DE558715C - Matrize zur Aufnahme von Hohlzylindern - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM
10. SEPTEMBER 1932

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 67a GRUPPE

Ford Motor Company Limited in London

Matrize zur Aufnahme von Hohlzylindern

Patentiert im Deutschen Reiche vom 21. November 1930 ab

ist in Anspruch genommen.

Die Erfindung betrifft eine Maschine zum Walzen zylindrischer Innenflächen und insbesondere zum Auswalzen von Brems trommeln. Ein Werkstück mit zylindrischer Innenfläche nach dem sogenannten Prägepolierverfahren zu glätten, das Oberflächenmaterial zu verdichten und das ganze Werkstück notwendigerweise und soweit es die Umstände gestatten aufzutreiben, ist an sich schon bekannt. Auch bedeutet es an sich nichts Neues, zum angegebenen Zwecke zylindrische Innenflächen mit zur Umlaufachse eines gegebenen Werkzeughalters schräg stehenden harten Rollen zu bearbeiten, die auf einem zentralen Treiber einerseits und anderseits auf der zu bearbeitenden zylindrischen Innenfläche eines gegebenen Werkstückes abrollen. Jedoch wurden bis jetzt speziell Bremstrommeln in der Regel so hergestellt, daß man aus einem gegebenen Stahlblech ein ent-

ao sprechendes Werkstück herausschnitt, dann in einer Ziehpresse das Werkstück in die gewünschte Trommelform, brachte und schließlich die Bremsfläche der Trommel ausschliff. Die zur Herstellung von Bremstrommeln zu verarbeitenden Stahlbleche fallen beim Walzen aber verschieden stark aus.

Wenn die Bremstrommeln von der Ziehpresse kommen, sind sie infolge der Veränderlichkeit der Stempel der Ziehpresse noch keineswegs vollkommen rund. Die Veränderlichkeit der Ziehstempel ist bei den ganz außergewöhnlich starken Beanspruchungen unvermeidlich, so daß die Bremsfläche in einem nachfolgenden Arbeitsgang erst rund gestaltet werden muß. Zum Glätten und auch zum Rundmachen der Bremsfläche wurden Bremstrommeln bis jetzt in der Regel ausgeschliffen. Ein Nachteil des Schleifens besteht jedoch darin, daß die hiermit verbundenen Kosten die Gesamtkosten der Herstellung der Trommel erheblich vergrößern.

Die Herstellung stellt sich nun wesentlich billiger, wenn die Bremsfläche der Trommel nicht mehr geschliffen, sondern gewalzt wird.

Durch das Walzen wird das Metall auf der Bremsfläche in an sich bekannter Weise verdichtet und dadurch der Trommel eine längere Lebensdauer gegeben. Im übrigen ergab eine mikroskopische Untersuchung, daß eine gewalzte Bremsfläche weit glatter ausfällt als eine in der üblichen Weise geschliffene Fläche. Die Poren im Stahl werden geschlossen, so daß sich auf der Oberfläche Schmirgelteilchen, welche die Glätte reduzieren und eine übermäßige Abnutzung des Bremsbelages verursachen, nicht mehr festsetzen können.

Es kommt nun sehr darauf an, die Ausführung der Arbeit und vor allem das Einspannen und Zentrieren der Werkstücke, was notwendig ist, bevor an das eigentliche Auswalzen herangegangen wird, möglichst einfach zu gestalten.

Gemäß der Erfindung ist eine Matrize geschaffen, die beim Einlegen der Werkstücke eine besondere Einstellung nicht erfordert.

Gemäß der Erfindung besteht hiernach das Neue einer zur Aufnahme von nach dem Prägepolierverfahren auf ihrer Innenfläche zu bearbeitenden Hohlzylindern bestimmten Matrize darin, daß — zum Auftreiben zwecks genauer Kalibrierung von Bremstrommeln unter gleichzeitigem ίο Glätten der inneren Bremsfläche — die Matrize aus einem mit zentralem pyramidenstumpfförmigem Zentrierkörper zur Aufnahme des entsprechend ausgesparten Trommelbodens versehenen Unterteil besteht, auf dessen nach oben vorstehendem Kranz gegen Federdruck radial etwas beweglich, axial jedoch unverschiebbar und mit seitlichem Spiel ein ringförmiger Oberteil aufgesetzt ist, der mit radial federnden, auf die Außenfläche der eingesetzten Trommel bremsend wirkenden Reibkörpern, z. B. Kugeln, versehen ist.

Beim Arbeiten mit einer solchen Matrize erübrigt sich die Notwendigkeit einer absolut "genauen Matrizeneinstellung.

Im folgenden soll die Erfindung an einem besonderen Ausführungsbeispiel beschrieben werden. Es stellen dar:

Abb. ι eine Maschine zum Zwecke, Hohlkörper mit zylindrischer Innenfläche nach dem sogenannten Prägepolierverfahren auszuwalzen, Abb. 2 einen Schnitt durch die Matrize, das in die Matrize eingelegte Werkstück (Bremstrommel) und das Werkzeug zum Auswalzen des Werkstückes,

Abb. 3 die besondere Anordnung der Prägepolierrolle.

