DE2352013B2 - Einrichtung zum glattwalzen einer gekruemmten rotationssymmetrischen aussenflaeche eines werkstuecks - Google Patents

Description

ten Oberfläche des Werkstücks in Punktberührung. Die Lage der Rollen, d. h. der öffnungswinkel der sich konisch erweiternden Lauffläche, wird hierbei entsprechend der Form des zu bearbeitenden Werkstücks gewählt. Auf diese Weise lassen sich mit der erfindungsgemäßen Einrichtung Werkstücke mit beliebig konvex gekrümmten Oberflächen heiitellen.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Anhand der Zeichnung werden drei Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine teilweise geschnittene Ansicht einer ersten Ausführungsform der Erfindung,

F i g. 2 eine der F i g. 1 entsprechende Ansicht einer zweiten Ausführungsform der Erfindung,

Fig.3 eine Fig. 1, 2 entsprechende Ansicht eines dritten Ausführungsbeispiels.

Die in Fig. 1 gezeigte Einrichtung 11 weist eine Antriebsspindel 12 und einen an deren Ende mittels eines Kugelgelenks 14 angeordneten Glattwalzkopf 13 auf. Das Kugelgelenk 14 besteht aus einem hohlen Kugelabschnitt 15, der auf einem konkaven Ring 16 angebracht ist. Der konkave Ring 16 ist in einer Buchse

17 befestigt, die ihrerseits fest in einem Gehäuse 18 angeordnet ist. Ein Rollenlaufring 19 wird durch einen Halter 21 am Gehäuse 18 gehalten; der Halter 21 ist mit dem Gehäuse 18 durch eine Schraubverbindung 22 verbunden. Die Antriebsspindel 12 weist einen sich innerhalb des Gehäuses 18 nach außen erstreckenden Flansch 23 mit einem Loch 24 auf, in das ein im Gehäuse

18 befestigter Stift 25 eingreift. Wenn die Antriebsspindel 12 angetrieben wird, nimmt der Stift 25 das Gehäuse-18, den Halter 21 und den Rollenlaufring 19 mit.

In einem Käfig 26 sind mehrere Glattwalzrollen 27 angeordnet, die an einer flachen, sich konisch erweiternden Lauffläche 28 anliegen und sich auf ihr abwälzen. Ein Werkstück 29, das hier als Rohling für ein Kegelradritzel dargestellt ist, ist auf einer Werkstückspindel 31 angebracht, deren Achse einen Winkel mit der Achse der Antriebsspindel 12 einschließt. Die Spindeln werden so angetrieben, daß das Werkstück 29 und der Glattwalzkopf 13 in entgegengesetzten Richtungen gedreht werden. Wie ersichtlich, greift die eine Glattwalzrolle an einem gekrümmten Abschnitt 31a des Werkstücks an einem inneren Punkt 32 und die gegenüberliegende Glattwalzrolle an einem äußeren Punkt 33 des Abschnitts 31a an. Während der Drehbewegung zwischen dem Glattwalzkopf 13 und dem Werkstück 29 wandert der Berührungspunkt 32 nach außen, während der Berührungspunkt 33 nach innen wandert, so daß der gesamte gekrümmte Abschnitt 31a in sehr kurzer Zeit überdeckt wird. Hierdruch wird der silberartige Hochglanz erzeugt. Da die Winkelausrichtung des sphärischen Abschnitts bei verschiedenen Werkstücken unterschiedlich ist, sind die Glattwalzrollen 27 bei verschiedenen Werkzeugen unter unterschiedlichen Winkeln angeordnet, um den gekrümmten Abschnitt des Werkstücks auf unterschiedlichen Durchmessern in der gleichen Weise, wie in F i g. 1 dargestellt, zu berühren.

