DE3522624C2 - - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Walzwerk zum Warmwalzen der Verzahnung von Kegelrädern, wie es gebraucht wird zur Großserien- und Massenproduktion von Kegelrädern im Kraftfahrzeug, Traktoren- und Landmaschinen­ bau sowie für ähnliche Anwendungen.

Ein aus dem SU-Erfinderschein 7 53 521 bekanntes Walzwerk zum Warmwalzen der Verzahnung von Kegelrädern hat ein Ge­ stell, eine in diesem drehbar gelagerte Werkstückspindel und eine Werkzeugspindel, die ebenfalls drehbar und unter einem Winkel zur Achse der Werkstückspindel verschiebbar im Gestell angeordnet ist. Zum Walzwerk gehört auch eine Heizeinrichtung zur Erwärmung des Werkstücks mit einer Plattform, die mittels Hydraulikzylindern relativ zur Achse der Werkstückspindel parallel und rechtwinklig verschieb­ bar angeordnet ist und einen Transformator und einen Hoch­ frequenzstrominduktor trägt. In der Werkstückspindel ist eine Einrichtung zum Einspannen des Werkstücks angeordnet.

Ein hochwertiges Warmwalzen von Kegelrädern erfordert eine stabile und gleichmäßige Erwärmung des Werkstücks vor dem Walzvorgang. Dies wiederum setzt einen gleichbleibenden Spalt zwischen dem Werkstück und dem Hochfrequenzstromin­ duktor der Heizeinrichtung voraus. Bei dem bekannten Walz­ werk ist diese Bedingung nur deshalb erfüllt, weil das ge­ schmiedete Werkstück vor dem Walzen an den Basisflächen, d. h. auf der Stirnfläche und in der Mittenbohrung, mechanisch bearbeitet wird. Dadurch ergeben sich gleichbleibend genaue Einspannabmessungen und somit ein gleichbleibender Spalt zwischen dem Werkstück und dem Hochfrequenzstrominduktor.

Nachteilig ist der Aufwand für die mechanische Vorbearbei­ tung, ebenso der hiermit verbundene Werkstoffverlust.

Der genannte Nachteil ist vermieden bei einem aus dem SU-Erfinderschein 9 25 501 bekannten Walzwerk zum Warmwalzen von Kegelrädern, von dem die vorliegende Erfindung ausgeht und das im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 umrissen ist.

Dieses bekannte Walzwerk ermöglicht ein gleichmäßiges Erwärmen der Werkstücke zum Warmwalzen von Verzahnungen auch bei Kegelrad-Werkstücken im Schmiedestückzu­ stand ohne spanabhebende Nachbearbeitung der Basisflächen zur Vorbereitung des Walzens.

Bei diesem bekannten Walzwerk ist das Anschlagelement unmittelbar am Hochfrequenzstrominduktor fliegend ange­ bracht und wirkt in der Erwärmungsstellung unmittelbar mit dem gemeinsam mit dem Werkstück umlaufenden Spannteller der Spanneinrichtung zusammen. Dabei kommt es zu einer Bean­ spruchung der Plattform der Heizeinrichtung durch ein Biegemoment, und es findet auch ein verstärkter Verschleiß des Anschlagelements infolge der Reibung desselben am um­ laufenden Spannteller statt. Wegen dieser ungünstigen Betriebsbedingungen fallen das Anschlagelement und der Hochfrequenzstrominduktor rasch aus, die Stabilität der Erwärmung des Werkstücks wird gestört und somit die Be­ triebszuverlässigkeit des Walzwerkes beeinträchtigt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Walzwerk zum Warmwalzen der Verzahnung von Kegelrädern der gattungs­ gemäßen Bauart im Sinne einer Erhöhung der Betriebszuver­ lässigkeit zu verbessern.

Ausgehend von der vorausgesetzten, bekannten Ausbildung wird die gestellte Aufgabe erfindungsgemäß durch die im kenn­ zeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merk­ male gelöst. Zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung wird nachstehend durch die Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeich­ nungen weiter erläutert; es zeigt

Fig. 1 das Walzwerk zum Warmwalzen der Verzahnung von Kegel­ rädern in einer Gesamtansicht;

Fig. 2 die Werkstückspindel im Längsschnitt sowie die Platt­ form mit Transformator und HF-Strominduktor;

Fig. 3 die Einzelheit A aus Fig. 2 in vergrößerter Dar­ stellung.

Das Walzwerk hat ein Gestell 1, eine in diesem angeordnete Werkstückspindel 2 sowie einen Drehantrieb 3 für diese.

Am Gestell 1 ist eine Führung 4 unter einem Winkel zur Werk­ stückspindel 2 mit einer Werkzeugspindel 5 und einem Dreh­ antrieb 6 für diese angebracht.

Ein Antrieb 7 zur axialen Verschiebung der Werkzeugspindel 5 besteht aus einem am Gestell 1 gelenkig befestigten Hy­ draulikzylinder 8, dessen Kolbenstange 9 an einer Kniehebel­ anordnung 10/11 angreift. Der Hebel 10 ist mit der Werk­ zeugspindel 5 und der Hebel 11 mit dem Gestell 1 gelenkig verbunden.

