DE2061260A1 - Rollform- oder Wellmaschine - Google Patents

Rollform- oder Wellmaschine

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DE2061260A1
DE2061260A1 DE19702061260 DE2061260A DE2061260A1 DE 2061260 A1 DE2061260 A1 DE 2061260A1 DE 19702061260 DE19702061260 DE 19702061260 DE 2061260 A DE2061260 A DE 2061260A DE 2061260 A1 DE2061260 A1 DE 2061260A1
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DE
Germany
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workpiece
shaft
load
cylindrical
machine
Prior art date
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Pending
Application number
DE19702061260
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English (en)
Inventor
Leonard Jun John Edgar
Sennstrom Harold Reginald
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Teledyne Inc
Original Assignee
Teledyne Inc
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Publication date
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Application filed by Teledyne Inc filed Critical Teledyne Inc
Priority to DE19702061260 priority patent/DE2061260A1/de
Priority to GB6069070A priority patent/GB1295500A/en
Priority to FR7100685A priority patent/FR2121916A5/fr
Publication of DE2061260A1 publication Critical patent/DE2061260A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21HMAKING PARTICULAR METAL OBJECTS BY ROLLING, e.g. SCREWS, WHEELS, RINGS, BARRELS, BALLS
    • B21H5/00Making gear wheels, racks, spline shafts or worms
    • B21H5/02Making gear wheels, racks, spline shafts or worms with cylindrical outline, e.g. by means of die rolls
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21HMAKING PARTICULAR METAL OBJECTS BY ROLLING, e.g. SCREWS, WHEELS, RINGS, BARRELS, BALLS
    • B21H5/00Making gear wheels, racks, spline shafts or worms
    • B21H5/02Making gear wheels, racks, spline shafts or worms with cylindrical outline, e.g. by means of die rolls
    • B21H5/022Finishing gear teeth with cylindrical outline, e.g. burnishing
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23FMAKING GEARS OR TOOTHED RACKS
    • B23F23/00Accessories or equipment combined with or arranged in, or specially designed to form part of, gear-cutting machines
    • B23F23/02Loading, unloading or chucking arrangements for workpieces
    • B23F23/06Chucking arrangements
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/49Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49462Gear making
    • Y10T29/49467Gear shaping
    • Y10T29/49471Roll forming

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Forging (AREA)

Description

  • Rollform- oder Wellmaschine.
  • Die Erfindung bezieht sich auf Rollform- oder Wellmaschinen, insbesondere zum Rollformen von gezahnten Werkstücken. Insbesondere ist die Erfindung auf die Formung von Teilen, beispielsweise Fahrzeuggetrieben anwendbar, welche ungewöhnlich hohe Anforderungen an dimensionale Genauigkeit und Qualität von Flächenbearbeitung erfüllen müssen.
  • Seit vielen Jahren wurden derartige Teile zunächst durch Verzahnen eines zylindrischen Rohlings in dem Abwälzverfahren zur Bildung der Verzahnung von einer der endgültig ge'a'inschten Form sehr nahe kommenden Ausbildung und dann durch Formen der Verzahnung zu den endgültigen Ausmaßen durch Schaben hergestellt.
  • Während durch dieses Verfahren Zahnräder von ausreichender Qualität hergestellt werden konnten, konnten zufriedenstellende Produktionsgeschwindigkeiten nur durch die Verwendung einer großen Anzahl von sperrigen und teueren Maschinen erreicht werden, welche eine ständige Wartung, Beaufsichtigung und Auswechslung von kritischen Teilen erfordert. Häufig ergaben sich bei der Abwälzausrüstung Irrtümer bei den teilweise fertigbearbeiteten Werkstücken. Wenn dieses die Möglichkeit übertraf, daß die Schaberausrüstung die Irrtümer korrigiert, hatte dieses entweder eine Beschädigung oder Zerstörung der Schaberausrüstung oder die Herstellung von einem unannehmbar hohen Prozentsatz an fehlerhaften Teilen zur Folge.
  • In Erkenntnis der Fehler der Abwälz- Schaberverfahren ist es vorgeschlagen worden, für das abschließende Schabe-verfahren eine Roll- oder Walzenendbearbeitung einzuführen. Vorrichtungen dieser Art sind in dem US-Patent 3.362.059 beschrieben. Im allgemeinen enthält diese Art von bekannten Vorrichtungen ein Paar rotierender Gesenke, von denen eins um eine feste Achse und das andere um eine seitlich verschiebbare Achse rotiert. Das Werkstück ist auf einer Achse drehbar angeordnet, welche in der Ebena der Achsen der beiden Gesenke liegt. Die Werkstückachse wird nach der Seite von der Achse des Gesenkes mit fester Achse verschoben und das Werkstück kommt auf diese Weise mit den beiden Gesenken unter hohem Druck an den gegenüberliegenden Umfangsflachen in Eingriff. Wenn die Gesenke die endgültige Rollage erreicht haben, werden die Teile zusaiiiinen während einer kurzen Verweilzeit in Umdrehung versetzt, um den Teil auf die endgültigen Abmessungen zu bearbeiten, wonach das verschiebbare Gesenk zurückgezogen und das Werkstück gleichzeitig ausreichend weit zurückgezogen wird, um von beiden Gesenken Abstand zu haben, und dann entfernt und mit einem unbearbeiteten Werkstück ersetzt.
