DE1179438B - Vorrichtung zum Fraesen und Schleifen von Walzkalibern - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. Kl.: B 23 c

Deutseite Kl.: 49 b-5/01

Nummer: 1179438

Aktenzeichen: M46950Ib/49b

Anmeldetag: 26. Oktober 1960

Auslegetag: 8. Oktober 1964

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Fräsen und Schleifen von Walzkalibern mit radial und axial veränderlichem Querschnitt, bei der die Achsen von Walzkaliber und Fräser parallel zueinander liegen.

Bekannt sind Maschinen, bei denen die beiden ein geschlossenes Kaliber bildenden Walzen bzw. Walzenbacken in einer der Betriebsanordnung entsprechenden Stellung in einer Aufspannung durch ein mittig in der Kaliberachse angeordnetes Werkzeug bearbeitet werden. Hierbei führen die Walzen um ihre eigenen Achsen eine Vorschubbewegung aus. Der veränderliche Kaliberquerschnitt wird durch eine radiale Anstellung des Werkzeuges gegen die Walzenachse oder mittels eines konischen und axial verschiebbaren Werkzeuges erzielt. Es sind Maschinen bekannt, bei denen das mittig angeordnete Werkzeug in. einer Ebene räumlich feststeht und die Werkstücke mit Schnittgeschwindigkeit um die gemeinsame Kaliberachse umlaufen, als auch günstigere Bauarten, bei denen die Walzen selbst in einer räumlichen Ebene feststehen und das Werkzeug mit Schnittgeschwindigkeit umläuft.

Weiterhin sind Drehmaschinen bekannt, bei denen die Walzen selbst mit Schnittgeschwindigkeit umlaufen und das Werkzeug mit zwei sich überlagernden Vorschubbewegungen, z. B. mit Kreuzsupport oder einer radialen und einer schwenkenden Vorschubbewegung, den Umriß des Profils umfährt.

Es sind zwar außer den beschriebenen Vorrichtungen, welche speziell zum Kalibrieren von Walzen entwickelt werden, Schleifvorrichtungen für wirtschaftliche Massenfertigungen bekannt, z. B. iür das Schleifen der Innenlaufflächen von Kugellageraußenringen, bei denen mit einer sich schnelldrehenden, scheibenförmigen Schleifscheibe in dem langsam vorgeschobenen Werkstück kreisabschnittförmige Kaliber geschliffen werden. Hierbei wird entweder die Werkstückachse oder die Werkzeugachse geschwenkt. Auch ist eine Vorrichtung bekannt, bei der sowohl schwenkend als auch tauchend geschliffen werden kann. Derartige Vorrichtungen setzen voraus, daß die kreisabschnittförmigen Kaliber einen über ihre Länge gleichen Querschnitt aufweisen. Hierdurch unterscheiden sie sich aber von den Walzkalibern, insbesondere für das Kaltpilgern, welche über ihre Länge veränderliche Querschnitte aufweisen müssen. Auch wäre es mit den beschriebenen Schleifvorrichtungen nicht möglich, falls einmal Kaliber über ihre Länge einen gleichen Querschnitt aufweisen sollten, die hohen Reaktionskräfte beim Schneiden zusätzlich über die schwenkend arbeitenden Lagerungen aufzunehmen.

Vorrichtung zum Fräsen und Schleifen von
Walzkalibern

Anmelder:

