DE1279499B

DE1279499B - Glazing roller head for bores

Info

Publication number: DE1279499B
Application number: DEH54981A
Authority: DE
Inventors: Claude Spencer Harris
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1964-01-31
Filing date: 1965-01-28
Publication date: 1968-10-03
Also published as: CS160351B1; SE306028B; NL6501235A; CH429491A; BE659077A

Description

Glättwalzkopf für Bohrungen Die Erfindung betrifft einen Glättwalzkopf für Bohrungen mit mehreren mit Abstand am Umfang des Kopfes angeordneten Rollen, die unabhängig voneinander radial zum Walzkopf nachgiebig gelagert sind.Roller burnishing head for bores The invention relates to a roller burnishing head for bores with several rollers arranged at a distance on the circumference of the head, which are flexibly mounted radially to the roller head independently of one another.

Derartige Walzköpfe dienen zur Hochglanzbearbeitung von Bohrungen; zur Erzeugung eines gleichförmigen Anpreßdruckes sämtlicher Rollen, beispielsweise bei der Bearbeitung geringfügig unrunder Bohrungen, sind die Rollen unabhängig voneinander radial zum Walzkopf nachgiebig gelagert.Such roller heads are used for high-gloss machining of bores; for generating a uniform contact pressure of all rollers, for example When machining slightly out-of-round bores, the roles are independent of each other radially resiliently mounted to the roller head.

Bei den bekannten Walzköpfen der eingangs erwähnten Art stehen die Rollen senkrecht zur Vorschubrichtung des Walzkopfes in der Bohrung, so daß zur Durchführung der Oberflächenbearbeitung hohe axiale Schubkräfte erforderlich sind.In the known roller heads of the type mentioned are the Rolls perpendicular to the feed direction of the roller head in the bore, so that for Carrying out the surface treatment high axial shear forces are required.

Bei einer weiteren bekannten Glättwalzvorrichtung zur Bearbeitung von Werkstückaußenflächen sind die Walzrollen zur Erzeugung einer Vorschubkraft schräg zur Vorschubrichtung angestellt. Es hat sich jedoch herausgestellt, daß der optimale Anstellwinkel von der Größe der zu bearbeitenden Bohrung, der Arbeitsgeschwindigkeit und anderen Faktoren abhängt.In another known roller burnishing device for machining of the outer surfaces of the workpiece are the rollers for generating a feed force hired obliquely to the feed direction. However, it has been found that the optimal angle of attack depending on the size of the hole to be machined and the working speed and other factors.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Glättwalzkopf zu schaffen, bei dem die Vorschubkräfte durch veränderliche Einstellbarkeit des Schwenkwinkels der Rollen regulierbar sind.The invention is based on the object of creating a smoothing roller head, in which the feed forces through variable adjustability of the swivel angle the roles are adjustable.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zur gleichzeitigen Einstellbarkeit der Neigung der Rollen gegenüber der Drehachse des Walzkopfes in einer Tangentialebene der zu bearbeitenden Bohrung dieser in an sich bekannter Weise zwei relativ zueinander um seine Achse verstellbare Tragkörper aufweist und daß jede Rolle sowohl am einen wie auch am anderen Tragkörper nachgiebig gelagert ist.According to the invention, this object is achieved in that for simultaneous Adjustability of the inclination of the rollers relative to the axis of rotation of the roller head in a tangential plane of the bore to be machined this in a known manner has two support bodies which can be adjusted relative to one another about its axis and that each role is resiliently mounted both on one and on the other support body.

Die gemeinsame und gleichzeitige, veränderliche Einstellbarkeit des Anstellwinkels der Rollen ist zwar an sich bekannt, dabei handelt es sich jedoch um einen Gewindewalzkopf, bei dem die Gewindewalzen nicht nachgiebig gelagert sind und der Anstellwinkel der Gewindewalzen veränderlich ist, um Gewinde unterschiedlicher Steigung herstellen zu können.The common and simultaneous, changeable adjustability of the The angle of attack of the rollers is known per se, but it is around a thread rolling head in which the thread rolls are not resiliently mounted and the angle of attack of the thread rollers is variable to different threads To be able to produce slope.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann durch Verstellung der beiden Tragkörper relativ zueinander der Schwenkwinkel der Rollen in einer Tangentialebene der zu bearbeitenden Zylinderfläche auf den optimalen Anstellwinkel eingestellt werden. Infolgedessen lassen sich die Vorschubkräfte auf den jeweils günstigsten Wert einstellen, und der erfindungsgemäße Glättwalzkopf zeichnet sich auch bei Bearbeitung von Bohrungen unterschiedlichen Durchmessers und über einen weiten Bereich von Arbeitsgeschwindigkeiten durch eine gleichmäßig gute Glättwalzwirkung aus. Darüber hinaus stellt die an sich bekannte getrennte nachgiebige Lagerung sämtlicher Rollen auch bei geringfügigen Abweichungen des Bohrungsdurchmessers, beispielsweise bei einer geringfügig ovalen Bohrung, einen gleichförmigen Walzdruck an sämtlichen Rollen sicher.In the device according to the invention, by adjusting the two Support body relative to each other the pivot angle of the rollers in a tangential plane the cylinder surface to be machined is set to the optimum angle of attack will. As a result, the feed forces can be set to the most favorable in each case Set the value, and the roller burnishing head according to the invention is also distinguished during machining of bores of different diameters and over a wide range of working speeds through a consistently good smoothing roller effect. In addition, the per se known separate flexible storage of all roles even with minor ones Deviations in the bore diameter, for example in the case of a slightly oval Bore, a uniform rolling pressure on all rollers.

Zur nachgiebigen Lagerung der Rollen ist in vorteilhafter Weise jede Rolle zwischen zwei in jeweils einem Tragkörper sitzenden, druckmittelbetätigbaren, radial verschiebbaren Kolben gelagert. In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung kann jede Rolle an Wellenstummeln befestigt sein, die in selbstausrichtenden Gleitlagern gelagert sind. Dabei kann jedes Lager eine Lagerhalbschale mit einer halbkugelförmigen Außenfläche aufweisen, in der ein entsprechend geformter Teil am äußeren Ende des Kolbens sitzt. Vorzugsweise sind am Walzkopf in an sich bekannter Weise drei Rollen mit gleichen Umfangsabständen angeordnet.For the resilient mounting of the roles is each in an advantageous manner Role between two, each seated in a support body, which can be actuated by pressure medium, mounted radially displaceable piston. In a further advantageous embodiment, can each roller must be attached to stub shafts in self-aligning plain bearings are stored. Each bearing can have a bearing half-shell with a hemispherical one Have outer surface in which a correspondingly shaped part at the outer end of the Piston sits. There are preferably three rollers on the roller head in a manner known per se arranged with the same circumferential distances.

