DE4204500A1

DE4204500A1 - Vorrichtung zum halten und drehenden bearbeiten von werkstuecken

Info

Publication number: DE4204500A1
Application number: DE4204500A
Authority: DE
Inventors: Michael Dipl Ing Jaeger
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1992-02-16
Filing date: 1992-02-16
Publication date: 1993-08-19

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Halten und drehenden Bearbeiten von Werkstücken, mit mindestens drei, winkelmäßig gegeneinander versetzt am Werkstück angreifenden Halteelementen.

Bei Bearbeitungsmaschinen sind Backenfutter bekannt, mit deren Hilfe ein Werkstück fest eingespannt wird. In einem Fall ist das Backenfutter ein Drehfutter, mit dessen Hilfe das Werkstück in Rotation versetzt und mittels stationär verschieb- bzw. verschwenkbar gelagerter Werkzeuge bearbeitet wird. Im anderen Fall steht das Backenfutter fest, und das betreffende Werkzeug rotiert und bearbeitet das Werkstück. Der Nachteil der bekannten Backenfutter besteht darin, daß sowohl der Einspannvorgang für das Werkstück, wie auch das Lösen nach dessen Fertigstellung viel Zeit beanspruchen. Ferner kann das eingespannte Werkstück in der Regel nur jeweils einem Bearbeitungsgang unterzogen werden. Die hierbei auftretenden langen Zeiten erhöhen bei Massenfertigung die Herstellungskosten für das Werkstück erheblich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit deren Hilfe die Zeiten für das Einspannen und Lösen des jeweiligen Werkstücks sowie für dessen Bearbeitung reduzierbar sind.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die im Anspruch 1 aufgeführten Merkmale gelöst.

Die Erfindung weist gegenüber dem Bekannten die Vorteile auf, daß mehrere Bearbeitungsvorgänge gleichzeitig ablaufen können, so daß viel Fertigungszeit eingespart werden kann. Ein oder mehrere Halteelemente für das Werkstück dienen gleichzeitig als dessen Rotationsantrieb, ein oder mehrere Halteelemente sind drehbar gelagert, so daß sie die Rotation des Werkstücks erlauben.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung hervor.

Die Erfindung wird an Ausführungsbeispielen anhand von Zeichnungen erläutert. Es zeigen

Fig. 1 einen Schnitt durch die erfindungsgemäße Vorrichtung mit einem zu bearbeitenden Werkstück, einem Bearbeitungsstahl und einer als Walze verwendeten Rolle,

Fig. 2 schematisch eine Ansicht der Vorrichtung gemäß Fig. 1 in geöffneter Stellung zum Einlegen eines Werkstücks zum Zweck seiner Bearbeitung bzw. zur Herausnahme des bearbeiteten Werkstücks aus der Vorrichtung,

Fig. 3 schematisch eine Ansicht der Vorrichtung gemäß Fig. 1 in halb geschlossener Stellung vor Bearbeitung des Werkstücks bzw. vor dessen Herausnahme aus der Vorrichtung,

Fig. 4 schematisch eine Ansicht der Vorrichtung gemäß Fig. 1 in geschlossener Stellung der Vorrichtung während der Bearbeitung des Werkstücks,

Fig. 5 schematisch eine Ansicht eines Ausführungsbeispiels der Vorrichtung mit Rollenpaaren zur Kräfteaufteilung, in geöffneter Stellung zum Einlegen eines Werkstücks zum Zweck seiner Bearbeitung bzw. zur Herausnahme des bearbeiteten Werkstücks aus der Vorrichtung,

Fig. 6 schematisch eine Ansicht des Ausführungsbeispiels der Vorrichtung gemäß Fig. 5, in halb geschlossener Stellung vor Bearbeitung des Werkstücks bzw. vor dessen Herausnahme aus der Vorrichtung,

Fig. 7 schematisch eine Ansicht des Ausführungsbeispiels der Vorrichtung gemäß Fig. 5, in geschlossener Stellung der Vorrichtung während der Bearbeitung des Werkstücks.

