DE3127392A1

DE3127392A1 - Vorrichtung und verfahren zum kaltwalzen von profilen durch abwaelzen auf dem umfang eines dabei rotierenden werkstueckes

Info

Publication number: DE3127392A1
Application number: DE19813127392
Authority: DE
Inventors: Peter 8640 Rapperswil Geser; Hans 8053 Zürich Krapfenbauer
Original assignee: GROB ERNST FA
Current assignee: GROB ERNST FA
Priority date: 1980-09-19
Filing date: 1981-07-10
Publication date: 1982-04-22
Also published as: CH647430A5

Description

Vorrichtung und Verfahren zum Kaltwalzen von Profilen durch
Abwälzen auf dem Umfang eines dabei rotierenden Werkstückes Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach dem Oberbllgriff des Anspruch 1 und ein Verfahren zu ihrem Betrieb.
Man kann auf diese Weise Verzahnungen, Gewinde und andere Profile auf zylindrischen Werkstückteilen anbringen Die Verwendung von Formwalzen, d.h. von Profilwalzen hat gegenüber der Verwendung von Formstangen (z.B. Zahnstangen) Vorteile.
Die Stangenwerkzeuge sind schwer herzustellen und nachzuschleifen. Sie brauchen viel Platz und sind heikel. Demgegenüber lassen sich raumsparende Profilwalzen einfacher herstellen und nachschleifen. Sie haben aber den Nachteil, dass es bisher nicht möglich war auf einfache Weise ohne Werkzeugwechsel mehrere Profile am gleichen Werkstück (ohne Werkstückwechsel) herzustellen. Man kann nämlich die Werkzeuge, d.h.
die Walzen, nicht so präzis herstellen, dass sie unmittelbar nacheinander anwendbar wären. Und wenn diese präzise Herstellung gelänge, so wäre das Nachschleifen mit entsprechenden Schwierigkeiten verbunden. Man kann die Werkzeuge auch nicht (wie bei Stangen) gegenüber der Welle versetzen, weil dann der Hogen nicht mehr stimmt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zuyrunde, diesen Nachteilen abzuhelfen und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die praktisch die Vorteile beider bisherigen Methoden, Stangen- und Walzen-Werkzeuge, vereinigt und die Nachteile vermeidet.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird die Vorrichtung nach Anspruch 1 vorgeschlagen, sowie ein Verfahren zu ihrem Betrieb.
Dadurch, dass die gegenseitige Stellung von Werkstück und Profilwalzen vorprogrammierbar verstellbar ist, ist eti möglich, die Profilwalzen unabhängig von Profilwalzen anderer Profile, die mitverwendet werden sollen, herzustellen und nachzuschleifen. Man kann sie aber trotzdem koaxial verwenden, denn die radialen Unterschiede lassen sich programmieren und beim Walzen jeweils programmgemäss ausgleichen.
Dabei wird man zum Ausgleich vorzugsweise die Profilwalzenwellen parallel verschieben, wozu man sie vorteilhaft in Schlitten lagert. Das Verschieben dieser Schlitten kann durch beliebige Antriebe, z.B. durch Schrittmotoren erfolgen. Dabei ist es vorteilhaft, wenn relativ flache Steigung aufweisende Keile verwendet werden, die bei einer verhältnismässig langen Keilbewegung eine kleine Verstellung ergeben.
Es ist bevorzugt die Walzwellen so zu lagern, dass sie die fliegende Aufnahme der Profilwalzen erlauben. Dies er-1 cichtert den Werkzeugwechsel und macht die Verwendung von Spannzangenhülsen möglich.
Bevorzugterweise werden mehrere koaxial zu verwendende Profilwalzen untereinander starr verbunden und dann auf der Detreffenden Walzwelle angebracht. Dabei genügt es, wenn eine der Walzen mit der Welle verbunden ist, weil sie die anderen Walzen ja mitnimmt. Auch dies ist wirtschaftlich vorteilhaft.
In gewissen Fällen ist es regelmässig unerlässlich auch das Werkstück zwischen den Walzvorgängen einzustellen, was durch seine axiale Verschiebung geschehen kann.
Dergestalt ist es möglich au.ch komplizierte Werkstücke in einem Einspann-Arbeitsgang zu erzeugen, wie dies das erfindungsgemässe Verfahren vorsieht. Dabei kann man zwei oder mehrere ProFile, wie Verzahnungen und/oder Gewinde, an ein und demselben Werkstück in Aufeinanderfolge mit einem oder mehreren koaxialen Werkzeugpaaren herstellen, wobei man zwischen den einzelnen Walzvorgängen die Werkzeuge, d.h. die Profilwalzen vorprogrammiert zustellt und gegebenenfalls auch das Werkstück axial verschiebt.
