DE10342172A1

DE10342172A1 - Vorrichtung für Rotationsarbeitsvorgänge

Info

Publication number: DE10342172A1
Application number: DE2003142172
Authority: DE
Inventors: Daniel Knipping
Original assignee: Individual
Current assignee: Ke Kelit Kunststoffwerk GmbH
Priority date: 2002-09-20
Filing date: 2003-09-12
Publication date: 2005-06-16

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für Rotationsarbeitsvorgänge mit einer Handhabe (2), gegenüber welcher eine Werkzeughalterung (101) mit einem Wechseleinsatz (103) drehbar gelagert ist. Ein Ratschenmechanismus (5, 6, 12) bewirkt dabei, dass die Drehung nur in einer vorwählbaren Richtung möglich ist. Als Wechseleinsatz (103) können z. B. verschiedene Mehrkant-Schlüsselköpfe verwendet werden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für Rotationsarbeitsvorgänge und stellt eine Weiterentwicklung zum Hauptpatent DE 102 43 706.8 dar.

Aus der US 3 689 111 ist eine Vorrichtung zum radialen Verpressen von Rohren bekannt, bei welcher zylindrische Wälzkörper in einer Wälzkörperhalterung drehbar gelagert sind und ein zwischen ihnen befindliches Rohr radial verpressen können. Durch die Verpressung wird das Rohr mit dem Ende eines darin steckenden Kupplungselementes verbunden. Das andere Ende des Kupplungselementes kann in gleicher Weise mit einem zweiten Rohr verpresst werden, so dass insgesamt eine Verbindung zwischen den beiden Rohren entsteht. Nachteilig bei dieser und bei vergleichbaren Vorrichtungen ist, dass die zugehörigen Apparaturen verhältnismäßig aufwändige, stationäre Maschinen sind.

Vor diesem Hintergrund war es Aufgabe der DE 102 43 706 , eine Vorrichtung zum radialen Verpressen (nachfolgend auch "Rollieren" genannt) von Rundkörpern bereitzustellen, die eine Betätigung von Hand sowie eine Benutzung in beengten Umgebungsverhältnissen ermöglicht.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 der DE 102 43 706 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen der DE 102 43 706 enthalten.

Die Vorrichtung der DE 102 43 706 zum radialen Verpressen von Rundkörpern enthält mehrere – vorzugsweise drei – Wälzkörper, welche in Kontakt mit dem zu rollierenden Rundkörper gebracht werden können und beim Abrollen hierauf einen radialen Druck ausüben. Ferner enthält sie eine Wälzkörperhalterung, in welcher die genannten Wälzkörper um eine Arbeitsachse der Vorrichtung herum verteilt angeordnet und drehbar um eine jeweilige Wälzkörperachse gelagert sind. Bei der Benutzung der Vorrichtung wird der zu verpressende Rundkörper entlang der Arbeitsachse angeordnet, so dass ihn die Wälzkörper rundum umgeben und durch Anlage fixieren. Die Vorrichtung ist gekennzeichnet durch eine Handhabe, in welcher die Wälzkörperhalterung um die vorstehend genannte Arbeitsachse der Vorrichtung drehbar gelagert ist, sowie durch einen Sperrmechanismus, welcher die Relativdrehung zwischen Wälzkörperhalterung und Handhabe in einer Richtung sperren kann. Die Form und konkrete Ausgestaltung der Handhabe ist in weiten Grenzen variabel. Vorzugsweise weist sie einen Griff oder dergleichen für ein Halten in der Hand eines Benutzers auf.

