DE9415530U1 - Glattwalzwerkzeug - Google Patents
GlattwalzwerkzeugInfo
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B39/00—Burnishing machines or devices, i.e. requiring pressure members for compacting the surface zone; Accessories therefor
- B24B39/02—Burnishing machines or devices, i.e. requiring pressure members for compacting the surface zone; Accessories therefor designed for working internal surfaces of revolution
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Description
9842GA.DOC
Glattwalzwerkzeug
Die Erfindung betrifft ein Glattwalzwerkzeug für die Bearbeitung von Oberflächen mittels Glattwalzrollen, welche
in Richtung gegen die Oberfläche andrückbar sind, bestehend aus mindestens einer Glattwalzrolle und mindestens einer
zugeordneten Stützrolle, die alle in einem Lagerkörper drehbar gehalten sind, der seinerseits mit einem
Einspannkörper verbunden ist.
Ein solches Glattwalzwerkzeug ist beispielsweise aus der DE 34 05 704 Al bekannt, in der ein Glattwalzwerkzeug für
die Innenbearbeitung von Bohrungen mit großem Durchmesser beschrieben ist. Mittels Glattwalzrollen, welche
kraftschlüssig gegen die Bohrungswandung anlegbar sind, werden die auf einer vorbearbeiteten Oberfläche vorhandenen
Rauhigkeiten geglättet. Dabei wird die Umformbarkeit der oberflächennahen Werkstoffschicht genutzt, um mittels der
Glattwalzrolle Erhöhungen senkrecht zur Oberfläche niederzudrücken und die dazwischen liegenden Täler von
unten her aufzufüllen. Die Glättung erfolgt somit durch das Fließen der gesamten oberflächennahen Werkstoffschicht. Zur
Erzeugung des hierfür erforderlichen dreidimensionalen Spannungszustandes in der Werkstückoberfläche, wird die
Glattwalzrolle mit einer hohen Kraft, gegen die zu glättende Oberfläche angedrückt, damit an der Kontaktstelle
zwischen Oberfläche und Glattwalzrolle die WerkstoffStreckgrenze überschritten wird und lokal eine
plastische Verformung des Werkstoffes hervorgerufen wird.
Außerdem wird eine Relativbewegung zwischen Glattwalzrolle
und Werkstück erzeugt, so daß die gesamte Werkstückoberfläche überstrichen wird. Zur Bearbeitung der
Innenoberfläche ist bei dem bekannten Werkzeug jede
Glattwalzrolle auf einem radial beweglich mit einem Werkzeugkörper verbundenen Träger angeordnet.
Grundsätzlich unterscheidet man formschlüssige Werkzeuge, die vor dem Einsatz auf ihren Bearbeitungsdurchmesser
eingestellt werden, ohne daß sich während des Bearbeitungsvorganges der Werkzeugdurchmesser ändert.
Derartige Werkzeuge haben den Vorteil, daß sie kleine Abmessungen aufweisen, was für die Innenbearbeitung von
Bohrungen von Vorteil ist. Darüber hinaus kennt man kraftschlüssige Werkzeuge. Diese Werkzeuge werden nicht
voreingestellt. Stattdessen werden sie mit einer definierten Kraft gegen die Werkstückoberfläche gedrückt.
Derartige kraftschlüssige Werkzeuge, werden mit Federpaketen ausgestattet, die die Fertigungstoleranzen des
Werkstückes und Positionierfehler der Maschine ausgleichen und für eine nahezu konstante Walzkraft und ein
gleichbleibendes Arbeitsergebnis sorgen.
Durch ihre Federpakete weisen diese Werkzeuge jedoch nachteilig große Abmessungen auf, die insbesondere bei der
Innenbearbeitung von Bohrungen stören.
Schließlich erfordern die Federpakete dieser Werkzeuge einen höheren Fertigungsaufwand, der sich nachteilig auf
den Preis solcher Werkzeuge auswirkt.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Glattwalzwerkzeug anzugeben, das kleine Abmessungen aufweist und das
kraftschlüssige- Bearbeiten von Oberflächen ermöglicht.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Lagerkörper und der Einspannkörper als zusammenhängendes einstückiges Teil
geformt ist, das eine Schwächung aufweist, die das Teil in einen Lagerkörper und einen Einspannkörper gliedert. Durch
die Schwächung können sich Lagerkörper und Einspannkörper zueinander federnd verlagern.