So kann man beispielsweise mit zwei koaxial angeordneten Profilwalzen pro Walzwelle operieren.
Man kann aber auch mit der gleichen Profilwalze mehrere verschiedene Durchmesser und/oder Zähne aufweisende Profile walzen.
Bei Verwendung mehrerer Walzen in koaxialer Anordnung kann man diese je nach Bedarf in der gleichen Ebene als Sektorteile und/oder in verschiedenen Ebenen anordnen. Bei Anordnung in verschiedenen Ebenen kann jede Walze umfangmässiq weitestgehend ausgenützt werden.
Die Erfindung soll nachstehend anhand der rein schematischen Zeichnung beispielsweise besprochen werden. Es zeigen: Fig. 1 eine Draufsicht auf eine von der oberen Werkstückhalterung befreite erfindungsgemässe Vorrichtung, Fig. 2 einen Schnitt entlang der Wellenachsen durch die Vorrichtung der Fig. 1 mit oberer Werkstückhalterung, Fig. 3 einen gegenüber Fig. 2 vergrösserten und detaillierteren Schnitt im Bereich einer Walzwelle mit Schlitten, Fig. 4 ein den Schlittenantrieb verdeutlichendes Detail, Fig. 5 ein die Verstellung der Walzwellenneigung betreffendes Lagerdetail, Fig. 6 eine Walzenkombination in Draufsicht, Fig. 7 eine weitere Walzenkombination in Draufsicht, Fig. 8 eine Draufsicht auf eine einfache Walze, Fig. 9 bis 14 Ansichten von Werkstückbeispielen zur Erläuterung der Arbeitsmöglichkeiten mit verschiedenen Walzwerkzeugen.
Im Maschinengestell 1 sind Walzwellen 2 und 3, die über Gelenkwellen 20, 30 (Fig. 2) von einem Synchrongetriebe 4 mit Motor 5 antreibbar sind, in Schlitten 2, 31 gelagert.
Die Schlitten 21, 31 sind durch Keile 22, 32 verstellbar, wobei hier zur Bewegung der Keile Schrittmotoren 23, 33 vorgesehen sind, die mittels Schraubenspindeln 24, 34 an den Keilen 22, 32 angreifen. Die Schrittmotoren 23, 33 können entsprechend einem z.B. elektronisch gespeicherten Prograim in Abhängigkeit von den übrigen Bedingungen gesteuert werden, was hier nicht zu beschrieben werden braucht, weil entsprechende Steuerungen hinlänglich von anderen Maschinen her bekannt sind.
Auf jeder Walzwelle 2 und 3 sind einander gleiche Walzen 25, 26 angebracht. In Fig. 3 erkennt man, dass die Walzen 25, 26 miteinander starr verschraubt sind und nur die Walze 26 mit einer Spannzangenhülse 27 an der Welle 2 befestigt ist.
Das Werkstück 6 wird zwischen Spitzen 7 gehaltert, die eine axiale Verschiebung und Lagebestimmung gestatten, was z.B. wieder durch einen Schrittantrieb beliebiger Art (nicht erläutert) möglich ist.
Es soll- vorerst noch auf die Fig. 3, 4 und 5 näher eingegangen werden: Wenn der Schlitten 21 zum Werkstück 6 hin verschoben werden soll, wird man den Keil 22 vom Motor 23 weg-:stussell, wobei die Feder 210 (Fig. 3) gespannt bleibt, dies den Rückschub des Schlittens bei umgekehrter Motorbewegung fördert.
Um die Neigung der Walzwelle 2 im Schlitten einstellen zu können, ist sie in zwei Pendelrollenlagern 211, 212 (Fig. 3 und 5)gelagert. Das von den fliegend angeordneten Walzen 25, 26 entferntere Lager 212 ist durch das Zusammenwirken eines Keiles 2121 und Federn 2122 lageveränderlich im Schlitten 21 gelagert. Dadurch kann eine g.ewisse Konizität des Werkstückes herbeigeführt oder einer solchen vorgebeugt werden.
Das Werkstück 6 wird in einem einzigen Umlauf der Wellen 2 und 3 hergestellt, weil die in der Höhe versetzten Walzen 2, 26 jeweils nur einen Bruchteil von 3600 ausmachen. Bei grösserem Werkstückumfang oder anderer Materialbeschaffenheit kann man aber auch in zwei Umgängen arbeiten, wobei dann die Werkzeuge als Walzen 250, 260 gemäss Fig. 7 auszubilden wären.
Auf diese beiden Weisen lassen sich Werkstücke gemäss den Fig. 9 bis 14 herstellen, wobei auch ein Axialversatz des Werkstückes umindesL bei den Werkstücken 10, 12 und 14 nötig ist.
Mit nur einem einzigen Werkzeug 200 gemäss Fig. 8 können in der Regel Verzahnungen verschiedenen Durchmessers nur dann erzeugt werden, wenn die Module gleich sind. Es lassen sich dabei nur gerade und nur ungerade Zähnezahlen erzeugen.