Zum Walzwerk gehört ferner eine Heizeinrichtung 12 zur Erwärmung eines Werkstücks 26. Diese besteht aus einem Rahmen 13 mit einer Verschiebevorrichtung 14, die einen Hydraulikzylinder 15 sowie einen Hydraulikzylinder 16 aufweist, und aus einer auf der Verschiebe­ vorrichtung 14 angeordneten Plattform 17, die einen Trans­ formator 18 und einen Hochfrequenzstrominduktor 19 trägt.

Die Werkstückspindel 2 besteht aus einer in Lagern 21, 22 und 23 gelagerten Welle 20, an deren oberen Ende ein Synchroni­ sator 24 und an deren anderem Ende ein Zahnrad 25 des Drehantriebs 3 befestigt sind. Auf dem Synchronisator 24 sind die Werkstücke 26 mittels einer Spanneinrichtung 27 aufzuspannen.

Die Spanneinrichtung 27 besteht aus einem in dem Syn­ chronisator 24 vorgesehenen Spannteller 28, der starr mit einer ersten, in einem Hohlraum der Welle 20 koaxial zu dieser angeordneten Zugstange 25 verbunden ist. Die erste Zugstange 29 ist über Lager 30 drehbar, aber axialkraftübertragend mit einer zweiten Zug­ stange 32 gekoppelt, die ebenfalls koaxial zur Welle 20 im Inneren derselben verläuft. Eine Feder 31, deren unteres Ende sich auf einen Absatz des Wellenhohlraums stützt, be­ aufschlagt die Zugstangen 32, 29 nach oben.

Das untere Ende der zweiten Zugstange 32 ragt in ein am Gestell 1 befestigtes Kraftumlenkungsgehäuse 34 und trägt einen Querzapfen 33, mit dem ein Keil 35 zusammenwirkt. Ein Hydraulikzylinder 36, dessen Gehäuse 37 am Gestell 1 starr befestigt ist, bewegt mit seiner Kolbenstange 38 den Keil 35. Der den Hub der Plattform 17 bewirkende Hydraulik­ zylinder 16 hat am unteren Ende seiner Kolbenstange 40 ein Anschlagelement 39 in Form einer Schraube. Diese wirkt zusammen mit einem auf dem Gestell 1 verschieblichen Nocken 41 in Form eines Keils, an dem eine Zugstange 42 gelenkig angreift. Ein zweiarmiger Hebel 43 ist in einer Ebene schwenkbar angeordnet, die durch die Achsen der Werkstück­ spindel 2 und des Hydraulikzylinders 16 zur Verschiebung der Plattform 17 der Heizeinrichtung 12 geht. Ein Arm 44 des zweiarmigen Hebels 43 ist mit der Zugstange 42 und der andere Arm 45 mit dem anderen Ende der Kolbenstange 38 des Hydraulikzylinders 36 gelenkig verbunden.

Der Betrieb des beschriebenen Walzwerks zum Warmwalzen von Kegelrädern verläuft folgenderweise:

Das Werkstück 26 wird auf die Werkstückspindel 2 aufgesetzt. Zum Einspannen bewegt sich die Kolbenstange 38 des Hydraulik­ zylinders 36 in Richtung zur Werkstückspindel 2, so daß der Keil 35 den Querzapfen 33 und gemeinsam mit diesem auch die Zugstangen 32, 29 sowie den Spannteller 28 nach unten auf das Werkstück 26 zu bewegt und dieses einspannt, wobei die Feder 31 zusammengedrückt wird.

Gleichzeitig damit verschwenkt die Kolbenstange 38 des Hydraulikzylinders 36 den Hebel 43, der die Zugstange 42 und den Nocken 41 bewegt. Hierbei ist der Verschiebungs­ betrag des Nockens 41 dem Verschiebungsbetrag des Spann­ tellers 28 direkt proportional, der von der Höhe des vom Spannteller 28 eingespannten Abschnitts a (Fig. 3) des Werkstücks 26 abhängig ist.

Nach dem Einspannen des Werkstücks 26 schwenkt der Hydrau­ likzylinder 15 die Plattform 17 mit dem Hochfrequenzstrom­ induktor 19 in die Heizposition und der Hydraulikzylinder 16 senkt sie ab, bis das Anschlagelement 39 zur Anlage am Nocken 41 kommt. Danach wird der Drehantrieb 3 der Werk­ stückspindel 2 und der Hochfrequenzstrominduktor 19 einge­ schaltet.

Da der Verschiebungsbetrag des Nockens 41 in direkter Ab­ hängigkeit von der Höhe des vom Spannteller 28 einge­ spannten Abschnitts a (Fig. 3) des Werkstücks 26 steht, so hängt auch der Verschiebungsbetrag des Hochfrequenzstrom­ induktors 19 von der Höhe dieses Abschnitts a des Werkstücks 26 ab. Auf diese Weise ist die Größe des Spaltes b zwischen dem Hochfrequenzstrominduktor 19 und dem Werkstück 26 immer konstant und von der Höhe des eingespannten Abschnitts a des Werkstücks 26 unabhängig. Dadurch werden stabile Er­ gebnisse bei der Erwärmung verschiedener Werkstücke 26 ge­ währleistet.

