DE4316697A1 - Bearbeitungsverfahren und seine Verwendung - Google Patents

Description

Das Bearbeitungsverfahren dient zum Materialabtrag an einem annähernd rotationssymmetrischen oder einem zur Rotationssymmetrie zu bearbeitenden Werkstück, dessen Antrieb kraftschlüssig über Reibrollen annähernd am Umfang erfolgt.

Solche Bearbeitungsverfahren sind in großer Zahl publiziert. Die Effizienz solcher Verfahren wird weitgehend dadurch bestimmt, wie es gelingt, die Antriebskräfte auf das Werkstück zu übertragen. Der einfachste Weg zur Erhöhung der übertragbaren Antriebskräfte (Tangentialkraft der Reibrollen) ist die Erhöhung der Anpreßkraft (Normalkraft) der jeweiligen Reibrolle. Große Normalkräfte führen jedoch zur unzulässigen Auslenkung der Werkstück-Mittellinie aus der Bearbeitungs-Rotationsachse.

Seit den 60er Jahren wird an der Verbesserung solcher Verfahren oder Vorrichtungen intensiv gearbeitet (DE-AS 14 77 587, DE-AS 20 63 074, DE-OS 29 37 751, DE-PS 30 12 997). In der DE-OS 39 31 747 wird diesem Problem teilweise begegnet, indem die Anordnung von Stütz-, Antriebsrollen und Werkzeug untereinander, zueinander und zur Wirkungslinie der Gewichtskraft des Radsatzes optimiert wird. Daneben stehen Vorschläge, die Anzahl der Antriebsrollen zu erhöhen. Allen diesen Vorschlägen bleibt aber der Nachteil, daß die tangentiale Komponente der Werkzeugkraft auf das Werkstück nicht verkleinert wird und deshalb von den Reibrollen weiterhin in voller Größe erzeugt werden muß.

Deshalb wohl auch wurde vom gleichen Erfinder mit der EP 491 067 später ein Verfahren zur Begrenzung eines Schlupfes (und dazu mit der DE-PS 40 01 793 ein Verfahren zur Ermittlung des Schlupfes) für diese Bearbeitungsaufgabe verbessert. Hierbei wird der Schlupf zwischen Antriebsreibrolle und angetriebenem Werkstück ständig gemessen, bei Erreichen eines vorgegebenen oberen Schlupfgrenzwertes wird regelungstechnisch der Spanquerschnitt des Werkzeuges reduziert und bei Erreichen eines unteren Schlupfgrenzwertes regelungstechnisch der Spanquerschnitt wieder erhöht. Diese Anweisung ist somit, insbesondere wenn der dort zitierte Stand der Technik beachtet wird, eine Optimierungsanweisung zum Bearbeiten an der kritischen Grenze, wobei gegenüber dem Stand der Technik eine schnellere Reaktion auf den ermittelten Schlupf erreicht werden soll.

Ziel der Erfindung ist ein Bearbeitungsverfahren der eingangs genannten Art und eine Verwendung dafür, das eine effiziente Ausnutzung der aufgebrachten Antriebskräfte zur Werkstückbearbeitung erlaubt.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Bearbeitungsverfahren und eine Verwendung dafür vorzuschlagen, das die von den Werkzeugen auf das Werkstück aufgebrachten Kräfte gegenseitig mindestens in tangentialer Richtung des Werkstücks annähernd kompensiert, das damit ohne oder mit vernachlässigbar geringer Kraft gegen die Antriebskräfte wirkt und das somit die effiziente Ausnutzung der Antriebskräfte zur Zerspanung ermöglicht.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß an einem annähernd rotationssymmetrischen oder einem zur Rotationssymmetrie zu bearbeitenden Werkstück zwei oder mehrere auf das Werkstück Bearbeitungskräfte einbringende Werkzeuge an räumlich mindestens in einer Ebene getrennten Bearbeitungsstellen am Werkstück gleichzeitig so einwirken, daß unter weitgehender Kompensation dieser Bearbeitungskräfte mindestens in tangentialer Richtung des Werkstücks und damit annähernd ohne dauernde Einwirkung einer einer kraftschlüssig annähernd am Umfang des′ Werkstücks angreifenden Antriebskraft entgegenwirkenden Kraft oder bei gleichzeitiger annähernder Kompensation der aus der Bearbeitung von jedem Werkzeug auf das Werkstück wirkenden Radial- und Axialkräfte, die Bearbeitung erfolgt. Das erfindungsgemäße Verfahren soll in einer Radsatzbearbeitungsmaschine verwendet werden.

Die Erfindung wird nachfolgend an einem bevorzugten Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 Bearbeitung in einer Bearbeitungsebene,

Fig. 2 Bearbeitung in zwei Bearbeitungsebenen.

