DE3434226A1

DE3434226A1 - Verfahren zum spanlosen bearbeiten, insbesondere verformen, stangenfoermigen gutes, wie wellen, draht o.dgl. und aggregat zur ausuebung des verfahrens

Info

Publication number: DE3434226A1
Application number: DE19843434226
Authority: DE
Inventors: Hans Lindemann; Wolfgang Dipl.-Phys. Dr.-Ing. 4800 Bielefeld Lindemann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1984-09-18
Filing date: 1984-09-18
Publication date: 1986-03-27

Description

1 Beschreibung
2

3 Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum spanlosen Bearbei-

4 ten, insbesondere Verformen, stangenförmigen Gutes, wie Wellen,

5 Draht .od.dgl.· gemäß Oberbegriff des Anspruches 1 und ein

6 Aggregat zur Ausübung dieses Verfahrens.

7 Konische Federn werden oft dadurch hergestellt, daß man

8 s tangenf örmiges Gut, wie Wellen, Draht od.dgl. im Walzwerk so

9 verformt, daß dieses Gut nacheinander gegenläufig konische

10 Abschnitte mit sich stetig änderndem Durchmesser erhält. Die

11 Oberfläche solchen Vormaterials für Federn aus konisch geformten

12 Gut muß nach dem Walzen noch gereinigt, gehärtet und meist auch

13 noch poliert werden. Zum Reinigen der Oberfläche von Oberflächen-

14 fehlern und von Zündern wird dann oft ein Schälen des Gutes

15 vorgenommen. Dies setzt aber voraus, daß man eine Schälmaschine

16 benutzt, bei der die Schälmesser während des Schälens radial

17 verstellt werden können. Auch beim Polieren müssen die Polierrol-

18 len stetig verstellt werden. Zum Polieren solchen Materials werden

19 kombinierte Zweiwalzen-Richt- und Poliermaschinen benutzt, bei

20 denen zwei auf das Gut einwirkende Walzen, deren Achsen

21 windschief zueinander angeordnet sind, verwendet werden. Diese

22 Zweiwalzen-Richt- und Poliermaschinen sind von der Bauart her

23 sehr groß und werden im wesentlichen eingesetzt, um das Gut zu

24 richten. Aufgrund der speziellen Ausbildung dieser Maschinen wird

25 aber zusätzlich das Gut auch poliert.

26 Es sind auch Polierverfahren und -maschinen bekannt, die

27 einer Schälmaschine zum Schälen stangenförmigen Gutes nachgeord-

28 net sind. Eine solche Poliermaschine weist einen um das Gut

29 umlaufenden Rahmen auf, in dessen Polierkopf mindestens zwei, in

30 der Regel drei Polierrollen drehbar gelagert sind, die auf einer

31 Schraubenlinie über die Oberfläche des Gutes abrollen.

32 Eine radiale Verstellung der Rollen auf die Achse des zu

33 bearbeitenden Gutes zu bzw. von diesem weg, ist wegen des

34 umlaufenden, die Rollen haltenden Rahmens nur im Stillstand der

35 Maschine möglich und wird dann manuell vorgenommen. Ein

36 Bearbeiten stangenförmigen Gutes mit sich über die Länge desselben

37 ändernden Durchmesser ist mit diesen bekannten Poliermaschinen

38 nicht möglich.

3A34226

1 Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren

2 zum spanlosen Bearbeiten, insbesondere Verformen, stangenförmigen

3 Gutes, insbesondere von Vormaterial für konische Federn, und ein

4 Aggregat zur Ausübung dieses Verfahrens zu schaffen.

5 Diese Aufgabe wird durch das im Anspruch 1 gekennzeichnete

6 Verfahren und durch ein Aggregat gemäß Anspruch 5 gelöst.

7 Erfindungsgemäß wird das zu bearbeitende Gut axial durch

8 einen umlaufenden Rahmen eines Aggregates geführt, der mindestens

9 zwei in ihm drehbar um eine im wesentlichen zur Vorschubrichtung

10 des Gutes parallele Achsen gelagerte Rollen aufweist, die in einer

11 senkrecht zur Vorschubrichtung des Gutes stehenden Achse das Gut

12 bearbeitend stetig auf die Gut-Achse zu- und von ihr wegbewegt

13 werden.

14 Dieses Verfahren läßt sich zum einen zum Verformen von

15 stangenförmigen Gut mit einem konstantem Durchmesser zu einem Gut

16 mit sich über seine Länge stetig änderndem Durchmesser verwen-

17 den, als auch zum Verfestigen der Oberfläche solcherart verformten

18 bzw. geformten Gutes.

