DE19718257C2 - Profilwalzmaschine zum Walzen eines rotationssymmetrischen Werkstücks mit einem präzisen Außenprofil - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Profilwalzmaschine zum Walzen eines rotationssymmetrischen Werkstückes mit einem präzisen Außenprofil, insbesondere in Form einer Verzahnung, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.

Für das Walzen von externen Profilen können in Abhängigkeit von der Arbeitsaufgabe und der erforderlichen Präzision unterschiedliche Prinzipien zum Einsatz gelangen. Die Vielfalt der Möglichkeiten wird jedoch reduziert, wenn zum Beispiel Verzahnungsprofile oder Werkstücke mit achsparallelen Profilen mit hoher Fertigungsgenauigkeit herzustellen sind. Hierzu werden in erster Linie Profilwalzmaschinen mit Flachbackenwerkzeugen eingesetzt, bei denen fest beabstandete Werkzeuge aneinander vorbei bewegt werden. Toleranzen können im wesentlichen durch die Werkzeuge selbst oder durch die Deformation des Maschinengestells entstehen. Um eine hohe Maßhaltigkeit einer zu walzenden Verzahnung zu gewährleisten, sind aufwendige Werkzeuge und Maschinen erforderlich, was sich nachteilig auf die Wirtschaftlichkeit des Herstellungsverfahrens auswirken kann.

Zylindrische Walzwerkzeuge können kostengünstiger hergestellt und wirtschaftlicher eingesetzt werden. Nachteilig bei den bekannten Maschinen ist das große konstruktionsbedingte Verdrehspiel der Walzwerkzeuge, welches die erreichbare Genauigkeit einschränkt. In der DE 12 55 618 B und der DE 20 29 747 A sowie der US 5 339 669 A werden die beiden in jeweils einem Werkzeugschlitten gelagerten Walzwerkzeuge durch einen gemeinsamen Antriebsmotor angetrieben. Die Übertragung der Drehmomente erfolgt mit entsprechend der Schlittenbewegung sich verschiebenden, in verzahnten Hohlwellen geführten Kupplungsteilen. Demgegenüber werden in der Europäischen Patentanmeldung 754 511 A2 sowie der DE 28 43 787 A1 zwei separate Motoren vorgesehen, die zur Steuerung der Antriebsbewegung über ein Zwischenrad oder dergleichen im Gleichlauf angetrieben werden. Durch die nötige Schlittenbewegung müssen die auf dem Werkzeugschlitten angeordneten Profilwalzwerkzeuge über längenausgleichende Elemente wie Schiebesitze, Gelenkwellen oder dergleichen angetrieben werden.

In der JP 08-318340 A wird eine Profilwalzmaschine zum Walzen von rotationssymmetrischen Werkstücken mit zwei jeweils ein Walzwerkzeug tragenden Walzspindeln dargestellt, die mit Getriebeeinheiten zum Antrieb verbunden sind.

Die Getriebeeinheiten sind mit einem Antriebsmotor angetrieben und zur Synchronisation der Drehzahl mit einem Zwischenrad im Getriebe für den Gleichlauf ausgebildet. Alternativ können die Walzspindeln durch einen gemeinsamen Antrieb mit einem Verteilergetriebe angetrieben werden, in dem das Zwischenrad zur Synchronisation enthalten ist. Die Rotationsgeschwindigkeit der Walzspindeln wird durch eine Steuereinheit kontrolliert.

Die Steuereinheit ist des weiteren mit einer Kolbenzylindereinheit verbunden, die für das Zustellen eines steuerbaren Walzschlittens vorgesehen ist. Für die Steuerung des Walzvorgangs ist der Walzschlitten mit einem Positionssensor ausgerüstet, der bei Erreichen einer vorgegebenen Stellung den hydraulischen Vorschub der Kolbenzylindereinheit beendet. Um die Genauigkeit des zu walzenden Profils zu verbessern, ist die Steuereinheit mit einer speicherprogrammierbare Recheneinheit versehen. Auf diese Weise sind die Walzwerkzeuge und ihre Antriebe synchron angetrieben und über die speicherprogrammierbare Steuerung mit dem Walzschlitten gekoppelt. Mit Hilfe der speicherprogrammierbaren Steuerung kann die Walzgeschwindigkeit bis zum Erreichen des Schlittenvorschubs eingestellt und die Umformung gesteuert werden. Von der vorgeschlagenen Steuerung wird das durch die Getriebeeinheit bedingte Flankenverdrehspiel zwischen den Walzwerkzeugen nicht beeinflußt.

