-
Vorrichtung zum Prägepolieren von Seitenflächen bei Drehkörpern, insbesondere
bei Achsbunden von Radsätzen Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum
Prägepolieren bei Drehkörpern, insbesondere bei Achsbunden von Radsätzen, bei der
eine Prägerolle in Richtung der Drehung der zu bearbeitenden Seitenfläche (Werkstückfläche)
an dieser Fläche unter Druck zur Abwälzung kommt.
-
Bei den bekannten Vorrichtungen dieser Art sind die Prägerollen mit
kegeligen Arbeitsflächen versehen. Für die Güte der Prägearbeit kommt es dabei auf
den spezifischen Prägedruck an. Bei den bekannten Prägepoliervorrichtungen kann
nun der Prägedruck deshalb nicht so hoch wie notwendig gewählt werden, weil sich
die Prägerolle mit ihrer kegeligen Arbeitsfläche infolge der elastischen Verformung
ihrer Befestigungsteile und des Supports schief stellt und sich dadurch an der geprägten
Fläche Abweichungen von der geometrisch richtigen Form ergeben. Erfolgt dabei das
Prägepolieren außerdem noch mit Vorschub, dann erzeugt die Prägerolle bei den bekannten
Vorrichtungen eine wellenförmige Oberfläche, wenn die Berührungskante ihrer Arbeitsfläche
durch besondere Mittel parallel zur Achsbundseitenfläche gestellt wird, weil die
kleine Abrundung der Prägerolle, die für das Prägen der Achsbundhohlkehle vorgesehen
ist, in den Werkstoff des Werkstückes eindringt und die erwähnte Welle verursacht.
Wird dagegen die Prägerolle schief gestellt, dann entsteht. wie oben schon erwähnt,
eine kegelige Fläche. Ein weiterer Nachteil der bekannten Vorrichtungen ergibt sich
daraus, daß es nichtmöglich ist, mit der kegeligen Prägerolle die Prägepolierarbeit
durch Abziehen der Prägerolle vom Achsbund sauber zu beenden, weil sich nämlich
bei der Prägepolierfläche ein Absatz
bilden würde. Deswegen wird
bei den bekannten Vorrichtungen die Prägerolle im Quervorschub langsam herausgezogen.
Dabei wird aber die Berührungslinie zwischen der Prägerolle und dem Achsbund immer
kürzer. Da jedoch der Gesamtdruck auf die Prägerolle erhalten bleibt, wird bei diesem
Vorgang der spezifische Druck ständig gesteigert. Infolgedessen werden einige Stellen
nur mit sehr geringem Prägedruck geprägt. Das Oberflächenbild der geprägten Seitenfläche
ist aus diesem Grunde an einigen Stellen infolge zu geringen Druckes unbefriedigend,
während an anderen Stellen die geometrische Form der Seitenfläche infolge zu hohen
Druckes verlassen wird.
-
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe -zugrunde, die erwähnten
Mängel zu vermeiden und ein gleichmäßiges Oberflächenbild der geprägten Fläche zu
erzielen. .Das wird nach der Erfindung dadurch erreicht, daß die Arbeitsfläche der
Prägerolle ballig ausgebildet ist und zusätzlich auch in Richtung des Vorschubs
der Prägerolle der Abwälzung unterliegt. Auf diese Weise wird grundsätzlich die
schädliche Wirkung der Federung der Befestigungsteile ausgeschaltet und der notwendige
Prägedruck wesentlich verringert. Infolge der balligen Ausführung der Prägerolle
kommt bei Federung der Befestigungsteile die Prägerolle lediglich mit einem anderen
Teil ihrer Arbeitsfläche mit der Achsbundseitenfläche in Berührung, ohne daß dadurch
die Form der zu prägenden Oberfläche beeinflußt würde. Durch die kleinere Oberflächenberührung
wird mit gleichem spezifischem Druck die Prägekraft wesentlich geringer. Durch das
Abwälzen der Prägerolle in Vorschubrichtung wird die Berührungsfläche zwischen Prägerolle
und Achsbundseitenfläche gleichmäßig verschoben. Die Oberflächengüte der geprägten
Achsbundseitenfläche wird naturgemäß dadurch verbessert. Durch das Abwälzen der
Prägerolle in Vorschubrichtung schwenkt die kleine Abrundung der Prägerolle für
das Ausprägen der Achsbundhohlkehle von der Achsbundseitenfläche und vom Achsschenkel
fort. Die sonst von dieser kleinen Abrundung verursachten Wellen auf der Achsbundseitenfläche
treten dann nicht auf.