19 Zum Verformen des Gutes muß dieses warm sein, d.h., es

20 wird entweder noch vom Walzen warmes Gut verwendet oder kaltes

21 Gut wird vor dem Verformen aufgewärmt.

22 Nach dem Verformen kann das Gut in herkömmlicher Art und

23 Weise gehärtet werden.

24 Die Oberfläche des verformten und kalten Gut kann mittels

25 des erfindungsgemäßen Verfahrens auch verfestigt und poliert

26 werden.

27 Ein zur Ausübung des Verfahrens geeignetes neues Aggregat

28 besitzt einen umlaufenden Rahmen, in dem mindestens zwei auf das

29 Gut einwirkende Rollen um jeweils eine zur Vorschubrichtung des

30 Gutes und damit zur Drehachse des Rahmens im wesentlichen

31 parallelen Achsen drehbar gelagert sind. Diese Rollen sind mittels

32 einer Verstelleinrichtung während des Laufs des Aggregates radial

33 einstellbar.

34 Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich

35 aus den Unteransprüchen und aus einem im folgenden beschriebenen

36 und in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles eines

37 Aggregates zur Ausübung des Verfahrens.

38 Es zeigt:

1 Figur 1 einen Schnitt durch ein Aggregat quer zur Vorschub-

2 richtung des zu bearbeitenden Gutes, und

3 Figur 2 einen Schnitt durch das Aggregat entlang der Linie

4 II-II gemäß Figur 1.

5 Ein zur Ausübung des Verfahrens geeignetes Aggregat besteht

6 im wesentlichen aus einem Gehäuse 1, in dem hier um eine

7 horizontale Achse 2 drehbar gelagert ein umlaufend angetriebener

8 Rahmen 3 angeordnet ist, der mit seinen axialen Enden 4 und 5,

9 die einen wesentlich kleineren Durchmesser aufweisen, als der den

10 Mittelteil des Rahmens 3 bildenden Werkzeugkopf 6, aus dem

11 Gehäuse 1 seitlich hervorstehen.

12 Der Rahmen 3 ist in zwei Lagern 7 und 8 gelagert, die hier

13 als Kugellager dargestellt sind und sowohl axiale, als auch

14 radiale Kräfte aufnehmen müssen. Diese Lager 7 und 8 sind hier

15 ihrerseits in den quer zur Vorschubrichtung des zu bearbeitenden,

16 in der Achse 2 des Rahmens 3 zu bewegenden Gutes 9 angeordneten

17 Seitenwänden 10 und 11 des Gehäuses 1 gelagert.

18 Der Rahmen 3 ist längs seiner Drehachse 2 hohlzylinderförmig ig ausgebildet, damit das zu bearbeitende Gut 9 durch ihn

20 hindurchgeführt werden kann. Der maximale Durchmesser des Gutes

21 3 muß geringer sein, als der Innendurchmesser des Rahmens 3 im

22 Bereich seiner Lager 7 und 8. Im mittleren Bereich des Rahmens 3

23 ist dessen Innendurchmesser hier geringfügig größer.

24 Der Werkzeugkopf 6 weist einen Außendurchmesser auf, der

25 um ein Mehrfaches, hier etwa ein Vierfaches, größer ist, als der

26 Außendurchmesser der axialen Enden 4 und 5 des Rahmens 3. Die

27 Breite des Werkzeugkopfes 6 ist kleiner, als sein Durchmesser.

28 Dieser Werkzeugkopf 6 weist drei radiale Bohrungen 12 auf,

29 in denen die Halter 13 von drei Rollen 14 auf die Achse 2 des

30 Rahmens 3 zu und von dieser weg - und damit radial - bewegbar

31 gelagert sind.

32 Die Rollen 14 sind ballig ausgebildet, wobei sich gemäß der

33 Zeichnung einem Mittelbereich, der gerade ausgebildet ist, seitlich

34 jeweils zwei konische Abschnitte anschließen.

35 Die drei Halter 13, die einen kreisförmigen Querschnitt

36 aufweisen, besitzen . an einem mittleren Teil ihres Umfanges ein

37 Gewinde 15, welches mit einem entsprechenden Außengewinde je

38 eines im Werkzougkopf 6 ortsfest fjoliigurtcm, aber (lrnlib.ir <;n

1 Stellrings 16 kämmt. Dieser Stellring 16 besitzt an seinem

2 Außenumfang eine Schneckenverzahnung 17, die mit einer ortsfest

3 im Werkzeugkopf 6 drehbar gelagerten Schnecke 18 kämmt.

4 Wird diese Schnecke 18 gedreht, so dreht auch der Stellring

5 16. Dadurch, daß das Gewinde des Stellrings 16 seinerseits mit dem

6 Gewinde 15 des Halters 13 der Rolle 14 kämmt, kann der Halter 13

7 und damit die an seinem inneren zentralen Ende drehbar gelagerte

8 Rolle 14 radial im Werkzeugkopf 6 bewegt werden.

9 Die eine Seitenwand 10 des Gehäuses trägt außerhalb

10 desselben einen Stellmotor 19 und ein Differentialgetriebe 20.