Ein Werkstück 3 (Fig. 1), z. B. in Form einer Hülse, soll mit Hilfe eines Bearbeitungsstahls 4 innen ausgedreht werden. Ist dieser Vorgang beendet, und muß das Werkstück 3 an seinem Außenmantel auch bearbeitet - z. B. gerollt - werden, schließt sich beim Stand der Technik die Rollbearbeitung an die Bearbeitung durch Drehen an.

Mit der neuen Vorrichtung 1 ist eine gleichzeitige Mehrfachbearbeitung möglich. Dementsprechend ist beispielsweise ein Ausdrehen des Werkstücks 3 innen gleichzeitig mit einer Rollbearbeitung außen möglich.

Zu diesem Zweck wird das Werkstück 3 durch Rollen 11, 12, 15 (Fig. 1, 2) zentriert, also in seiner Bearbeitungsposition fixiert. Diese Art der Fixierung unterscheidet sich aber von der herkömmlichen in einem Backenfutter, in dem das betreffende Werkstück gegenüber den Backen feststeht, dadurch, daß bei Rotation einer der Rollen 11, 12, 15 das Werkstück 3 durch Kraftschluß mitgenommen wird und ebenfalls dreht, wobei die übrigen Rollen lose gelagert sind. Das auf das Werkstück übertragene Drehmoment reicht für zwei gleichzeitig durchgeführte Bearbeitungsarten aus.

Rollen 12, 15 (Fig. 2) sind stationär drehbar gelagert. Eine weitere Rolle 11 ist ebenfalls drehbar und entlang einer Linie 19 verschwenkbar gelagert. Zur Bearbeitung des im wesentlichen rotationssymmetrischen Werkstücks 3 wird dieses über eine (in der Zeichnung nur schematisch angedeutete) Zuführung 18 der Vorrichtung 1 zugeführt. Dabei ist die Rolle 11 entlang der Linie 19 so weit verschwenkt (Fig. 2), daß das Werkstück 3 zwischen die drei Rollen 11, 12, 15 bringbar ist.

Liegt das Werkstück 3 an den beiden Rollen 12, 15 an, so verschwenkt die Rolle 11 in Richtung eines Pfeils 5 (Fig. 3) entlang der Linie 19 so weit, bis auch die Rolle 11 an dem Werkstück 3 zur Anlage kommt. Die Zentren der Rollen 11, 12, 15 bilden hinsichtlich der an dem Werkstück 3 angreifenden Kräfte die Ecken eines geschlossenen Kraftpolygons.

Zur Bearbeitung des Werkstücks 3 können die Rolle 11 und/oder die Rolle 12 und/oder die Rolle 15 motorisch angetrieben werden. Die nicht motorisch angetriebene(n) Rolle(n) ist bzw. sind lose drehbar gelagert und drehen mit dem rotierenden Werkstück 3 mit.

Wird das Werkstück 3 in der beschriebenen Weise in Rotation versetzt, kann es innen bearbeitet werden, beispielsweise mit Hilfe des Bearbeitungsstahls 4 (Fig. 1). Der Außenmantel der verschwenkbaren Rolle 11 kann in an sich bekannter Weise für eine Rollbearbeitung ausgelegt sein, z. B. zum Glattwalzen des Außenmantels des Werkstücks 3 oder zumindest eines Teilbereichs bzw. mehrerer Teilbereiche seines Außenmantels. Hierfür kann der Außenmantel der verschwenkbaren Rolle 11 profiliert oder je nach beabsichtigter Bearbeitung entsprechend gestaltet sein. Insbesondere kann die verschwenkbare Rolle 11 mit seitlichen Rändern 6, 7 (Fig. 1) versehen sein, die der axialen Führung des Werkstücks 3 während seiner Bearbeitung dienen.

Ist das Werkstück 3 fertig bearbeitet, so verschwenkt die verschwenkbare Rolle 11 entlang der Linie 19 entgegen der Richtung des Pfeils 5 (Fig. 3) so weit, bis sie die aus Fig. 2 ersichtliche Position erreicht, und das Werkstück 3 die Vorrichtung 1 über die Führung 18 wieder verlassen kann.

Bei der anhand der Fig. 2, 3 und 4 beschriebenen Bearbeitung des Werkstücks 3 muß mit hohen Andruckkräften der Rollen 11, 12, 15 gearbeitet werden. Hierbei besteht je nach Material des Werkstücks 3 und je nach aufgewendeten Andruckkräften der Rollen die Gefahr einer partiellen oder auch stärkeren Verformung des Werkstücks 3 während seiner Bearbeitung. Zur Aufteilung der Andruckkräfte werden bei einem anderen Ausführungsbeispiel (Fig. 5, 6, 7) einer Vorrichtung 2 einerseits eine verschwenkbare Rolle 21, die entlang einer Linie 29 verschwenkbar gelagert ist, und andererseits Rollenpaare 22 und 25 mit Rollen 23, 24 bzw. 26, 27 verwendet.

Auch zur Bearbeitung des Werkstücks 3 in der Vorrichtung 2 (Fig. 5) wird dieses über eine (in der Zeichnung nur schematisch angedeutete) Zuführung 28 der Vorrichtung 2 zugeführt. Dabei ist die Rolle 21 entlang der Linie 29 so weit verschwenkt (Fig. 5), daß das Werkstück 3 einerseits zwischen die Rolle 21 und andererseits das Rollenpaar 22 mit Rollen 23, 24 und das Rollenpaar 25 mit Rollen 26, 27 bringbar ist.

Liegt das Werkstück 3 an den Rollen 23, 24 des Rollenpaars 22 einerseits und dem Rollenpaar 26, 27 des Rollenpaars 25 an, so verschwenkt die Rolle 21 in Richtung des Pfeils 5 (Fig. 6) entlang der Linie 29 so weit, bis auch die Rolle 21 an dem Werkstück 3 zur Anlage kommt. Die Zentren der Rolle 21, des Rollenpaars 22 und des Rollenpaars 25 bilden hinsichtlich der an dem Werkstück 3 angreifenden Kräfte die Ecken eines geschlossenen Kraftpolygons.

Zur Bearbeitung des Werkstücks 3 können die Rolle 21 und/oder die Rolle 23 und/oder die Rolle 24 und/oder die Rolle 26 und/oder die Rolle 27 motorisch angetrieben werden. Die nicht motorisch angetriebene(n) Rolle(n) ist bzw. sind lose drehbar gelagert und drehen mit dem rotierenden Werkstück 3 mit.

Wird das Werkstück 3 in der beschriebenen Weise in Rotation versetzt, kann es auch in der Vorrichtung 2 innen bearbeitet werden, beispielsweise mit Hilfe des Bearbeitungsstahls 4 (Fig. 1). Der Außenmantel der verschwenkbaren Rolle 21 kann - wie anhand der Vorrichtung 1 beschrieben - in an sich bekannter Weise für eine Rollbearbeitung ausgelegt sein, z. B. zum Glattwalzen des Außenmantels des Werkstücks 3 oder zumindest eines Teilbereichs bzw. mehrerer Teilbereiche seines Außenmantels. Hierfür kann der Außenmantel der verschwenkbaren Rolle 21 profiliert oder je nach beabsichtigter Bearbeitung entsprechend gestaltet sein. Insbesondere kann auch die verschwenkbare Rolle 21 mit (in der Zeichnung nicht dargestellten) seitlichen Rändern versehen sein, die auch in der Vorrichtung 2 der axialen Führung des Werkstücks 3 während seiner Bearbeitung dienen.