Dabei werden folgende Bezugszeichen gewählt:

1 Rad
1′ Rad
2 Fräser
2′ Fräser
3 Kraft
3′ Kraft
4 Reibrolle
4′ Reibrolle
5 Fräser
5′ Fräser

An einer Radsatzbearbeitungsmaschine üblicher Bauart wird der Radsatz entlastet, zentriert und zur Bearbeitung gemäß Fig. 2 über Reibrollen 4 und 4′ angetrieben. Danach werden mindestens zwei Werkzeuge mit einander entgegenwirkend tangentialen Werkzeugkräften zur Bearbeitung so in Eingriff gebracht, daß sich die aus den Werkzeugen resultierenden Kräfte 3 und 3′, wie Fig. 1 zeigt, in Betrag und Richtung gegenseitig annähernd aufheben.

Gemäß Fig. 1 werden bei zwei Werkzeugen in der gleichen Bearbeitungsebene und bei annähernd gleicher Bearbeitungsaufgabe vereinfachend die Arbeitsrichtungen in Umfangsrichtung dazu einander entgegengesetzt gewählt. Das ist der Fall bei Bearbeitung an einem Rad 1 eines Radsatzes oder bei Bearbeitung eines Rades 1 eines Schienenfahrzeuges mittels zweier annähernd gleiche Kräfte aufbringender Werkzeuge in entgegengesetzter Zerspanungsrichtung bei gleichen Vorschubrichtungen. Für das Ausführungsbeispiel wurde dazu Fräser 2 in Uhrzeigersinn und Fräser 2′ entgegen dem Uhrzeigersinn gewählt.

Gemäß Fig. 2 werden bei zwei Werkzeugen in zwei Bearbeitungsebenen und bei annähernd gleicher Bearbeitungsaufgabe vereinfachend ebenfalls die Arbeitsrichtungen in Umfangsrichtung dazu einander entgegengesetzt und annähernd gleiche Kräfte aufbringende Werkzeuge gewählt. Dies ist der Fall bei gleichzeitiger Bearbeitung am Rad 1 und Rad 1′ eines Radsatzes in entgegengesetzter Zerspanungsrichtung bei gleicher Vorschubrichtung, denn es kann bei üblichem Verschleiß von annähernd gleichen Bearbeitungsaufgaben und daraus resultierenden Kräften ausgegangen werden. Für das Ausführungsbeispiel wurde dazu Fräser 5 in Uhrzeigersinn und Fräser 5′ entgegen dem Uhrzeigersinn gewählt. Die Reibrollen 4 und 4′ können dabei den Radsatz sowohl im Uhrzeigersinn als auch entgegen antreiben.

Selbstverständlich ist es auch möglich, mehr als zwei Werkzeuge gleichzeitig zum Einsatz zu bringen. Hierbei muß über die Zuordnung zueinander, die Anzahl der Werkzeuge und ihre jeweilige Bearbeitungsaufgabe jeweils der Kraftabgleich in Richtung und Betrag erfolgen. Auch der Einsatz von mehr als zwei Werkzeugen kann wiederum in einer Bearbeitungsebene, z. B. Bearbeitung eines Rades eines Radsatzes, oder in zwei Bearbeitungsebenen, z. B. Bearbeitung beider Räder eines Radsatzes gleichzeitig, erfolgen. Damit kann letztendlich mit jeweils mehr als einem Werkzeug an jedem Rad eines Radsatzes kostengünstig und in verringerter Gesamtbearbeitungszeit die Reprofilierung eines Radsatzes erfolgen.

Entsprechend dem Aufbau des Radsatzes und der Radsatzbearbeitungsmaschine kann die eine oder andere Variante vorteilhaft eingesetzt werden.

Als Bearbeitungswerkzeuge kommen insbesondere einander entgegenlaufende Fräser zur Anwendung. Selbstverständlich können aber auch Schleifwerkzeuge oder Strahlverfahren angewendet werden.

Selbstverständlich ist die Durchführung eines solchen Bearbeitungsverfahrens an eine den Verfahrensforderungen entsprechende Steuerung gebunden.

Claims (2)

1. Bearbeitungsverfahren, dadurch gekennzeichnet, daß an einem annähernd rotationssymmetrischen oder einem zur Rotationssymmetrie zu bearbeitenden Werkstück zwei oder mehrere auf das Werkstück Bearbeitungskräfte einbringende Werkzeuge an räumlich mindestens in einer Ebene getrennten Bearbeitungsstellen am Werkstück so einwirken, daß unter weitgehender Kompensation dieser Bearbeitungskräfte mindestens in tangentialer Richtung des Werkstücks und damit annähernd ohne dauernde Einwirkung einer einer kraftschlüssig annähernd am Umfang des Werkstücks angreifenden Antriebskraft entgegenwirkenden Kraft oder bei gleichzeitiger annähernder Kompensation der aus der Bearbeitung von jedem Werkzeug auf das Werkstück wirkenden Radial- und Axialkräfte, die Bearbeitung erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es in einer Radsatzbearbeitungsmaschine verwendet wird.