11 Letzteres ist mit zwei zueinander koaxialen Zahnrädern 21 und 22

12 verbunden, die sich innerhalb des Gehäuses 1 benachbart zu

13 dessen Seitenwand 10 befinden. Das der Seitenwand 10 unmittelbar

14 benachbarte Zahnrad 21, welches einen kleineren Durchmesser

15 aufweist, als das andere Zahnrad 22, kämmt mit einem in der

16 Seitenwand 10 gelagerten Zahnritzel 23, welches seinerseits mit

17 einem Zahnring 24 kämmt, der drehfest auf dem einen Ende 5 des

18 Rahmens 3 befestigt ist und mechanisch die Drehzahl des Rahmens

19 3 von diesem abnimmt und über das Zahnritzel 23, und das Zahnrad

20 21 an das Differentialgetriebe 20 übergibt. Dieses Zahnritzel 23

21 kehrt die Drehrichtung um, sodaß das Zahnrad 21 eine dem

22 Zahnring 24 entgegengesetzte Drehrichtung aufweist.

23 Das andere Zahnrad 22 mit dem größeren Durchmesser kämmt

24 mit einem zweiten hier mittels eines Gleitlagers 25 auf einem

25 Absatz des einen Endes 5 des Rahmens 3 gelagerten Zahnringes 26,

26 der dem Werkzeugkopf 6 unmittelbar benachbart ist. Dieser zweite

27 Zahnring 26 ist somit gegenüber dem Rahmen 3 drehbar gelagert.

28 Dieser Zahnring 26 besitzt eine Zahnbreite, die hier etwa der

29 zweifachen Zahnbreite des Zahnrades 22 entspricht.

30 Mit diesem zweiten Zahnring 26 kämmt ein Zahnrad, welches

31 an der Schnecke 18, die in die Schneckenverzahnung 17 des ersten

32 Stellringes 16 eingreift, angeordnet ist.

33 Steht der Stellmotor 19 still, so drehen sich zwar die

34 einzelnen Zahnräder, -ritzel und -ringe, der auch mit dem

35 Zahnrad der Schnecke 18 kämmende zweite Zahnring 26 dreht aber

36 mit der gleichen Drehzahl, wie der Rahmen 3, in dessen

37 Werkzeugkopf 6 die Schnecke 18 gelagert ist, sodaß diese Schnecke

38 18 nicht gedreht wird und somit die Halter 13 >der Rollen 14 radial

1 in ihrer Lage verbleiben.

2 Wird der Stellmotor 19 gedreht, so erhält der Zahnring

3 über das Differentialgetriebe 20 eine gegenüber dem Rahmen

4 geänderte Drehzahl, wodurch die mit dem Werkzeugkopf 6 des

5 Rahmens 3 mitbewegten Schnecken 18 gedreht und damit die Halter

6 radial in der einen oder anderen Richtung verschoben werden.

7 Warmes stangen form iges Gut 9, welches entweder noch vom

8 Walzen od.dgl. warm ist oder vor dem Einbringen in das Aggregat

9 z.B. induktiv aufgewärmt wurde, kann nun durch stetiges

10 Verschieben der die Rollen 14 tragenden Halter 13 auf das durch

11 das Aggregat hindurchgeführte Gut 9 bzw. von diesem weg

12 plastisch verformt werden, wobei die Verformung durch die gegen

13 das Gut gepreßten Rollen 14 vorgenommen wird.

14 Mit einem solchen Aggregat läßt sich aber auch die

15 Oberfläche von schon verformten Gut mit über seine Länge

16 änderenden Durchmesser ändern.

17 Auf dem in Figur 2 dem Verstellmotor 19 gegenüberliegenden

18 axialen Ende 4 des Rahmens 3 ist noch eine mit diesem drehfest

19 verbundene Keilriemenscheibe 27 dargestellt, über, die der Rahmen

20 in Drehung versetzt wird.