Mannesmann-Meer Aktiengesellschaft,

Mönchengladbach, Karmannsstr. 29

Als Erfinder benannt:
Alois Vogelsang;, Düsseldorf

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu finden, die es gestattet, sowohl ein wirtschaftliches Nachschleifen als auch eine Erstkalibrierung in das volle Material mit einem Minimum an Arbeitszeit zu erreichen.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß das Werkzeug (Fräser oder Schleifscheibe) radial und axial gegenüber dem Walzkaliber parallel zu sich selbst verschiebbar ist. Bei einer besonderen Ausführungsform der Erfindung ist eine Anordnung getroffen, daß die Werkzeugachse an zwei gleichmäßig und in Abhängigkeit von der Drehung des Walzenkalibers über eine Schablone verstellbaren Kurbeln, vorzugsweise an zwei um gleiche Beträge verdrehbaren Kurbeln, gelagert ist, die exzentrisch in zylindrischen Drehkörpern dreheinstellbar sind.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist den Vorzug auf, daß einerseits beim Nachschleifen infolge der großen Angriffsflächen trotz kleinerer Vorschübe große Spanabnahmen und damit kurze Arbeitszeiten erzielbar sind und andererseits mit der zum wirtschaftlichen Nachschleifen erforderlichen kräftig gebauten Maschine auch die seltener benötigten Erstkalibrierungen in das volle Material durch Fräsen mit handelsüblichen Fräsern in wirtschaftlich günstigen Zeiten gefertigt werden können. Trotzdem bleibt die Abnutzung der Werkzeuge gering und formgerecht, da sich die Halbkreisform der Schneide gleichmäßig an dem geschnittenen Kaliber abwälzt.

Konstruktiv wird die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, daß die Werkzeugachse mit einem durch Exzenterscheiben gebildeten Kurbeltrieb verbunden ist, dessen Kurbelxadius von Null bis zu einem Maximalwert infolge Drehung der Exzenterscheiben verändert werden kann.

In einer vorzugsweisen Ausbildung der Vorrichtung werden aus Gründen der Parallelführung der Werkzeugachse zwei derartige Kurbeltriebe vorgesehen. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, daß zwei

409 690/178

rad 47, 48 drehbar gelagert, welche mit einer Innenverzahnung der Zahnkränze 45, 46 im Eingriff stehen. Ebenso sind in den Drehachsen je ein Schneckenrad 53, 54 drehbar gelagert, welche über

5 .die Schneckenwellen 49, 50 mittels der darauf angeordneten Schnecken 51, 52 und Zahnrädern 47, 48 mit den Außenverzahnungen der Zahnkränze 45, 46 im Eingriff stehen. Die Achse der Schneckenräder 53, 54 ist wieder mit den Schnecken 55, 56 fest ver-

o bunden, so daß damit vom Differentialgetriebe bis zu den Verstellachsen 59, 60 ein drehender Zahneingriff besteht. Im Differentialgetriebe ist das Teilerad 36 mit einem Schneckenkranz 35 fest verbunden. Die im Eingriff stehende Schnecke 34 ist über eine Welle

eine Drehachse, zu deren Mittelpunkt ein Zapfen 29 mit dem gleichen Mittenversatz der Verstellwelle 59,

Walzenkaliber und auch zwei Werkzeugeinrichtungen nebeneinander angeordnet werden können, so daß gleichzeitig die beiden zu einem Vollkaliber gehörenden Halbkaliber einander genau entsprechend bearbeitet werden können.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist beispielsweise in den Zeichnungen schematisch wiedergegeben. Es zeigt

F i g. 1 die Seitenansicht der Maschine,

F i g. 2 den Zerspanungsvorgang,

F i g. 3 die Vorderansicht mit Teilschnitten entsprechend der Schnittebenen A-B,

F i g. 4 den Gesamtgetriebeplan.

In den Drehachsen 42, 43 ist eine Verstellwelle 59,
60 exzentrisch und drehbar gelagert, welche an 15 33 mit dem Antriebsstellmotor 32 verbunden. Hinter

beiden Seiten der Maschine mit wiederum exzen- dem Stellmotor 32 führt die Achse 33 weiter und

irisch versetzten Aufnahmezapfen 61, 62 heraustritt treibt über eine Schnecke 31 und Schneckenrad 31' (F i g. 1 und 4). Auf diesem Aufnahmezapfen wird
an beiden Seiten der Maschine je eine Fräseinheit 63,
63' aufgeschoben und befestigt. Jede Fräseinheit hat 20 60 exzentrisch angeordnet ist. Auf diesem Zapfen 29

einen selbstständigen Antriebsmotor 64', 64, welcher ist ein Gleitstein 30 gelagert, welcher die Verstell-

das Werkzeug, beispielsweise einen Scheibenfräser bewegung des Zapfens 29 über die Quernute 30' in

65', 65, mit der erforderlichen Umlaufschnitt- eine oszillierende Bewegung des Schiebers 27 längs

geschwindigkeit antreibt. Die Werkzeugachse ist zur seiner im Maschinenständer angeordneten Führung Werkstückachse parallel gelagert und führt das mit 25 25 umwandelt.