Mit Bezug auf diese Zeichnungen bezeichnet 10 eine für ein Kraftfahrzeug bestimmte Bremstrommel. Diese Trommel besteht aus dem Mantel 12 und einer schon am einen Ende abschließenden Scheibe 11, beide aus einem Stück hergestellt. Am freien Rande der Trommel 12 ist noch ein Flansch 13 vorgesehen. Die Innenfläche der Trommel 12 bildet die Bremsfläche, welche bei einer gewöhnlichen Innenbremse normalerweise geschliffen wird.

Die zur Herstellung der neuen verbesserten

Bremstrommel bestimmte Maschine (Abb. 1) besteht zunächst aus einem Gestell 14, welches dem einer Bohrmaschine im wesentlichen gleich kommt. Dazu gehört ein Werktisch 15, der auf einer vorderen Fläche des Gestelles mit Hilfe einer Schraube 16 vertikal verstellbar ist. Eine Spindel 17 sitzt drehbar in einer Hülse 18, die im oberen Teil des Gestelles 14 vertikal auf und ab beweglich ist. Ein Elektromotor 19 treibt die Spindel 17 über ein besonderes Getriebe 20 an, wobei Hülse 18 zusammen mit der Spindel 17 mit Hilfe eines Handrades 21 auf und ab bewegt werden können.

Die eben beschriebene Konstruktion veranschaulicht nur eine der vielen Möglichkeiten zum Antrieb des Werkzeuges. Jedenfalls ist die Erfindung auf diese Art der Herstellung der neuen verbesserten Bremstrommel nicht beschränkt.

Es wird nunmehr auf Abb. 2 Bezug genommen. Ein Unterteil 22 ist auf dem Werktisch 13 befestigt und mit einem vorstehenden Kranz 23 versehen, über dessen Außenrand ein Oberteil 24 gesetzt ist. Oberteil 24 ist »schwimmend« angeordnet, d.h. zwischen Oberteil24 und dem Außenrand des Kranzes 23 ist genügend Raum gelassen, um dem Oberteil 24 eine gewisse Beweglichkeit in radialer Richtung zu sichern. Der Kranz 23 ist mit mehreren radial gerichteten Öffnungen 25 versehen, in die mit 26 bezeichnete Federn und die dazugehörigen büchsenartigen Federsitze 27 eingesetzt sind. Am unteren Rande des Ringes 24 sind mit Schrauben 29 mehrere Laschen 28 befestigt, so daß eine axiale Bewegung des Ringes 24 bzw. ein Abheben vom Kranz 23 vermieden ist. Wenn nicht die Federn 26 vorhanden wären und die Federsitze 27 gegen die Innenfläche des Oberteiles 24 drücken würden, wäre der Oberteil relativ zur Platte 22 frei drehbar. Die Federn üben jedoch einen genügend großen Druck aus, um den Oberteil 24 mit den Federsitzen 27 durch Reibung festzuhalten, d. h. an einer Drehung relativ zur Platte 22 zu hindern. Radial ist der Oberteil jedoch in den Grenzen des Spielraumes relativ zum Unterteil 22 gegen den Federdruck beweglich.

Oberteil 24 und der Kranz 23 des Unterteiles 22 bilden zusammen eine Matrize zur Aufnahme der Bremstrommel 10. Das Metall der Teile 22, 23, 24 ist genügend hart, um dem Druck der Bearbeitungsrollen (dieselben werden noch weiter unten genauer beschrieben) zu widerstehen. Die Innenfläche der Matrize ist mit 29 bezeichnet.

Mehrere radial gerichtete Öffnungen 48 sind im Oberteil 24 vorgesehen und bestimmt zur Aufnahme je einer Kugel 30 und einer Feder 31. Die Öffnungen sind auf der Außenseite durch Schraubenstöpsel 32 geschlossen.

Die zu bearbeitende Bremstrommel 10 wird in die Matrize 29 eingelegt, und zwar mit dem Boden nach unten. Darin ist eine viereckige Öffnung 33 geschaffen, mit der sie auf einen im Querschnitt viereckigen Pyramidenstumpf 34 gesetzt wird, der mittels Schrauben 35 im Zentrum der Platte 22 befestigt ist, so daß die Bremstrommel gegen Verdrehung relativ zur Platte 22 gesichert ist. Um die Trommel entgegen der Wirkung der Kugeln 30 und Federn 31 in die Öffnung 29 hineinzudrücken, bedarf es :ines hohen Druckes. Die eben genannten Teile dienen jedoch dazu, die Trommel zu halten und während des Walzens ein unbeabsichtigtes Heraustreten aus der Matrizenöffnung zu verhüten. Das untere Ende der Werkzeugspindel 17 ist mit iiner gewöhnlichen allmählich enger werdenden Bohrung zur Aufnahme eines sich allmählich

verjüngenden Schaftes 36 versehen. Auf einem Flansch 37 am unteren Ende des Schaftes 36 ist mittels Schrauben 39 ein ringförmiger Treiber 38 befestigt. Der Treiber 38 ist gehärtet und genau rund geschliffen.

