DE2620569A1

DE2620569A1 - Cold rolling splining head - applies free rollers with radially cushioned pick-up

Info

Publication number: DE2620569A1
Application number: DE19762620569
Authority: DE
Inventors: Ernst Grob
Original assignee: Faernst Grob; GROB ERNST FA
Current assignee: Ernst Grob AG
Priority date: 1975-07-31
Filing date: 1976-05-10
Publication date: 1977-02-17
Also published as: CH593731A5; DE2620569C2

Abstract

Cold formed straight or inclined profiles are made on a rotating workpiece by feeding the piece axially past a forming roll mounted in a rotating head. The forming roll(s) provide a sequence if impact cycles deforming the periphery of the workpiece in a radial direction. The novelty is that the forming rolls are located in semicircular recesses in the rotating head, forming a semicircular gap which is filled with pressurised oil; centrifugal force drives the forming rolls outwards until they mett the workpiece, when they are driven onto the head and rotated to form a groove in the workpiece.

Description

Verfahren zum Herstellen eines metallenen profilierten Werkstückes durch Kaltwalzen und Vorrichtung zur Durch führung des Verfahrens Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Werkstückes mit gerade oder schräg zur Werkstücklängsachse verlaufendem Profil, bei welchem, zur Erzeugung des Profils durch Kaltumformung des Werkstückes, das Werkstück entlang seiner Längsachse vorgeschoben und um diese Achse gedreht und von aussen mit wenigstens einer rIngartig profilierten Walzrolle bearbeitet wird, die in einem umlaufenden Rollkopf drehbar und vom Rollkopfträger antreibbar gelagert ist, wobei man mit jeder Walzrolle in auf die Profilteilung und den Werkstückvorschub abgestimmter rascher Folge schlagartige Einzelwalzvorgänge.im gleichen und hauptsächlich in Profillängsrichtung verlaufenden Richtungssinne durchführt, so dass mit der gleichen Walzrolle aufeinanderfolgend geführte Einzelwalzvorgänge auf einer durch den Werkstückvorschub bestimmten schraubenlinienförmigen Zone der Werkstückoberfläche in Umfangsrichtung nebeneinander gesetzt werden, und in Profillängsrichtung aufeinanderfolgende Einzelwalzvorgänge sich hinsichtlich ihres Angriffs am Werkstück überdeckend geführt werden, dergestalt, dass bei den Einzelwalzvorgängen Werkstoff entlang eines jeweils relativ kleinen Werkstücklängsabsciniittes in hauptsächlich radialer Richtung verdrängt wird Sie betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, bei welcher Mittel zum Verschieben des Werkstückes entlang seiner Längsachse und zum Drehen des Werkstückes um seine Längsachse, sowie wenigstens ein in einem Rollkopfträger umlaufend antreibbarer Rollkopf und darin mindestens eine planetenartig gelagerte vom Rollkopfträger antreibbare Walzrolle zur Bearbeitung des Werkstückes, und Mittel zur Abstimmung der Bewegungen von Werkstück und Walzrolle vorgesehen sind.Process for the production of a metal profiled workpiece by cold rolling and a device to carry out the process the The invention relates to a method for producing a workpiece with straight or profile running obliquely to the longitudinal axis of the workpiece, in which, to generate the Profile by cold forming the workpiece, the workpiece along its longitudinal axis advanced and rotated around this axis and from the outside with at least one ring profiled roller is processed, which rotates in a revolving rolling head and is mounted such that it can be driven by the rolling head carrier, with each rolling roller in rapid succession coordinated with the profile division and the workpiece feed Single rolling processes in the same and mainly in the longitudinal direction of the profile Directional senses, so that successive with the same roller guided individual rolling processes on a helical shape determined by the workpiece feed Zone of the workpiece surface are placed side by side in the circumferential direction, and in the longitudinal direction of the profile successive individual rolling processes with regard to their attack on the workpiece are performed overlapping, in such a way that the Single rolling processes of material along a relatively small workpiece length is displaced in mainly radial direction It also concerns a device for performing the method, in which means for moving of the workpiece along its longitudinal axis and for rotating the workpiece around its Longitudinal axis, as well as at least one drivable in a rolling head carrier Rolling head and therein at least one planet-like mounted from the rolling head carrier drivable Rolling roller for processing the workpiece, and means for coordinating the movements of workpiece and roller are provided.

Aus der deutschen Patentschrift Nr. 1 016 222 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art bekannt, bei welcher die Walzrollen frei drehbar sind und daher jeweils beim Abrollen auf dem Werkstück während des Werkstückkontaktes beschleunigt werden, was dazu führt, dass die Lebensdauer der Vorrichtung und die Qualität der Erzeugnisse beeinträchtigt wird. From the German patent specification No. 1 016 222 is a method and a device of the type mentioned is known in which the rolling rollers are freely rotatable and therefore each roll on the workpiece during the Workpiece contact are accelerated, which leads to the service life of the Device and the quality of the products is affected.

Es ist deshalb in der deutschen Patentschrift Nr. 1 150 040 eine Vorrichtung vorgeschlagen worden, bei welcher die Walzrolle durch formschlüssige oder kraftschlüssige Mittel auch während jener Umlaufphasen des Schlagkopfes angetrieben werden, während welcher die Walzrollen keinen Werkstückkontakt haben. Voll formschlüssige Antriebe haben dabei den Nachteil, dass kein Schlupf im Antrieb möglich ist und Drehzahlunterschiede beim Abrollen der Walzrollen auf dem. Werkstück alleine durch Schlupf am Werkstück ausgeglichen werden müssten, wogegen bei kraftschlüssigen Antrieben auch ein Schlupf im Antrieb möglich ist. Es ist denn auch vorgeschlagen worden, die Schlupffähigkeit der Antriebe durch entsprechende Kupplungen und/oder hydraulische bzw. pneumatische Antriebsteile zu steigern. In allen Pällen bleibt jedoch eine Antreibsverbindung auch während des Werkstückkontaktes der Walzrollen bestehen, was eine leichte Anpassung ihrer Drehzahl an die optimale Drehzahl bei Werkstückeingriff naturgemäss behindert. Die vorbekannten Antriebe sind zudem relativ aufwendig und können auch erheblich Platz benötigen. It is therefore a in German Patent No. 1 150 040 Device has been proposed in which the rolling roller by positive or non-positive means also driven during those phases of rotation of the impact head during which the rollers have no workpiece contact. Fully form-fitting Drives have the disadvantage that no slip is possible in the drive and differences in speed when rolling the rollers on the. Workpiece solely due to slippage on the workpiece would have to be compensated, whereas with non-positive drives also a slip is possible in the drive. It has also been suggested that the ability to slip the drives by appropriate clutches and / or hydraulic or pneumatic Increase drive parts. However, a drive connection remains in all Palls also exist during the workpiece contact of the rolling rollers, which is an easy adjustment naturally hindered their speed to the optimal speed when the work piece is engaged. The previously known drives are also relatively complex and can also be considerable Need space.