Schnittgeschwindigkeit umlaufende Werkzeug mit Auf dem Schieber 27 ist ein als Elektrofühler 26 Drehbewegung der Drehachse 42, 43 kreisend durch bekanntes Steuerelement montiert. Dieser besteht aus das Werkstück, womit eine gewünschte Kaliberform einem elektrischen Kontakt und einem Taststift 28 erreicht wird. Durch die kreisende Bewegung der durch die Wirkung einer Feder in Richtung auf die Werkzeugachse si erzeugt jeder Fräserzahn eine 30 Schablone gehalten. Wenn der Schablonentisch 23 rechnerisch bestimmbare geringe Spanbreite s2> nach rechts (Fig. 4) bewegt wird, drückt die Scha-(F i g. 2), welche durch die seitliche Führung des blone 24 den Taststift 28 gegen die Federwirkung zuWerkzeuges nebeneinander liegend abgehoben wer- rück und schließt hierdurch den Kontakt. Damit wird den. Bei jeder kreisenden Bewegung der Werkzeug- der Stellmotor 32 eingeschaltet und verstellt einerachse dreht sich die Werkstückachse und damit die 35 seits über die Welle 33 und die bereits beschriebene zu bearbeitende Walzenbacke in Vorschubrichtung Verstelleinrichtung während der Umlaufbewegung entgegen dem Fräser um einen Vorschubwert, womit der Drehachsen 42, 43 die räumliche Lage der Wellen die Spandicke bestimmt wird (s2, Fig. 3). 61, 62 um einen bestimmten Wert. Andererseits wird

Während dieses Bearbeitungsvorganges wird die vom Stellmotor 32 der Schieber 27 mit dem Fühler Verstellwelle 59, 60 mittels einer Schneckenverzah- 40 26 über die Schnecke 31, das Schneckenrad 3Γ, den nung 57, 58 und der Schnecken 55, 56 (F i g. 3 und 4) Exzenter 29 und den Gleitstein 30 um den entwährend des Umlaufs der Drehachsen 42, 43 fort- sprechend den Übersetzungsverhältnissen zwischen laufend verstellt, so daß die exzentrischen Dreh- Werkzeug und Schablone äquivalenten Weg verstellt, zapfen 61, 61', 62 und 62' ihren Drehkreis allmäh- solange der Kontakt durch Drücken der Schablone lieh vergrößern oder verkleinern, je nach der ge- 45 auf dem Taststift geschlossen bleibt. Auf diese Weise wünschten Kaliberform, und zwar im Zusammen- wird über die Fühlersteuerung die gewünschte hang mit der Werkstückachse 3', 3. Die Drehbewe- Kaliberform auf die Werkzeugbewegung übertragen, gung der Drehachse 42, 43 erfolgt von dem Antriebs- wenn die Kante der Schablone nur Neigungen nach motor 72 über ein stufenlos regelbares Getriebe 71 einer Seite aufweist. In Fällen, in denen steigende und das Antriebsritzel 70, welches in das Zahnrad 50 und fallende Neigungen auftreten, wird an Stelle 40 eingreift, das mit der Drehachse 42 fest verbunden eines einseitig arbeitenden Fühlers ein ebenfalls beist. Das Zwischenrad 39 steht mit dem Rad 40, 41
im Eingriff, wobei letzteres ebenfalls mit der Drehachse 43 fest verbunden ist, so daß beide Drehachsen

die gleiche Drehbewegung ausführen. Die Achse des 55 der vorderen Maschinenwand in einer senkrechten

Zwischenrades 39 treibt mit einem Tellerrad 38 ein Längsführung gelagert und kann über ein Handrad 74,