Ein Rollenhalter 49 ist noch auf dem Schaft 36 oberhalb des Flansches 37 drehbar angeordnet und gegen axiale Verstellung durch Muttern 40 gesichert. Mehrere Lagerbohrungen 41 sind eingebohrt in einem Kreise angeordnet, dessen Durchmesser etwas größer ist als der Durchmesser des Treibers 38. In jede der Bohrungen 41 ist ein Schaft 42 drehbar eingepaßt. Daran sitzen die zur Bearbeitung dienenden Rollen 43, die mit ihren Schäften 42 aus einem Stück gearbeitet sind. Sie erstrecken sich neben dem Außenrand des Treibers 38 nach unten. In das obere Ende eines jeden Schaftes 42 ist eine Ringnut 44 eingeschnitten, in die eine auf der Oberfläche des Halters 49 befestigte Lasche 45 eingreift. Die Laschen sind mit Schrauben 46 befestigt und sollen eine axiale Verstellung der Rollen 43 verhüten. Zu bemerken wäre, daß eine zwangläufige Triebverbindung zwischen dem Schaft 36 und dem Halter 49 oder den Rollen 43 nicht vorhanden ist.

In Abb. 3 sind die bekannten Mittel für den Drehvorschub des Rollenträgers dargestellt. Die Bohrungen 41 sind nicht parallel zur Werkzeugspindel gerichtet, sondern unter einem geringen Winkel 50 von etwa einem Grad angeordnet. Wenn der Treiber 38 in der mit dem Pfeil 47 gegebenen Richtung gedreht wird, werden die Rollen 43 sich in schraubenförmiger Bahn in die Bremstrommel hineinbewegen, so daß zu diesem Vorschub nur wenig oder überhaupt keine weitere Kraft benötigt wird.

Die zu bearbeitende Bremstrommel wird zunächst in einer Ziehpresse gezogen, und zwar in einer Größe, die noch etwas unter der Größe der fertig bearbeiteten Trommel liegt. Das Werkstück wird dann in die Matrize 29 eingebracht. Ist dies geschehen, so wird der umlaufende Treiber 38 in der mit Pfeil 47 angegebenen

*5 Richtung gedreht. Gleichzeitig wird auch das Handrad 21 gedreht, um die Rollen mit dem oberen Rand der Trommel in Berührung zu bringen. Sobald die Rollen in dem vom Treiber mitgenommenen Halter 49 die Trommel berühren, werden sie um ihre Achse gedreht und rollen nun auf der Oberfläche der Trommel und auf dem Treiber 38 ab. Infolge der schrägen Lage der Rollenachse (Winkel 50) schrauben sich die Rollen von selbst in die Trommel hinein, bis sie schließlich in die in Abb. 2 dargestellte tiefste Stellung gelangen. Der Motor 19 wird alsdann umgesteuert, worauf sich die Rollen in der gleichen Weise aus der Trommel herausschrauben. Die Trommel wird somit entsprechend der Matrize 29 genau rund aufgetrieben.

Aus der Reihe der vielen Vorteile, welche sich mit der Verwendung dieser neuen verbesserten Vorrichtung ergeben,· wäre besonders hervorzuheben, daß bei dem gleichzeitig vor sich gehenden , Prägepoliervorgang mittels harter Rollen wie bekannt eine äußerst glatte und vollkommen zylindrische Bremsfläche erzielt wird, die in vielen Beziehungen einer geschliffenen Fläche weit überlegen ist. Hinzu kommt, daß die seitlich nachgiebig bzw. federnd gelagerte Matrize 7" bei dieser neuen Vorrichtung die Notwendigkeit einer absolut genauen Matrizeneinstellung erübrigt.

Claims (1)

1. Patentanspruch: 's

   Matrize zur Aufnahme von HohJzylindern, die an ihrer Innenfläche mittels eines umlaufenden Werkzeuges mit schräg zur Umlaufachse liegenden Prägepolierrollen, im Kreise um einen als Abrollkörper dienenden zentralen Treiber zylindrischer Form angeordnet, bearbeitet werden, dadurch gekennzeichnet, daß — zum Auftreiben zwecks genauer Kalibrierung von Bremstrommeln unter gleichzeitigem Glätten der inneren Bremsfläche — die Matrize aus einem mit zentralem pyramidenstumpfförmigem Zentrierkörper (34) zur Aufnahme des entsprechend ausgesparten Trommelbodens (11) versehenen Unterteil (22) besteht, auf dessen nach oben vorstehendem Kranz (23) ein gegen Federdruck (26, 27) radial etwas beweglicher, ringförmiger Oberteil (24) axial unverschiebbar (Haltering mit Schrauben 28) mit seitlichem Spielraum aufgesetzt ist, der mit radial federnden, auf die Außenfläche der eingesetzten Trommel bremsend wirkenden Reibkörpern (Kugeln 30) versehen ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen