglichen, dass extern zugeführter oder gesteuerte hydraulischer oder pneumatischer Druck auf einen Kolben oder eine Verkeilvorrichtung 640 angewendet wird, die entweder axial nach unten (falls ein größerer Druck im Kanal 670A angewendet wird) oder nach oben (falls ein größerer Druck im Kanal 670B angewendet wird), gezwungen wird, was eine Kraft auf ein Kontaktelement oder eine Zentrierkugel 644 (eine dargestellt, aber mehrere sind um das Werkstück 610' verteilt) über eine schräge Oberfläche 648 beaufschlagt, die mit einer schrägen Oberfläche 650 der Verkeilvorrichtung 642 dahingehend wirkt, zu veranlassen, dass die Zentrierkugel 644 aus einem zwischen dem oberen und unteren Abschnitt 632A, 632B ausgebildeten Schlitz 636 in Kontakt mit einem äußeren Umfang 654 am Innendurchmesser der auf dem Werkstück 610' ausgebildeten Kerbverzahnung vorragt. Dichtungen 665 werden verwendet, um zu verhindern, dass Schmutz und Trümmer mit den Arbeitsteilen der Zentriervorrichtung 516 in Kontakt kommen. Die Basiskomponente 630 und Halterung 632A, 632B sind radial stationär. Auf die Verkeilvorrichtungen 640, 642 und Kugel 644 kann als Vorspannmechanismus verwiesen werden.
  • Indem eine der oben bezüglich 110 beschriebenen Zentriervorrichtungen verwendet wird, kann ein Werkstück mit einem geräumten Außendurchmesser bezüglich einer Mittellinie eines Räumwerkzeugs zentriert werden. Die Zentrierfunktion der Zentriervorrichtung ermöglicht, dass das Räumwerkzeug genutzt wird, um den Innendurchmesser des Werkstücks ohne Drehen des Innendurchmessers, so dass er mit dem Außendurchmesser konzentrisch ist, zwischen einer maschinellen Bearbeitung des Außendurchmessers und Räumen des Innendurchmessers zu räumen.
  • Ein Verfahren zum Räumen eines Werkstücks mit einem Innendurchmesser und einem Außendurchmesser wird nun bezüglich der oben beschriebenen Struktur und Ausführungsformen beschrieben. Das Verfahren kann jedoch auch mit anderen Ausführungsformen von Zentriervorrichtungen als jenen, die oben beschrieben wurden, durchgeführt werden. Das Verfahren beinhaltet ein maschinelles Bearbeiten des Außendurchmessers des Werkstücks. Zum Beispiel hat das Werkstück 10' der 2 und 3 einen kerbverzahnten Außendurchmesser, wie z. B. bezüglich des Werkstücks 10 in 1 gezeigt ist. Der Außendurchmesser kann auf mehrere Arten einschließlich Umfangsräumen, Kronen, Wälzfräsen oder Drehen maschinell bearbeitet werden.
  • Das Verfahren beinhaltet auch ein Aufbringen einer in Umfangsrichtung verteilten radialen Kraft auf den Innendurchmesser 22 oder den Außendurchmesser (wie z. B. Außendurchmesser 226 von 6) des Werkstücks, um dadurch das Werkstück bezüglich eines Räumwerkzeugs wie z. B. des Werkzeugs 20 in 2 (wenn das Werkstück vom Innendurchmesser aus zentriert wird) oder des Werkzeugs 220 von 5 (wenn das Werkstück vom Außendurchmesser aus zentriert wird) zu zentrieren. Nachdem die radiale Kraft beaufschlagt ist, beinhaltet das Verfahren den Schritt Räumen des Innendurchmessers 22 des Werkstücks unter Verwendung des Räumwerkzeugs 20, bezüglich dessen das Werkstück zentriert wurde (Räumwerkzeug 220 in einer Ausführungsform, die eine über den Außendurchmesser zentrierende Vorrichtung z. B. in 5 und 6 nutzt). Da das gemäß dem Verfahren Werkstück bezüglich des Werkzeugs zentriert ist, kann das Verfahren einen Schritt des Drehens des Innendurchmessers, so dass er mit dem Außendurchmesser konzentrisch ist, nachdem der Außendurchmesser maschinell bearbeitet wurde, aber bevor der Innendurchmesser geräumt wird, vermieden werden.
  • Gemäß dem Verfahren kann eine Zentriervorrichtung genutzt werden, um eine in Umfangsrichtung verteilte radiale Kraft des Werkstücks aufzubringen. In diesem Fall beinhaltet das Verfahren ein Zentrieren der Zentriervorrichtung bezüglich des Räumwerkzeugs. Dies kann erreicht werden, indem z. B. das umfänglich angeordnetes Merkmal wie z. B. das in 6 dargestellte, umfänglich angeordnete Merkmal 235, wie oben beschrieben wurde, eingestellt wird.
  • Falls die Zentriervorrichtung eine passive Zentriervorrichtung wie in den in den 28 beschriebenen Ausführungsformen ist, tritt der Schritt eines Aufbringens einer in Umfangsrichtung verteilten Kraft auf das Werkstück automatisch auf, wenn die Zentriervorrichtung mit dem Werkstück ausgerichtet ist. Das Ausrichten kann stattfinden, wenn das Werkzeug (z. B. das Werkzeug 220) abgesenkt wird, so dass die Zentriervorrichtung das Werkstück umschreibt (wie die Zentriervorrichtung 216 das Werkstück 210' in 6 umschreibt), oder so, dass das Werkstück die Zentriervorrichtung umschreibt (wie das Werkstück 10' die Zentriervorrichtung 16 in 3 umschreibt). Das Verfahren beinhaltet vorzugsweise ein axia les Klemmen des zentrierten Werkstücks vor dem Schritt eines Räumens des Innendurchmessers. In der in 3 gezeigten Ausführungsform wird z. B. die Klemme 56 verwendet, um die Position eines zentrierten Werkstücks 10' vor einem Räumen eines Innendurchmessers des Werkstücks 10' mit dem Räumwerkzeug 20 festzuhalten.

Claims (18)

  1. Vorrichtung (16, 116, 216, 316, 416, 516, 616) zum Zentrieren eines Werkstücks (10', 110', 210', 310', 410', 510', 610') bezüglich einer Mittellinie (18, 118, 218) eines Werkzeugs (20, 120, 220), mit: einer radial stationären Komponente (30, 32A, 32B, 132A, 132B, 230, 232A, 232B, 332A, 332B, 332C, 432A, 432B, 530, 532, 630, 632A, 632B), die bezüglich des Werkzeugs (20, 120, 220) starr befestigt ist, so dass die radial stationäre Komponente (30, 32A, 32B, 132A, 132B, 230, 232A, 232B, 332A, 332B, 332C, 432A, 432B, 530, 532, 630, 632A, 632B) und das Werkzeug (20, 120, 220) konzentrisch sind; und einem Vorspannmechanismus (40, 42, 44, 46, 142, 144, 146, 240, 242, 244, 246, 260, 346, 360, 440, 442, 444, 446, 572, 574, 640, 642, 644), der von der radial stationären Komponente (30, 32A, 32B, 132A, 132B, 230, 232A, 232B, 332A, 332B, 332C, 432A, 432B, 530, 532, 630, 632A, 632B) weg vorgespannt ist, um eine im Wesentlichen gleich verteilte radiale Kraft an einem Umfang (54, 154, 255, 355, 554, 654) des Werkstücks (10', 110', 210', 310', 410', 510', 610') aufzubringen, wodurch das Werkstück (10', 110', 210', 310', 410', 510', 610') bezüglich des Werkzeugs (20, 120, 220) zentriert ist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Vorspannmechanismus (40, 42, 44, 46, 142, 144, 146, 240, 242, 244, 246, 260, 346, 360, 440, 442, 444, 446, 572, 574, 640, 642, 644) das Werkstück (10', 110', 210', 310', 410', 510', 610') in einer axialen Ebene (P) berührt.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1, ferner mit: einer Klemme (56, 156, 256, 356, 556, 656), die betätigt werden kann, um das zentrierte Werkstück (10', 110', 210', 310', 410', 510', 610') vor einer maschinellen Bearbeitung des Werkstücks (10', 110', 210', 310', 410', 510', 610') durch das Werkzeug (20, 120, 220) zu befestigen.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei die radial stationäre Komponente (230, 232A, 232B, 332A, 332B, 332C, 432A, 432B, 530, 532, 630, 632A, 632B) an der Klemme (256, 356, 556, 656) starr befestigt ist und der Umfang (54, 154, 255, 355, 554, 654) ein äußerer Umfang (255, 355, 554, 654) ist.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die radial stationäre Komponente (30, 32A, 32B, 132A, 132B) an dem Werkzeug (20, 120) für eine axiale Bewegung mit diesem starr befestigt ist.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei der Umfang (54, 154, 255, 355, 554, 654) ein innerer Umfang (54, 154) ist.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Umfang (54, 154, 255, 355, 554, 654) ein innerer Umfang (54, 154) oder ein äußerer Umfang (255, 355, 554, 654) ist und das Werkzeug (20, 120, 220) sich innerhalb des inneren Umfangs (54, 154) axial bewegt.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Vorspannmechanismus (40, 42, 44, 46, 142, 144, 146, 240, 242, 244, 246, 260, 346, 360, 440, 442, 444, 446, 572, 574, 640, 642, 644) Kontaktelemente (44, 144, 244, 360, 444, 574, 644) enthält, die vorgespannt werden, so dass sie den Umfang (54, 154, 255, 355, 554, 654) des Werkstücks (10', 110', 210', 310', 410', 510', 610') berühren.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei der Vorspannmechanismus (40, 42, 44, 46, 142, 144, 146, 240, 242, 244, 246, 260, 346, 360, 440, 442, 444, 446, 572, 574, 640, 642, 644) eine Feder (46, 146, 246, 346, 446) enthält, die betätigt werden kann, um die Kontaktelemente (44, 144, 244, 360, 444) in Richtung auf den Umfang (54, 154, 255, 355) des Werkstücks (10', 110', 210', 310', 410') vorzuspannen.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei der Vorspannmechanismus (40, 42, 44, 46, 142, 144, 146, 240, 242, 244, 246, 260, 346, 360, 440, 442, 444, 446, 572, 574, 640, 642, 644) eine Verkeilvorrichtung (40, 42, 142, 240, 242, 440, 442, 572, 640, 642) enthält, die positioniert wird, um die Kontaktelemente (44, 144, 244, 444, 574, 644) in Richtung auf den Umfang (54, 154, 255, 554, 654) des Werkstücks (10', 110', 210', 410', 510', 610') vorzuspannen.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei der Vorspannmechanismus (40, 42, 44, 46, 142, 144, 146, 240, 242, 244, 246, 260, 346, 360, 440, 442, 444, 446, 572, 574, 640, 642, 644) eine Feder (46, 146, 246, 346, 446) enthält, die positio niert wird, um auf die Verkeilvorrichtung (40, 42, 142, 240, 242, 440, 442) zu wirken, um die Kontaktelemente (44, 144, 244, 444) in Richtung auf den Umfang (54, 154, 255) des Werkstücks (10', 110', 210', 410') vorzuspannen.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei der Vorspannmechanismus (40, 42, 44, 46, 142, 144, 146, 240, 242, 244, 246, 260, 346, 360, 440, 442, 444, 446, 572, 574, 640, 642, 644) eine Struktur einschließt, die zumindest einen Kanal (570A, 570B, 670A, 670B) in Fluidverbindung mit der Verkeilvorrichtung (572, 640, 642) ausbildet; und wobei die Verkeilvorrichtung (572, 640, 642) auf Fluiddruck in dem zumindest einem Kanal (570A, 570B, 670A, 670B) antwortet, um die Kontaktelemente (574, 644) in Richtung auf den Umfang (554, 654) vorzuspannen.
  13. Verfahren zum Räumen eines Werkstücks (10', 110', 210', 310', 410', 510', 610') mit einem Innendurchmesser (22, 122, 222) und einem Außendurchmesser (26, 126, 226, 426), mit den Schritten: maschinelles Bearbeiten des Außendurchmessers (26, 126, 226, 426); Zentrieren des Werkstücks (10', 110', 210', 310', 410', 510', 610') bezüglich eines Räumwerkzeugs (20, 120, 220) durch Aufbringen einer in Umfangsrichtung verteilten radialen Kraft auf den Innendurchmesser (22, 122, 222) oder den Außendurchmesser (26, 126, 226, 426) des Werkstücks (10', 110', 210', 310', 410', 510', 610'); und nach dem Beaufschlagungsschritt, Räumen des Innendurchmessers (22, 122, 222) des Werkstücks (10', 110', 210', 310', 410', 510', 610') unter Verwendung des Räumwerkzeugs (20, 120, 220).
  14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei der Beaufschlagungsschritt als Folge eines axialen Ausrichtens einer Zentriervorrichtung (16, 116, 216, 316, 416, 516, 616) mit dem Werkstück (10', 110', 210', 310', 410', 510', 610') automatisch stattfindet.
  15. Verfahren nach Anspruch 13, ferner mit dem Schritt: Zentrieren einer Zentriervorrichtung (16, 116, 216, 316, 416, 516, 616) bezüglich des Räumwerkzeugs (20, 120, 220), wobei die radiale Kraft durch die Zentriervorrichtung (16, 116, 216, 316, 416, 516, 616) beaufschlagt wird.
  16. Verfahren nach Anspruch 15, ferner mit dem Schritt: vor dem Beaufschlagungsschritt, axiales Ausrichten der Zentriervorrichtung (16, 116, 216, 316, 416, 516, 616) mit dem Werkstück (10', 110', 210', 310', 410', 510', 610').
  17. Verfahren nach Anspruch 13, wobei die maschinelle Bearbeitung durch Umfangsräumen, Aufbringen von Kronen, Wälzfräsen oder Drehen erfolgt.
  18. Verfahren nach Anspruch 13, ferner mit dem Schritt: Klemmen des zentrierten Werkstücks (10', 110', 210', 310', 410', 510', 610') vor dem Räumschritt nach dem Beaufschlagungsschritt.
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080120843A1 (en) * 2006-11-06 2008-05-29 Gm Global Technology Operations, Inc. Method for manufacturing low distortion carburized gears
US8251620B2 (en) * 2007-03-02 2012-08-28 GM Global Technology Operations LLC Method and system to manufacture oriented internal and external gear teeth
US8234771B2 (en) * 2007-03-21 2012-08-07 General Electric Company Method and system for machining an array of components
US8061936B2 (en) * 2009-01-30 2011-11-22 Utica Enterprises, Inc. Broach shaving apparatus
CN102941381A (zh) * 2012-11-01 2013-02-27 唐海滨 一种内齿轮花键的加工工艺
ITTO20130050A1 (it) * 2013-01-21 2014-07-22 S I B Soc It Brocce Side Ral S R L Broccia, sistema e metodo per la verifica dimensionale del profilo di un oggetto brocciato

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69321818T2 (de) * 1993-01-06 1999-06-10 Renault Automation Vorschubschlitten und mit solch einem Schlitten ausgerüstete Räummaschine

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1708798A (en) * 1922-03-02 1929-04-09 Simplicity Engine & Mfg Compan Portable boring and grinding machine
US1734787A (en) * 1923-11-19 1929-11-05 Simplicity Engine & Mfg Compan Centering device for boring and grinding machines
US3836277A (en) * 1973-06-04 1974-09-17 Porta Tool Inc Centering tool
US3944379A (en) * 1973-11-19 1976-03-16 Elrod Fred S Cutting apparatus
JPH0248181Y2 (de) * 1985-08-08 1990-12-18
US4932642A (en) * 1988-04-12 1990-06-12 Hines Industries, Inc. Workpiece support tooling
JP3997689B2 (ja) * 2000-06-07 2007-10-24 日本精工株式会社 ハーフトロイダルcvtディスクの研削加工方法
US6736575B2 (en) * 2000-12-19 2004-05-18 The Crankshaft Machine Group, A Division Of Avis Industrial Corp. Linear broach machining system
JP3692348B2 (ja) * 2001-12-26 2005-09-07 株式会社不二越 Ncヘリカルブローチ盤
DE10217848A1 (de) 2002-04-22 2003-11-06 Hay Tec Automotive Gmbh & Co K Verfahren zur Herstellung von Schiebemuffen für Schaltgetriebe
JP2005061494A (ja) * 2003-08-11 2005-03-10 Nsk Ltd 無段変速機のバリエータ部品の製造方法及び無段変速機のバリエータ部品

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69321818T2 (de) * 1993-01-06 1999-06-10 Renault Automation Vorschubschlitten und mit solch einem Schlitten ausgerüstete Räummaschine

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