Von daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, bei einer Profilwalzmaschine zum Walzen eines rotationssymmetrischen Werkstücks mit einem präzisen Außenprofil das Flankenverdrehspiel zwischen den Walzwerkzeugen zu verringern.

Diese Aufgabe wird in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung ergibt sich aus dem Unteranspruch.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

Die einzige Figur zeigt schematisiert eine erfindungsgemäße CNC-gesteuerte Profilwalzmaschine. Diese weist einen linken Antriebsmotor 1 und getrennt davon einen Antriebsmotor 2 rechts, mit nicht weiter dargestellten Antriebswellen auf, die über ein Getriebe 3 sowie 4 und eine spielfreie Kupplung 5 beziehungsweise 6 mit der Spindel 9 und der Spindel 10 direkt verbunden sind. Die zwischen der Kupplung 5 und der Spindel 9 beziehungsweise der Kupplung 6 und der Spindel 10 vorgesehene Bremseinheit 7 oder Bremseinheit 8, die in an sich bekannter Weise zum Ausschalten des Flankenverdrehspiels der Getriebe 3, 4 vorgesehen sind, stellen kein Verbindungselement zum Übertragen des Drehmoments dar. Mindestens ein Werkzeugschlitten 11 oder 12 ist mit Hilfe eines hydraulischen Kolbenzylinders 15 oder 16 in Horizontalrichtung gegenüber einem zwischen den Profilwalzwerkzeugen 17 und 18 befindlichen Werkstück 19 zustellbar, wobei die Profilwalzwerkzeuge 17, 18 im Werkzeugschlitten 11, 12 drehangetrieben gelagert sind.

Der Antriebsmotor 1, 2 ist mit einem Tragrahmenteil 20, 21 an dem Werkzeugschlitten 11, 12 angeflanscht und mit diesem gemeinsam bei Betätigung des Kolbenzylinders 15, 16 beim Walzen des Werkstückes 19 verschiebbar, wobei die Drehachsen der Spindeln 9, 10 zu den Drehachsen der Antriebsmotoren 1, 2 in einem unveränderlichen Abstand zueinander gelagert sind.

Anstelle des Einsatzes von zylindrischen Profilwalzwerkzeugen 17, 18 können Segmentwerkzeuge vorgesehen werden, bei denen die Werkzeugschlitten 11, 12 unbewegt mit Hilfe des Kolbenzylinders 15, 16 beabstandet werden. Hierbei ist die Zustellung in die Segmentwerkzeuge gelegt, während beim Einsatz von zylindrischen Profilwalzwerkzeugen 17, 18 die Zustellung durch Bewegen mindestens eines Werkzeugschlittens 11, 12 erzeugt wird.

Claims (2)

1. Profilwalzmaschine zum Walzen eines rotationssymmetrischen Werkstückes mit einem präzisen Außenprofil, insbesondere in Form einer Verzahnung, mit zwei rotierenden Walzwerkzeugen oder Walzwerkzeugsätzen, wobei jeweils ein Walzwerkzeug oder Walzwerkzeugsatz auf einer Spindel angeordnet und in einem Werkzeugschlitten drehangetrieben gelagert ist und mindestens ein Werkzeugschlitten mittels eines Kolbenzylinders gegenüber einem zwischen den Walzwerkzeugen befindlichen Werkstück positionier- und/oder zustellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwei CNC-gesteuerte Antriebsmotoren (1, 2) vorgesehen sind, wobei jeder Antriebsmotor (1, 2) mit einem Tragrahmenteil (20, 21) an jeweils einem der Werkzeugschlitten (11, 12) angeflanscht und mit diesem gemeinsam bei Betätigung des zugehörigen Kolbenzylinders (15, 16) beim Walzen des Werkstückes (19) verschiebbar ist, und dass jeder Antriebsmotor (1, 2) jeweils über ein Getriebe (3, 4) und eine spielfreie Kupplung (5, 6) mit der im Werkzeugschlitten (11, 12) gelagerten Spindel (9, 10) direkt verbunden ist, wobei die Drehachse der Spindel (9, 10) parallel oder in einem Winkel zur Drehachse des zugehörigen Antriebsmotors (1, 2) und beide in einem unveränderlichen Abstand zueinander gelagert sind.

2. Profilwalzmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils zwischen der Kupplung (5, 6) und der Spindel (9, 10) eine Bremseinheit (7, 8) zum Ausschalten, des Flankenverdrehspiels des zugehörigen Getriebes (3, 4) vorgesehen ist.