Die beschriebene Vorrichtung ist somit im Wesentlichen zweiteilig aus einer Wälzkörperhalterung und einer Handhabe aufgebaut, welche bei aktiviertem Sperrmechanismus in nur einer Richtung (d.h. unidirektional) relativ zueinander drehbar sind. Wenn in die Vorrichtung ein Rundkörper eingesetzt ist und die Wälzkörper hieran anliegen, kann die Wälzkörperhalterung mit den Wälzkörpern durch oszillierende Hin-und-her-Bewegungen der Handhabe um den Rundkörper kreisen und ihn dabei umfänglich verpressen. Die Umwandlung einer oszillierenden Bewegung der Handhabe in eine gleichsinnige Drehung der Wälzkörperhalterung wird durch die unidirektionale Kopplung zwischen beiden Elementen ermöglicht. Die beschriebene Vorrichtung hat dabei den Vorteil, dass sie von Hand betätigt werden kann, wobei sie sich insbesondere auch unter beengten Raumverhältnissen einsetzen lässt, da für die Rotationsbewegung der Wälzkörperhalterung nur eine in einem kleinen Raumbereich stattfindende oszillierende Bewegung der Handhabe erforderlich ist. Selbstverständlich ist es auch möglich, dass bei der Benutzung der Vorrichtung die Wälzkörperhalterung zusätzlich zu ihrer kreisenden Bewegung noch eine axiale Fortbewegung entlang des zu verpressenden Rundkörpers ausführt.

Der Sperrmechanismus ist vorzugsweise so ausgebildet, dass er wahlweise aktiviert und deaktiviert werden kann und/oder dass die gesperrte Drehrichtung durch Umschalten vorgegeben werden kann.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Vorrichtung ist zwischen der Wälzkörperhalterung und der Handhabe als Sperrmechanismus ein Ratschenmechanismus ausgebildet, welcher die Relativdrehung zwischen der Wälzkörperhalterung und der Handhabe nur in einer Drehrichtung erlaubt. Der Ratschenmechanismus kann insbesondere eine sägezahnförmige Struktur an einem der Elemente (zum Beispiel der Wälzkörperhalterung) umfassen, in welche eine unter Federspannung stehende Sperrklinke eingreift, die am anderen Element (zum Beispiel der Handhabe) ausgebildet ist. Durch entsprechende Ausbildung von Verzahnung und Sperrklinke kann dabei erreicht werden, dass die Sperrklinke sich bei einer Bewegung der Verzahnung in eine erste Richtung zurückzieht, während sie die Bewegung in Gegenrichtung blockiert.

Gemäß einer Weiterbildung der Vorrichtung ist mindestens einer der Wälzkörper an einem Träger gelagert, wobei der Träger radial verstellbar an der Wälzkörperhalterung gelagert ist. Zusammen mit dem Träger kann daher auch die radiale Position des Wälzkörpers verstellt werden, was einerseits die Anpassung des Arbeitsdurchmessers der Vorrichtung an verschiedene Durchmesser von Rundkörpern und andererseits die Aufrechterhaltung eines gewünschten radialen Druckes während der Verpressung ermöglicht.

Der vorstehend genannte Träger ist vorzugsweise mit einer lösbaren Rücklaufsperre versehen, welche nur eine radial einwärts gerichtete Bewegung des Trägers ermöglicht, wenn sie sich in ihrem aktivierten Zustand befindet. Im gelösten Zustand der Rücklaufsperre ist diese dagegen definitionsgemäß nicht aktiv, so dass sich der Träger radial frei bewegen kann. Die Rücklaufsperre kann insbesondere nach Art eines Ratschenmechanismus ausgebildet sein. Sie sorgt dafür, dass ein durch die Verstellung des Trägers erzeugter radialer Druck auf den zu verpressenden Rundkörper aufrecht erhalten wird, da sie ein Zurückziehen des Trägers verhindert.

Weiterhin kann der Träger mit einem Vorspannelement wie zum Beispiel einer Feder verbunden sein, welches eine radial nach außen gerichtete Vorspannkraft auf den Träger ausübt. Wenn die Rücklaufsperre des Trägers gelöst ist, kann sich diese Vorspannkraft auswirken und den Träger in eine geöffnete Position zurückziehen.

Vorzugsweise sind an der Vorrichtung Zustellmittel vorgesehen, welche eine radiale Verstellung des Trägers erlauben. Über die Zustellmittel kann der Träger somit insbesondere radial nach innen bewegt werden, so dass die notwendige Rollierkraft aufrechterhalten werden kann.