Fig.2 zeigt einen Glattwalzkopf 34 mit einer Antriebsspindel 35 und einem Kugelgelenk 36 sowie einer Buchse 17, die gleich der in F i g. 1 gezeigten Einrichtung ist, einschließlich der Verwendung des Stiftes 25. Auf ein Gehäuse 37 ist ein Halter 38 hi geschraubt, der einen Rollenlaufring 39 innerhalb des Glattwalzkopfes abstützt. In einem Käfig 41 sind mehrere Rollen 42 angeordnet, die an einer sich konisch erweiternden Lauffläche 43 des Rollenlaufrings 39 unter einem Winkel von etwa 25° zur Achse der Antriebsspindel 35 anliegen. Die Glattwalzrollen sind so angeordnet, daß sie zwischen sich einen sphärischen Körper 44 aufnehmen, der am Ende einer Stange 45 vorgesehen ist. Die Drehachsen der Antriebsspindel 35 und der Stange 45 sind unter einem Winkel von etwa 110° zueinander angeordnet. Der sphärische Körper 44 und der Glattwalzkopf 34 werden in entgegengesetzten Richtungen angetrieben, und da der Berührungspunkt zwischen den Glattwalzrollen und dem sphärischen Körper 44 ständig erhalten bleibt, wandert die durch die Werkstückdrehung erzeugte Berührungspunktlinie über die gesamte sphärische Oberfläche, wodurch die Glattwalzwirkung entsteht. Es versteht sich, daß die Form des Käfigs 41 und die darin angeordneten Glattwalzrollen dem Durchmesser des sphärischen Körpers 44· angepaßt werden.

Der in F i g. 3 gezeigte Glattwalzkopf 47 ist ähnlich aufgebaut wie die Einrichtungen 13 und 34 der beiden vorangehenden Ausführungsbeispiele. Der Glattwalzkopf 47 weist eine Antriebsspindel 35, ein Kugelgelenk 36, eine Buchse 51, ein Gehäuse 52, einen Halter 53 und einen Rollenlaufring 54 auf. In einem Käfig 55 sind mehrere Glattwalzrollen 57 angeordnet, die an einer sich konisch erweiternden Lauffläche 56 des Rollenlau frings 54 anliegen. Der Käfig 55 weist einen geteilten Ring 58 auf, der in einer Ringnut sitzt und eine Scheibe 59 abstützt, die den Käfig 55 innerhalb des Rollenlaufrings 54 hält. Der geteilte Ring 58 und die Scheibe 59 werden gleichzeitig zur Halterung des Käfigs 41 der in Fig.2 gezeigten Einrichtung verwendet. Da die Antriebsspindeln 12 und 35 relativ zu den Glattwalzköpfen beweglich sind, ist ein O-Ring 61 innerhalb des Gehäuses 52 nahe der Kante eines Flansches 60 der Antriebsspindel 35 angeordnet, um die Achsen der Antriebsspindel 35 und des Glattwalzkopfes ausgerichtet zu halten, d. h„ eine freie Bewegung zwischen denselben zu verhindern und den Glattwalzkopf in seine ursprüngliche Lage relativ zur Antriebsspinde! zurückzubewegen, wenn er ausgelenkt worden ist.

Wie aus F i g. 3 ersichtlich, besteht das Werkstück aus einem sphärischen Element 62 mit einem sich verjüngenden vorderen Ende 63 und einem ausgekehlten hinteren Ende 64, an denen die Glattwalzrollen 57 angreifen sollen. Eine Stange 65, an deren Ende der sphärische Körper 62 angebracht ist, ist an einer Werkstückspindel befestigt, die in entgegengesetzter Richtung wie die Antriebsspindel 35 angetrieben wird. Da der Körper 62 keine genaue kugelige Oberfläche aufweist, ist es notwendig, die Stange 65 aus der Stellung 66 in die Stellung 67 zu bewegen. Hierbei bewegen sich die Berührungspunkte zwischen dem sphärischen Körper 62 und den Glattwalzrollen 57 von einem zum anderen Ende des Werkstücks. Diese Vorschubbewegung wird von den Drehbewegungen der Antriebs- und Werkstückspindel überlagert.

Wie aus Fig. 1 bis 3 ersichtlich, haben die Glattwalzrollen 27, 42 und 57 jeweils eine zylindrische Form. Wenn auch hierbei ein gewisser Schlupf zwischen den Laufflächen und den Glattwalzrollen stattfindet, ist jedoch die Abnutzung aufgrund des gehärteten Metalls, aus dem die Laufflächen und die Glattwalzrollen bestehen, sehr gering.

Hierzu 1 Slatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zum Glattwalzen einer gekrümmten rotationssymmetrischen Außenfläche eines Werkstücks, mit einem um eine Drehachse über eine Antriebsspindel antreibbaren Glattwalzkopf, der einen Rollenlaufring mit einer konzentrisch zur Drehachse verlaufenden, sich konisch nach außen erweiternden Lauffläche aufweist, und der mit auf der Lauffläche abrollbaren, durch einen Käfig gehaltenen und die glattzuwalzende Werkstückfläche übergreifenden Glattwalzrollen versehen ist, sowie mit einer das Werkstück tragenden Werkstückspindel, dadurch gekennzeichnet, daß die das Werkstück (29; 44) tragende Werkstückspindel (31) entgegengesetzt zur Drehrichtung des Glattwalzkopfes um eine Längsachse des Werkstücks drehantreibbar ist, daß die Drehachse des Glattwalzkopfes (13; 34; 37) und die Achse der Werkstückspindel (31) sich unter einem vorgegebenen Winkel kreuzen, und daß die zylindrisch ausgebildeten Glattwalzrollen (27; 42; 57) mit der gekrümmten Oberfläche des Werkstücks (29; 44; 62) in Punktberührung stehen.

2. Einrichtung nach Anspruch I zur Bearbeitung eines Werkstücks mit einem einen großen Krümmungsradius aufweisenden, zu bearbeitenden Abschnitt, dadurch gekennzeichnet, daß die sich konisch erweiternde Lauffläche (28) des Glattwalzkopfes (13) einen stumpfen öffnungswinkel besitzt und daß die Glattwalzrollen (27) an der inneren und äußeren Kante (32, 33) des zu bearbeitenden Abschnitts (31) des Werkstücks (29) auf gegenüberliegenden Seiten des Werkstücks anliegen.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 zur Bearbeitung eines Werkstücks, das aus einem am Ende einer Stange angebrachten sphärischen Körper besieht, dadurch gekennzeichnet, daß die sich konisch erweiternde Lauffläche (43; 56) des Glattwalzkopfes (34) einen kleinen, spitzen Öffnungswinkel besitzt.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bearbeitung eines sich zu seinem Ende (63) hin verjüngenden sphärischen Körpers (62) die Stange (65) so schwenkbar ist, daß die Glattwalzrollen (57) die sich verjüngenden sphärischen Flächen des sphärischen Körpers (62) über dessen Länge berühren.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Glattwalzkopf (13; 34; 47) und der Antriebsspindel (12; 35) ein Kugelgelenk (14; 36) angeordnet ist, und daß die Antriebsspindel (12; 35) über einen Flansch (23; 60) sowie einen in ein Loch des Flansches greifenden Stift (25) mit dem Glattwalzkopf (13; 34; 47) in Triebverbindung steht.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Glattwalzkopf (13; 34; 47) und dem an der Antriebsspindel (12; 35) angebrachten Flansch (23; 60) ein O-Ring (61) angeordnet ist, der eine Auslenkbewegung des Glattwalzkopfes relativ zur Antriebsspindel begrenzt.