Claims

Patentansprüche Vorrichtung zum Kaltwalzen eines Profils durch Abwälzen auf dem Umfang eines dabei rotierenden Werkstückes, mit einem Maschinengestell, worin eine Halterung zur drehbaren Lagerung des Werkstückes und auf zwei synchron umlaufend antreibbaren Walzwellen drehfest angebrachte Profilwalzen mit steigender Profiltiefe vorqesehen sind, d a d u r c h gekennzeichnet, dass die gegenseitige Lage von Werkstück (6) und Profilwalzen (25, 26) vorprogrammierbar verstellbar ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Radialabstand der Profilwalzen (25, 26) zum Werkstück (6) verstellbar ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass jede Walzwelle (2, 3) in einem vorprogrammierbar verschiebbaren Schlitten (21, 31) gelagert ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansrpüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass jede Walzwelle (2, 3) fliegend gelagert ist und an einem freien Ende die Profilwalzen (25, 26) aufnimmt.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass jede Walzwelle (2, 3) wenigstens zwei koaxiale Profilwalzen (25, 26) trägt.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkstücke (6) vorprogrammierbar axial verstellbar ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Waizwellen (2, 3) neigungsverstellbar gelagert sind.
8. Verfahren zum Betrieb der Vorrichtung nach Anspruch 1, bei welchem ein Werkstück drehbar zwischen zwei Profilwalzen eingespannt, durch Rotation ein Profil auf dem Werkstück eingewalzt und das Werkstück nach beendetem Walzen ausgespannt wird, dadurch gekennzeichnet, dass am gleichen Werkstück vor dem Ausspannen an mehreren axial voneinander verschiedenen Stellen nacheinander je ein Profil gewalzt wird, wobei die Profilwalzen vor jedem Walzvorgang in auf das Profil und den Werkstückdurchmesser abgestimmter Weise vorprogrammiert hinsichtlich ihres Werkstückabstandes eingestellt werden.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Walzvorgängen das Werkstück axial verstellt wird.