Nach der Erwärmung des Werkstücks 26 wird der Hochfrequenz­ strominduktor 19 weggeführt, die vom Drehantrieb 6 (Fig. 1) in Drehung versetzte Werkzeugspindel 5 an das Werkstück 26 heran­ geführt und das Warmwalzen der Verzahnung beginnt.

Dank der Anbringung des Anschlagelements 39 an der Kolben­ stange 40 des Hydraulikzylinders 16 bleibt die Plattform 17 mit dem Hochfrequenzstrominduktor 19 von äußeren Bean­ spruchungen vollständig frei. Das Anschlagelement 39 liegt außerhalb der Arbeitszone (Warmwalzzone), und es wirkt nicht mit dem rotierenden Spannteller 28, sondern mit dem im Augen­ blick des Kontaktes feststehenden Nocken 41 zusammen. All dies gewährleistet eine Erhöhung der Betriebszuverlässig­ keit des Walzwerkes.

Claims (3)

1. Walzwerk zum Warmwalzen der Verzahnung von Kegelrädern, mit einem Gestell (1), in welchem eine antreibbare Werk­ stückspindel (2) und eine unter einem Winkel zu deren Achse verschiebbar angeordnete, ein verzahntes Walzwerkzeug tra­ gende Werkzeugspindel (5) drehbar gelagert sind, mit einer in der Werkstückspindel (2) untergebrachten, durch einen Hydraulikzylinder (36) betätigbaren Spanneinrichtung (27) für das Werkstück (26) und mit einer Heizeinrichtung (12) für das Werkstück (26), die aus einem Transformator (18) und einem Hochfrequenzstrominduktor (19) besteht, welche auf einer Plattform (17) angeordnet sind, die zum Ausrichten des Hochfrequenzstrominduktors (19) auf das Werkstück (26) mittels Hydraulikzylindern (16, 15) parallel und quer zur Achse der Werkstückspindel (2) verschiebbar ist, wobei deren Verschiebung parallel zur Achse der Werkstück­ spindel (2) in Richtung auf das Werkstück (26) durch ein Anschlag­ element (39) begrenzbar ist, dessen Anschlagstellung ab­ hängig von der Höhe des gespannten Werkstücks (26) so durch die Spanneinrichtung (27) steuerbar ist, daß ein vorbe­ stimmter, gleichbleibender Spalt (b) zwischen dem Werk­ stück (26) und dem auf diesen ausgerichteten Hochfrequenz­ strominduktor (19) gewährleistet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlagelement (39) an dem der Plattform (17) abgewandten Ende der Kolbenstange (40) des zum Verschieben der Plattform (17) parallel zur Achse der Werkstückspindel (2) dienenden Hydraulikzylinders (16) angebracht ist und sich in der Anschlagstellung auf einem Nocken (41) abstützt, der relativ zum Anschlagelement (39) querverschiebbar am Gestell (1) angeordnet und mit einer Zugstange (42) gelenkig verbunden ist, die an dem einen Arm (44) eines zweiarmigen Hebels (43) angelenkt ist, der im Gestell (1) in einer Ebene schwenkbar angeordnet ist, die durch die Achsen der Werkstückspindel (2) und des zum Verschieben der Plattform (17) parallel zur Achse der Werkstückspindel (2) dienenden Hydraulikzylinders (16) geht, und dessen anderer Arm (45) mit der Kolbenstange (38) des Hydraulikzylinders (36) der Spanneinrichtung (27) gelenkig verbunden und dadurch proportional zum Spannhub dieses Hydraulikzylinders (36) antreibbar ist.

2. Walzwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Nocken (41) keilförmig aus­ gebildet und am Gestell (1) rechtwinklig zur Achse der Werkstückspindel (2) verschiebbar ist.

3. Walzwerk nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hydraulikzylinder (36) der Spanneinrichtung (27) rechtwinklig zur Achse der Werkstück­ spindel (2) wirkend am Gestell (1) befestigt und daß zum Betätigen der Spanneinrichtung (27) ein Keil (35) vorgesehen ist, der mittels der Kolbenstange (38) des Hydraulikzylinders (36) im Gestell (1) rechtwinklig zur Achse der Werkstückspindel (2) verschiebbar ist und mit einem Querzapfen (33) zusammen­ wirkt, der an einer gleichachsig zur Werkstückspindel (2) in dieser angeordneten, unverdrehbaren Zugstange (32) vorgesehen ist, die über Lager (30) mit einer weiteren, zusammen mit der Werkstückspindel (2) gleichachsig drehbaren Zugstange (29) verbunden ist, welche an einem an der Werkstückspindel (2) angebrachten Spannteller (28) der Spanneinrichtung (27) angreift.