Für die Ausgestaltung der vorstehend genannten Zustellmittel gibt es verschiedene Möglichkeiten. Insbesondere können sie:

– Mechanisch arbeiten, vorzugsweise über ein Ratschensystem. Zum Beispiel können sie an der Handhabe (fest oder beweglich) gelagerte Zähne umfassen, welche in einen Zahnradmechanismus eingreifen können, welcher an der Wälzkörperhalterung ausgebildet ist und der eine radiale Verstellbewegung des Trägers bewirken kann. Im einfachsten Falle kann der Zahnradmechanismus ein an der Wälzkörperhalterung ausgebildetes Zahnrad sein, das in eine am Träger ausgebildete Zahnstange eingreift, so dass eine Drehung des Zahnrades eine radiale Verschiebung des Trägers bewirkt.
– Elektrisch arbeiten.
– Elektromagnetisch arbeiten, vorzugsweise über ein Stellventil.
– Elektrohydraulisch arbeiten, vorzugsweise über einen Zylinder.
– Elektromechanisch arbeiten, vorzugsweise über eine Schraube, ein Ritzel oder eine Schnecke.

Vorzugsweise sind die Wälzkörperhalterung und die Handhabe so ausgebildet, dass sie die Arbeitsachse der Vorrichtung nicht vollständig umschließen. Insbesondere könne sie C-förmig ausgebildet sein. Durch die verbleibende Öffnung kann dann ein zu bearbeitender Rundkörper in die Vorrichtung eingeführt und parallel zur Arbeitsachse gelagert werden. Dies ermöglicht auch die Bearbeitung von Rundkörpern, deren Enden für ein seitliches (axiales) Einführen in die Vorrichtung unzugänglich sind.

Die Wälzkörper sind vorzugsweise innerhalb der Wälzkörperhalterung auswechselbar gelagert, wobei auch die gesamte Wälzkörperhalterung selbst vorteilhafterweise auswechselbar ist, um sie je nach Bedarf vor Ort bzw. im Arbeitseinsatz für die Bearbeitung verschiedener Rohr- oder Rundkörperdimensionen leicht austauschen zu können oder um sie im Schadensfalle ersetzen zu können. Ferner können die Wälzkörper je nach der zu erfüllenden Aufgabe quasi beliebig geformt und angeordnet sein. Insbesondere können sie jeweils um eine Wälzkörperachse drehbar in der Wälzkörperhalterung gelagert sein, wobei die Wälzkörperachse vorzugsweise in einem Winkel zwischen 0° und 45° relativ zur Arbeitsachse der Vorrichtung steht. Ein Relativwinkel von 0° bedeutet dabei, dass die Wälzkörperachse parallel zur Arbeitsachse steht. Andere Winkel können dagegen beim Rollieren von massiven Rundkörpern wie zum Beispiel Einstichnuten in einer Kurbelwelle vorteilhaft sein.

Die beschriebene Vorrichtung kann in allen Fällen eingesetzt werden, in welchen ein Rundkörper zur rollieren, d.h. durch einen von außen radial einwärts gerichteten Druck zu verpressen oder zu walzen ist. Eine erste bevorzugte Verwendung der Vorrichtung besteht dabei in der Herstellung einer unlösbaren Verbindung zwischen einem Rohr und einem weiteren Element, insbesondere einem in das Rohr eingesteckten oder einem das Rohr umgebenden Kupplungsstück ("Stützhülse") oder einem Formteil (T-Stück etc.). Durch die radiale Verpressung des Rohres beziehungsweise des Kupplungsstückes kann für eine feste Verbindung zwischen beiden gesorgt werden, wobei vorzugsweise an den einander zugewandten Oberflächen der zu verbindenden Teile noch Profilierungen ausgebildet sind. Das Rohr kann dabei ebenso wie die Stützhülse aus einem beliebigen Metall oder aus Kunststoff bestehen, insbesondere aus RadelR PPSU 5100 (Produktname der Amoco Chemical Deutschland GmbH, Düsseldorf).