Anstatt der Rolle 11 bei der Vorrichtung 1 (Fig. 1 bis 4) bzw. der Rolle 21 bei der Vorrichtung 2 (Fig. 5 bis 7) wird bei einem weiteren (in den Zeichnungen nicht dargestellten) Ausführungsbeispiel jeweils ein Rollenpaar verwendet.

Bei einem anderen (in den Zeichnungen nicht dargestellten) Ausführungsbeispiel wird im Werkstück 3 innen eine Rollbearbeitung vorgenommen, während das Werkstück gleichzeitig außen spanabhebend verformt wird.

Gemäß einem weiteren (in den Zeichnungen nicht dargestellten) Ausführungsbeispiel werden am Werkstück 3 gleichzeitig innen und außen jeweils Rollbearbeitungen durchgeführt.

Ist das Werkstück 3 fertig bearbeitet, so verschwenkt die verschwenkbare Rolle 21 entlang der Linie 29 entgegen der Richtung des Pfeils 5 (Fig. 6) so weit, bis sie die aus Fig. 5 ersichtliche Position erreicht, und das Werkstück 3 die Vorrichtung 2 über die in der Zeichnung nur schematisch angedeutete Führung 28 wieder verlassen kann.

Anstatt der Anlieferung des Werkstücks 3 zu der Vorrichtung 1 bzw. 2 und Abgabe von der Vorrichtung des Werkstücks 3 über die schematisch angedeutete Führung 18 bzw. 28 kann auch mit Hilfe anderer Mittel, z. B. eines Handhabungsautomaten, eine Zuführung und Abführung der Werkstücke erfolgen.

Die Andruckkräfte für die gegen das Werkstück 3 drückenden Rollen 11, 12, 15 bzw. 21, 23, 24, 26, 27 werden durch an sich bekannte (in den Zeichnungen nicht dargestellte) Mittel erzeugt. Beispielsweise können Zugfedern verwendet werden, die zwischen die Wellen bzw. Achsen der Rollen eingespannt sind.

Claims

1. Vorrichtung zum Halten und drehenden Bearbeiten von Werkstücken, mit mindestens drei, winkelmäßig gegeneinander versetzt am Werkstück angreifenden Halteelementen, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteelemente durch stationär drehbar gelagerte Rollen (12, 15; 23, 24-26, 27) und mindestens eine gegenüber dem Werkstück (3) verschwenkbare Rolle (11; 21) gebildet sind, von denen mindestens ein Halteelement als Antriebselement für das Werkstück (3) motorisch antreibbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Halteelemente (Rollen 11, 12 bzw. 11, 15 bzw. 12, 15 bzw. Rolle 21, Rollenpaar 22 bzw. Rolle 21, Rollenpaar 25 bzw. Rollenpaare 22, 25) motorisch antreibbar sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß drei Halteelemente (Rollen 11, 12, 15 bzw. Rolle 21, Rollenpaare 22, 25) motorisch antreibbar sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die verschwenkbare Rolle (11; 21) seitliche Ränder (6, 7) aufweist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichent, daß der Außenmantel der verschwenkbaren Rolle (11; 21) glatt ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenmantel der verschwenkbaren Rolle (11; 21) profiliert ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß anstatt der gegenüber dem Werkstück (3) verschwenkbaren Rolle (11; 21) ein Rollenpaar vorgesehen ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die gegenüber dem Werkstück (3) verschwenkbare Rolle (11; 21) für die Rollbearbeitung sowie ein Bearbeitungsstahl (4) für die Innenbearbeitung des Werkstücks (3) vorgesehen sind.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Rolle für die Innenbearbeitung sowie ein Bearbeitungsstahl für die Außenbearbeitung des Werkstücks (3) vorgesehen sind.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Rolle für die Innenbearbeitung sowie eine weitere Rolle für die Außenbearbeitung des Werkstücks (3) vorgesehen sind.