DE2143161C2 - Stufen-Rollierwerkzeug - Google Patents

Description

gen Antriebseinrichtung für diie KegelroHen. kleineren Durchmesser.

Rollierwerkzeuge werden zum Rollieren, auch Bei dieser bekannten Anordnung der Rollierköpfe

Rollglätten oder Glattwalzen genannt, von Werkstük- 40 eines Stufen-Rollierwerkzeugs ist nachteilig, daß die

ken zur Erzeugung glatter und verschleißfester Ober- Länge des vorderen Rollierkopfes nach unten bc-

flächen verwendet grenzt ist, weil mit abnehmender Länge der Kegel-

Ein herkömmliches Rollierwerkzeug für einfache rollen ihre stabile Lagerung in dem Käfig nicht mehr zylindrische Bohrungen weist mehrere gehärtete Ke- gewährleistet ist. Bei zu geringer Länge der Kegelgelrollen auf, die — ähnlich wie bei einem Rollen- 45 rollen besteht die Gefahr, daß sie sich in den Schlit-Iager — in den Schlitzen eines Käfigs geführt sind. zen des Käfigs verkanten und nur sehr schwer oder Dieser umgibt einen Dorn aus gehärtetem Stahl, der nicht mehr rollen. Dementsprechend sind bisher sich zu seinem Ende hin kegelförmig verjüngt, jedoch keine Stufen-Rollierwerkzeuge bekannt geworden, in entgegengesetztem Sinne wie die auf ihm auflie- die für Stufen-Bohrungen oder Stufen-Zapfen geeiggendcn KegelroHen und mil doppeltem Neigungs- 50 r.et sind, deren zweite zylindrische Oberfläche eine winkel der Kegelrollen, so daß deren Mantellinien diesen unteren Grenzwert unterschreitende Axialauf einem Zylinder abrollen. F i g. 1 zeigt schema- länge aufweist. Derartige kurze zylindrische abgetisch die Hauptteile des Kopfes eines bekannten stufte Oberflächen werden daher bislang mit zwei Innen-RoHierwerkzeugs (Zeitschrift »TZ für prak- Werkzeugen für unterschiedliche Durchmesser in tische Metallbearbeitung« 60, 1966, Heft 3, Seiten 55 zwei Arbeitsgängen geglättet.

145—147 und Prospekt »Madison, Sales Bulletin, Es ist ferner eine Vorrichtung zur Oberflächen-

Microller Burnishing Tools«, HCG C 5133 März bearbeitung von Kegelrollen bekannt (vgl. USA.-

1970), wobei der Käfig getrennt dargestellt ist Die Patentschrift 1915 789), bei der gleiche KegelroHen

Kegelrollen können mit einen» Mikrometerring relativ in mehreren axial hintereinander und radial versetz-

zu dem kegeligen Ende des Domes, auch »Kegel« ge- 60 ten Gruppen von Schlitzen eines Käfigs angeordnet

nannt, vor- und zurückgeschoben werden. Das ermög- und auf kegeligen Oberflächen eines antreibenden

licht eine genaue Einstellung des Lagedurchmessers Doms gelagert sind. Der Dorn wird mit dem Käfig

der Kegelfollen auf den Durchmesser der zylindri- und den KegelroHen in einem nicht abgestuften

sehen Werkstückoberfläche, die geglättet werden soll. Hohlzylinder gelagert, dessen Innenseite ein Ober-

Der Einsatz des Innen-Rollierwerkzeugkopfes ist in 65 flächenbearbeitungsmaterial aufweist. Hierbei treten

F t g. 2 dargestellt nicht die Schwierigkeiten wie bei der Bearbeitung ab-

Zum Außenrollieren von Werkstücken mit zylin- gestufter zylindrischer Oberflächen auf.

drischer Oberfläche, wie Zapfen oder Wellen, ist das Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein

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Stufen-RollierwerlweHg _zu schallen, das zur öearbei- stljckuberfläche langer oder kürzer als die erste ist.