Eine andere bevorzugte Verwendung der Vorrichtung besteht im Rollieren von Rundkörpern, insbesondere von Kurbelwellen. Beim Rollieren beziehungsweise speziell beim Außenrollieren werden durch plastische Verformung Druckeigenspannungen in die Oberflächenschichten des Werkstückes eingebracht. Diese wirken sich positiv im Sinne einer Erhöhung der Dauerschwingfestigkeit eines Rundkörpers (zum Beispiel einer Kurbelwelle) und somit in einer erheblichen Steigerung der Lebensdauer aus. Die Druckeigenspannungen wirken dabei Belastungen entgegen, die beim Einsatz des Rundkörpers auftreten. Durch das Rollieren wird der Rundkörper verfestigt und seine Oberfläche wird gehärtet. Für das Rollieren von Kurbelwellen werden derzeit aufwändige, stationäre Maschinen eingesetzt. Die Bearbeitung mit der Vorrichtung gemäß der DE 102 43 706 ist demgegenüber erheblich einfacher.

Ausgehend von der oben beschriebenen Vorrichtung zum Verpressen von Rohrverbindungen und zum Rollieren von Rundkörpern war es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, für die Vorrichtung weitere Einsatzmöglichkeiten bei Rotationsarbeitsvorgängen zu erschließen.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen enthalten.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung dient dem Ausführen von Rotationsarbeitsvorgängen, dass heißt Bearbeitungen, bei denen ein Werkzeug eine rotierende Bewegung ausführt. Das oben beschriebene Verpressen von Rundkörpern und sowie das Rollieren stellen typische Rotationsarbeitsvorgänge dar. Die Vorrichtung enthält die folgenden Komponenten:

a) Eine Werkzeughalterung, welche mindestens ein Werkzeug zur Bearbeitung eines Werkstückes aufweist.
b) Eine Handhabe, in welcher die Werkzeughalterung um eine Arbeitsachse drehbar gelagert ist, wobei ein Sperrmechanismus die Drehung in einer Richtung sperren kann.

Ein Beispiel für eine Werkzeughalterung ist die Wälzkörperhalterung, welche oben ausführlich erläutert wurde und die für das Verpressen von Rundkörpern sowie zum Rollieren verwendet werden kann. Andere Ausgestaltungen der Werkzeughalterung, welche bei der vorliegenden Anmeldung im Vordergrund stehen, werden unten anhand der Ausführungsbeispiele näher erläutert werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Vorrichtung ist zwischen der Werkzeughalterung und der Handhabe als Sperrmechanismus ein Ratschenmechanismus ausgebildet, welcher die Relativdrehung zwischen der Werkzeughalterung und der Handhabe nur in einer Drehrichtung erlaubt. Der Ratschenmechanismus kann insbesondere eine sägezahnförmige Struktur an einem der Elemente (zum Beispiel der Werkzeughalterung) umfassen, in welche eine unter Federspannung stehende Sperrklinke eingreift, die am anderen Element (zum Beispiel der Handhabe) ausgebildet ist. Durch entsprechende Ausbildung von Verzahnung und Sperrklinke kann dabei erreicht werden, dass die Sperrklinke sich bei einer Bewegung der Verzahnung in eine erste Richtung zurückzieht, während sie die Bewegung in Gegenrichtung blockiert.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Werkzeughalterung weist diese eine Aussparung auf, welche einen Wechseleinsatz mit mindestens einem Werkzeug drehfest aufnehmen kann. Durch Austausch des genannten Wechseleinsatzes können dann rasch und unkompliziert unterschiedliche Werkzeuge in die Vorrichtung eingesetzt werden, um verschiedene Arbeitsvorgänge ausführen zu können.

Der Wechseleinsatz kann dabei insbesondere eine Schraubendreherklinge umfassen, wobei die Klinge für Schlitzschrauben, Kreuzschlitzschrauben, Torx-Schrauben, Inbusschrauben oder dergleichen in allen gängigen Größen und Normabmessungen ausgebildet sein kann.

Gemäß einer anderen Ausführungsform kann der Wechseleinsatz einen Mehrkant-Schlüsselkopf umfassen. Mit einem derartigen Schlüsselkopf können mehrkantig (zum Beispiel sechs- oder achtkantig) ausgebildete Werkstücke wie beispielsweise Muttern oder Schrauben bearbeitet werden. Der Mehrkant-Schlüsselkopf kann dabei insbesondere als Ring-, Maul-, Steck- und/oder Inbusschlüssel ausgebildet sein.

Die Angriffsflächen des vorstehend genannten Mehrkant-Schlüsselkopfes sind vorzugsweise ballig, um ein leichtes Aufstecken des Schlüsselkopfes und einen definierten Kraftangriff zu ermöglichen.

Vorzugsweise sind die Werkzeughalterung und die Handhabe so ausgebildet, dass sie die Arbeitsachse der Vorrichtung nicht vollständig umschließen. Insbesondere könne sie C-förmig ausgebildet sein. Durch die verbleibende Öffnung kann dann ein zu bearbeitender Gegenstand in die Vorrichtung eingeführt und parallel zur Arbeitsachse gelagert werden.

Im Folgenden wird die Erfindung mit Hilfe der Figuren beispielhaft erläutert. Es zeigt:
1 eine Vorrichtung gemäß der DE 102 43 706 in einer Seitenansicht im Schnitt;
2 einen Schnitt durch die Vorrichtung von 1 entlang der Linie II-II;
3 die erfindungsgemäße Vorrichtung mit einem Werkzeughalter und einem Wechseleinsatz in einer Darstellung entsprechend 1;
4 einen Schnitt durch die Vorrichtung von 3 entlang der Linie II-II;
5 einen Teil der Schnittdarstellung entsprechend 4 mit einem Sondereinsatz;
6 die Werkzeughalterung mit einem Ringschlüsseleinsatz.
Zunächst wird anhand der 1 und 2 eine Vorrichtung gemäß der DE 102 43 706 beschrieben.
Die in 1 schematisch gezeigte Vorrichtung zum Rollieren eines Rundkörpers wie beispielsweise eines Rohres oder einer Kurbelwelle 17 besteht im Wesentlichen aus zwei Einheiten, nämlich einer Wälzkörperhalterung 1 und einer Handhabe 2.
Die Wälzkörperhalterung 1 ist C-förmig ausgestaltet und weist an ihrer Innenseite drei gleichmäßig um die Arbeitachse A der Vorrichtung verteilt angeordnete, rollenförmige Wälzkörper 3, 16 auf. Die Wälzkörper sind jeweils um eine Wälzkörperachse 18 (2) drehbar gegenüber der Wälzkörperhalterung 1 gelagert. Wenn ein Rundkörper 17 in die Vorrichtung eingesetzt ist, kontaktieren die Wälzkörper 3, 16 ihn von allen Seiten, wodurch er fixiert wird. Bei einer Relativdrehung zwischen dem Rundkörper 17 und der Wälzkörperhalterung 1 rollen die Wälzkörper 3, 16 dann auf einer Umfangslinie des Rundkörpers 17 ab und üben hierbei einen radial einwärts gerichteten Druck aus.
Eine andere verwendbare Ausgestaltung einer Wälzkörperhalterung ist zum Beispiel in der Offenlegungsschrift der EP 1 186 820 B beschrieben, deren Offenbarung durch Bezugnahme in die vorliegende Anmeldung aufgenommen wird.
Die Wälzkörperhalterung 1 ist insgesamt in einem C-förmigen Kopf 4 der Handhabe 2 drehbar gelagert. Wie in Verbindung mit 2 erkennbar ist, ist dabei zwischen der Wälzkörperhalterung 1 und dem Kopf 4 ein Ratschenmechanismus ausgebildet. Dieser besteht aus am Außenumfang der Wälzkörperhalterung 1 ausgebildeten Zähnen 6 mit einer flachen und einer steilen Flanke sowie aus Sperrklinken 5 und 12, die radial gegen den Druck einer Feder verschiebebeweglich im Kopf 4 der Handhabe 2 gelagert sind. Die Sperrklinken 5 und 12 greifen in die Verzahnung 6 der Wälzkörperhalterung 1 ein, wobei sie sich bei einer Drehung der Wälzkörperhalterung (Pfeilrichtung) zurückziehen und eine solche Drehung daher nicht behindern. Eine Drehung der Wälzkörperhalterung 1 in die entgegengesetzte Richtung wird dagegen von den Sperrklinken 5 und 12 blockiert.
Durch den Ratschenmechanismus zwischen Wälzkörperhalterung 1 und Handhabe 2 ist es möglich, die mit einem stielförmigen Griff 7 versehene Handhabe oszillierend auf und ab zu bewegen (s. Doppelpfeil) und hierdurch die Wälzkörperhalterung in einer unidirektionalen Richtung (s. Pfeil) um einen eingespannten Rundkörper 17 zu drehen.
Vorzugsweise sind die Sperrklinken 5, 12 in einer zurückgezogenen Position arretierbar (nicht dargestellt), so dass ihre Sperrfunktion wahlweise aufgehoben werden kann und die Wälzkörperhalterung 1 frei gegenüber der Handhabe 2 drehbar ist. Weiterhin könnte der Sperrmechanismus auch so ausgebildet sein, dass die gesperrte Drehrichtung vom Benutzer wahlweise vorgegeben werden kann.
