DE2150896C3 - Einrichtung zum Glattwalzen kurzer außenzylindrischer Teile im Einstechverfahren - Google Patents

Description

Die F.rfindung betrifft eine F.inrichtung zum Glattwalzen kurzer außen/ylindrischer Teile im Einsicchverfahren nach dem Oberbegriff des Patentanspruches.

Es ist bekannt, zylindrische Außendurchmesser im Vorschub- oder Einsiechverfahren zu bearbeiten. Das Vorschubverfahren wird in erster Linie zur Bcarbeiti/ng längerer Werkstücke eingesetzt, während das Einstechverfahren kurzen Stellen, wie l.agcrsitzen, Hohlkehlen usw.. vorbehalten bleibt. Dies liegt daran, daß man bestrebt isi. unter den Walzwerkzcugcn einen möglichst großen spezifischen Flächendruck bei einem möglichst kleinen elfektivcn Walz.druck zu erzeugen. Im Vorschubverfahren trachtet man, dies durch möglichst tropfenförmige Berührung möglichst im Durchmesser kleiner Glattwalzrollen mit dem Werkstück zu erreichen, während im Einstechverfahren immer eine linienförmige Berührung zwischen Werkzeug und Werkstück vorhanden ist, die sich bei größeren Walzdrückcn sehr leichi in eine Flächenberührung umwandelt und dann eine sehr große Walzkraft erfordert (DE-PS 1131545). Diese konventionellen Einrichtungen werden sowohl mit kraftschlüssigem als auch mit formschlüssigem Anpreßdruck angewendet, lassen sich aber nicht mehr verwenden, wenn es sich um verdeckte t.agersitze handelt, bei denen Teile der Werkstückoberflächen über den Lagcrsiu radial hinausragen,

Es sind Rolldornc für die Bearbeitung von Bohrungen bekannt, bei denen Glattwalzroilen zwischen der Bohrungswand und einem Wälzkörper umlaufen. Dabei ist der Wälzkörper entweder spreizbar ausgebildet (DE-PS 9 75 715) oder Wälzkörper und Glattwalzroilen sind konisch, um eine Dtirclimesserändcrung des Hüllkreiscs durch axiale Verschiebung der Glattwalzroilen auf dem Wälzkörper zu erreichen (DE-PS 8 37 903).

Das gleiche Walzprinzip ist auch in Umkehrung zur Bearbeitung zylindrischer Außendurchmesser bekannt. In diesem Fall ist der Wälzkörper eine Bohrung, auf deren Wandung sich die Glattwalzroilen einfach abwälzen. Derartige Geräte werden seit Jahren im Handel angeboten. Sie lassen sich nur innerhalb sehr enger Toleranzen verstellen und müssen für einen

ίο bestimmten Werkstückdurchmesser hergestellt sein, besonders dann, wenn es sich um Sacklochbohrungen handelt oder um Lagersitze, die bis gegen einen Bund bearbeitet werden müssen Solche bekannten Geräte arbeiten immer formschlüssig. Da außerdem der Durchmesser vorher eingestellt werden muß. können diese Werkzeuge nicht im Einstich, sondern nur im Vorschub walzen. Werkstücke, die formschlüssig glattgewalzt werden sollen, müssen innerhalb sehr enger Toleranzen vorbcarbeitet sein, wenn ein befriedigendes Walzergebnis erzielt werden soll. Liegen die Werkstückdurchmesser an der unteren I olcranzgren/e des Fertigmaßes. besteht die Gefahr, daß der Walzdruck zu gering ist und die Oberfläche nur ungenügend bearbeitet wird. Liegt aber der Durchmesser an der oberen Toleranzgrenze, besteht die Gefahr, daß die Oberfläche durch zu großen Walzdruck zerstört wird.

Weiterhin sind Walzwerkzeuge bekannt zum Walzen von dünnwandig ausgegossenen Lagerschalen (DE-PS 6 95 111). Diese Werkzeuge bauen sehr groß und

aufwendig und eignen sich nur zum Einstechwalzen von Durchgangsbohrungen. Sacklochbohrungen können hiermit nicht gewalzi werden. Vollends ungeeignei sind diese Werkzeuge zum Glattwalzen zylindrischer Außenflächen, besonders dann, wenn diese Außenflachen abrupt in zylindrische Außenflächen mil größerem Durchmesser übergehen, z. B. abgesetzte Wellen.

Schließlich ist es auch bekannt, die Glatlwal/rollcn in der Wal/ebene schräg zur Mittelachse anzuordnen, und zwar in dem Sinne, daß ein ^elbsiiatiger Vorschub zustande kommt (US 16 19 479).

