DE6941979U

DE6941979U - Rollenpolierwerkzeug.

Info

Publication number: DE6941979U
Application number: DE6941979U
Authority: DE
Original assignee: Madison Industries Inc
Current assignee: Madison Industries Inc
Priority date: 1968-11-19
Filing date: 1969-10-29
Publication date: 1972-06-29
Also published as: DE1954337B2; GB1233306A; GB1233305A; DE1954337A1; DE1954337C3; FR2023637A1; US3555643A

Description

PATENTANWÄLTE

dr. W. Schalk · dipl.-ing. P. Wirth · dipl.-ing. G. Dannenberg

DR. V. SCHMIED-KOWARZIK · DR. P. WEI N HOLD · DR. D. GUDEL

6 FRANKFURTAM MAIN

CR. ESCHENHEIMER STRASSE 89

18. April 1972 _G 69 41 979.0

Da/is

Madison Industries» Inc., Smithfield, Rhode Island / USA

Rollenpoliervrerkzeug

Die Erfindung bezieht sich auf Rollenpolierwerkzeuge, das sind Werkzeuge zur Fertigbearbeitung zylindrischer Oberflächen durch Rollen. Solche Werkzeuge sind heute in der Maschinenindustrie allgemein in Gebrauch und arbeiten unter Verwendung eines konischen Doms, der von einem eine Anzahl konischer Rollen enthaltenden Käfig umgeben ist. Die Rollen werden entweder in eine zu polierende Bohrung eingesetzt oder um eine zylindrische Oberfläche herum angeordnet, und aufgrund der Neigung der Rollen gegenüber der Käfigachse bewegen sich die Rollen automatisch innerhalb der Bohrung oder über die Außenseite der zylindrischen Oberfläche fort und formen dabei die glatte polierte Oberfläche. Es ist in der Maschinenindustrie üblich, solche Werkzeug*? vorzusehen, die nur über einen kleinen Bereich von Größen arbeiten. Es ist jedoch denkbar, für allgemeine Zwecke wenigstens den gleichen hinteren Teil des Doms für einen Bereich von Werkzeuggrößen zu verwenden, so daß theoretisch diese Teile

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des Doms für Käfige unterschiedlicher Größen verwendbar wären. Die bisher bekannte lösbare Schraubverbind .ng des Käfigs hat jedoch keine befriedigenden Ergebnisse gezeitigt, da es praktisch unmöglich ist, den Käfig nach Benutzung des Werkzeugs zu lösen, weil die Gewinde sich festfressen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Schwierigkeiten zu beheben und weiter ermöglicht es die Erfindung, eine verbesserte Art der Einstellung des Käfigs gegenüber dem Dorn zu schaffen, was gemäß der Erfindung durch Einstellmittel erreichbar ist, die eine Auslösefeder dazu verwenden, die Einstellmittel in ihrer Lage zu halten.

Die Erfindung betrifft demnach ein Rollenpolierwerkzeug mit einer Rollenkäfiganordnung, die leicht vom Hauptkörper des Werkzeugs lösbar ist, sowie verbesserte Einstellmittel zum Einstellen der Lage des Käfigs gegenüber dem Dorn.

Demnach kennzeichnet sich ein Rollenpolierwerkzeug nach der Erfindung dadurch, daß der Dorn einen vorderen Teil von konischer Außenform, an dem die Rollen anliegen,und einen hinteren Teil aufweist sowie lösbare Verbindungsmittel für die beiden Teile, die von einem Teil des Käfigs umgeben sind, der Einrichtungen aufweist, welche einen Zugang zu den Ver bindungsmitteln zwecks Lösung der beiden Teile des Doms voneinander ermöglichen. Weiter sieht die Erfindung die Ausbildung eines Rollenpolierwerkzeugs mit einem von einem Rollenkäfig umgebenen Dorn vor, das sich dadurch kennzeichnet, daß der Käfig gegenüber dem Dorn axial bewegbar ist, daß Anschlagmittel zur Begrenzung der axialen Relativbewegung in der einen Richtung vorgesehen sind, sowie lösbar an den Anschlagmitteln befestigte Einstellmittel zum Einstellen der Anschlagmittel längs des Doms und eine in der entgegengesetzten Richtung wirksame Feder, welche einerseits den Eingriff der Anschlagmittel und andererseits den lösbaren

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Eingriff der Einstellmittel bewirkt.

