DE10318766B4

DE10318766B4 - Festwalzrollenkopf eines Festwalzwerkzeugs

Info

Publication number: DE10318766B4
Application number: DE10318766A
Authority: DE
Inventors: Heinrich-Wilhelm Derichs
Original assignee: Hegenscheidt MFD GmbH and Co KG
Current assignee: Hegenscheidt MFD GmbH and Co KG
Priority date: 2002-04-26
Filing date: 2003-04-25
Publication date: 2009-03-12
Anticipated expiration: 2023-04-26
Also published as: DE10318766A1; US7168278B2; WO2003090971A1; DE50302606D1; US20050066700A1; AU2003206907A1; EP1499476A1; EP1499475A1; WO2003090972A1; DE50302066D1; EP1499475B1; US20060150700A1; EP1499476B1; US7100412B2; AU2003224125A1

Abstract

Festwalzrollenkopf (1) eines Festwalzwerkzeugs zum Festwalzen von Radien oder Einstichen (22) an den Haupt- und Hublagerzapfen einer Kurbelwelle (21) mit einem Gehäuse (2), das auf der der Kurbelwelle (21) zugewandten Unterseite (3) an den beiden äußeren Enden der Unterseite (3) jeweils einen Vorsprung (11, 12) mit einer Stützfläche (14) aufweist, und in einer Ausnehmung (13) zwischen den beiden Vorsprüngen (11, 12) ein Rollenkäfig (5) vorgesehen ist, der einstückig ausgebildet ist und sich mit den beiden äußeren Stirnseiten (10) auf jeweils einer der Stützflächen (14) der beiden Vorsprünge (11, 12) abstützt, wobei in einer inneren nutenförmigen Ausnehmung (9) des Rollenkäfigs (5) wenigstens eine Festwalzrolle (4) lose drehbar geführt ist und der Rollenkäfig (5) über ein Befestigungsorgan mit dem Gehäuse (2) des Festwalzrollenkopfes (1) verbunden ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Festwalzrollenkopf eines Festwalzwerkzeugs.
Festwalzrollenköpfe dieser Art sind beispielsweise aus den nachfolgenden Druckschriften bekannt:

1. DE 1 005 869 B und
2. EP 0 661 137 B1

Die DE 1 005 869 B betrifft ein Gerät zum Festwalzen von Hohlkehlen an wellenartigen Werkstücken. Das bekannte Gerät weist mehrere gleichmäßig auf einem Kreisumfang verteilte frei drehbewegliche Festwalzrollen auf, die im Käfigring jeweils auf einer Achse drehbar gelagert sind. Das bekannte Gerät ist nicht dazu geeignet, Radien oder Einstiche an den Haupt- und Hublagerzapfen einer Kurbelwelle festwalzen.
Aus der EP 0 661 137 B1 ist es bekannt, dass die Rollenkäfige am Gehäuse des Festwalzrollenkopfes jeweils mit L-förmigen Haltern befestigt sind. Mit Hilfe der Halter können die Rollenkäfige in eine vorgegebene Position gebracht und am Festwalzrollenkopf fixiert werden. Dabei ist vorgesehen, dass die Festwalzrollen in den jeweiligen Rollenkäfigen mit geringem seitlichen Spiel lose drehbar geführt werden. Dieses Spiel beträgt in der Regel etwa 0,2 mm. Zusätzlich ist vorgesehen, dass die Festwalzrollen gegenüber der Mitte des Gehäuses des Festwalzrollenkopfes, um welche sich eine Führungsrolle für die Festwalzrollen dreht, auf der sich die Festwalzrollen gegenüber der Kurbelwelle abstützen, in der Drehrichtung der Kurbelwelle einen Versatz von etwa 0,2 mm haben. Darüber hinaus haben die Festwalzrollen im Festwalzrollenkopf auch noch eine Spreizung in axialer Richtung.
Die genaue, d. h. vorgegebene Lage der Festwalzrollen im Festwalzrollenkopf ist entscheidend für deren Standzeit. Trotz genauer Einstellung tritt Verschleiß auf, der das Spiel zwischen den Festwalzrollen und den Rollenkäfigen im Verlauf des Einsatzes des Festwalzwerkzeugs vergrössert. Daraus wird erkennbar, dass der genauen Einstellung der Festwalzrollen im Festwalzrollenkopf eine besondere Bedeutung zukommt. Die Einstellung, aber auch das Nachstellen bei eingetretenem Verschleiß, erfolgt bei den aus dem Stand der Technik bekannten Festwalzrollenköpfen über die L-förmigen Halter für die Rollenkäfige. Im günstigsten Falle gibt es für diese Einstellung Einstellehren. Üblich ist es daneben auch, die Einstellung von einem geübten Fachmann von Hand vornehmen zu lassen. Dabei konnte allerdings beobachtet werden, dass die Lebensdauer der Festwalzrollen und der Rollenkäfige wesentlich von der Geschicklichkeit des einstellenden Fachmanns beeinflusst wird. Ausserdem ist das Einstellen der Festwalzrollen eine langwierige Tätigkeit, welche viel Arbeitszeit erfordert.
Daraus ergibt sich die Aufgabe für die vorliegende Erfindung, einen Festwalzrollenkopf so zu verbessern und insbesondere die Ausgestaltung des Rollenkäfigs soweit zu vereinfachen, dass eine genaue Einstellung der Festwalzrollen ohne besondere Geschicklichkeit oder grossen Aufwand an Arbeitszeit möglich wird. Auch soll es möglich sein den Verschleiß auszugleichen. Zugleich soll damit die Lebensdauer der Festwalzrollen und Rollenkäfige sowie die Qualität des festgewalzten Produktes verbessert werden. Schließlich soll die Verbesserung einfach und preisgünstig sein und auch von weniger geübten Fachkräften mit der erforderlichen Präzision durchgeführt werden können.
Die Aufgabe wird durch einen Festwalzrollenkopf mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen des Festwalzrollenkopfes sind Gegenstand der Unteransprüche.
Fortan entfallen die bekannten L-förmigen Halter für die Rollenkäfige und deren aufwendig Justierung am Gehäuse des Festwalzrollenkopfes, wodurch eine wesentliche Vereinfachung erzielt wird. Durch Herunterziehen der beiden äusseren Enden der der Kurbelwelle zugewandten Stirnseite des Gehäuses des Festwalzrollenkopfes werden auf einfache Weise Stützflächen zum Abstützen der äußeren Stirnseiten des Rollenkäfigs erhalten. Hierbei macht man sich moderne Fertigungsmethoden zu nutze, die es erlauben, zwischen den beiden Vorsprüngen der Stirnseite des Gehäuses eine passgenaue Ausnehmung zu schaffen. In dieser Ausnehmung wird sodann der mit großer Genauigkeit gefertigte Rollenkäfig eingesetzt, wobei das zwischen dem Rollenkäfig und den Festwalzrollen erforderliche Spiel von 0,2 mm bereits vorhanden ist. Die modernen Fertigungsmethoden sowie die Ausgestaltung des Rollenkäfigs erlauben es zusätzlich auch, den seitlichen Versatz der Drehachsen der Festwalzrollen gegenüber dem Drehmittelpunkt des Gehäuses des Festwalzrollenkopfes herzustellen. Die Ausnehmung auf der Unterseite des Gehäuses des Festwalzrollenkopfes wird einfach um den Betrag des Versatzes von etwa 0,2 mm in der Drehrichtung der Kurbelwelle gegenüber der Mitte des Gehäuses verschoben.
Bei eintretendem Verschleiß ist sodann vorgesehen, den Rollenkäfig einfach herumzudrehen, so dass nunmehr die weniger verschlissene Seite des Rollenkäfigs zum Einsatz kommt.
Erfindungsgemäß enthält der Festwalzrollenkopf nunmehr einen einzigen einstückigen Rollenkäfig für eine oder zwei Festwalzrollen, je nach Einsatzfall, anstelle von zwei Rollenkäfigen, wie das bisher üblich war. Einstückig heißt, dass die beiden voneinander getrennten Rollenkäfige herkömmlicher Art nunmehr zu einem einzigen Werkstück zusammengefasst sind, das in die Ausnehmung zwischen den Vorsprüngen auf der Unterseite des Gehäuses des Festwalzrollenkopfes mitsamt der einen oder der beiden Festwalzrollen nur noch hineingeschoben und befestigt werden braucht. Dabei weist der Rollenkäfig nach wie vor auf seiner der Kurbelwelle zugewandten Unterseite eine Längsnut auf, über welche er von einem geeigneten Befestigungsorgan am Gehäuse gehalten und seitlich geführt wird.
Erfindungsgemäß besteht das Befestigungsorgan aus einer einfachen, flachen Lasche, deren beide Enden an den Vorsprüngen des Gehäuses angeschraubt werden und deren freie Mitte in eine Längsnut auf der Unterseite des Rollenkäfigs eingreift. Anstelle einer Lasche können aber auch zwei Stifte vorgesehen sein, von denen jeweils einer in einem der beiden Vorsprünge auf der Unterseite des Gehäuses vorgesehen ist, die beide in Richtung ihrer Längsachse verstellbar sind und mit einem ihrer beiden Enden jeweils in eine entsprechende Vertiefung auf den äußeren Stirnseiten des Rollenkäfigs eingreifen und an den jeweiligen Vorsprüngen lösbar verschraubt sind.
Mit diesen einfachen Mitteln entfällt fortan das zeitraubende und in seiner Genauigkeit unsichere Einstellen von Rollenkäfigen mit Hilfe der bekannten L-förmigen Halter am Gehäuse des Festwalzrollenkopfes.
Nachfolgend wird die Erfindung an zwei Ausführungsbeispielen näher beschrieben.
Es zeigen jeweils maßstäblich die
1 einen Festwalzrollenkopf in der Seitenansicht,
2 einen Schnitt längs der Linie II-II der 1,
3 eine Ansicht der Unterseite des Festwalzrollenkopfes nach der 1,
4 eine Draufsicht auf eine erste Ausführungsform des Rollenkäfigs,
5 einen Querschnitt längs der Linie V-V,
6 einen Schnitt längs der Linie A6-A6,
7 einen Schnitt längs der Linie B7-B7,
8 eine Draufsicht auf eine zweite Ausführungsform des Rollenkäfigs,
9 einen Querschnitt längs der Linie IX-IX,
10 einen Schnitt längs der Linie A10-A10 und
11 einen Schnitt längs der Linie B11-B11.
Der Festwalzrollenkopf 1 hat ein angenähert rechteckiges, flaches Gehäuse 2. Die Unterseite 3 des Gehäuses 2 ist der Kurbelwelle 21 zugewandt, von der die 1 den Schnitt durch ein beliebiges Hauptlager zeigt, deren Lagerzapfen jeweils seitlich von Radien oder Einstichen 22 begrenzt werden. In diese Radien oder Einstiche 22 greifen Festwalzrollen 4 ein, welche ihrerseits mit geringem Spiel in einem Rollenkäfig 5 (4 und 8) lose drehbar gelagert sind. Im Neuzustand des Festwalzwerkzeugs beträgt das Spiel zwischen der Festwalzrolle 4 und dem Rollenkäfig 5 jeweils etwa 0,1 mm bis 0,5 mm, vorzugsweise 0,2 mm. Die Stirnseiten 8 einer inneren Ausnehmung 17 des Rollenkäfigs 5 haben einen seitlichen Abstand voneinander und auch einen seitlichen Abstand zum Drehmittelpunkt 7 des Gehäuses 2; letzterer beträgt etwa 0,2 mm.
Auf den einander zugewandten Stirnseiten 8 der inneren Ausnehmung 17 hat der Rollenkäfig 5 jeweils nutenförmige Ausnehmungen 9, in denen die Festwalzrolle 4 auf zwei einander gegenüberliegenden Seiten am Umfang ihres Körpers drehbar geführt wird. Die 5 und 9 zeigen die beiden Ausnehmungen 9 auf den Stirnseiten 8 des Rollenkäfigs 5. Die in den 5 und 9 erkennbare Schräglage der beiden Ausnehmungen 9 entspricht zugleich der Schräglage der Festwalzrollen 4 im Festwalzrollenkopf 1.
Auf den der inneren Stirnseite 8 gegenüber liegenden äußeren Stirnseiten 10 stützt sich der Rollenkäfig 5 auf entsprechenden Vorsprüngen 11 und 12 ab. Die Vorsprünge 11 und 12 springen jeweils auf der Unterseite 3 des Gehäuses 2 hervor und geben zwischen einander eine Ausnehmung 13 frei, worin der Rollenkäfig 5 mit seinen Festwalzrollen 4 aufgenommen ist. Der Rollenkäfig 5 ist mit dem Gehäuse 2 beziehungsweise mit dessen Vorsprüngen 11 und 12 nicht verbunden. Er ist in der Ausnehmung 13 zwischen den beiden Vorsprüngen 11 und 12 mit geringem Spiel gelagert und geführt, so dass er von der Unterseite 3 her in die Ausnehmung 13 hineingeschoben werden kann. Dabei stützt sich der Rollenkäfig 5 mit seinen rückwärtigen Stirnseiten 10 jeweils auf entsprechenden Stützflächen 14 der Vorsprünge 11 und 12 ab.
Beispielsweise zur Halterung des Rollenkäfigs 5 am Gehäuse 2 ist eine Lasche (nicht gezeigt) vorgesehen. Die Lasche besteht aus einem flachen Eisen von geringer Länge und Breite und ist jeweils über Schrauben (nicht gezeigt) mit dem jeweiligen Vorsprung 11 oder 12 des Gehäuses 2 lösbar verbunden. Mit ihrer freien Mitte greift die Lasche in eine Längsnut 18 ein, die auf der Unterseite 19 des Rollenkäfigs 5 ausgespart ist (9 und 11).
Anstelle einer Lasche können auch Stifte 15 vorgesehen sein, welche die Halterung und Führung beispielsweise des Rollenkäfigs 5 an den Vorsprüngen 11 und 12 des Gehäuses 2 bewirken. Die Stifte 15 sind jeweils längs ihrer gemeinsamen Längsachse 16 in Gewindebohrungen 20 längsverschiebbar und feststellbar geführt, die jeweils die Längsmitte der Unterseite 3 des Gehäuses 2 durchziehen (3). Die Stifte 15 weisen an ihren inneren, d. h. dem Rollenkäfig 5 zugewandten Enden, jeweils einen kleinen Zapfen 23 auf, mit welchem sie jeweils in eine Vertiefung 24 auf den äußeren Stirnseiten 10 des Rollenkäfigs 5 eingreifen, wie man das in der 1 deutlich sehen kann.
Während des Festwalzens der Einstiche 22 dreht sich die Kurbelwelle 21, vom Spindelantrieb der Festwalzmaschine (nicht gezeigt) in Umdrehung versetzt, in Richtung des Pfeils 25 unter dem Festwalzrollenkopf 1 weg.

1: Festwalzrollenkopf
2: Gehäuse
3: Unterseite
4: Festwalzrolle
5: Rollenkäfig
7: Drehmittelpunkt
8: Stirnseite
9: Ausnehmung
10: Stirnseite
11: Vorsprung
12: Vorsprung
13: Ausnehmung
14: Stützfläche
15: Stift
16: Längsachse
17: innere Ausnehmung
18: Längsnut
19: Unterseite
20: Gewindebohrung
21: Kurbelwelle
22: Einstich
23: Zapfen
24: Vertiefung
25: Pfeil (Drehrichtung)

Claims

Festwalzrollenkopf (1) eines Festwalzwerkzeugs zum Festwalzen von Radien oder Einstichen (22) an den Haupt- und Hublagerzapfen einer Kurbelwelle (21) mit einem Gehäuse (2), das auf der der Kurbelwelle (21) zugewandten Unterseite (3) an den beiden äußeren Enden der Unterseite (3) jeweils einen Vorsprung (11, 12) mit einer Stützfläche (14) aufweist, und in einer Ausnehmung (13) zwischen den beiden Vorsprüngen (11, 12) ein Rollenkäfig (5) vorgesehen ist, der einstückig ausgebildet ist und sich mit den beiden äußeren Stirnseiten (10) auf jeweils einer der Stützflächen (14) der beiden Vorsprünge (11, 12) abstützt, wobei in einer inneren nutenförmigen Ausnehmung (9) des Rollenkäfigs (5) wenigstens eine Festwalzrolle (4) lose drehbar geführt ist und der Rollenkäfig (5) über ein Befestigungsorgan mit dem Gehäuse (2) des Festwalzrollenkopfes (1) verbunden ist.
Festwalzrollenkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungsorgan als Lasche ausgebildet ist, die in eine Längsnut (18) auf der der Kurbelwelle (21) zugewandten Unterseite (19) des Rollenkäfigs (5) eingreift.
Festwalzrollenkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungsorgan als Stift (15) ausgebildet ist, der in jeweils einem der beiden Vorsprünge (11, 12) auf der Unterseite (3) des Gehäuses (2) verstellbar geführt ist und in eine Vertiefung (24) des Rollenkäfigs (5) eingreift.