Es hat sich ausserdem bei Walzvorrichtungen der vorbekannten Art gezeigt, dass eine Dämpfung beim Auftreffen der Walzrolle auf das Werkstück zur Minderung von Erschütterungen wünschbar wäre. Eine nachgiebige Anordnung der Lager bzw. eine elastische Lagerung der Walzrollen hat jedoch nachteilige Auswirkungen auf den Formungsvorgang bzw. die Präzision des Werkstückes gezeigt, weil die Walzrollenführung ungenügend ist. It has also proven itself in rolling devices of the known type shown that a damping when the roller hits the workpiece for Reduction of vibrations would be desirable. A compliant arrangement of the bearings or an elastic mounting of the rolling rollers, however, has disadvantageous effects shown on the forming process or the precision of the workpiece, because the roller guide is insufficient.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die geschilderten Nachteile zu vermeiden, d.h. die Lebensdauer der Vorrichtung zu verlängern und die Qualität der Erzeugnisse weiter zu steigern. The invention is based on the described disadvantages to avoid, i.e. to extend the service life of the device and the quality of products to increase further.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet, dass jede Walzrolle zusammen mit ihren mit ihr fest verbundenen Achszapfen während jeder Umlaufphase des Rollkopfes,bei der die Walzrolle keinen Werkstückkontakt hat, in radialer Richtung nach aussen bewegt und der dabei zwischen ihren Achszapfen und deren Teillagern entstehende sichelförmige Spalt mit Oel gefüllt wird, welches beim Auftreffen der Walzrolle auf das Werkstück durch die in den Teillagern wieder zur Anlage gelangenden Achszapfen verdrängt wird, und wobei die Achszapfen der nach aussen bewegten Walzrolle mit dem RoUkopfträger in Kontakt gelangen und auf diesem abrollend entgegen der Umlaufrichtung des Rollkopfes angetrieben werden. To solve this problem, a method is of the type mentioned at the outset Art according to the invention characterized in that each roller together with their with her firmly connected axle journals during each phase of rotation of the rolling head which the roller has no workpiece contact, outwards in the radial direction moves and the resulting between their axle journals and their sub-bearings sickle-shaped gap is filled with oil, which when it hits the roller onto the workpiece through the axle journals that come back to rest in the part bearings is displaced, and with the axle journals of the outwardly moving roller with the RoUkopfträger come into contact and rolling on this against the direction of rotation of the rolling head are driven.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens ist zur Lösung der Aufgabe wiederum dadurch gekennzeichnet, dass jede Walzrolle mit beidseitig fest verbundenen Achszapfen ausgebildet ist, sowie durch Verwendung passender Teillager am Rollkopfträger gegen radiale Einwärtsbewegung abgestützt ist, während die Walzrolle durch am Rollkopfträger vorgesehene Stützringe für die mit der Walzrolle beidseitig fest verbundenen Achszapfen gegen radiales Abschleudern gestützt ist, wobei die mit der Walzrolle beidseitig fest verbundenen Achszapfen hinsichtlich der Umlaufachse des RollkwMes mit radialem Spiel zwischen Teiagern und Stützringen drehbar gehalten sind, und Mittel zur Zuführung von Oel in die Teillager vorgesehen sind. A device for carrying out the method according to the invention is to solve the problem again characterized in that each roller is designed with stub axles firmly connected on both sides, as well as by using suitable part bearings on the rolling head carrier against radial inward movement is supported, while the roller is supported by support rings provided on the rolling head carrier for the stub axles firmly connected on both sides to the roller against radial Spin-off is supported, the two sides firmly connected to the roller Axle journal with regard to the axis of rotation of the RollkwMes with radial play between Teiagern and support rings are rotatably held, and means for supplying oil are provided in the sub-warehouse.

Die Führung der mit ihren Achszapfen fest verbundenen und vorzugsweise mit ihnen einstückig ausgebildeten Walzrollen in den zu den Achszapfen passenden Teillagern bewirkt, dass die Walzrollen während des Werkstückeingriffs präzis gehalten sind und Ungenauigkeiten am Werkstück daher nicht auftreten. The leadership of the rigidly connected and preferably with their stub axles with them integrally formed rolling rollers in the matching to the axle journals Partial storage ensures that the rolling rollers are precisely held while the work piece is in contact and inaccuracies on the workpiece therefore do not occur.

Das radiale Spiel zwxEhen den genannten Teillagern und den Führungsringen des Rollkopfträgers bewirkt seinerseits, dass bei Anlage der Achszapfen an den Tejllagern kein Kontakt zwischen diesen Achszapfen und den EUurungsringen besteht, so dass die Drehgeschwindigkeit der Walzrollen sich optimal auf den Abrollvorgang am Werkstück einstellen kann, während bei fehlendem Werkstückkontakt die Walzrollen samt ihren Achszapfen durch die Fliehkraft nach aussen geschleudert und dabei die Achszapfen an die Führungsringe angepresst werden, so dass sie durch Kraft, d.h. Reibschluss, am stationären Fhhrungsring abrollend angetrieben werden können, ohne dass Reibung an den Teillagern dabei bremsend wirken würde. Es entsteht bei dieser Auswärtsbewegung der Walzrollen zwischen ihren Achszapfen und deren Teillagern ein sichelförmiger Spalt Durch geeignete Mittel, z.B. eine Pumpe, aber auch schon durch die Fliehkraft, kann dabei Oel in diesen Sichelspalt eingeführt werden, welches im Moment des Werkstückkontaktes einer Walzrolle wie ein hydraulischer Dämpfer wirkt, ohne dadurch die Präzision der Führung zu beeinträchtigen. The radial play between the named sub-bearings and the guide rings of the rolling head carrier, in turn, causes the axle journals to come into contact with the Tejllager there is no contact between these stub axles and the EUurungsrings, so that the The speed of rotation of the rollers is optimally adapted to the unwinding process can set on the workpiece, while the rolling rollers if there is no workpiece contact including their stub axles thrown outwards by centrifugal force and thereby the Axle journals are pressed against the guide rings so that they are forcefully, i.e. Frictional engagement, can be driven rolling on the stationary guide ring without that friction on the sub-bearings would have a braking effect. It arises from this Outward movement of the rolling rollers between their journals and their sub-bearings sickle-shaped gap By suitable means, e.g. a pump, but also already through the centrifugal force, oil can be introduced into this sickle gap, which acts like a hydraulic damper at the moment of workpiece contact with a roller, without impairing the precision of the guide.

Das Ganze hat zudem den Vorteil, dass der Aufbau der Vorrichtung sehr einfach sein kann und sehr wenig Platz beanspruchen wird. The whole thing also has the advantage that the structure of the device can be very simple and will take up very little space.

Wollte man eine entsprechende Dämpfung durch Oel bei einer Walzrolle vornehmen, die so, wie es in der deutschen Patentschrift Nr. 1 150 040 dargestellt ist, auf einer stehenden Achse gelagert ist, wäre eine präzise Führung der Walzrolle nicht mehr gewährleistet, weil die auf einer Achse drehbar sitzende Walzrolle naturgemäss allseitiges Spiel aufweisen müsse Aehnlich verhielte es sich auch bei den in der deutschen Patentschrift Nr. 1 150 040 in-den Fig 1 und 6 gezeigten Walzrollen, weil deren Achsen von ihren Lagern ganz umfasst werden. Zudem würde dort die einseitige Anlage des Reib- oder Zahnrades an einem Ring zu einem Kippen führen, wenn im Lager Spiel wäre, was sich nachteilig auswirken müsste. Ausserdem ist der Platzbedarf und die Masse bei diesen bekannten Ausführungen erheblich grösser, als dies nach der Erfindung nötig ist. If you wanted a corresponding dampening by oil on a roller make that as shown in German Patent No. 1 150 040 is, is mounted on a stationary axis, a precise guidance of the roller would be no longer guaranteed because the roller, which is seated rotatably on an axis, is naturally must show all-round play. It would be the same with those in the German Patent No. 1 150 040 in-Figs. 1 and 6 shown rolling rollers because whose axes are completely encompassed by their bearings. In addition, there would be the one-sided Putting the friction or gear wheel on a ring will result in tilting if in the camp Game would be what would have to have a detrimental effect. In addition, there is the space requirement and the mass in these known designs is considerably larger than this according to the invention is necessary.

Die Erfindung soll nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise näher beschrieben werden. Die schematischen Darstellungen zeigen in: Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen in seinem Rollkopfträger gelagerten Rollkbpf mit zwei Walzrollen und Fig. 2 einen Schnitt nach Linie II - II in Fig. 1. The invention is intended below with reference to the drawing, for example are described in more detail. The schematic representations show in: FIG. 1 a Longitudinal section through a rolling head with two rolling rollers mounted in its rolling head carrier and FIG. 2 shows a section along line II - II in FIG. 1.

Der Rollkopfträger 1 kann in an sich bekannter Weise am Maschinengestell befestigt sein,und auch der Antrieb des Werkstückes W kann in bekannter Weise erfolgen. Mit dem Rollkopfträger 1 drehfest verbunden sind die Rollkopfführungen 2, welche je einen einander zugewandten Führungsring 3 aufweisen, welcher die Walzrollen 4 daran hindert, durch die Fliehkraft aus dem Rollkopf 5 abgeschleudert zu werden. Der Rollkopf 5 ist über die abgebrochen dargestellte Welle 5' motorisch drehbar antreibbar in den Führungen 2 gelagert und weist zwei Teillager 6 auf, die je durch eine Ausnehmung 7 unterbrochen sind, in welcher die Walzrollen 4 Platz finden, wenn die mit ihnen einstückig verbundenen Achszapfen 4' in den Teillagern 6 geführt sind. Zur Einstellung des achsialen Spiels der Walzrollen 4 sind Zentrierringe 8 zwischen den Rollkopfführungen 2 und den Stirnseiten der Achszapfen 4' vorgesehen. The rolling head carrier 1 can be mounted on the machine frame in a manner known per se be attached, and the drive of the workpiece W can be done in a known manner. The rolling head guides 2, which each have a mutually facing guide ring 3, which the rolling rollers 4 prevents it from being thrown out of the rolling head 5 by the centrifugal force. The rolling head 5 can be rotated by a motor via the shaft 5 'shown broken off mounted drivable in the guides 2 and has two sub-bearings 6, each through a recess 7 are interrupted, in which the rolling rollers 4 find place, if the journals 4 'connected to them in one piece are guided in the partial bearings 6. To adjust the axial play of the rolling rollers 4, centering rings 8 are between the rolling head guides 2 and the end faces of the journal 4 'provided.

Wie man in den Zeichnungen erkennt, liegen die Achszapfen 4 bei Werkstückeingriff (rechte Zeichnungsseite) satt in den Teillagern 6, während zwischen den Achszapfen 4' und den Führungsringen 3 ein Spalt 9 offenbleibt, so dass die Drehung der Walzrolle 4 nur noch von ihrer Wälzbewegung auf dem Werkstück W beeinflusst wird.As can be seen in the drawings, the axle journals 4 are in engagement with the work piece (right side of the drawing) full in the sub-bearings 6, while between the axle journals 4 'and the guide rings 3 a gap 9 remains open, so that the rotation of the roller 4 is only influenced by its rolling motion on the workpiece W.

Auf der linken Seite befindet sich die Walzrolle 4 ausserhalb des Werkstückbereiches und wurde daher durch die Fliehkraft nach aussen geschleudert, so dass ihre Achszapfen an den Führungsringen 7 anliegen, während zwischen den Achszapfen 4' und den Teillagern 6 ein sichelförmiger Spalt 10 klafft, in den durch Druckölleitungen 11 Oel eingepresst werden kann.On the left is the roller 4 outside the Workpiece area and was therefore thrown outwards by centrifugal force, so that their stub axles rest against the guide rings 7, while between the stub axles 4 'and the part bearings 6 a sickle-shaped gap 10 gapes, in the through pressure oil lines 11 oil can be injected.

Dieses Oel wird dann bei Kontakt der Walzrolle 4 mit dem Werkstück W verdrängt und dient als hydraulischer Dämpfer.This oil is then when the roller 4 comes into contact with the workpiece W displaces and serves as a hydraulic damper.

Wie man besonders in Fig. 2 erkennt, ist durch die zu den zylinderförmigen Achszapfen 4' passende Form der Teillager gewährleistet, dass zwar bei ihrer Auswärtsbewegung im Lagerboden ein relativ grosser Spalt entsteht, dass aber der Spalt in Umfangsrichtung des Rollkopfes so klein bleibt, dass eine unerwünschte Schwenkung der Walzrolle quer zu ihrer Achse praktisch unterbleiben kann. As can be seen particularly in Fig. 2, is by the cylindrical Axle journal 4 'matching the shape of the part bearing ensures that although it moves outwards A relatively large gap is created in the bearing base, but that the gap is in the circumferential direction of the rolling head remains so small that an undesired pivoting of the rolling roller can practically be omitted transversely to its axis.

Auf diese Weise ist also gewährleistet, dass einerseits nur dann ein Walzrollenantrieb durch die Führungsringe 3 erfolgt, wenn die Walzrollen keinen Werkstückkontakt haben und dabei auch keiner Reibung in den Teillagern 6 unterliegen als auch dass beim Auftreffen der Walzrollen 4 auf das Werkstück W der Antrieb durch die Bührungsringe 3 selbsttätig unterbrochen und die Anpassung der Walzrollengeschwindigkeit an die Rollbewegung auf dem Werkstück erleichtert wird, wobei gleichzeitig das Oelkissen im sichelförmigen Spalt 10 als voll wirksame Dämpfung fungieren kann. In this way it is ensured that on the one hand only then a rolling roller drive through the guide rings 3 takes place when the rolling rollers do not Have workpiece contact and no friction in the part bearings 6th subject as well as that when the rolling rollers 4 hit the workpiece W the Drive automatically interrupted by the contact rings 3 and the adjustment of the Rolling roller speed is facilitated to the rolling movement on the workpiece, at the same time the oil cushion in the sickle-shaped gap 10 as fully effective damping can act.

Claims

Patent claims

1. Method for producing a workpiece with straight or inclined to the workpiece longitudinal axis running profile, in which, to generate the profile by cold forming the workpiece, the workpiece is advanced along its longitudinal axis and rotated about this axis and profiled from the outside with at least one ring-like Rolling roll is processed, which is rotatable in a revolving rolling head and from the rolling head carrier is mounted drivable, one with each roller in on the profile division and the workpiece feed of coordinated rapid succession of sudden individual rolling processes in the same and mainly in the longitudinal direction of the profile carries out, so that with the same roller on one another subsequently guided single rolling processes on a helical zone of the determined by the workpiece feed Workpiece surface are placed side by side in the circumferential direction, and in the longitudinal direction of the profile successive individual rolling processes with regard to their attack on the workpiece are performed overlapping, in such a way that the Single rolling processes Material along a relatively small workpiece longitudinal section in mainly radial direction is displaced, d a -d u r c h e k e n n n n z e i c h n e t that each rolling roller together with its stub axles firmly connected to it during each Phase of rotation of the rolling head, during which the rolling roller has no workpiece contact, in moved outward in the radial direction and thereby between their stub axles and whose part bearings resulting sickle-shaped gap is filled with oil, which at Impact of the roller on the workpiece by the in the part bearings again Axle journal arriving is displaced, and the axle journal of the after externally moving roller come into contact with the rolling head carrier and on this are driven rolling against the direction of rotation of the rolling head.

2. Device for performing the method according to claim 1 , in which means for moving the workpiece along its longitudinal axis and for rotating the workpiece around its longitudinal axis, as well as at least one in a rolling head carrier revolving drivable rolling head and therein at least one planet-like bearing Rolling roller that can be driven by the rolling head carrier for processing the workpiece, and means are provided for coordinating the movements of the workpiece and the roller, d a d u r c h g e k e n n n z e i c h n e t that each roller (4) is fixed on both sides connected journal (4 ') is formed, as well as by using suitable part bearings (6) is supported on the rolling head carrier (5) against radial inward movement, while the rolling roller (4) through support rings (3) provided on the rolling head carrier (1) for the with the roller (4) on both sides firmly connected axle journals (4 ') against radial Spin-off is supported, the two sides firmly connected to the roller (4) Axle journal (4 ') with respect to the axis of rotation of the rolling head (5) with radial play. (9; 10) are rotatably held between part bearings (6) and support rings (3), and means (11) are provided for feeding oil into the sub-store (6).