Ein Rollenpolierwerkzeug nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist einen Dorn mit einem vorderen, außen konischen Teil und einem hinteren Teil auf, wobei beide Teile komplementäre Bereiche für gegenseitigen Eingriff aufweisen, die so geformt und angeordnet sind, daß sie durch Relativbewegung in Richtungen parallel zur Längsachse des Doms und ohne relative Drehbewegung in und außer Eingriff gebracht werden können und den vorderen und hinteren Teil des Dorns antriebsmäßig verbinden, wenn sie sich in Eingriff befinden; wobei ein Rollenkäfig wenigstens den vorderen Teil des Dorns umgibt und eine Anzahl an dessen konischem Umfang anliegender Rollen enthält; wobei lösbare Verbindungsmittel zwischen diesen Bereichen angeordnet sind, um sie in Eingriff zu halten, währeid der Käfig einen Zugang zu diesen Verbindungsmitteln ermöglicht; wobei am Dorn gelagerte Anschlagmittel zur Begrenzung der Relativbewegung des Käfigs in der einen axialen Richtung vorgesehen sind, sowie Einstellmittel für die Lage der Anschlagmittel längs des Dorns und ein lösbar mit den Einstellmitteln in Eingriff bringbares Sperrglied, welches die gewünschte Lage auf dem Dorn sichert und schließlich eine in der anderen axialen Richtung wirkende Feder, mittels deren das Sperrglied lösbar mit den Einstellmitteln und zugleich der Käfig in Eingriff mit den Anschlagmitteln bringbar ist.

Die genannten komplementären Bereiche an den beiden Teilen des Dorns können einen Zapfen von gegenüber dem Rest des Teils vermindertem Querschnitt aufweisen und eine den Zapfen aufnehmende öffnung in dem anderen Teil. Die Bereiche können z.B. auch eine Zunge an dem einen Teil und einen diese Zunge aufnehmenden komplementären Schlitz an dem anderen Teil aufweisen. Bei solchen Anordnungen kann das Sperrelement ein von sich ergänzenden Bohrungen in dem Zapfen und in dem anderen Teil aufgenommener Stift sein, wobei die Bohrungen sich quer zur Längsachse des Dorns erstrecken. Der Käfig

kann entsprechend mit Aussparungen oder Bohrungen versehen sein, die auf die Bohrungen in den beiden Teilen des Dorns ausrichtbar sind, um einen Zugang zu dem Stift zu ermöglichen.

Die Bereiche können eine konische mit einer Keilnut versehene Bohrung in dem einen Teil und einen von dieser Bohrung aufzunehmenden konischen Zapfen mit einem in die Keilnut eingreifenden Keil bzw., Vorsprung am anderen Teil enthalten. Bei dieser Ausbildung kann die konische Bohrung zweckmäßig im vorderen Teil des Dorns vorgesehen sein, und als Sperrglied kann eine von einer axialen Gewindebohrung im Ende des konischen Zapfens aufgenommene Schraube dienen, deren Kopf mit dem .orderen Teil des Dorns in Eingriff treten kann. Dabei kann das am freien Ende des vorderen Dornteils liegende Ende des Käfigs offen sein, um den Zugang zum Kopf der Schraube zu ermöglichen.

Einstellmittel können vorgesehen sein₉ um die Lage des Dorns gegenüber dem Käfig zu ändern und können eine auf den Dorn aufgeschraubte Mutter in einem auf diese aufgekeilten Gehäuse für Drehung mit und axiale Relativbewegung gegenüber dem Gehäuse aufweisen, wobei das Gehäuse unter Federwirkung steht. Eine auf den Dorn aufschraubbare Sperrmutter kann vorgesehen sein, um einen auf den Dorn aufgekeilten und relativ zu diesem axial bewegbaren Ring gegen Bewegung in der genannten einen Richtung zu halten, wobei dieser Ring gegenüber dem Gehäuse drehbar, jedoch axial mit diesem bewegbar ist.

Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise näher beschrieben, und zwar zeigen:

Fig. 1 einen Axialschnitt durch eine erste Ausführungsform eines Rollenpolierwerkzeugs nach der Erfindung;

- 5 Fig. 2 eine Endansicht des Werkzeugs nach Fig. 1;

Fig. 3, 4 und 5 Querschnitte nach den Linien 3-3, bzw. 4-4 bzw. 5-5 der Fig. 1;

Fig. 6 in auseinandergezogener Darstellung die Kupplungsteile des Werkzeugs der Fig. 1 für die relative Einstellung des Rollenkäfigs gegenüber dem Dorn;

Fig. 7 in auseinandergezogener Darstellung eine abgewandelte Ausführungsform der lösbaren Verbindung der beiden Teile des Doms, und

Fig. 8 einen Schnitt durch eine weitere Ausführungsform einer lösbaren Verbindung der beiden Teile des Doms.