• ·
Die Federwirkung dieser Schwächung ist besonders vorteilhaft, wenn die Schwächung als Schlitz mit einer
Eintiefrichtung ausgebildet ist, die im wesentlichem quer zur Andrückrichtung vorgesehen ist. Ein solcher Schlitz
weist nämlich unterschiedliche Federeigenschaften auf, je nach dem in welcher Richtung das stehengebliebene Material
belastet wird.
Wenn der Schlitz eine Sohle aufweist, deren Richtung im wesentlichen senkrecht zur Drehachse der Glattwalzrolle
vorgesehen ist, verhält sich der verbliebene Materialsteg so, daß die Glattwalzrolle in Walzrichtung steif abgefedert
ist, während in Vorschubrichtung eine weichere Federung wirkt.
Dadurch daß die Sohle des Schlitzes im Bereich der Lagerung der Glattwalzrolle vorgesehen ist, kann die Glattwalzrolle
auch in Richtung ihrer Anpresskraft nachgeben. Dies ermöglicht die gleichmäßige Anlage des Werkzeugs.
Wenn Einspannkörper und Lagerkörper eine gemeinsame ebene Fläche aufweisen, kann diese Fläche als Referenzfläche beim
Einspannen des Werkzeugs dienen.
Solange ein einziger Schlitz vorgesehen ist, verändert sich beim Ausweichen der Rolle auch die Richtung ihrer Drehachse
entsprechend. Die Folge ist, daß sich ein vorgegebener Freiwinkel dabei ebenfalls ändert. Dieses Verhalten kann
man--·vermeiden, wenn ein zweiter Schlitz mit einer Eintiefrieh.tung·. vorgesehen ist, die der Eintiefrichtung des
ersten Schlitzes entgegengesetzt ist, wobei die Schlitze sich überlappend ausgebildet sind.
Ein solches Werkzeug ist auch für die Innenbearbeitung geeignet, wenn mehrere Glattwalzwerkzeuge, vorzugsweise
zwei, mit ihren Glattwalzrollen auf einem gemeinsamen
Flugkreis angeordnet und ein Innenglattwalzwerkzeug bildend verbunden sind.
Damit dasselbe Werkzeug auch für unterschiedliche Bohrungsdurchmesser verwendet werden kann, ist vorgesehen,
daß der Abstand der Glattwalzwerkzeuge einstellbar ausgebildet ist.
Die Erfindung wird in einer bevorzugten Ausführungsform
unter Bezugnahme auf eine Zeichnung beschrieben, wobei weitere vorteilhafte Einzelheiten den Figuren der Zeichnung
zu entnehmen sind. Funktionsmäßig gleiche Teile sind dabei mit denselben Bezugszeichen versehen.
Die Zeichnungen zeigen im einzelnen:
Fig. 1 eine Seitenansicht des Glattwalzwerkzeuges, teilweise gebrochen,
Fig. 2 eine Seitenansicht des Glattwalzwerkzeuges gemäß
Pfeil II aus Fig. 1.
Fig. 3 eine Aufsicht auf eine Schloßplatte der Glattwalzrolle,
Fig. 4 die Glattwalzrolle,
Fig. 5 eine Seitenansicht des Glattwalzwerkzeuges mit
zwei Schlitzen,
Fig ^ "6 " eine Seitenansicht des Glattwalzwerkzeuges für
"'■ die Innenbearbeitung,
Fig. 7 eine Seitenansicht des Glattwalzwerkzeuges gemäß VII in Fig. 6.
In Fig. 1 bezeichnet 1 ein Glattwalzwerkzeug für das Glätten von Oberflächen. Am oberen Ende ist eine
Glattwalzrolle 2 angeordnet, die zur Anlage an die zu
bearbeitende Werkstückoberfläche vorgesehen ist. Diese
Rolle weist einen relativ kleinen Durchmesser auf, damit sie bei der Bearbeitung einen die Fließgrenze des
Werkstoffes überschreitenden Spannungszustand in der
Werkstückoberfläche erzeugen kann. Die hierzu erforderlichen hohen Anpreßkräfte werden durch mittels zwei
in Kontakt mit der Glattwalzrolle stehende Stützrollen 3 und 4 abgeleitet, deren Durchmesser wesentlich größer ist
als der der Glattwalzrolle. Die Durchmesser sind so aufeinander abgestimmt, daß nur die Glattwalzrolle das
Werkstück berührt und die Stützrollen die Glattwalzrolle
dabei abstützen.