tung zweier zylindrischer Werkstückoberflächen mit Mit anderen Worten, auf dem Kegel des angetriebe-

geringerer AxiaUänge als bekannte Stufen-Rollier- nen Dorns sind stets diejenigen Kegelrollen gelagert,

werkzeuge geeignet ist. die d_as Glätten der axial längeren zylindrischen

Nach der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch 5 Werkstückoberfläche bewirken. Diese Lösung gilt

gelöst, daß auf einer zylindrischen Oberfläche des sowohl für das Innen- als auch daß Außenrolüeren.

angetriebenen Dorns, auf dessen kegelförmiger Um mit möglichst wenig Bauteilen auszukommen

Oberfläche die Kegelrollen für das Rollieren der und das Werkzeug kompakt zu halten, besteht die

einen Werkstückoberfläche gelagert sind, ein mit Lagerung zwischen Ring und zylindrischer Ober-

einer entsprechenden zylindrischen Oberfläche ver- io fläche des angetriebenen Dorns aus einem Gleit-

sehener Ring drehbar gelagert ist, auf dessen anderer lager oder einem Wälzlager, vorzugsweise einem

konisch ausgebildeter Radialoberfläche die Kegel- Nadellager.

rollen für das Rollieren der anderen Werkstücksober- Die Erfindung wird im folgenden an Hand der

fläche abwechselnd zwischen den anderen Kegelrol- Zeichnung näher erläutert.

len — wie an sich bekannt — in demselben Käfig in 15 F i g. 1 zeigt den Kopf eines bekannten Innen-

Axialrichtung versetzt gelagert sind, und daß die in Rollierwerkzeugs, wobei der Käfig getrennt darge-

Vorschubrichtung des Werkzeugs vorderen Kegelrol- stellt ist;

len einen kleineren Maximaldurchmesser als die hin- F i g. 2 stellt den zusammengesetzten Innen-Rol-

teren Kegelrollen aufweisen. Uerkopf nach F i g. 1 in einer Bohrung eingesetzt dar,

Dadurch, daß beide Kegelrollensätze in demselben ao deren zylindrische innere Oberfläche durch Rollieren

Käfig und die Kegelrollen des einen Satzes zwischen geglättet werden soll;

den Kegelroilen des anderen Satzes so angeordnet F i g. 3 stellt ein bekanntes Stufeu-Rollierwerkzeug sind, daß sich die Kegelrollen des einen Satz.* mit zum Innen rollieren mit dem Werkstück dar, das eine denen des anderen abwechseln, ist es möglich, die abgestufte zylindrische Bohrung aufweist, die mit Kegelrollen des vorderen Satzes länger auszubilden 35 Hilfe des Siufen-Rollierwerkzeugs in einem Arbeitsais es der Länge der zweiten zylindrischen Werk- gang bearbeitet werden kann;

Stückoberfläche entspricht, so daß eine stabile Lage F i g. 4 stellt als Beispiel schematisch den Kopf

der vorderen Kegelrollen in ihren Käfigschlitzen ge- eines neuen Stufen-Rollierwerkzeugs zum Innenrol-

währleistet ist Entsprechend können auch wesrntiich Heren in Draufsicht dar;

kürzere zylindrische Oberflächen mit unterschied- 30 F i g. 5 stellt schematisch in größerem Maßstab lichem Durchmesser in einem Arbeitsgang rolliert den Kopf nach F i g. 4 im Einsatz in einer abgestufwerden, ten Bohrung eines Werkstücks teilweise im Längs-