Die Erfindung wird nunmehr an Hand der Zeichnungen beispielsweise erläutert. Es zeigt F i g. 1 einen Axialschnitt durch den Glättwalzkopf und F i g. 2 einen Schnitt längs der Linie II-II der Fig.1. Der Glättwalzkopf enthält einen Antriebsschaft 1 und einen an einem Ende des Schaftes befestigten Hauptteil 2. Der Hauptteil 2 besteht aus zwei zylindrischen Tragkörpern 20 und 22, die relativ zueinander verstellbar sind und in der eingestellten Lage mittels dreier, mit gleichen Winkelabständen angeordneter Schrauben 23 zusammengeklemmt werden, wobei ein mittlerer Zentrierbund 24 auf dem Tragkörper 22 in eine entsprechende Ausnehmung 25 in dem Tragkörper 20 eingreift. Die Schrauben 23 werden in den Tragkörper 20 eingeschraubt und erstrecken sich durch drei bogenförmige Schlitze 26 in dem Tragkörper 22 hindurch, so daß die beiden Tragkörper innerhalb des durch die Länge der Schlitze 26 festgelegten Verstellbereichs in jeder beliebigen Winkellage zusammengeklemmt werden können. Der Tragkörper 20 ist mittels Schrauben an dem Schaft 1 befestigt. Jeder Tragkörper 20 bzw. 22 weist drei Zylinderbohrungen 4 bzw. 5 auf, wobei die Bohrungen jeweils mit gleichen Winkelabständen über den Umfang des Tragkörpers verteilt sind und ihre Mittellinien jeweils in einer gemeinsamen, senkrecht auf der Walzkopfachse stehenden Ebene liegen. Alle sechs Bohrungen 4, 5 sind an ihren inneren Endabschnitten mit einer mittleren Hydraulikkammer 6 verbunden, die an ihrem einen Ende durch eine auf den Tragkörper 22 aufgeschraubte Endplatte 8 abgedichtet und an ihrem anderen Ende an eine Hydraulikspeiseleitung 7 angeschlossen ist, die mittig durch den Schaft 1 hindurchführt.The invention will now be explained with reference to the drawings, for example. It shows F i g. 1 shows an axial section through the roller burnishing head and FIG. 2 shows a section along the line II-II of FIG. The roller burnishing head contains a drive shaft 1 and a main part 2 attached to one end of the shaft. The main part 2 consists of two cylindrical supporting bodies 20 and 22 which are adjustable relative to one another and which are clamped together in the set position by means of three equally angularly spaced screws 23 , wherein a central centering collar 24 on the support body 22 engages in a corresponding recess 25 in the support body 20. The screws 23 are screwed into the support body 20 and extend through three arcuate slots 26 in the support body 22 so that the two support bodies can be clamped together in any angular position within the adjustment range defined by the length of the slots 26. The support body 20 is fastened to the shaft 1 by means of screws. Each support body 20 and 22 has three cylinder bores 4 and 5, the bores each being distributed at equal angular intervals over the circumference of the support body and their center lines each lying in a common plane perpendicular to the roller head axis. All six bores 4, 5 are connected at their inner end sections to a central hydraulic chamber 6, which is sealed at one end by an end plate 8 screwed onto the support body 22 and at its other end is connected to a hydraulic feed line 7 which is centrally through the shaft 1 leads through.

In jeder Bohrung 4 bzw. 5 ist ein druckmittelbetätigbarer Kolben 9 bzw.10 verschiebbar angeordnet, wobei in einer Ringnut des Kolbens ein O-Ring 12 sitzt, der mit der Wand der entsprechenden Bohrung dichtend zusammenarbeitet, Zwischen jedem Kolbenpaar 9, 10 ist eine Walzrolle 13 mit einstückig angeformten Wellenstummeln 14 drehbar gelagert, wobei die Wellenstummel 14 in Gleitlagern 27 laufen, die an den äußeren Enden der Kolben gelagert sind. An den inneren Enden der Wellenstummel 14 ist jede Rolle 13 mit einer Anschlagschulter 19 versehen, die die Rolle zwischen den Gleitlagern 27 in Axialrichtung festlegen.A piston 9 which can be actuated by pressure medium is located in each bore 4 or 5 or 10 arranged displaceably, with an O-ring 12 in an annular groove of the piston sits, which cooperates sealingly with the wall of the corresponding hole, between each pair of pistons 9, 10 is a rolling roller 13 with integrally formed shaft stubs 14 rotatably mounted, wherein the stub shaft 14 run in plain bearings 27 that the outer ends of the pistons are mounted. At the inner ends of the shaft stubs 14 each roller 13 is provided with a stop shoulder 19 that the roller between set the plain bearings 27 in the axial direction.

Die Gleitlager enthalten Lagerhalbschalen, die eine halbkugelförmige Außenfläche 28 aufweisen. An den äußeren Enden der Kolben 9 bzw. 10 sind entsprechende halbkugelförmige Sitze 29 angeordnet, in denen die Lagerschalen sitzen und durch mittlere Stifte 30 festgestellt werden. Die Stifte 30 verhindern, daß sich die Lagerschalen gemeinsam mit den Wellenstummeln 14 verdrehen. Die Stifte 30 sind fest an den Kolben 9, 10 angebracht und greifen mit Spielin Ausnehmungen 31 in den Gleitlagern 27 ein, um eine Selbstausrichtung der Gleitlager zu ermöglichen.The plain bearings contain bearing half-shells which have a hemispherical outer surface 28. Corresponding hemispherical seats 29 are arranged at the outer ends of the pistons 9 and 10 , in which the bearing shells sit and are fixed by means of central pins 30. The pins 30 prevent the bearing shells from rotating together with the shaft stubs 14. The pins 30 are fixedly attached to the pistons 9, 10 and engage with play in recesses 31 in the slide bearings 27 in order to enable the slide bearings to self-align.

Jede Rolle wird auf dem entsprechenden Kolbenpaar 9, 10 durch Federschellen 32 gehalten, die in Endnuten in den Wellenstummeln 14 liegen und nach innen gebogene untere Enden 33 aufweisen, welche in entsprechende Ausnehmungen 34 in den Kolben einhaken. Die Ausnehmungen 34 sind derart ausgebildet, daß die Federschellen 32 von den Wänden der Bohrungen 4 bzw. 5 auf Abstand gehalten sind.Each roller is held on the corresponding pair of pistons 9, 10 by spring clips 32 which lie in end grooves in the shaft stubs 14 and have inwardly curved lower ends 33 which hook into corresponding recesses 34 in the piston. The recesses 34 are designed such that the spring clips 32 are kept at a distance from the walls of the bores 4 and 5, respectively.

Zur gleichzeitigen, gemeinsamen Einstellung der Neigung der Rollen 13 werden die Schrauben 23 gelöst und die Tragkörper 20 und 22 gegeneinander verdreht, so daß sich die Mittellinien der Zylinderbohrungen 4 und 5 in Umfangsrichtung des Walzkopfes gegeneinander verstellen. Wenn die erwünschte Einstellung des Neigungswinkels der Rollen erreicht worden ist, werden die Tragkörper 20 und 22 durch Anziehen der Schrauben 23 fest zusammengeklemmt.For the simultaneous, common adjustment of the inclination of the rollers 13, the screws 23 are loosened and the support bodies 20 and 22 are rotated against one another, so that the center lines of the cylinder bores 4 and 5 are adjusted against one another in the circumferential direction of the roller head. When the desired setting of the angle of inclination of the rollers has been achieved, the support bodies 20 and 22 are firmly clamped together by tightening the screws 23.

Eine Winkelverstellung zwischen den beiden Tragkörpern 20 und 22 bewirkt eine Relativbewegung zwischen den beiden Kolben 9 und 10 und zwischen den entsprechenden Gleitlagern 27 in Tangentialrichtung. Da diese Bewegung nicht geradlinig, sondern bogenförmig ist, findet eine Relativbewegung um drei senkrecht aufeinander stehenden Achsen statt, die von den selbstausrichtenden Gleitlagern 27 und durch Verschiebung der Wellenstummeln 14 in den Lagern 27 aufgenommen wird.An angle adjustment between the two support bodies 20 and 22 is effected a relative movement between the two pistons 9 and 10 and between the corresponding ones Plain bearings 27 in the tangential direction. Because this movement is not straight, but rather is arcuate, finds a relative movement around three perpendicular to each other Axes held by the self-aligning plain bearings 27 and by displacement of the stub shafts 14 is received in the bearings 27.