Die Rollen 2, 3, 4 sind in einem Lagerkörper 5 drehbar gehalten. Dieser setzt sich nach unten als Einspannkörper &bgr;
mit den erforderlichen Spannflächen 7, 8, 9 und 10 fort. Pfeil 11 zeigt die Vorschubrichtung. Damit sich bei der
Bearbeitung ein Freiwinkel der Glattwalzrolle hinter dem Radius einstellt, sind die Drehachsen 12, 13, 14 gegenüber
der Vorschubrichtung 11 etwas geneigt. Die Reaktionskräfte
entgegen der Vorschubrichtung werden von einer Stützplatte 16 aufgefangen. Eine Sicherungsplatte 17 hält
die Andrückrolle in ihrer Lage. Die Stützrollen 3, 4 sind mittels Schrauben 18, 19 im Lagerkörper 5 gehalten.
Ein Schlitz 20 ist so entgegen der Vorschubrichtung eingetieft, daß sich die Sohle 21 des Schlitzes 20 bis in
den Bereich des Lagerkörpers erstreckt. Das Glattwalzwerkzeug erfährt auf diese Weise eine Schwächung,
die den gesamten Lagerkörper 5 unter der Anpreßkraft des Werkzeuges federnd zurückweichen läßt. Dabei verringert
sich etwas der Freiwinkel.
Die Sicherungsplatte 17, die die Glattwalzrolle in Position hält, ist durch Schraube 22 gegen Herausfallen gesichert,
wie dies in Fig. 2 dargestellt ist. Fig. 3 zeigt die
Sicherungsplatte in einer Aufsicht und Fig. 4 die Seitenansicht der Glattwalzrolle. Der untere Teil der
schlüssellochartigen Öffnung 23 in Platte 17 hat einen Durchmesser, der größer als der Durchmesser der
Glattwalzrolle 2 ist. Dadurch kann die Glattwalzrolle durch die Öffnung 23 hindurchgesteckt werden. Im Bereich
eines Einstichs 24 wird die Platte nach unten geschoben, so daß die beiden im verengten Bereich 25 vorgesehenen
parallelen Kanten der Öffnung 23 in den Einstich 24 schieben und dadurch eine axiale Fixierung der
Glattwalzrolle 2 erreichen. In dieser Lage wird die Sicherungsplatte 17 mittels Schraube 22, die durch Öffnung
2 6 hindurchgesteckt wird, befestigt.
Fig. 5 zeigt ein Glattwalzwerkzeug, das parallel zum Schlitz 20 einen in entgegengesetzter Richtung eingetieften
zweiten Schlitz 27 aufweist, Schlitze 20 und 27 überlappen sich derartig, daß Lagerkörper 5 im wesentlichen parallel
zurückweicht. Die sich einstellende Federkonstante ist in der Zeichenebene niedriger, als senkrecht zur Zeichenebene.
In Fig. 6 ist ein Werkzeug für die Innenbearbeitung gezeigt. Zu diesem Zweck sind zwei Werkzeuge so miteinander
verbunden, daß die Glattwalzrollen 2 sich im Inneren der Bohrung gegenüberliegen. Mittels eines
Verstellmechanismus 28 kann der Abstand der beiden Glattwalzrollen 2 verändert werden. Dabei ist durch
Führungsstangen 29, 30 sichergestellt, daß sich die Winkellage der.Werkzeuge zueinander nicht verändert. Die
strichpunktierte Kreislinie deutet dabei die Kontur der Bohrung im Werkstück an. Das Werkzeug kann somit in
Pfeilrichtung 32 zugestellt werden. Ein Werkzeughalter ist in geeigneter Weise zur Befestigung des Werkzeugs
ausgebildet.
Auf diese Weise ist ein Glattwalzwerkzeug für die Innen-
und Außenbearbeitung von Oberflächen geschaffen, das bei geringen Abmessungen einfedern kann und vorteilhaft präzise
und günstig zu fertigen ist.
Für spezielle Flächenformen, insbesondere zum Festwalzen im Bereich von Kerben hochbelasteter Werkstücke, kann das
Kontaktelement zur Werkstückoberfläche nicht nur als Rolle, sondern auch als Kugel oder als ein anderes angepaßtes
Formteil ausgebildet sein.
Durch Variation der Schlitztiefe können die Federeigenschaften des Werkzeugs dem jeweiligen
Anwendungsfall angepaßt werden.