Bei der Anordnung beider Kegelrollensätze in schnitt dar;

einem einzigen Käfig ergibt sich jedoch die Scfowie- F i g. 6 stellt als weiteres Beispiel schematisch eine rigkeit, daß beide Kegelrollensätzc trotz unterschied- 35 Teillängsschnittansicht des Kopfes eines neuen licher Durchmesser der Kegelrollen des einen Satzes Stufen-Rollierwerkzeugs zum Außenrollieren dar.
im Vergleich zu denen des anderen Satzes, bedingt Die neuen Stufen-Rollierwerkzeuge nach den durch die unterschiedlichen Durchmesser der zylin- F i g. 4 bis 6 unterscheiden sich von dem bekannten drischen Werkstückoberfläche^ ihre relative Lage Stufen-Rollierwerkzeug nach F i g. 3 im wesentiichen stets beibehalten müssen, da sonst im Käfig ein Dreh- 40 dadurch, daß nur ein Käfig 1 (Fig. 4) verwendet moment auftritt, und auf der zu bearbeitenden Werk- wird, vorzugsweise ein Sackloch-Käfig, der in den Stückoberfläche Zieh- und Reibspuren entstünden. F i g. 5 und 6 zur Vereinfachung der Darstellung Bei dem bekannten Stufen-Rollierwerkzeug (nach nicht dargestellt ist, während bei dem bekannten F i g. 3), bei dem beide Kegel einteilig mit dem Dorn Stufen-Rollierwerkzeug nach Fig. 3 zwei Käfige 1 ausgebildet, also untereinander starr verbunden sind 45 verwendet werden. Ferner ist der Dorn, der nach und demzufolge mit gleicher Winkelgeschwindigkeit F i g. 5 als Vollzylinder und nach F i g. 6 als Hohlvom Motor angetrieben werden, wäre das Beibehalten zylinder ausgebildet ist, nur zusammen mit einem der Relativlage der Kegelrollensätze nicht möglich, Kegel 2 einteilig ausgebildet. Der zweite Kegel ist als da die Kegelrollen beider Sätze dann eine unter- Ring 3 ausgebildet und auf einer zylindrischen Oberschiedliche Umfangsgeschwindigkeit in bezug auf 50 fläche 4 des Dorns drehbar gelagert, in dem Ausfühihre Achse und demzufolge, da sie wegen ihrer ver- rungsbeispiel mittels eines Nadellagers 5, vorzug«- schachtelten Lage zwangsläufig unterschiedliche weise j .-doch auf einem Gleitlager. Die Kegelrollen 6 Durchmesser haben, auch eine unterschiedliche Um- für die eine zylindrische Oberfläche 7 des Werklaufgeschwindigkeit hatten. Durch die Verwendung Stücks 8 sind auf dem Kegel 2 in dem Käfig 1 drehbar des auf einer zylindrischen Oberfläche des Dorns 55 gelagert, und zwar so, daß die Kegelrollen 9 für die drehbar gelagerten Rings als zweiten Kegel wird dies andere zylindrische Werkstückoberfläche 10 abwechvermieden. Das heißt, die unterschiedliche Umfangs- selnd zwischen de~. Kegelrollen 6 und in Längsrichgeschwindigkeit der Kegelrollen des einen Satzes tung gegenüber diesen versetzt sind. Durch diese Angegenüber der Umfangsgeschwindigkeit der Kegelrol- Ordnung der Kegelrollen 6 und 9 können die Kegellen des anderen Satzes wird über diesen drehbaren 60 rollen 6 für die in Vorschubrichtung (siehe- Pfeil) Ring ausgeglichen, so daß beide Kegelrollensätze die zweite zylindrische Werkstückoberfläche 7 langer ausgleiche Winkelgeschwindigkeit in bezug auf die Achse gebildet sein als bei dem bekannten Stufen-Rollierdes Dorns aufweisen, also ihre Relativlage beibe- werkzeug nach F i g. 3, wenn die zweite zylindrische halten. Werkstückoberfläche 7 kürzer ausgebildet ist als es

Dieser Ring mit den zugehörigen Kegelrollen ist in 65 der Mindestlänge einer Kegelrolle entspricht, bei der

Axialrichtung vor oder hinter dem mit dem Dorn fest eine stabile Lagerung der Kegelrolle in dem Käfig

verbundenen oder einteilig ausgebildeten Kegel ange- noch gewährleistet ist. Vorzugsweise handelt es sich

ordnet, je nachdem, ob die zweite zylindrische Werk- bei den vorderen Kegelrollen 6 um an sich bekannte

Sackloch-Kegelrollen, um sie möglichst nahe am vorderen Rand des Werkzeugkopfes lagern und somit dichter mit den Kegelrollen an den Grund einer Bohrung oder den Absatz einer Stufen-Welle heranfahren zu können.