Schließlich könnte der Sperrmechanismus anders als in 1 dargestellt auch an einer oder beiden Seitenflächen der Wälzkörperhalterung 1 ausgebildet sein.
Wie aus 1 weiterhin erkennbar ist, ist ein Wälzkörper 16 an einem Träger 11 drehbar gelagert, wobei der Träger 11 seinerseits radial verschiebebeweglich an der Wälzkörperhalterung 1 gelagert ist. Durch eine radial einwärts gerichtete Bewegung des Trägers 11 kann somit der von den Wälzkörpern 3, 16 definierte Durchmesser verkleinert und damit Druck auf einen eingesetzten Rundkörper 17 ausgeübt werden. Insbesondere können die Wälzkörper auf diese Weise bei fortschreitender Verpressung des Rundkörpers 17 nachgeführt werden. Selbstverständlich ist es auch möglich, mehrere oder sogar alle Wälzkörper auf jeweils einem radial verstellbaren Träger anzuordnen (nicht dargestellt).
Der Träger 11 ist mit einem Ratschenmechanismus versehen, welcher eine nur radial einwärts gerichtete Verstellung (in 1 nach oben) ermöglicht, wenn er aktiv ist. Der Ratschenmechanismus kann wie dargestellt insbesondere durch eine am Träger 11 ausgebildete Zahnreihe 13 sowie eine an der Wälzkörperhalterung 1 angeordnete, gegen den Druck einer Feder 15 bewegliche Sperrklinke 14 realisiert werden. Um den Träger 11 wieder radial zurückziehen zu können, lässt sich die Sperrklinke 14 in eine zurückgezogene Position ziehen, so dass der Träger 11 unter der Wirkung eines Vorspannelementes (nicht dargestellt) von selbst in die radial äußerste Stellung zurückkehrt.
Um von der Handhabe 2 aus eine radial einwärts gerichtete Bewegung des Trägers 11 bewirken zu können, ist im Stiel 7 der Handhabe über ein Gewinde 9 ein Druckstab 10 angeordnet. Am nach außen ragenden Ende besitzt der Druckstab 10 einen Drehgriff 8. Durch eine Drehung des Druckstabes 10 kann dieser vermöge des Gewindes 9 axial vorgeschoben werden und hierdurch einen Druck auf den Träger 11 ausüben, wenn die relative Winkelstellung zwischen Wälzkörperhalterung 1 und Handhabe 2 so ist, dass der Träger 11 und der Druckstab 10 sich berühren (nicht dargestellt). Eine solche Winkelstellung wird bei jeder Umdrehung der Wälzkörperhalterung 1 einmal angenommen.
Darüber hinaus kann die Übertragung der notwendigen Rollierkraft auf den Wälzkörper 16 außer wie beschrieben noch elektrisch, elektromagnetisch (z.B. über ein Stellventil), elektrohydraulisch (z.B. über einen Zylinder), elektromechanisch (z.B. über eine Schraube, ein Ritzel oder eine Schnecke) oder nach einem anderen Verfahren erfolgen. Im Falle elektrischer Vorrichtungen an der Wälzkörperhalterung 1 wären entsprechende Schleifkontakte zwischen Handhabe 2 und Wälzkörperhalterung 1 vorzusehen, um die Stromzufuhr sicherzustellen. Diese könnten bei dem in 1 dargestellten System z.B. an der (nicht sichtbaren) Seitenfläche der Wälzkörperhalterung 1 ausgebildet sein.
Als Anwendung der beschriebenen Vorrichtung soll nachfolgend beispielhaft das Außenrollieren von Rundkörpern wie insbesondere Kurbelwellen betrachtet werden. Beim Außenrollieren werden Druckeigenspannungen in die Hohlkehlen beziehungsweise auf die Oberfläche auf die Kurbelwelle 17 eingebracht, um auf diese Weise deren Festigkeit zu erhöhen. Ferner kann durch das Außenrollieren Planlaufabweichungen entgegengewirkt werden, die aufgrund unterschiedlicher Steifigkeit in verschiedenen Abschnitten der Kurbelwelle entstehen. Dabei wird die Radialkraft auf die Kurbelwelle 17 reduziert, wenn die Wälzkörper der Vorrichtung den Bereich der Lagerschultern durchlaufen, während sie in bruchgefährdeten Bereichen der Kurbelwelle zur Steigerung der Dauerfestigkeit wieder erhöht wird.