-
Zweckmäßig verläuft das Querschnittsprofil der Arbeitsfläche der Prägerolle
kreisbogenförmig, mit dem Vorteil, daß die Herstellung der Prägerolle gegenüber
der Herstellung einer ellipsen- oder zykloidenförmigen Arbeitsfläche vereinfacht
ist.
-
Bei einer besonderen Ausführungsform der Erfindung ist die Prägerolle
in einer senkrecht zur Werkstückfläche verlaufenden Ebene um eine beim Vorschub
der Prägerolle wandernde Achse schwenkbar, die parallel zur Werkstückfläche verläuft.
Dabei liegt zweckmäßig der h@ittelpunkt des Kreisbogenprofils der Prägerolle in
der Achse, um welche die Prägerolle schwenkt. Daraus ergibt sich der besondere Vorteil,
daß der Schlitten, auf dem die Vorrichtung angeordnet ist, gradlinig quer verschoben
werden kann, um die zusätzliche Abwälzung der Prägerolle zu erzielen. Die gradlinige
Querverschiebung der Vorrichtung erfordert deshalb keine besonderen Mittel, weil
dafür der vorhandene Querschlitten der Drehbank benutzt werden kann.
-
Ein weiterer Vorteil ergibt sich daraus, daß im Sinne der Erfindung
die Prägerolle ihrer Höhenlage nach verstellbar ist. Damit ist die Möglichkeit gegeben,
die Prägerolle in genauer Spitzenhöhe zu halten. Das ist besonders wichtig, da die
Prägerolle nur in genauer Spitzenhöhe in der durch das Abwälzen gegebenen Lage verbleibt.
Um die Stellung der Prägerolle bei Arbeitsbeginn festlegen zu können, ist nach der
Erfindung ein veränderlicher Anschlag vorgesehen, der diese Anfangsstellung begrenzt.
-
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die Prägerolle
in einem kardanartig am Querschlitten aufgehängten bügelförmigen Hebel und der Halter
für den Traghebel der Prägerolle an einer exzentrisch gebohrten und verdrehbaren
Buchse gelagert. Bei dieser Ausführungsform läßt sich die Höhenverstellung der Prägerolle
durch einfaches Verdrehen der Exzenterbuchse erreichen.
-
Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist das gleiche Ziel
dadurch erreicht, daß der Traghebel für die Prägerolle geteilt und der eine, die
Prägerolle tragende Hebelteil gegenüber dem anderen, um die Schwenkachse drehbaren
Hebelteil der Höhe nach verstellbar und feststellbar ist. Bei dieser Ausführungsform
läßt sich die Höhenverstellung der Prägerolle durch besonders einfache Mittel, beispielsweise
durch eine Stellschraube erreichen.
-
Um zu erreichen, daß die in unmittelbarer Nähe des Achsschenkels schwer
unterzubringende Schwenkachse für den Druckhebel der Prägerolle an eine besser zugängliche
Stelle verlegt werden kann, ist nach der Erfindung die Schwenkachse für den Traghebel
der Prägerolle auf einer zykloiden Bahn geführt, während der Prägedruck von einer
Zugfeder entnommen wird, die das freie Ende des Traghebels in Richtung auf die zu
bearbeitende Werkstückfläche zieht.
-
In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsformen als Beispiele der
Erfindung dargestellt. Fig. i zeigt eine ersteAusführungsform in Seitenansicht ;
Fig. 2 ist die gleiche Darstellung in Draufsicht; Fig. 3 ist eine der Fig. 2 entsprechende
Darstellung mit einer anderen Arbeitslage der Prägerolle; Fig. 4 veranschaulicht
eine zweite Ausführungsform in Seitenansicht; Fig. 5 ist die Draufsicht auf die
Darstellung nach Fig. 4 in Richtung des Pfeiles A in Fig. 4 gesehen; Fig. 6 ist
die gleiche Darstellung wie in Fig. 5, jedoch mit einer anderen Arbeitslage der
Prägerolle; Fig.7 zeigt eine Ansicht in Richtung des Pfeiles B in Fig. 6; Fig.8
veranschaulicht eine Seitenansicht einer dritten Ausführungsform; Fig.9 ist die
Draufsicht auf die Darstellung in Fig. B.
-
Die Prägepoliervorrichtung gemäß den Fig. i bis 3 ist auf einem Schlitten
i angeordnet, der auf
einem Support einer Prägepolierbank verschiebbar
ist. Die Prägepoliervorrichtung besteht aus einer Prägerolle 2, einem Traghebel
3 für die Prägerolle 2 und einem Halter 4, der mit einem Zapfen 5 in einer exzentrisch
gebohrten Buchse 6 angeordnet ist. Der Traghebel 3 ist um Zapfen 7 schwenkbar, die
an dem Halter 4 befestigt sind. Die gemeinsame Achse: der Zapfen 7 verläuft parallel
zu der Seitenfläche 8 des Achsbundes 9 eines Achsschenkels io. Die Prägerolle 2
ist um einen fliegenden Zapfen i i drehbar, der am Traghebel 3 befestigt ist. Die
Arbeitsfläche der Prägerolle 2 setzt sich zusammen aus einer kleinen Abrundung 12a,
die der Hohlkehlenahrundtmg des Achsbundes 9 entspricht, und einem anschließenden
Kreisbogen i26, dessen Mittelpunkt in der gemeinsamen Achse, der Zapfen 7 liegt.
Die Arbeitsfläche 126 stellt also einen Teil einer Kugelfläche dar. Mit der Exzenterbuchse
6 ist eine Stellscheibe 13 verbunden, mit der nach Lösen der Schraube 14 der Zapfen
5 und damit die Prägerolle 2 gehoben und gesenkt werden können. Auf diese Weise
läßt sich die Prägerolle 2 genau auf Spitzenmitte einstellen. An dem Traghebel 3
ist ein Arm 15 befestigt, an dem eine Stellschraube 16 angeordnet ist. Diese Stellschraube
bildet einen Anschlag, der auf den Halter 4 trifft und mit dem die Anfangsstellung
der Prägerolle festgelegt werden kann.
-
Bei Beginn der Prägepolierung nimmt die Prägerolle 2 die in Fig. 2
dargestellte Lage ein. Die kleine Abrundung 12a der Prägerolle 2 befindet sich in
Berührung mit der Achsbundhohlkehle. Die gemeinsame Achse der Zapfen 7 befindet
sich gegenüber (lern Übergangspunkt vom Hohlkehlenabrundungskreis und gerader Stirnflächenkante
der Achsbundseitenfläche B. Diese Lage der Prägerolle wird durch die Anschlagschraube
16 festgelegt. Die Achse des fliegenden Drehzapfens i i der Prägerolle 2 steht nicht
rechtwinklig zur Achsschenkelachse, beide Achsen sind vielmehr gegeneinandergeneigt
(s. Fig. 2 und 3). Bei der Drehung des Achsschenkels läuft auch die Prägerolle 2,
durch Reibung mitgenommen, um den Zapfen i i. Es wird nun der Quervorschub des Supports
eingeschaltet und dadurch der Halter 4 parallel zur Achsbundseitenfläche 8 verschoben.
Die Prägerolle 2 wird dabei, in der Querbewegungsrichtung an der Achsbundseitenfläche
festgehalten. Die kreisbogenförmige Arbeitsfläche 126 wälzt sich entsprechend dem
Fortschreiten des Vorschubs auf der Achsbundseitenflä ehe 8 ab. Dabei schwenkt die
Prägerolle 2 um die Zapfen 7. Insgesamt führt die Prägerolle 2 gleichzeitig eine
schnelle Drehbewegung um den Drehzapfen i i und eine langsame Schwenkung um die
Zapfen 7 aus. Dabei wälzt sich die Arbeitsfläche 126 der Prägerolle 2 sowohl in
Drehrichtung der Werkstückfläche 8 als auch in der Vorschubrichttuig des Schlittens
i an der Werkstückfläche 8 ab.
-
Am Ende des Prägepoliervorganges nimmt die Prägerolle 2 die in Fig.
3 gezeichnete Lage ein. Ein ordnungsgemäßes Abwälzen der Prägerolle 2 auf der Achsbundseitenfläche
8 tritt dann nicht ein, wenn die Achse der Prägerolle 2 nicht genau auf Spitzenmitte
liegt. Durch Verdrehung der Exzenterbuchse 6 kann die Achse der Prägerolle 2 jederzeit
mit der Spitzenmitte in genaue Übereinstimmung gebracht werden.
-
Auf der in den Fig.4 bis 7 dargestellten Ausführungsform ist der Traghebel
für die Prägerolle 2 zweiteilig ausgeführt; er besteht aus den beiden Teilen 17
und 18. An dem Hebel 17 ist der Drehzapfen i i für die Prägerolle 2 befestigt, und
zwar durch Vernietung i9. Der Hebel i8 ist um einen Zapfen 7' schwenkbar. Dieser
Zapfen 7' entspricht den Schwenkzapfen 7 bei der Ausführungsform nach den Fig. i
bis 3. Der Hebel 17 ist gegenüber dem Hebel 18 um einen Bolzen 28 herum verschwenkbar.
Mit Hilfe einer Schraube 2'o kann der Hebel 17 in einer bestimmten Schwenklage an
dem Hebel 18 befestigt werden, so daß nach der Befestigung die Hebel 17 und 18 wie
ein einziger einarmiger Hebel wirken, der um den Zapfen 7' schwenkbar ist.
-
Zur Höhenverstellung der Prägerolle 2 dient eine Stellschraube 21,
die in den Hebel 17 mit Gewinde geführt ist und sich auf den Schlitten i abstützt.
Soll die Höhenlage der Prägerolle 2 geändert werden, dann wird die Schraube 2o gelöst
und dann die Schraube 21 verstellt. Dadurch ändert sich die gegenseitige Lage der
beiden Hebel 17 und 18. Nach Einstellung der richtigen Höhe wird dann die Schraube
20 wieder angezogen. Um die Verstellung zu ermöglichen, ist in dem Hebel 17 ein
Langloch 22 vorgesehen, in dem der Schraubenbolzen 2o das erforderliche Spiel hat.
Die übrigen baulichen und wirkungsmäßigen Einzelheiten entsprechen denen der Ausführungsform
nach den Fig. i bis 3.
-
Bei der Ausführungsform nach den Fig. 8 und 9 ist der Schwenkzapfen
7" für den Traghebel 3' der Prägerolle 2 weiter von dem Achsschenkel io entfernt
verlegt als bei den vorher beschriebenen Ausführungsformen. Dadurch kann durch den
Längsvorschub allein der erforderliche Prägedruck auf die Werkstückfläche 8 nicht
ausgeübt werden. Deswegen ist bei dieser Ausführungsform eine Zugfeder 23 vorgesehen,
die den notwendigen Prägedruck erzeugt. Die Feder 23 ist mit ihrem einen Ende an
dem freien Ende des Traghebels 3' befestigt, während das andere Ende der Feder 23
mit Hilfe einer Öse 24 am Support 25 verankert ist. Die Spannung der Feder 23 ist
mit Hilfe einer Flügelmutter 26 einstellbar. Die eingestellte Zugkraft kann an einer
an der Flügelmutter befestigten Skala 27 abgelesen werden.
-
Bei dieser Ausführungsform ist der gradlinige Quervorschub der Prägerolle
durch einen Kurvenvorschub ersetzt. Die beschriebene Kurve entspricht einer Zykloide.
Bei der praktischen Anwendung der Vorrichtung genügt es, wenn der Zapfen 7" annähernd
in der Zykloidenkurve geführt ist, wie das beispielsweise durch einen Schlitten
mit kreisbogenförmiger Bewegung oder auch durch einen Schlitten, mit gradliniger
Bewegung geschehen kann.
-
Die Wirkung der Prägerolle 2 in bezug auf ihre kombinierte Abwälztätigkeit
ist die gleiche wie bei den vorher beschriebenen Ausführungsformen.
Allen
drei dargestellten Ausführungsformen gemeinsam ist das Merkmal, daß bei der Abwälzung
der Prägerolle in Querschubrichtung jeder Punkt der Prägerolle und der mit ihr starr
verbundenen Teile im GrundriB gesehen eine Zykloide ausführt, so daß es nicht darauf
ankommt, wo die Schwenkachse für die Steuerung dieser Bewegung angeordnet ist. Die
drei ausgewählten Lagen der Schwenkachse zeichnen sich durch besondere Vorteile
aus, sei es durch gradlinige Verstellung der Schwenkachse (Fig. i bis 3 und 5 bis
7), wofür vorhandene Supportbewegungen gewählt werden können, sei es durch zwangsläufige
Steuerung der Prägerolle, wodurch andere Einflüsse auf dtn Bewegungsablauf der Prägerolle
ausgeschaltet werden.