Die Wirkungsweise des Werkzeugs nach den F i g. 4 und 5 oder 6 ist folgende:

Der Dorn mit dem Kegel 2 wird vom Motor in Drehung versetzt. Diese Drehung überträgt sich durch Berührung auf die Kegel rollen 6. Daraufhin rollen diese Kegelrollen 6 auf zylindrischen Werkstückoberfläche 7 in der Drehrichtung des Kegels 2 weiter, da das Werkstück 8 feststeht oder fest eingespannt ist. Die Kegelrollen 6 nehmen über den Käfig 1 die Kegelrollen 9 mit, so daß diese auf der ihnen zugeordneten zylindrischen Werkstückoberfläche 10 abrollen. Beide Werkstückoberflächen 7 und 10 werden dadurch geglättet. Die Drehbewegung der Kegelrollen 9 überträgt sich auf den Ring 3, der daraufhin relativ zur zylindrischen Oberfläche 4 des ao Dorns rotiert. Unterschiedliche Umfangsgeschwindigkeiten der Kegelrollen 6 und 9 führen daher nicht zu einer unterschiedlichen Winkelgeschwindigkeit der Kegelrollen 6 und 9 in bezug auf die Achse des Dorns, so daß in dem einzigen Käfig 1 kein Drehmoment auftritt, wie es der Fall wäre, wenn der Ring 3 fest mit der zylindrischen Oberfläche 4 des Dorns verbunden wäre.

Für den Fall, daß die zweite zylindrische Werkstückoberfläche 7 kürzer als die erste zylindrische Werkstückoberfläche 10 ist, sind der Ring 3 und die dünneren Kegelrollen 6 auf bzw. in einem zylindrischen (nicht dargestellten) Ansatz des Dorns in der Darstellung rechts vom Kegel 2, also in Vorschubrichtung vor dem Kegel 2, sinngemäß gelagert, so daß bei unterschiedlicher Länge der Werkstückoberflächen 7 und 10 stets die über den Dorn bzw. den angetriebenen Kegel 2 unmittelbar angetriebenen Kegelrollen — bei den dargestellten Beispielen sind dies die Kegelrollen 6, andernfalls wären es die Kegelrollen 9 — zuerst mit der längeren Werkstückoberfläche in Berührung kommen. Wäre bei den dargestellten Beispielen (F i g. 5 und 6) die erste Werkstückoberfläche lO langer als die zweite Werkstückoberfläche 7, dann würden die Kegelrollen 9 zuerst die Werkstückoberfläche 10 berühren, aber nicht auf der Werkstückoberfläche 10 abrollen, weil die Kegelrollen 6 noch nicht die zweite Werkstückoberfläche 7 berühren wurden, so daß sie ebenfalls noch nicht auf dieser Werkstückoberfläche 7 abrollen würden und dementsprechend auch nicht die bereits mit der ersten Werkstückoberfläche 10 in Eingriff stehenden Kegelrollen 9 über den Käfig 1 mitnehmen wurden. Durch die umgekehrte Lagerung des Rings 3 in bezug auf rlen Kegel 2, der dann mit den hinteren dickeren Kegelrollen 9 in Eingriff stehen würde, wird erreicht, daß dann, wenn die vordere zylindrische Werkstückoberfläche länger als die hintere ist, die zuerst mit der längeren zylindrischen Werkstückoberfläche in Eingriff kommenden Kegelrollen unmittelbar vom angetriebenen Kegel 2 mitgenommen werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