Weiterhin kann durch ein sogenanntes Richtrollieren ein vorhandener Radialschlag einer Kurbelwelle oder eines anderen Rundkörpers vermindert werden. Hierbei handelt es sich um ein technisches Richtverfahren, das die Dauerfestigkeit nicht vermindert, sondern im Gegenteil sogar erhöht. Bei einer Kombination des Außenrollierens und des Richtrollierens wird der Radialschlag einer Kurbelwelle oder eines anderen Rundkörpers nach beziehungsweise während des Rollieren gemessen und durch gezielte Erhöhung der Rollierkräfte während des Richtrollierens minimiert. Wie in 2 angedeutet ist, weisen die Wälzkörper 3 beim Rollieren von Kurbelwellen 17 vorzugsweise genau die Größe und Form des fertigen Einstiches an der Kurbelwelle auf. Insbesondere kann die Drehachse 18 der Wälzkörper um einen Winkel α von typischerweise 30° bis 40° geneigt sein.
Weiterhin kann – anders als in 2 dargestellt – die Drehachse 18 auch nicht in derselben Ebene wie die Arbeitachse A liegen. In diesem Falle würden die Wälzkörper auf einer spiralförmigen Linie auf dem zu verpressenden Rundkörper abrollen und daher eine axiale Vorwärtsbewegung entlang der Arbeitachse A ausführen.
3 zeigt in einer 1 entsprechenden Darstellung eine andere Anwendung, die auf dem oben beschriebenen Konstruktionsprinzip beruht. Gleiche Bezugszeichen stehen dabei für gleiche Komponenten, welche somit nicht mehr im Einzelnen erläutert werden müssen. Die in den 3 bis 6 dargestellte Vorrichtung unterscheidet sich von derjenigen der 1 und 2 durch die Ausbildung der Werkzeughalterung 101. Während diese bei den 1 und 2 eine Wälzkörperhalterung 1 war, dient sie bei den 3 bis 6 als Träger für einen Wechseleinsatz 103, 103a bzw. 103b, an dem seinerseits verschiedene Werkzeuge, die eine Drehbewegung ausführen sollen, befestigt sein können.
Die Werkzeughalterung 101 besteht aus einem C-förmigen Halter 102, welcher über einen Ratschenmechanismus in der Handhabe 2 unidirektional drehbar gelagert ist. Der Halter 102 weist ferner eine Aussparung 105 auf, die als Aufnahme für einen Wechseleinsatz 103 dient. Bei der in 3 und 4 dargestellten Ausführungsform ist die Aussparung 105 zur in der Figur linken Seite hin offen und an der rechten Seite halbkreisförmig. Der rechte Rand könnte jedoch auch anders verlaufen, z.B. dreieckig, um im Halter 102 ein maximales Volumen für Mehrkant-Schlüsseleinsätze bereitzustellen.
Wie aus dem Schnitt von 4 erkennbar ist, weist der Halter 102 in der Aufnahme eine Nut 107 auf, welche für einen definierten und axial fixierten Sitz des Wechseleinsatzes 103 sorgt. Vorzugsweise sitzt der Wechseleinsatz 103 leicht klemmend und/oder unter der Wirkung einer Magnetkraft im Halter 102. Des Weiteren können auch Klemmschrauben oder Kugelrasten (nicht dargestellt) vorgesehen sein, um den Wechseleinsatz 103 im Halter 102 zu arretieren.
Der Wechseleinsatz 103 ist bei den 3 und 4 als ein (Sechskant-) Maulschlüssel ausgebildet. Mit diesem Maulschlüssel kann ein mehrkantiges Werkstück wie zum Beispiel der Kopf 104 einer Schraube oder eine Mutter gedreht werden. Wie aus 4 erkennbar ist, sind die Angriffsflächen 106 des Maulschlüssel-Einsatzes 103 ballig ausgebildet.
Durch den Austausch der Wechseleinsätze 103 für Mehrkant-Schrauben kann die Vorrichtung leicht an unterschiedliche Schraubengrößen angepasst werden. Der Wechseleinsatz 103 muss hierzu lediglich aus der Werkzeughalterung 102 herausgezogen und durch einen anderen Wechseleinsatz mit der gewünschten Maulgröße ersetzt werden.
Es versteht sich, dass der Werkzeugteil der Wechseleinsätze 103 quasi beliebig ausgestaltet werden kann. Diesbezüglich zeigt 6 z.B. einen Wechseleinsatz 103b, der als Ringschlüsseleinsatz ausgebildet ist.
5 zeigt einen Sondereinsatz 103a, welcher auf der linken Seite eine Mehrkant-Vertiefung 109 entsprechend einem Steckschlüssel und auf der rechten Seite einen Inbus-Stift 108 aufweist. Der Inbus-Stift 108 kann optional hohl sein, so dass er innen als Steckschlüssel und außen als Inbusschlüssel wirkt. Die Steckhülsen des Sondereinsatzes 103a könnten ferner so dimensioniert sein, dass sie einen genormten Bit Einsatz mit einer Schraubendreherklinge oder dergleichen aufnehmen können.
5 zeigt auch, dass durch Werkzeuge, die außerhalb der Aussparung 105 liegen, Größenbeschränkungen durch die Weite der Aussparung 105 überwunden werden können.