Bezugszeichenliste
1 | Glattwalzwerkzeug | 22 | Schraube |
2 | Glattwalzrolle | 23 | Öffnung |
3 | Stützrollen | 24 | Einstich |
4 | Stützrollen | 25 | Bereich |
5 | Lagerkörper | 26 | Öffnung |
&bgr; | Einspannkörper | 27 | Schlitz |
7 | Spannfläche | 28 | Verstellmechanismus |
8 | Spannfläche | 29 | Führungsstange |
9 | Spannfläche | 30 | Führungsstange |
10 | Spannfläche | 31 | Bohrung |
11 | Pfeil | 32 | Zustellrichtung |
12 | Drehachse | 33 | Werkzeughalter |
13 | Drehachse | ||
14 | Drehachse | ||
15 | Radius | ||
16 | Stützplatte | ||
17 | Sicherungsplatte | ||
18 | Schrauben | ||
19 | Schrauben | ||
2 0 '" | Schlitz | ||
21 | Sohle |
Claims (9)
1. Glattwalzwerkzeug für die Bearbeitung von Oberflächen mittels Glattwalzrollen, welche in Richtung gegen die
Oberfläche andrückbar sind, bestehend aus mindestens einer Glattwalzrolle und mindestens einer
zugeordneten Stützrolle, die alle in einem Lagerkörper drehbar gehalten sind, der seinerseits
mit einem Einspannkörper verbunden ist, d a durch gekennzeichnet, daß der Lagerkörper (5) und der Einspannkörper (6) als
zusammenhängendes einstückiges Teil geformt ist, das eine Schwächung aufweist, die das Teil in einen
Lagerkörper (5) und einen Einspannkörper (6) gliedert.
2. Glattwalzwerkzeug nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Schwächung als
Schlitz (20) mit einer Eintiefrichtung (32) ausgebildet ist, die im wesentlichem quer zur
Andrückrichtung vorgesehen ist.
3. Glattwalzwerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß der Schlitz (20) eine Sohle (21) aufweist, deren Richtung im wesentlichen senkrecht zur Drehachse (12) der
■· ■Glattwalzrolle (2) vorgesehen ist.
4. Glattwalzwerkzeug nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Sohle (21) des Schlitzes (20) im Bereich der Lagerung
der Glattwalzrolle (2) vorgesehen ist.
5. Glattwalzwerkzeug nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß
Einspannkörper (6) und Lagerkörper (5) eine gemeinsame ebene Fläche aufweisen.
6. Glattwalzwerkzeug nach Anspruch 1, 2, 3, 4 oder 5,
dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter Schlitz (27) mit einer Eintiefrichtung vorgesehen ist, die der Eintiefrichtung des ersten
Schlitzes (20) entgegengesetzt ist.
7. Glattwalzwerkzeug nach Anspruch 1, 2, 3, 4, 5 oder 6,
dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze (20,27) sich überlappend ausgebildet sind.
8. Glattwalzwerkzeug nach Anspruch 1, 2, 3, 4, 5, 6,
oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Glattwalzwerkzeuge, vorzugsweise zwei, mit ihren Glattwalzrollen (2) auf
einem gemeinsamen Flugkreis angeordnet und ein Innenglattwalzwerkzeug bildend verbunden sind.
9. Glattwalzwerkzeug nach Anspruch 1, 2, 3, 4, 5, 6,
oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Glattwalzwerkzeuge einstellbar ausgebildet ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE9415530U DE9415530U1 (de) | 1994-09-19 | 1994-09-19 | Glattwalzwerkzeug |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE9415530U DE9415530U1 (de) | 1994-09-19 | 1994-09-19 | Glattwalzwerkzeug |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE9415530U1 true DE9415530U1 (de) | 1994-12-15 |
Family
ID=6914145
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE9415530U Expired - Lifetime DE9415530U1 (de) | 1994-09-19 | 1994-09-19 | Glattwalzwerkzeug |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE9415530U1 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19741109C2 (de) * | 1997-09-18 | 2000-07-13 | Kemper Kurt | Vorrichtung zur Nachbearbeitung von Rundmaterial |
DE102015120871A1 (de) * | 2015-12-02 | 2017-06-08 | Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft | Bearbeitungsvorrichtung und Verfahren zum Bearbeiten von metallischen Werkstücken |
-
1994
- 1994-09-19 DE DE9415530U patent/DE9415530U1/de not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19741109C2 (de) * | 1997-09-18 | 2000-07-13 | Kemper Kurt | Vorrichtung zur Nachbearbeitung von Rundmaterial |
DE102015120871A1 (de) * | 2015-12-02 | 2017-06-08 | Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft | Bearbeitungsvorrichtung und Verfahren zum Bearbeiten von metallischen Werkstücken |
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