21 * * * 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38

Bezugszeichenliste

1 Gehäuse

2 Achse des Polierrahmens .3 Polierrahmen

4 axiales Ende des Polierrahmens

5 axiales Ende des Polierrahmens

6 Polierkopf

7 Lager des Polierrahmens

8 Lager des Polierrahmens

9 zu bearbeitendes Gut

10 Seitenwand des Gehäuses

11 Seitenwand des Gehäuses

12 radiale Bohrung im Polierkopf

13 Halter der Polierrolle

14 Polierrolle

15 Gewinde

16 Stellring

17 Schneckenverzahnung

18 Schnecke

19 Stellmotor

20 Differentialgetriebe

21 Zahnrad

22 Zahnrad

23 Zahnritzel

24 Zahnring

25 Gleitlager

26 Zahnrad

27 Keilriemenscheibe

Claims

Dipl.-Ing. Karl-Bolko Lesser Patentanwalt

Johanneskirchnerstraße 149a, D-8000 München 81 O / O / ο O C

3 Dr.-Ing. Dipl.-Phys.

4 Wolf gang Lindemann 151 P 192 DE 050

5 Große Kurfürsten Straße 15 18. September 1984

6 4800 Bielefeld 1
7

8 Verfahren zum spanlosen Bearbeiten, insbesondere Verformen,

9 stangenförmigen Gutes, wie Wellen, Draht od.dgl. und Aggregat zur

10 ■ Ausübung des Verfahrens

11 Patentansprüche
12

13 1. Verfahren zum spanlosen Bearbeiten, insbesondere Verformen,

14 stangenförmigen Gutes, wie Wellen, Draht od.dgl., insbesondere

15 zum Herstellen von Vormaterial für konische Federn, dadurch

16 gekennzeichnet, daß das zu bearbeitende Gut axial durch einen

17 umlaufenden Rahmen eines Aggregates geführt wird, der mindestens

18 zwei in ihm drehbar um eine im wesentlichen zur Vorschubrichtung

19 des Gutes parallele Achsen gelagerte Rollen aufweist, die in einer

20 senkrecht auf der Vorschubrichtung des Gutes stehenden Achse das

21 Gut bearbeitend stetig radial auf diese Gut-Achse zu- und von ihr

22 wegbewegt werden.

23 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

24 einen konstanten Durchmesser aufweisendes, stangenförmiges Gut,

25 das entweder noch warm ist oder vor dem Bearbeiten aufgewärmt

26 wird, unter stetigem radialem Verstellen der Rollen zu einem

27 stangenförmigen Gut mit sich über seine Längsachse stetig

28 änderdem Durchmesser verformt wird.

29 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,

30 daß die Oberfläche von stangenförmigen kalten Gut mit sich über

31 seine Längsachse stetig änderndem Durchmesser durch die entspre-

32 chend dem jeweiligen Gut-Durchmesser stetig auf die Achse zu- und

33 von dieser wegbewegten Rollen verfestigt und poliert wird.

34 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das

35 stangenförmige Gut vor dem Kalt-Verfestigen geformt und gehärtet

36 wird.

37 5. Aggregat zur Ausübung des Verfahrens nach einem der

38 vorhergehenden Ansprüche mit einem um die Achse des Gutes

1 umlaufenden Rahmen, der mit seinen beiden axialen Enden in einem
2 Gehäuse gelagert ist und der in einem Werkzeugkopf drei Rollen
3 zum Bearbeiten des Gutes aufweist, die radial verstellbar sind,
4 dadurch gekennzeichnet, daß die Rollen (14) von Haltern (13)
5 getragen werden, die je in einer aus jeweils zwei Abschnitten
6 bestehenden Bohrung (12) gelagert sind und von jeweils einem in

7 dem Werkzeugkopf (6) ortsfest aber drehbar gelagerten Stellring

8 (16) umgeben sind, wobei der Halter (13) an seinem Umfang über

9 einen Teil von dessen axialer Länge ein Gewinde (15) aufweist,

10 das mit dem Innengewinde des Stellringes (16) kämmt, an dessen

11 Außenumfang eine Schneckenverzahnung (17) angeordnet ist, die mit

12 einer Schnecke (18) kämmt.

13 β. Aggregat nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch

14 gekennzeichnet, daß die den Stellringen (16) der Halter (13)

15 zugeordneten Schnecken (18) mittels eines einen Stellmotor (33) und

16 ein Differentialgetriebe (34) sowie mehrere Zahnräder aufweisenden

17 Stelleinrichtung während des Laufs des Aggregates drehbar

18 ausgebildet sind.

19
7. Aggregat nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch

20 gekennzeichnet, daß auf dem einen Ende (5) des Rahmens (3), mit

21 diesem drehfest verbunden, ein Zahnring (24) angeordnet ist, der

22 in ein Zahnritzel (23) eingreift, welches mit einem mit dem

23 Differentialgetriebe (20) koaxial verbundenen Zahnrad (21) kämmt.

24
8. Aggregat nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche,

25 dadurch gekennzeichnet, daß ein zweites mit dem Differentialgetrie-

26 be (20) koaxial verbundenes Zahnrad (22) mit einem auf dem einen

27 Ende (5) des Rahmens (3) drehbar gelagertem Zahnrad (26) kämmt,

28 in welches seinerseits ein mit der Schnecke (18) koaxial

29 verbundenes Zahnrad eingreift.

30 * * *
31

32
33
34
35
36
37
38