Alle genannten Walzwerkzeuge sind nichl in der Lage, verdeckt liegende Dicht oder Liigcrsitze mit großen 1 ertigungstoleranzen im Durchmesser im Einstechverfahren krafischlüssig glattzuwalzen.

Somit liegt der Erlindung die Aufgabe zugrunde, ein Glattwalzgcrät zu schaffen, das in der Lage ist. verdeckt liegende Dicht- oder Lagersitze mit großen Feriigungstoleranzen zu walzen und hierzu die Glaltwalzrollen im Finstechverfahren kraftschlüssig an das Werkstück anzulegen, um somit an jeder Stelle des Durchmesser toleranzbcreiches eine gleich gute Oberflächenqualität zu erzielen.

KrTindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Walzkegelaufnahme unter Belastung von ersten Federn steht und undrehbar und verschiebbar gegenüber dem Werkzeugschaft angeordnet ist. daß die Glaltwalzrollen mit einem Bund versehen sind, der größer ist, als der größte Durchmesser ihres kegeligen Teils und der Rollenkäfig sich in einem entsprechend zylindrischen Teil des Wakkcgcls gegen eine /.weite Feder abstützt, wobei in dem Rollenkäfig in einer entsprechenden zentrischen und zylindrischen Bohrung ein unter Belastung einer dritten Feder stehender drehbar und gegen die Federkraft der dritten Feder verschiebbar angeordneter, an seinem dem Werkstück zugewandten Ende mit einem Bund, der den Bund der Glallwalz.rollcn erfaßt, versehener Tiefciianschlag angeordnet ist.

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Es wird somit erfindungsgemäß ein Kranz konischer in einem Rollenkäfig geführter um das Werkstück herum angeordneter mit je einem Bund versehener und unter gemeinsamer Federwirkung stehender Glattwalzrollen gleichzeitig mit einem Walzkegel axial bewegt, bis sich die Glatiwalzrollen an einen Anschlag anlegen und damit ihre axiale Bewegung beenden, während die weitere axiale Bewegung aes Walzkegels eine im Inneren des WtrKzeugschaftes untergebrachte Federkraft freigibt, die unmittelbar auf den Walzkegel gegen eine rückwärts gerichtete axiale Kraft der schräg gestellten Glattwalzrollen wirkt. Der zu bearbeitende Lagerzapfen respektive das Werkstück wird von den Glattwalzrollen zangenförmig umfaßt, und die Glattwalzrollen werden im Einstechverfahrcn zugestellt. Die Walzkraft kann durch Tellerfedern beliebig stark gewählt und durch einen schlanken Kegel sehr stark übersetzt werden, so daß die Walzkräfte einstellbar sind und beherrscht werden.

Es entsteht aber die Gefahr, daß die Rollen wegen ihres großen Spieles im Rollenkäfig, das durch Fertigungstoleranzen oder Abnutzung entstanden sein kann, nicht achsparallel sondern in einer Vorschubstellung stehen und damit den Walzkegel weiter nach unten zu bewegen suchen respektive die Wal/kraft unzulässig erhöhen wurden. Dadurch könnte die Wal/kraft außer Kontrolle geraten und die zu walzenden Oberflächen zerstört werden. Um dies zu verhindern, erhalten die Glatiwalzrollen von vornherein eine Neigung in der Wiilzebene. die eine axiale Kraft entgegen der Vorschubrichtung hervorruft, so daß bei entsprechender Drehrichtung der Walzkegel entgegen der Spannrich-Uing bewegt wird.

Die F"ig. 1 zeigt ein Gerät /um Glattwalzen von Außcndurchmessern, und zwar zeigt die rechte Seile einen Schnitt durch das Gerät in jener Stellung, die es beim Aufsetzen auf das Werkstück vor der Bearbeitung cinnimmi. die linke Seite zeigt einen Schnitt durch das Ciciäi in jener Stellung, die der Endphase der Bearbeitung entspricht.

Die F-" i g. 2 ist eine Sonderdarstellung.

Das Werkstück 1 enthält in einer Aussparung 2 einen eingezogenen Zapfen 3, dessen Außendurchmesser glattgewalzt werden soll.

Der Werkzeugschaft 4 des Gerätes wird in eine Werkzeugmaschine eingespannt und durch Axialverschiebung in Arbeitsposition gebracht, wenn es sich um die Bearbeitung eines sich drehenden Werkstückes handelt, es erhält zusätzlich eine Drehbewegung, wenn das Werkstück nicht rotien.

Im unteren Ende des Werkzeugschaftes ist axial beweglich gegen Drehung gesichert die Walzkegelaufnahme 5 angeordnet, auf der der Walzkegel 6 befestigt ist. Auf seiner Innenfläche stützen sich die kegeligen Glattwalzrollen 7 ab, die zwischen dem eingezogenen Zapfen 3 und dem Walzkegel 6 umlaufen. Die Glattwalzrollen 7 sind in einem Rollenkäfig 8 geführt.

der unter Spannung einer Feder 9 steht und auf dem Tiefenanschlag 10 axial verschiebbar ist. Auch diener Tiefenanschlag 10 steht unter Spannung einer Keder 11, die sich über das Drehstück 12 und die Kugel 13 drehbar am Bolzen 14 abstützt. Die Glattwalzrollen 7 haben einen Bund 15, der sich bei der Axialbewegung an dem Tiefenanschlag 10 anlegt und diese Bewegung begrenzt. Sie sind außerdem in der Walzebene um einen dem Drehsinn des Werkzeuges voreilenden Winkel /ur Mittelachse geneigt angeordnet.

Die Walzkegelaufnahme 5 ist in einer Bohrung 16 des Werkzeugschaftes 4 verschiebbar angeordnet und dort durch die Gewindemuffe 17 gesichert. Diese Gewindemuffe 17 dient gleichzeitig als Wegbegrenzung für die Feder 18, die im inneren des Werkzeugschaftes 4 untergebracht ist und durch die M'.. er 19 gespannt werden kann.

Das Glattwalzgerät wird auf das in Pfeilrichtung drehende Werkstück mit dem TiefenansehluK 10 aufgesetzt. Dabei umfassen die Glattwalzrollen 7 bereits den Anfang des zu walzenden Zapfens 3 mit einem etwas größeren Hüllkreis. Durch den weiteren axialen Vorschub des Gerätes kommen die Glattv.al/iolien zusammen mit dem Walzkegel 6 weiter über die Walzfläche des Zapfens 3, bis die Glattv. al/rullen 7 mit ihrem Bund 15 den Tiefenanschlag 10 erreicht haben und damit ihren axialen Weg beenden. Weiler nach unten bewegt sich der Werkzeugschaft 4 mit dem Walzkegel 6. bis dieser die Glaltwai/rollen 7 berührt und in seiner Bewegung gehemmt wird. Bei weiterer Bewegung des Gerätes nach unten hcbi sich die Kegelaufnahme 5 von der ihren Weg begrenzenden Gewindemuffe 17 ab. so daß die Spannung der F eder 18 frei wird und über den Walzkegef 0 auf die Glatlwalzrollen 7 wirkt.

Die Glattwalzrollen 7 werden also kraftschltissig im Eins echverfahren gegen das Werkstück I gedrückt.

Es wird also nur durch eine entsprechende Axialbewegung des Werkzeuges erreicht, daß die GIattw.il/mllen in die entsprechende radiale und axiale Arbeitsposi tion gebracht werden und gleichzeitig die erforderliche Wal/kraft, unabhängig von der Durchmesscr-Toleran/-lagc des Werkstückes, aufgebracht wird.

Die Glattwal/rollen 7 sind in ihrem Käfig 8 /ur Drehrichtung des Werkstückes 1 um den Winkel 20 geneigt, so daß eine gegen den Vorschub gerichtete axiale Komponente der Walzkräfte auftritt, die über den Wal/kegel 6 gegen die Spannung der Feder 18 wirkt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Einrichtung zum Glattwalzen kurzer außenzylindrischer Teile im Einstechverfahren mit einem umlaufenden Werkzeug oder Werkstück, einem Werkzeugschaft, einer Walzkegelaufnahme, an deren dem Werkstück zugewandter Seite ein Walzkegel angeordnet ist, auf dem sich entsprechend kegelige vorzugsweise schräggestellte Glattwalzroilen abstützen und mit einem zentrisch zur Drehachse drehbaren axial verschiebbaren Rollenkäfig zur Aufnahme der Glattwalzrollen, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzkegclaufnahme (5) unter Belastung von ersten Federn (!8) steht und undrehbar und verschiebbar gegenüber dem Werkzeugschaft (4) angeordnet ist, daß die Glattwalzroilen mit einem Bund versehen sind, der größer ist, als der größte Durchmesser ihres kegeligen Teils und der Rollenkäfig (8) sich in einem entsprechend zylindrischen Teil des Wal/kegeis [b) gegen eine zweite Feder (9) abstützt, wobei in dem Rollenkäfig (8) in einer entsprechenden zentrischen und zylindrischen Bohrung ein unter Belastung einer dritten Feder (11) stehender drehbar und gegen die Federkraft der dritten Feder £11) verschiebbar angeordneter, an seinem dem Werkstück zugewandten Ende mit einem Bund, der den Bund der Glattwalzrollen erfaßt, versehener Tiefenanschlag (10) angeordnet ist.