I 2

1. Stufen-RoUierwerkziiug zum glattwalzenden Werkzeug sinngemäß so gestaltet, daß der Käfig mit Bearbeiten zweier abgestufter zylindrischer Werk- den Kegelrollen auf einer kegelförmigen Innenfläche Stückoberflächen mit in Mfigscblitzen gelagerten eines Hohlkörpers läuft. Das Einstellen des Durch-Kegelrollen und mit einer kegeldornförmigen An- messers erfolgt in gleicher Weise wie beim Innentriebseinrichtung für die Kegelrollen, dadurch 5 Rolüerwerkzeug.

gekennzeichnet, daß auf einer zylindrischen Die KegelroHen können in dem Käfig so gelagert

Oberfläche (4) des angetriebenen Domes, auf des- sein, daß bei horizontaler Werkzeuglage die Längs-

sen kegelförmiger Oberfläche die Kegelrollen (6) achse der jeweils oberen Kegelrolle um einen sehr

für das Rollieren der einen Werkstückoberfläche kleinen Winkel aus der mit der Längsachse des Werk-

(7) gelagert sind, ein mit einer entsprechenden zy- io zeugs zusammenfallenden Vertikalebene «erausge-

lindrischen Oberfläche versehener Ring (3) dreh- dreht ist Durch diese Schräglage der Kegelrollen

bar gelagert ist, auf dessen anderer konisch ausge- wird zwangsläufig auf Grund der von einem Motor

drischen Oberfläche versehener Ring (3) drehbar bewirkten Drehbewegung des Doms, ähnlich wie bei

gelagert ist, auf dessen sinderer konisch ausge- einem Kömer mit Gewinde, ein Vorschub der Kegel-

bildeter Radialoberfläche die Kegelrollen (9) für 15 rollen bewirkt, der das Werkzeug in bzw. über das

das Rollieren der anderen Werkstückoberfläche Werkstück zieht Wird der Vorschub z. B. durch An-

(10) abwechselnd zwischen den anderen Kegel- schlag begrenzt, laufen die Kegelrollen von selbst in

rollen (6) — wie an sich bekannt — in dem- Richtung auf das verjüngte Kegelende. Dadurch

selben Käfig (1) in Axialrichtung versetzt gela- lösen sie sich vom Werkstück, und Udb Werkzeug

gert sind, unu daß die in Vorschubrichtung des ao öffnet sich selbsttätig.

Werkzeugs vorderen Kegelrollen (6) einen klei- Um zwei abgestufte zylindrische Oberflächen, z. B.

neren Maximaldurchmessi;r als die hinteren Ke- eine Bohrung mit zwei unterschiedlichen Durchmes-

gelrollen (9) aufweisen. sem, gleichzeitig in einem Arbeitsgang zu rollieren,

2. Stufen-Rollierwerkzoug nach Anspruch 1, wird ein sogenanntes Stufen-Rollierwerkzeug verwendadurch gekennzeichnet, daß die Lagerung zwi- 25 del. Ein aus der zuerst genannten Druckschrift besehen Ring (3) und zylindrischer Oberfläche (4) kanntes Stufen-Rollierwerkzeug zum Innenrollieren des angetriebenen Dome;» aus einem Gleitlager ist in F i g. 3 dargestellt. Hierbei sitzen zwei gleich- oder einem Wälzlager, vorzugsweise einem Nadel- artige Rollierköpfe mit je einem Kegel, Kegelrollenlager (S) besteht. satz und Käfig koaxial in einem Abstand, der der

30 Axiallänge der jeweiligen zylindrischen Werkstück-

oberfläche gleichen Durchmessers entspricht hintereinander. Das heißt, auch die Länge des in Vorschubrichtung vorderen Rollierkopfes wird durch die

Die Erfindung betrifft ein Stufeit-Rollierwerkzeug Länge der in Vorschubrichtung zweiten zylindrischen

zum glattwalzenden Bearbeiten zweier abgestufter zy- 35 Werkstückoberfläche bestimmt, die von diesem vor-

lindrischer Werkstückoberflächen mit in Käfigschlitzen deren Rollierkopf geglättet werden soll, bei einer

gelagerten KegelroHen und mit einer kegeldomförmi- Bohrung also der zylindrischen Oberfläche mit dem