Umlaufdifferentialgetriebe, welches über die Umlauf- über ein Kegelradpaar und der Gewindespindel 75 in

räder 37 und der verbindenden Querachse das der Höhenlage der Werkstücke zum Werkzeug nach

Zwischenrad 44 mit verminderter Umlaufgeschwin- den Erfordernissen eingestellt werden. Die beiden

digkeit abtreibt. Auf den Drehachsen 42, 43 ist je- 60 in den Lagerungen 4 und 4' gehaltenen Werkstück-

weils ein Zahnkranz 45, 46 drehbar gelagert, welcher achsen 3, 3' tragen je eine Aufnahmevorrichtung

mit dem Zwischenrad 44 im Eingriff steht. 2, 2', in welcher die zu bearbeitenden Walzenbacken

Durch die Anordnung des größeren Zwischen- 1, 1' aufgenommen und befestigt werden. Mit den

rades 44 und der kleineren Zahnkränze 45, 46 wird Werkstückachsen 3, 3' sind die Schneckenräder 5, 5'

die Differenzgeschwindigkeit zur Drehbewegung der 65 fest verbunden und erhalten ihre Drehbewegung

Drehachsen aufgelöst, so daß die Zahnkränze 45, 46 durch die Schneckenwelle 7 und die damit fest ver-

jeweils die gleiche Drehbewegung der Drehachsen bundenen Schnecken 6, 6'. Mit der Schneckenwelle 7

haben. In den Drehachsen 42, 43 sind je ein Zahn- ist das Schneckenrad 8 fest verbunden und wird

kannter, in zwei Richtungen arbeitender Elektrofühler verwendet.

Der vordere Werkstücksupport 73 (F i g. 1) ist an

durch die mit ihm im Eingriff stehende Schnecke 9 verbunden mit der Schneckenwelle 10, über ein Regelgetriebe 11 mit Antriebsmotor 12 angetrieben. Mit der Schneckenwelle 7 wird gleichzeitig über ein Räderpaar 13, 14 eine Schneckenwelle 15 angetrieben, welche über die Schnecke 16 und Schneckenrad 17 eine Gewindespindel 18 in den Lagerungen 19, 19', 19" antreibt, welche mittels einer Spindelmutter 22 den Schablonenträger 23 auf einem Führungstisch 21 in einem konstanten Bewegungsverhältnis zu den Werkstückachsen 3, 3' führt. Auf dem Schablonenträger 23 ist die Kopierschablone 24 befestigt, deren Form der natürlichen Abwicklung der gewünschten Kaliberform in den Walzenbacken entspricht.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Fräsen und Schleifen von Walzkalibern mit radial und axial veränderlichem Querschnitt, bei der die Achsen von Walzkaliber und Fräser parallel zueinander liegen, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug (Fräser oder Schleifscheibe) radial und axial gegenüber dem Walzkaliber parallel zu sich selbst ver- : schiebbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkzeugachse (63, 63') an zwei gleichmäßig und in Abhängigkeit von der Drehung des Walzenkalibers über eine Schablone verstellbaren Kurbeln, vorzugsweise an zwei um gleiche Beträge verdrehbaren Kurbelwellen (59, 60), gelagert ist, die exzentrisch in zylindrischen Drehkörpern (21, 43) dreheinstellbar sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, zum gleichzeitigen und symmetrischen Fräsen und Schleifen der Profile der beiden Walzen eines geschlossenen Kalibers, dadurch gekennzeichnet, daß auf gegenüberliegenden Seiten eines Ständers Aufspanneinrichtungen für Walzenkaliber (2, 2') und Werkzeug (65, 65') mit gegensätzlichen Umlaufrichtungen vorgesehen sind.

4. Vorrichtung nach Ansprach 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur gegenseitigen Verstellung der Exzenter jedes Doppelexzenters ein Differentialgetriebe (36 bis 38) vorgesehen ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 49 090, 161504,

484418, 556 102, 630 873, 952 583, 971041,

084, 1 040 928;
französische Patentschrift Nr. 1 030 520.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

409 690/178 9.64 © Bundesdruckerei Berlin