Im Betrieb wird der Glättwalzkopf an einem Ende der zu bearbeitenden Bohrung angeordnet, und über die Zufuhrleitung 7 wird eine Druckflüssigkeit in die Hydraulikkammer 6 eingeführt, wodurch die Walzrollen 13 unabhängig voneinander auf der Innenwandung der zu bearbeitenden Bohrung in Anlage kommen. Der Walzkopf wird durch den Schaft 1 gedreht und durch die zu bearbeitende Bohrung geführt, so daß die gesamte Innenfläche der Bohrung gewalzt und geglättet wird, wobei die Vorschubbewegung des Walzkopfes durch den Anstellwinkel jeder Rolle 13 verursacht oder wenigstens unterstützt wird. Jedes Kolbenpaar 9, 10 kann mit der zugeordneten Rolle 13 unabhängig von den anderen beiden Kolbenpaaren und dem Hauptteil 2 radial zum Walzkopf verschoben werden. Durch die nachgiebige Lagerung der Rollen paßt sich der Walzkopf selbsttätig an leicht ovale oder unrunde Bohrungen an, ohne daß der Anpreßdruck der Rollen geändert wird. Dieser ist lediglich von dem Druck in der Hydraulikkammer 6 abhängig. Durch geeignete Wahl des Neigungswinkels der Rollen in Abhängigkeit von der Arbeitsgeschwindigkeit, dem Durchmesser der zu bearbeitenden Bohrung und anderen Faktoren läßt sieh der erfindungsgemäße Walzkopf auf die jeweils günstigsten Vorschubkräfte einstellen, wobei die Schräganstellung der Rollen eine gleichbleibend gute Oberflächenbearbeitung der Bohrung ermöglicht.In operation, the roller burnishing head is arranged at one end of the bore to be machined, and a pressure fluid is introduced into the hydraulic chamber 6 via the supply line 7, whereby the rolling rollers 13 come into contact independently of one another on the inner wall of the bore to be machined. The roller head is rotated by the shank 1 and guided through the bore to be machined, so that the entire inner surface of the bore is rolled and smoothed, the feed movement of the roller head being caused or at least supported by the angle of incidence of each roller 13. Each pair of pistons 9, 10 can be moved with the associated roller 13 independently of the other two pairs of pistons and the main part 2 radially to the roller head. Due to the flexible mounting of the rollers, the roller head automatically adapts to slightly oval or non-circular bores without changing the contact pressure of the rollers. This is only dependent on the pressure in the hydraulic chamber 6. By suitable choice of the angle of inclination of the rollers depending on the working speed, the diameter of the hole to be machined and other factors, the rolling head according to the invention can be adjusted to the most favorable feed forces, the inclined position of the rollers enabling consistently good surface treatment of the hole.

Claims

Claims: 1. Smoothing roller head for bores with several spaced apart rollers arranged on the circumference of the head, which independently of one another radially Rolling head are resiliently mounted, d a -characterized that at the same time Adjustability of the inclination of the rollers (13) with respect to the axis of rotation of the roller head in a tangential plane of the hole to be machined this in itself known Way has two support bodies (20, 22) which can be adjusted relative to one another about its axis and that each roller (13) both on one and on the other support body (20, 22) is resiliently mounted.

2. Smoothing roller head according to claim 1, characterized in that each roller (13 ) is mounted between two radially displaceable pistons ( 9, 10) which are seated in a respective support body (20, 22) and can be actuated by pressure medium.

3. Smoothing roller head according to claim 1 or 2, characterized in that each roller (13) is attached to stub shafts (14) in self-aligning plain bearings (27) are stored.

4. Smoothing roller head according to claim 3, characterized in that that each bearing (27) has a bearing half-shell with a hemispherical outer surface (28) in which a correspondingly shaped part (29) at the outer end of the piston (9 or 10) is seated.

5. Smoothing roller head according to one of the preceding claims, characterized in that three rollers (13) are arranged with the same circumferential distances on the roller head in a manner known per se. Considered publications: German Auslegeschriften No. 1046 520, 1131 545, 1061728.