  • Diese Art von bekannter Vorrichtung ist kürzlich in einen sehr weit verbreiteten Gebrauch qekonmen und hat die fraher verasendete Schabereinrichtung rür manche Arbeiten vollkommen ersetzt. Trotz der vielen Vorteile und der ausgezeichneten Arbeitsweise ist diese Art von Vorrichtung jedoch sehr aufwendig, so daß sie nur unter solchen Verhältnissen verwendbar ist, wo hohe Produktionsraten die Regel sind. Auch erfordert sie ein Paar von Rollen oder Walzen, d.h. Formgesenken, welche genau zueinander passen und mit höchster Präzision während einer anfänglichen Einrichtung einer Maschine eingebaut werden müssen. Darüber hinaus muß solch eine Werkzeugmaschine mit einem kostspieligen Antriebssystem mit einem Null-Spiel angetrieben werden, um die beiden Gesenke in einer passenden Beziehung zu der gewünsditen Genauigkeit während des Arbeitens zu halten.
  • Hieraus ist zu ersehen, daß eine Notwendigkeit für eine verbesserte Vorrichtung für ein Rollen- oder Walzenformen, insbesondere ein Rollendbearbeiten von gezahnten Werkstücken besteht, welche alle Vorteile der früheren Rollformmaschinen hat und darüber hinaus bei Kosten unter den stern der bekannten ltaschinen hergestellt und vertrieben werden kann. Solch eine Reduzierung in den Erfordernissen könnte durch Vorsehen einer Rollvorrichtung ohne die Notwendigkeit eines Paares von genau zusammenpassenden Gesenken erreicht werden, welche bisher notwendig waren. Darüber hinaus ist es klar, daß die Verwendung eines einzigen Gesenkes in hohem Maße das anfängliche EinrichtungE-verfahren vereinfachen und damit weiterhin die Betriebskosten herabsetzen würde.
  • Bisher wurde das Durchführen der RolF oder Wellbearbeitung für ein Werkstück von hoher Präzision durch ein Gesenk als unerreichbar aus dem Grunde betrachtet, weil das Werkstück nicht in einer Lage für ein endgültiges Rollen ohne eine entgegengesetzte Kraft gehalten werden könnte, welche durch ein zweites, gegenüberliegendes Gesenk in Rollberührung mit dem Werkstück auf einer Fläche von 1800 gegenüber der Berührungfläche zwischen dem ersten Gesenk und dem Werkstück vorgesehen war.
  • Durch ausgedehnte Versuche ist festgestellt worden, daß es bei einer arbeit von hoher Präzision unmöglich ist, innerhalb praktisclier Grenzen eine Werkstückabstützung von genügender Starrheit vorzusehen, ura die Achse des Werkstückes mit der erforderlichen Präzision während des Rollens zu lagern, wenn das Rollen durch ein unabgestütztes Gesenk durcligeführt wird.
  • Bei früheren Vorrichtungen dieser Art, bei welchen ein p aar von gegenüberliegenden Gesenken zum Durchführen des Pollens verwendet wird, war es notwendig, nicht nur die einzelnen Gesenke mit größter Sorgfalt und Präzision herzustellen, sondern auch die Gesenke im wesentlichen exakt zusammenzupassen, um das Auftreten von hohen lokalisierten Beanspruchungen entweder an dem Gesenk oder dem Werkstück während des Rollens zu vermeiden.
  • Es war ferner notwendig, die Maschine anfangs so einzurichten, daß die beiden gegenüberliegenden Gesenke ihrer Lage nach im wesentlichen genau zusammenpassten, und einen kostepieligen Antriebsmechanismus zu verwenden, um diese genaue Beziehung während des Rollens aufrechtzuerhalten. Alle diese Komplexe werden durch die vorliegende Erfindung ausgeschaltet.
  • Beim Überwinden dieses allgemein angenommenen Standpunktes sieht die vorliegende Erfindung eine bemerkenswerte Abkehr von der früheren Praxis vor und sie schafft eine Vorrichtung, bei welcher das Roll- oder Walzenformen vollständig durch ein einziges Gesenk durchgeführt wird.