Claims

Vorrichtung für Rotationsarbeitsvorgänge, enthaltend a) eine Werkzeughalterung (101) mit mindestens einem Werkzeug; b) eine Handhabe (2), in welcher die Werkzeughalterung (101) um eine Arbeitsachse (A) drehbar gelagert ist, wobei ein Sperrmechanismus (5, 6, 12) die Drehung in einer Richtung sperren kann.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sperrmechanismus wahlweise aktiviert oder deaktiviert werden kann und/oder dass die gesperrte Richtung vorgegeben werden kann.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Werkzeughalterung (101) und der Handhabe (2) als Sperrmechanismus ein Ratschenmechanismus (5, 6, 12) ausgebildet ist.
Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeughalterung (101) eine Aussparung (105) zur drehfesten Aufnahme eines Wechseleinsatzes (103, 103a, 103b) mit mindestens einem Werkzeug aufweist.
Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Wechseleinsatz eine Schraubendreherklinge umfasst.
Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Wechseleinsatz einen Mehrkant-Schlüsselkopf (103, 103a, 103b) umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Mehrkant-Schlüsselkopf ein Maulschlüssel (103), Steck- und/oder Inbusschlüssel (103a), und/oder ein Ringschlüssel (103b) ist.
Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Mehrkant-Schlüsselkopf (103, 103b) ballig geformte Angriffsflächen (106) aufweist.
Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeughalterung (101) und die Handhabe (2) die Arbeitsachse (A) nicht vollständig umschließen.
Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeughalterung als Wälzkörperhalterung (1) ausgebildet ist.