In Fig. 1 ist der Dorn als Ganzes mit 10 bezeichnet und weist einen hinteren Schaftteil 11 auf, über dessen freies Ende der Antrieb erfolgt, sowie einen sich verjüngenden bzw. konischen vorderen Teil 12. Eine Aussparung 14 im vorderen Teil 12 nimmt teleskopisch einen Zapfen 15 des Schaftteils 11 auf, der durch einen längs geschlitzten, rohrförmigen, zylindrischen, federnden Stift 16 gesichert wird, der sich durch fluchtende Öffnungen 17 und 18 des vorderen Teils 12 und des Schaftteils 11 erstreckt.

Fig. 7 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform für die Verbindung der beiden Teile des Doms, bei der ein vorderer Teil 12' sich mit einem Zapfen 20 von verringertem Querschnitt in eine Öffnung 21 des Schaftteile 11' erstreckt, die mit; flachen Abschnitten 22 und 23 einen Schlitz zur Aufnahme der gleichfalls flachen Oberflächen 24 und 25 einer am vorderen Teil 12' ausgebildeten Zunge bildet. Eine Gewindeöffnung 26 des Teils 11' nimmt eine (nicht gezeigte) Stiftschraube auf, die sich in eine konische Vertiefung 27 des Zapfens 20

erstreckt und so die beiden Teile des Doms in ihrer Lage sperrt, Fig. 8 zeigt eine weitere Ausführungsform mit einem verjüngten Ende 20' des Schaftteils 11·' und einem auf diesem bei 28 verkeilten konischen vorderen Teils 12'', wobei die Teile durch eine stirnseitig in das verjüngte Ende 20 eingeführte Schraube 29 in ihrer Lage gehalten werden, deren Kopf am vorderen konischen Teil 12'' angreift. Der (nicht gezeigte) Käfig ist an diesem Ende offen, um Zugang zu der Schraube 29 zu geben.

Bei jeder dieser Ausführungsformen bilden die Teile 12 bzw. 12' bzw. 12'· einen vorderen Teil des Doms und die Schaftteile 11 bzw. 11' bzw. 11·' einen hinteren Teil des Doms, wobei diese beiden Teile jeweils komplementäre, miteinander in Eingriff bringbare Bereiche 14, 15; 20, 24, 25 und 21, 22, 23; sowie 20' und die Bohrung in 12'' aufweisen. Es ist somit ersichtlich, daß die beiden Teile des Doms ohne relative Drehung miteinander in Eingriff gebracht und wieder gelöst werden können.

Nun zu Fig. 1 zurückkehrend ist hier ein den vorderen Teil 12 des Doms umgebender Käfig 30 gezeigt, mit einer Anzahl Öffnungen zur Aufnahme von Rollen 32, die an der konischen Oberfläche 19 des vorderen Dornteils angreifen. Die Öffnungen und die Rollen sind ganz leicht in bezug auf Ebenen durch die Dornachse geneigt, um eine natürliche Tendenz zur Entwicklung eines schraubenförmigen Bewegungswegs zu erhalten, der die Rollen 32 zum dickeren Ende der konischen Oberfläche 19 hin verlagert. Der Käfig 30 erstreckt sich über die teleskopische Verbindung zwischen dem vorderen Teil des Dorns und dem Schaftteil hinaus und v/eist diametral einander gegenüberliegende Öffnungen 33 und 34 auf, die in Fluchtung mit den Öffnungen 17 und 18 zu bringen sind, so daß der Federstift 16 aus seiner Sperrstellung getrieben werden kann, um den vorderen Teil des Dorns vom Schaftteil zu lösen. Ein von dem Käfig 30 trennbarer Ansatz 35 des Käfigs umgibt den

Schaftteil 11 des Dorns und ist mit dem Käfig durch eine Stiftschraube 37 lösbar verbunden, die in eine Aussparung 36 eines Abschnitts 38 des Ansatzes 35 eingreift, wobei der Abschnitt 38 teleskopisch in eine erweiterte Bohrung 39 am inneren Ende des Käfigs 30 hineinragt.

Die Steuerung der axialen Relativstellungen von Käfig und Dorn ergibt sich aus folgendem.

Der Dornschaft 11 ist über einen Teil seiner Länge mit Außengewinde 40 versehen sowie mit einer von seinem vorderen Ende aus axial sich erstreckenden Keilnut 41. Ein einstückiges Gehäuse 42 umgibt einen wesentlichen Teil des mit Gewinde 40 versehenen Dornabschnitts und enthält weitere funktionelle Teile. Durch ein Ende 43 des Gehäuses erstreckt sich ein Kupplungsring 44, der mit einem verbreiterten Teil 45 an der Innenseite 46 des Gehäuseendes 43 anliegt. Der Ring 44 ist gegen Axialbewegung im Gehäuse durch einen Sprengring 47 in der Innenwand des Gehäuses gesichert und im Gehäuse frei drehbar, während er mit einem Vorsprung 48 in die Keilnut 41 des Dorns eingreift. Die Stirnseite 49 des Ringes (Fig. 6) weist eine Anzahl von Zähnen 50 auf, die in ausgewählte Zwischenräume 51 einer auf das Gewinde 40 des Dorns aufgeschraubten Mutter 52 eingreifen. Eine Relativdrehung zwischen dem Ring 44 und der Mutter 52 ist möglich, indem die Zähne aus den Zwischenräumen 51 zurückgezogen werden. Eine Keilnut 53 der Mutter 52 nimmt einen sich vom Gehäuse 52 nach innen erstreckenden Stift 54 auf, so daß die Mutter 52 und das Gehäuse gegen Relativdrehung gesichert sind, obwohl eine axiale Relativbewegung möglich ist.

Eine auf das Gewinde 40 aufgeschraubte und am freien Ende des Ringes 44 angreifende Sperrmutter 55 sichert den Ring gegen eine Bewegung nach rechts in Fig. 1. Ein als Anschlag dienendes Druckkugellager 56 ist längs des mit Gewinde 40 versehenen Dornabschnitts axial frei bewegbar, liegt an der

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Mutter 52 an und kann mit dieser bei deren Drehung relativ zum Dom axial verschoben werden. Das Kugellager 56 steht in Eingriff mit dem Käfigansatz 35, so daß bei Drehung der Mutter 52 in Richtung zum vorderen Ende des Doms der Käfigansatz 35 und der Käfig 30 gleichfalls in diese Richtung gegenüber dem Dorn bewegt werden. Eine Feder 60 stützt sich gegen Zwinchenlegscheiben 61 und 63 und drückt erstere gegen den Sprengring 62, der einen Anschlag am Käfigansatz bildet, während die Scheibe 63 gegen einen einen Anschlag an der Innenseite des Gehäuses bildenden Sprengring 64 anliegend in der entgegengesetzten Richtung gedruckt wird_r so daß die Feder 60 das Gehäuse 42 nach links in Fig. 1 und den Käfigansatz nach rechts in Fig. 1 gegen das Kugellager 56 bewegt. Das Gehäuse 42 kann gegenüber dem Dorn nach rechts in Fig. 1 verschoben werden, wobei die Feder 60 zusammengedrückt und der Ring 44 außer Eingriff mit der Mutter 52 gebracht wird, nachdem die Sperrmutter 55 auf dem Gewinde 40 des Doms nach rechts weitergeschraubt wurde.

Zur relativen Einstellung zwischen Käfig und Dorn kann das Gehäuse 42 gemäß der Darstellung in Fig. 1 nach rechts gezogen werden, um die Kupplung zwischen dem Ring 44 und der Mutter außer Eingriff zu bringen, worauf eine Relativdrehung des Gehäuses gegenüber dem Dorn möglich ist, um die Mutter 52 und das Kugellager 56 in der einen oder der anderen Richtung zwecks Änderung derjenigen Länge zu bewegen, mit der das konische Ende bzw. Vorderteil des üorns am Käfig mit den darin befindlichen Rollen angreifen kann.

Die Wirkung der axialen Bewegung des Gehäuses 42 gegenüber dem Dorn 11, 12 bzw. 10 ist eine Bewegung des Druckkugellagers 56, welches die Bewegung des Käfigs 30 in einer axialen Richtung, und zwar nach rechts in Fig. 1, in bezug auf das Gehäuse 42 begrenzt und damit in bezug auf den Dorn. Das Kugellager 56 "bestimmt damit die Grenz stellung, bis zu der die Rollen 32 sich in Richtung auf den größeren Durchmesser der konischen

Oberfläche 19 zu bewegen dürfen, da — wie oben erwähnt - die Rollen eine natürliche Tendenz zu einem schraubenförmigen Weg auf den größeren Durchmesser der konischen Oberfläche 19 zu entwickeln. Die Einstellung des Arbeitsdurchmessers des Werkzeugs besteht in der Festlegung der Grenzstellung der Rollen bei ihrer Bewegung längs der konischen Oberfläche 19.

Wenn die axiale Bewegung des Doms gegenüber dem Werkstück angehalten wird, wie etwa durch Abschalten des Dornvorschubs in das bzw. über dem zu polierenden Teil, so ergibt sich für die schraubenförmige Bewegung der Rollen gegenüber dem Werkstück eine Tendenz, die Rollen gegen den geringeren Durchmesser der konischen Oberfläche 19 hin zu bewegen, und die Käfigteile 30, 35 machen eine axiale Bewegung nach links gegenüber dem Gehäuse 42, wobei die Feder 60 zusammengedrückt und der wirksame Arbeitsdurchmesser verringert wird, weil die Rollen an dem Dornteil mit kleinerem Durchmesser anliegen. Während des gesamten Vorgangs liegt das Gehäuse 42 gegenübei dem Dorn dank der Verbindung 48, 53 fest. Die Feder 60 verbleibt zwischen den Zwischenlegscheiben 61 und 63.

Aus vorstehendem ergibt sich, daß die Feder 60 als eine Einrichtung wirkt, die ein Auslösen gestattet, und zwar durch die Förderung des Käfigs nach vorn zu dem Dornende mit kleinerem Durchmesser und daß sie außerdem dazu dient, den Ring 44 und die Mutter 52 in Eingriff zu halten, bzw. diesen Eingriff durch Auseinanderziehen der Teile zu lösen gestattet, um dann das als Anschlag dienende Druckkugellager 56 einzu stellen. Die einzige Feder 60 hat also im vorliegenden Fall eine doppelte Wirkung und ersetzt zwei sonst erforderliche Federn.

Claims

Potentanwälte . .,ΚρΙ.-Ιη&Ρ. Wir* ,. 1: br. V. ScKmidd'-KftVarzik, · · ; Diöl-Ing. G. Dcnhenberfc Dr. P. Weinhoid, Dr. D. Gudel 6 Frankfurt/M.,Gr. Eschenheimer SIr. 39 14. Februar 1972- G 69 41 979.0 Da/is Madison Industries, Inc. Schutzansprüche

1. Rollenpolierwerkzeug mit einem in seinem Vorderteil konisch verjüngten Dorn und einem eine Anzahl von am vorderen Teil des Doms anliegenden Rollen enthaltenden Käfig, wobei der vordere Teil des Doms mit einem hinteren Teil lösbar verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß das vordere und das hintere Teil (12, 11; 12', 11«; 12", 11··) des Doms komplementär geformte, durch axiale Relativbewegung in und außer Eingriff bringbare Kupplungselemente (14, 15; 20, 21; 20') sowie die Kupplungselemente sichernde, lösbare Sperrmittel (16; 26, 27; 29) aufweisen, die durch mindestens eine Öffnung (z.B. 33, 34) im Käfig (30) zugänglich sind.

2. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ansatz (35) des Käfigs den hinteren Teil (11) des Doms umgibt und daß der Käfig (30) für gemeinsame Bewegung lösbar mit dem Ansatz (35) verbunden ist.

3. Rollenpolierwerkzeug mit einem Dorn und einem diesen umgebenden Rollenkäfig, insbesondere nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Käfig (30) gegenüber dem Dorn (10) axial bewegbar ist, daß Anschlagmittel (52, 56) zur Begrenzung der axialen Relativbewegung in der einen Richtung vorgesehen sind, sowie lösbar an den Anschlagmitteln befestigte Einstellmittel (44) zum Einstellen der Anschlagmittel längs des Doms und eine in der entgegengesetzten Richtung wirksame Feder (60), welche einerseits den Eingriff der

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Anschlagmittel und andererseits den lösbaren Eingriff der Einstellmittel bewirkt.

4. Werkzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellmittel (44) eine mit dem Dorn (10) in
Gewinde eingriff stehende Mutter (52) und ein auf die
Mutter aufgekeiltes, jedoch relativ zu dieser axial
bewegoares Gehäuse (42) aufweisen.

5. Werkzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ring (45) relativ zu dem Gehäuse (42) drehbar, jedoch axial mit diesem bewegbar vorgesehen ist, wobei der Ring gegenüber dem Dom (10) axial bewegbar, jedoch zu gemeinsamer Drehung mit diesea auf den Dorn aufgekeilt ist.

6. Werkzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine auf den Dona (10) aufgeschraubte Sperrmutter (55) den Ring (45) in seiner eingestellten Lage hält.

Pate

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