  • Ganz allgemein wird gemäß der Erfindung eine Rollformmaschine zum Formen eines Werkstückes, wenn es um eine Achse rotiert, durch Eingriff unter Druck mit einem drehbar berestigten Gesenk geschaffen, insbesondere fiir das Rollformen von gezahnten Rädern, wobei unter Betriebsverhältnissen die auf das Werkstück ausgcübte Druckbelastung durch Abstützglieder getragen wird, welche an Stellen angeordnet sind, welche mit Bezug auL das Werkstück axial verschoben sind. Solche Abstützglieder sind im allgemeinen au jeder von den beiden gegenüberliegenden Seiten des Werkstückes angeordnet. In Verbindung mit der Erzeugung von gezahnten Getriebertädern mit einer axialen Bohrung gemäß einer Ausführungsforra der Erfindung besteht das eine der Abstützglieder aus einer in eine Arbeitslage axial verschiebbaren Stelle, in welcher es sich durch und über die Bohrung in dem Werkstück hinauserstreckt, und zwei Längen von der Welle, welche außerhalb und nahe des Werkstückes angeordnet sind, stehen mit den Abstützgliedern in Eingriff, ist die Durckbelastung aufzunehmen. iehr im einzelnen sind miteinander achsgleich ausgerichtete primäre und sekundäre Werkstückabstützanodnungen vorgesehen, wobei jede Werkstückabstützanordnung ein von einen Paar erster drehbar angeordneter, zylindrischer, lastabstützender Glieder enthält, welche axial mit der zelle ausgerichtet und auf verschiedenen Seiten von der Anordnung für ein Werkstück angeordnet sind, wobei die Anordnung so getroffen ist, daß die zylindrischen, lastabstützenden Glieder eine Druckbelastung zwischen der Welle und dein Untergestell der Maschine ilbertragen . Eine Übertragung von Druck auf das Untergestell kann durch die Verwendung eines Paares von weiteren zylindrischen, lastabstützenden Gliedern durchgeführt werden, von denen jedes unter Bctriebsbedingungen in Urnfangsflächenberührung L.iit einen besonderen der ersten zylindrischen lastabstützenden Glieder steht, wobei die zweiten zylindrischen lastabstützenden Glieder an dem Untergestell der Maschine drehbar angeordnet sind.
  • Bei der weiter unten beschriebenen und dargestellten Ausführungsform kann die primäre Werkstückabstützvorrichtung, welche die Welle enthalt, axial verschoben werden, um zu ermöglichen, daß sich die Welle in die Bohrung des Werkstückes erstreckt und dacaus zurückgezogen wird, während die zweite Werkstückanordnung mit einer Fassung zur Unterbringung des vorspringenden Endes der Welle versehen ist. Weiterhin sind die Werkstückabstützungen in einem Schlitten oder Wagen angeordnet, welcher senkrecht zu der yerneinsarllen Achse der Werkstückabstützvorrichtungen und zwischen einer Belastungsstellung für ein Zusammenarbeiten mit einer Werkstückbelastungsanordnung, einer Arbeitsstellung, in welcher das Gesenk mit dem Werkstück in Eingriff steht und einer unbelasteten Stellung verschiebbar ist.
  • Die verwendete Bazeichnung "zylindrisch" oder "Zylinder" schließt Oberflächen mit ein, welche leicht ballig sind, um Beanspruchungskonzentrationen zu vermeiden. Da es wichtig ist, daß die Werkstückachse parallel mit der Achse des Fonigesenkes während eines Rollvorganges liegt, sind die ersten Abstützglieder vorzugsweise so dicht wie möglich zu den beiden Seiten des Nertstückes angeordnet, um einen Freiträger, d.h. Balkenbelastungen so klein wie möglich zu halten.
  • Aufgrund der Anordnung gemäß der Erfindung ist die Werkstückabstützvorrichtung keinen besonderen schadlichen Belastungen während des Rollens unterworfen, da die Rollbelastungen durch die Absttitzglieder und das Maschinenuntergestell aufgenommen werden.
  • Auf der Zeichnung ist die Erfindung in einem Ausflihrungsbeispiel dargestellt.
  • Figur 1 zeigt eine Zahnradrollmaschine in schaubildlicher Ans cht.
  • Figur 2 ist ein waagerechter Querschnitt durch die Figur 1 nach der Linie 2-2.
  • Figur 3 ist ein im wesentlichen mittlerer, senkrechter Schnitt, welcher Einzelheiten der Wcrkstückzuführungs- und Abführungsvorrichtung zeigt.
  • Die Rqllform- oder Wellmaschine enthält ein festes Untergestell 20 mit einem schweren, starren oberen Teil 22. Die Gestellteile 20 und 22 enthalten alle Antriebs- und Steuervorrichtungen, welche ill wesentlichen herkömmlicher Art und infolgedessen nicht weiter beschrieben sind.
  • Auf dem Untergestell 20 ist eine untere Spindelkopfanordnung 24 mit einem Unterteil 26, dessen senkrecllte Lage einstellbar ist, und einem Paar aufrechter Arme 28 und 30, in welchen die eigentangeordnet.
  • lichc Spindel oder die Welle 32 gelagert ist, Frei drehbar ist auf der spindelwele 32 ein Paar von gleichen, lastabstützenden Gliedern 34 und 36 gelagert, welche die Form von zylindrischen Scheiben mit zylindrischen Umfangsflächen 38 und 40 haben. Wenn es gewünscht wird, können die zylindrischen Oberflächen auf einem einzigen Abstützglied vorgesehen werden. Je nach der gewünschten Betriebsart der Maschine kann die untere Spindelkopfanordnung während des Betriebes feststehend gehalten oder sie kann mit einem hydraulischen Zylinder gekuppelt sein, welcher innerhalb des Untergestelles 20 angeordnet ist, welches die Spindelanordnung 24 währen des Rollvorganges anheben kann, um den gewünschten Roll- oder Welldruck auszuüben, und sie zur Aufhebung des Rolldruckes absenken kann Eine obere Spindelkopfanordnung 42 wird von dem oberen Maschinengestell 22 getragen. Die obere Spindelkopfanordnung enthält ein Paar iArrne 44- und 46, welche mit dem Gestell 22 einteilig oder mit ihm verbunden sind. Die eigentliche obere Spindel, nämlich die Welle 50, welche in den Arm 44 und 46 gelagert ist, wird von einer entsprechennen Antriebsvorrichtung 52 angetrieben und treibt die das Gesenk 54 bildende Formrolle oder Formwalze an, welches von der Spindel bei einer zweckmäßigen Geschwindigkeit zur Durchführung des Rollform- oder Wellvorganges aDgestlitzt wird. Vorzugsweise enthält die obere Spindelkopfanordnung 42 Mittel, welche eine Größeneinstellung wie auch eine Kegel- und Schrägeinstellung vorgesehen.
  • Um eine Durchbiegung des Untergestellds unter Rollbelastungen auf ein Minimum herabzusetzen, verbinden schwere Ankerstangen 55 Stellen des Gestelles nahe der oberen und unteren Spindelkopfanordnung.
  • In typischer Weise ist das Gesenk 54 mit Umfangs zähnen verstellen, welche mit den auf dem Werkstück W herzustellenden Zähnen konjugiert oder gleich sind. Eins von den mehreren für diesen Zweck geeigneten Gesenken ist in der oben genannten US-Patentschrift 3.362.059 besclirieben.
  • Das Werkstück W ist vor, während und nach dem Roll- oder Wellvorgang auf einer Spannvorrichtung 56 angeordnet. Die ganze Spannvorrichtung 56 bildet einen Wagen, da sie für eine begrenzte waageregchte Bewegung entlang geeigneter Führungsbahnen 57 angeordnet ist, welche in dem Maschinengestell, wie aus Fig. 2 zu ersehen ist, vorgesehen sind. Eine Bewegung des Wagens wird durch einen hydraulischen Zylinder 58 bewirkt, dessen Kolbenstange 60 mit dem Wagen 56 durch einen Schraubbolzen 62 verbunden ist. Der Wagen 56 enthält ein Paar von seitlich vorspringenden Armen 64 und 66, welche eineprimäre Werkstückabstützvorrichtung 58 tragen, und eine sekundäre Werkstückabstützvorrichtung 70.
  • Die primäre Werkstückabstützvorrichtung 68 enthält ein primäres Werkstückabstützglied 71, welches drehbar in vorbelasteten Präzisionsabstützvorrichtungen 72 und 74 gelagert ist, welche in einem Gehäuse 76 untergebracht sind. Das Gehäuse 76 ist waagerecht verschiebbar zwischen einer Aufspann- und Ausspannstellung auf geeigneten Führungen 78 auf dem Arm 64 angeordnet. Die primare Werkstückabs.tUtzvorrichtung 68 kann zwischen ihren Grenzstellungen durch die Kolbenstange 80 von einem Luft- oder hydraulischon Zylinder 82 verschoben werden, welcher von dem Ende des Armes 64 abgestützt wird, Die sekundäre Werkstückabstiitzvorrichtung 70 enthält ein sekundäres Werkstückabstützglied 84, welches drehbar von vorbelasteten Präzsionslagern 86 und 88 abgestützt wird, welche von dem Arm 66 getragen werden.
  • Die primäre und sekundäre Werkstückabstützvorrichtung arbeiten so zusammen, daß sie sich zur Abstützung des Werkstückes spreizen, um es mit größter Genauigkeit dadurch in einer bestimmten Lage und Ausrichtung während des Rollvorganges zu halten, daß die Achse des Werkstückes in einer genauen Parallellage mit der Achse des Gesenkes 54 dadurch gehalten wird, daß das Werkstück an einer axialen Bewegung gehindert wird, und/auE Grund der Fun)tion der Lastabstiitzglieder 34 und 36 ###### die Druclcbelastungen auf das Maschinenuntergestell 20 ohne Belastung der Spannvorrichtung 56, welche den Wagen bildet, übertragen werden.
  • Um alle diese Zweckbestimmungen zu erfüllen, ist das primäre Werkstückabstützglied 71 mit einer eine kurze Welle 90 bildenden zylindrischen Verlängerung versehen, welche mit gerinyster Toleranz in eine durch das Werkstück W gehende Bohrung 92 passt.
  • Das vorspringende Ende der Welle 90 passt mit gerinyem Spielraum in eine Fassung 94 in dem sekundären Werkstückabstützglied 84 und bildet die erforderliche Spreizabstützung.
  • Das primäre und sekundäre Werkstückabstützglied 71 und 84 sind rtlit zylindrischen lastabstützenden Gliedern 96 und 98 versehen, deren zylindgische Oberflächen 100 und 102 in Rollberührung mit den entsprechenden Oberflächen 38 und 40 der oben erwähnten Lastabstützglieder 34 und 36 während des Rollvorganges stehen.
  • Schließlich sind die Stirnflächen 104 und 106 der zylindrischen, lastabstützenden Glieder 96 und 98 sorgfältig bearbeitet, urn mit entsprechend bearbeiteten Oberflrichen 108 und llo an dein Werkstück W in Eingriff zu stehen. Die Oberflache 106 an dem Abstützglied 98, welches wie in Fig. 2 dargestellt, mit dem sekund;ren Werkstückabstützglied 84 einteilig ausgeführt sein kann, bildet die primäre Eichfläche, gegen welche das Werkstück durch das primäre Werkstückabstützglied und Abstü-tzglied 96 unter der Wirkung des Zylinders 82 gedrückt wird. Wenn sich so die Teile in der in Fig. 2 dargestellten Lage befinden, befindet sich das Werkstück in der genauen axialen Lage, welche für ein Rollen erforderlich ist, und wird in dieser Lage während des ganzen Rollvorganges'festgehalten.
  • Die dargestellte Vorrichtung enthält ferner Mittel für ein automatisches Zuführen einer Reihen von Werkstücken zu der Maschine und Abführen der fertigbearbeiteten Werkstücke zu einer zweckmäßigen Sammelstelle. Diese Teile sind mit Bezug auf Fig. 3 beschrieben.e ankommenden Werkstücke werden einem Magazin 112 mit einer nach unten gerichteten Rutsche 114 zugeführt, durch welche eine Reihe von Werkstücken unter der Schwerkraft gleitet.
  • Das untereste Werkstück läuft von dem unteren Ende der Rutsche 114 auf einen Höhenförderer 116, welcher von einer Kolbenstange 118 eines Luft- oder hydraulischen Zylinders 120 getragen wird, welcher in der Magazinanordnung 112 angeordnet ist. Der Zylinder bewegt den Höhenförderer 116 zwischen einer in Fig. 3 dargestellter zurückgezogenen Stellung, wenn er sich in Ausrichtung mit dem unteren Ende der Rutsche befindet,und einer oberen Stellung, in welcher die Achse des Werkstückes mit den Achsen der primären und sekundären Werkstückabstützglieder ausgerichtet sind, wenn die Abstützvorrichtung, d.h. der Wagen 56 nach links in Fig. 3 vorwärtsbewegt wird. Wenn der Wagen so vorwärtsbewegt ist, berührt eine von einem Arm 122 getragene Rolle, welcher an einer zwischen den Enden der Arme 64 und 66 des Wagens 56 liegenden Verbindungsstange 124 angeordnet ist, das unterste Werkstück in der Rutsche 114 und verhindert ein Nachrutschen der Werkstücke nach unten, während sich der Höhenförderer 116 in seiner unteren Lage befindet. Wenn der Wagen nach rechts in Fig. 3 verschoben wird, bewegt sich die Rolle 120 weg aus ihrer Haltestellung und ermöglicht es, daß das nächste Werkstück in den Höhenförderer 116 fs.llt, Fertiggestellte Werkstücke werden aus der Vorrichtung durch eine Rutsche 126 abbefördert, welche sich nach hinten und unten durch das Untergestell 22 der Maschine erstreckt. Die obere Seite des Eingangs teiles der Rutsche wird von einer schrägen Oberfläche des Wagens 56 gebildet, welche von einer Nylonplatte 128 abgedeckt ist. Der untere Teil des Einganges der Rutsche wird von einer Platte 130 gebildet, welche um einen Schwenkzapfen 132 zwischen einer in Fig. 3 dargestellten Arbeitsstellung in eine nicnt dargestellte unwirksame Stellung schwenkbar ist. Die Platte 130 nimmt normalerweise ihre unwirksame Stellung ein und a rd in ihrer Arbeitsstellung durch eine von dem Wagen 56 getragenen Rolle 134 bewegt, welcher einen starr mit der Platte 130 verbundenen Arm 136 berührt. Wenn sich der Wagen nach einer Vollendung des Rollvorganges in seiner vollkommen zurückgezogenen Lage befindet1 wird die Oberfläche der Platte 128 in Ausrichtung mit der oberen Fläche der Rutsche 126 verschoben, und die Platte 133 wird in ihre Arbeitsstellung bewegt. Wenn demgemäß das Werkstück von dem primären und sekundären Werkstückabstützglied bei einem Zurückziehen der Welle 90 aus der Bohrung 92 in dem Werkstück freigegeben wird, fällt es auf die Rutsche und folgt einer Balg, welche seine Bewegung eng begrenzt, um sicherzustellen, daß das Werkstück nicht mit dem Gesenk 54 wieder in Eingriff und auf die lastabstützenden Glieder 34 oder 36 oder die untere Spindelailordnung fallen kann.
  • Es soll jetzt die gesamte Arbeitsweise der Vorrichtung beschrieben werden, wobei zu berücksiclltigen ist, daß eine vollautomatische Arbeitsweise der Vorrichtung durch die Verwendung von herkö,zmlichen Luft- oder Nydraulikkreisen und Kontrollsystemen bewirkt wird, welche an sich keinen Teil der vorliegenden Erfindung bilden und somit als nicht notwendig für ein Verstehen der Erfindung ausgelassen worden sind.
  • Zwei Wirkungsweisen sind in Erwägung gezogen. Bei der ersten wird das Werkstück nach der Seite durch die zwischen dem Gesenk 54 und den unteren lastabstützenden Gliedern, n1ralich den Abstützgliedern 34 und 36 gebildeten Kehle gezogen, deren Achsen während des Rollvorganges feststehen. Bei der anderen Wirkungsweise dreht sich das Gesenk 54 um eine feste Achse, die achse der Welle 32 der unteren Spindelkopfanordnung 24 wird jedoch während des Arbeitsvorganges angehoben, um die gewünschte Roll-oder Wllkraft zu bilden und ein Eindringen der Zähne des Gesenkes in das Werkstück in der erforderlichen Tiefe sicherzustellen. Bei der Vervollständigung des Rollform- oder Wellvorganges wird der untere Spindelkopf abgesenkt, um ein Entfernen des Werkstückes zu erleichtern, und der Kreislauf wird dann wiederholt.
  • Bei Betrachtung der ersten Wirkungsweise soll angenommen werden, dass das Magazin 114 mit einem oder mehreren Werkstücken versorgt ist, auf welchen unfertige Zähne durch Abwälzen oder ein gleichwertiges Verfahren gebildet worden sind, daß sich eins der Werkstücke in dem Höhenförderer 116 befindet, daß der Wagen 56 nach rechts, wie in gestrichelten Linien in Fig. 2 dargestellt ist, vollständig zurückgezogen ist, und daß die primäre Werkstückabstützvorrichtung 68 vollständig zurückgezogen, d.h. nach links in Fig. 2 bewegt ist. Der Wagen wird dann nach vorwärts bewegt, bis die Rolle 120 cas unter-ste Werkstück in der Rutsche berührt.
  • Der Höhenförderer 116 wird dann angehoben, um das von ihm getragene Werkstück W in Ausrichtung mit den Achsen der primaren und sekundären Werkstückabstützgl ieder zu bringen. Das primäre Werkstückabstützgliei 71 wird dann ßorn bewegt, bis die durch die Bohrung 92 in dem Werkstück W gehende Welle 90 von der Fassung 94 aufgenommen wird. Die Teile nehmen dann die in Figur 2 dargestelle Lage ein, wobei das Werkstück zwischen dem primären und sekundären Werkstückabstützglied fest eingeklemmt und abgestützt ist. Der Höhenförderer wird dann in die in Figur 1 dargestellte Lage abgesenkt, und der Wagen 56 nach der rechten Seite, Fig. 3, zurückgeführt, wodurch das nächstfolgende Werkstück in den Höhenförderer 116 fallen kann. Wenn das Werkstück nach rechts bewegt wird, berühren die unfertigen Zähne des Werkstückes die Zähne des angetriebenen Gesenkes 54. Das Werkstück beginnt sich somit mit dem Gesenk zu drehen. Das anfängliche-Rückführen des Wagens wird weiter durchgeführt, bis sich die Achse des Werkstückes ungefähr 0,6 cm von der gemeinsamen Mittelebene der oberen und unteren Spindelkopfwellen unter hydraulischem Druck befindet.
  • Dieser Betrag an Verschiebung ist ausreichend, um einen positiven Spielraum zwischen den Zähnen des vorher abgewälzten Werkstückes und den Zähnen des Gesenkes 54 vorzusehen und demgemäß findet kein Bearbeiten der Zähne an dem Werkstück durch die Zähne an dem sich drehenden Gesenk statt. An dieser Stelle wird der Druck, unter welchem sich der Wagen bewegt, im wesentlichen erhöht, um das Werkstückxnach der Seite durch die zwischen dem Gesenk 54 und den scheibenförmigen, lastabstützenden Gliedern 34 und 36 gebildete. Kehle zu drücken. Diese Bewegung wird weiter durchgeführt, bis die Achse des Werkstückes in der Ebene der Achsen der oberen und unteren Spindelkopfwellen liegt. Eine kurze Verweilzeit ist zu dieser Zeit vorgesehen, um eine Vervollständigung des Rollbildungs- oder Weilvorganges zu ermöglichen. Während des Verweilteiles werden die Zähne des Werkstückes gezwungen, sich der Forln der konjugierten Zähne an dem Gesenk anzupassen, um die Zähne an dem Werkstück mit der endgültigen dimensionalen Genauigkeit und erforderlichen Oberflächenbeschaffenheit zu bilden.
  • Wihrend des letzten ltoll- oder Wellvorganges rollen die genau zylindrischen Flächen 100 und 102 der oberen lastabstützenden Glieder 96 und 98 in Berührung init den gleichgeformten prjzisions flächen 38 und wo dri ucil unteren lastabstützenden Gliedern 34 und 36, welche von der unteren Spindelkopfanordnung 24 getragen werden. Es ist zu berücksichtigen, daß die Oberflächen 100 und 102 außer Berührung mit den Zähnen des Gesenkes 54 sind. Da die Oberfläche 100 und 102 mit den Achsen der Welle 90 innerhalb sehr enger Grenzen konzentrisch sind, wird die Achse des Werkstückes in einem konstanten Abstand von der Achse des Gesenkes 54 gehalten, um sicherzustellen, daß der Teilkreisdurchmesser des vervollständigten IIerkstückes konzentrisch mit der Bohrung 92 im dem Werkstück innerhalb der Grenzen ist, welche durch den Sitz des Werkstückes auf der Welle 90 bestimmt werden. Tatsächliche Versuche haben ergeben, daß diese einmalige Anordnung wirksam jede vorhandene Exzentrizität zwischen der Zahnteilbahn des Werkstückes und der Werkstückachse korrigiert, welche während des Ablçälzvorganges der Teile eingeführt sein kann.
  • Die Vorrichtung nach der Erfindung ist insbesondere für eine Verwendung bei einer serienherstellunggeignet und läßt sehr hohe Produktionsgeschwindigkeiten zu. Bei einer im wesentlichen vollautomatischen Produktion. werden Teile unmittelbar aus der Abwälzmaschine zu der Rollform- oder Wellmaschine geliefert.
  • Gelegentlich produziert die Abwälzmaschine Teile, welche ungeeignet geformt sind, und es können Teile zu der Werkzeugmaschine geliefert werden, bei welchen ein oder mehrere Zähne überhaupt nicht geformt worden sind. Wenn solch ein Teil in die endgültige Rollform- oder Wellage zwangläufig befördert wird, brechen die Zähne des Gesenkes ab, und die Maschine muß für ein Auswechseln des Gesenkes angehalten werden.
  • Diese Gefahr wird wirksam durch die Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung beseitigt, welche tatsächlich eine schützende Eich- oder Maßvorichtung vorsieht. Da nur ein bestimmter, mäßiger hydraulischer Druck auf den Wagen 56 ausgeübt wird, wenn das Werkstück W von der Beladtellung in eine Stellung bewegt wird, wo er bezüglich der durch die Wellenachsen bestimmten Mittelebene verschoben ist, hat jede abnormale Zahnform des Werkstückes, wie ein nur teilweises Abwnlzen, ungenügende Tiefe usw.
  • ein Verzögern des Wagens zur Folge, wenn er das Werkstück in Richtung auf die Stellung bewegt, in welcher das Rollen oder Welkn iIrchgeführt wird. Eine einstellbare Zeiteinstellvorrichtung, welche in den Steuerkreis eingebaut sein kann und auf die Länge der normal erforderlichen Zeit voreingestellt ist, welche notwendig ist, um das Werkstück zu der Form- oder Wellstellung zu begeben, unterbricht diesen Steuerkreis und führt den Wagen zu der Ladestellung in dem Fall zurück, daß der Wagen seine Bewegung aus der Ladestellung zu der Wellstellung innerhalb der vorbestimmten Zeit nicht vollendet. Vorzugsweise kann die Zeiteinstellvorrichtung den Arbeitsvorgang der gesamte Werkzeugmaschine unterbrechen, wenn ein nicht richtig geformtes Werkstück der Maschine zugeführt wird.
  • Die zweite Wirkungsweise gleicht der oben beschriebenen mit der Ausnahme, daß der untere Spindelkopf abgesenkt wird, wenn das Werkstück in die Rollform- oder Wellage bewegt wird, so daß die Oberflächen der lastabstützenden Glieder 34 und 36 außer Berührung mit den Oberflächen 100 und 102 sind. Nachdem die Achse des Werk stückes mit den Achsen der Welle 90 ausgerichtet ist und die Welle vorwärtsbewegt worden ist, wird der untere Spindelkopf angehoben und die Oberflachen der Paare von zugeordneten, lastabstützenden Gliedern in gegenseitige Berührung gebracht und der erforderliche Rollformdruck hergestellt, was während einer kurzen Verweilzeit weiter durchgeführt wird, wonach der untere Spindelkopf wieder in seine unwirksame Stellung abgesenkt wird.
  • In jeder Wirkungsweise ist der Wagen 56 so angeordnet, daß er kleine senkrechte Verschiebungen des Wagens zur Zufnahme verschiedener Abbiegungen in der Maschine und zugeordneten Spindeln kann auf##nehmer/. Die gewünschte Anordnung des Wagens kann beispielsweise durch Einbau von starken Federn in das Traggestell des Wagens bewirkt werden.
  • Aus dem Beschriebenen ist ersichtlich, daß die vorliegende Erfindung eine Werkzeugmaschine schafft, welche vereinracnte Ininstellanordnungen möglich maclit, die kosten erniedrigt, und in großem I4aß eine anfängliche Einstellung der Vorrichtung und eine Berufsumstellung ebenso wie einen Schutz der verhältnismäßig teueren Gesenke und der Maschine gegen ein Beschädigen vereinfacht, wenn unvollkommen geformte Teile ihr dargeboten werden Auch wegen ihrer einmaligen Ausführungsform ist die Vorricntung insbesondere zum Einbau in ein vollautomatisches Produktionssystem geeignet.

Claims (7)

P a t e n t a n 5 p r ü c Ii e
1. Rollform- oder Wellmaschine zum Formen eines um eine Achse rotierenden Werkstückes durch Eingriff unter Druck mit einem drehbar angeordneten Gesenk, insbesondere zum Rollformen oder Wellen eines Zahnrades, dadurch gekennzeichnet, daß der auf das Werkstück (W) ausgeübte Druck von Abstützgliedern an gegenüber dem Werkstäck (6) axial verschobenen Stellen aufgenommen wird.
2. Maschine nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Abstützglieder auf j eXier von zwei gegenüberliegenden Seiten des Werkstückes (W).
3. Maschine nacli Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eines der Abstützglieder aus einer Welle (90) besteht, welche axial verschiebbar in eine Arbeitsstellung angeordnet ist, in welcher sie. sich durch eine Bohrung (92) und darüber hinaus in dem Werkstück (W) erstreckt, und zwei Längen der Welle (90), welche außerhalb und nahe des Werkstückes (W) angeordnet sind, mit Abstützgliedern zuia Aufnehmen der Druckbelastung in Eingriff stehen.
4. Maschine nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch gegenseitig axial ausgerichtete primäre und sekundäre Werkstückabstützanordnungen (68, 70), wobei jede Workstückabstützvorrichtung (63, 70) eins von einem Paar drehbar angeordneter, erster, zylindrischer, belastungsabstützenden Gliedern (96, 98) enthielt, welche mit der Welle (90) achsgleich ausgerichtet sind, und an je einer von zwei Seiten der Stelle für ein Werkstück angeordnet sind, wobei die Anordnung so getroffen ist, daß die zylindrischen, belastungsabstützenden Glieder (96, 98) die Druckbelastung zwischen der Welle (90) und dem Untergestell (20) der Werkzeugmaschine übertragen.
5. Maschine nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch ein Paar weiterer, zylindrischer, belastungabstützender Glietkw (34, 36), von denen jedes im Arbeitszustand in Umfangsflächenberührung mit je einem von den ersten zylindrischen, belastungsabstützenden Gliedern (96, 98) steht und die zweiten zylindrischen, belastungsabstützenden Glieder drehbar an dem Untergestell (2o) der Maschine angeordnet sind.
6. Maschine nach einem der AnsPrüche 3 - 5, dadurch gekennzeichnet, daß die primäre Werkstückabstützanordnung (68), welche die Welle (90) enthält, axial verschiebbar ist, um ein Verlängern und Zurückziehen der Welle (90) in und aus der Bohrung (92) in dem Werkstück (w) zu ermöglichen, und die zweite Werkstückanordnung (70) mit einer Fassung (94) zur Aufnahme des vorspringenden Endes der Welle (90) versehen ist.
7. Maschine nach einem der Ansprüche 4 - 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstückabstützanordnungen (68,70) auf einem Wagen angeordnet sind, welcher ir,l wesentlichen sen'crecht zu der gemeinsamen Achse der Werkstückabstützanordnungen (68, 70) zwischen einer Ladestellung für ein Zusammenarbeiten mit einer Werkstückbeladevorrichtung, einer Arbeitsstelung, in welcher das Gesenk (54) mit dem Werkstück (W) in Eingriff steht und einer Entladestellung verschiebbar ist.
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