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Glattwalzen einer gekrümmten rotationssymmetrischen Außenfläche eines Werkstücks, mit einem um eine Drehachse über eine Antriebsspindel antreibbaren Glattwalzkopf, der einen Rollenlaufring mit einer konzentrisch zur Drehachse verlaufenden, sich konisch nach außen erweiternden Lauffläche aufweist, und der mit auf der Lauffläche abrollbaren, durch einen Käfig gehaltenen und die glattzuwalzende Werkstückfläche übergreifenden Glattwalzrollen versehen ist, sowie mit einer das Werkstück tragenden Werkstückspindel.

Bei vorbekannten Einrichtungen dieser Art (DT-AS 10 67 764), die zum Nachwalzen von Hohlkehlen verwendet werden, wird die gekrümmte Form der Hohlkehlen durch eine entsprechend gekrümmte Oberfläche der Glattwalzrollen bearbeitet. Dieses Prinzip ist naturgemäß auf einen relativ beschränkten Anwendungsbereich begrenzt, da die durch das Glattwalzwerkzeug zu bearbeitende Oberflächenform durch die Form der Glattwalzrollen festgelegt ist. Insbesondere ist es kaum möglich, nach diesem Prinzip konvex gekrümmte Oberflächen zu bearbeiten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Glattwalzwerkzeuge zu schaffen, mit denen sich beliebig konvex gekrümmte Oberflächen bearbeiten lassen.

Diese Aufgabe wird bei einer Einrichtung mit den eingangs angegebenen Merkmalen erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die das Werkstück tragende Werkstückspindel entgegengesetzt zur Drehrichtung des Glattwalzkopfes um eine Längsachse des Werkstücks drehantreibbar ist, daß die Drehachse des Glattwalzkopfes und die Achse der Werkstückspindel sich unter einem vorgegebenen Winkel kreuzen, und daß die zylindrisch ausgebildeten Glattwalzrollen mit der gekrümmten Oberfläche des Werkstücks in Punktberührung stehen.

Eis ist bereits ein Glattwalzwerkzeug (US-PS 15 01 690) bekannt, bei dem zusätzlich zum antreibbaren Glattwalzkopf die Werkstückspindel angetrieben wird. Dieses Glattwalzwerkzeug dient jedoch lediglich zum Herstellen von konischen Oberflächen. Es ist ferner bereits ein Glattwalzwerkzeug (US-PS 22 32 843) bekannt, bei dem sich die Achsen des Glattwalzkopfes und der Werkstückspindel kreuzen. In diesem Fall kann der Glattwalzkopf jedoch lediglich zum Herstellen von konkav gekrümmten, becherförmigen Werkstücken benutzt werden. Auch die Verwendung zylindrisch ausgebildeter Glattwalzrollen ist an sich bereits bekannt (vgl US-PS 13 12 333), wobei in diesem Fall das Glattwalzwerkzeug lediglich zur Bearbeitung der Innenflächen von Rohren benutzt wird.

Schließlich sind bereits Werkzeuge zur Herstellung von kugelförmigen Werkstückoberflächen bekannt, bei denen sich die Drehachsen des Werkstücks und des Werkzeugs kreuzen und das Werkstück und das Werkzeug in entgegengesetzten Richtungen gedreht werden (»technica«, No. 24, 22. November 1957, S. 1383 bis 1385; »Machinery«, 30. November 1956, S. 1237 bis 1245; »Machinery and Production Engineering«, 15. Dezember 1871, S. 869 bis 874; GB-PS 7 87 033). Hierbei handelt es sich jedoch um Fräs- oder Schleifwerkzeuge in Form eines Topfes, dessen an der Öffnung vorgesehener kreisförmiger Innenrand als spanabhebende Schneidkante zur Bearbeitung der Werkstückoberfläche dient. Die Schneidkante erstreckt sich kontinuierlich über den Umfang des Werkzeuges und steht mit der gekrümmten Werkstückoberfläche in Linienberührung.

Im Gegensatz hierzu stehen bei der erfindungsgemäßen Einrichtung die Glattwalzrollen mit der gekrümm-