DE964493C

DE964493C - Apparatus for roller burnishing fillets, e.g. at crankshaft bearings

Info

Publication number: DE964493C
Application number: DEH24053A
Authority: DE
Inventors: Heinz Bluemmert
Original assignee: Wilhelm Hegenscheidt GmbH
Current assignee: Hegenscheidt MFD GmbH and Co KG
Priority date: 1955-06-02
Filing date: 1955-06-02
Publication date: 1957-05-23

Description

Vorrichtung zum Glattwalzen von Hohlkehlen, z. B. an Lagerstellen von Kurbelwellen Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Glattwalzen von Hohlkehlen. Sie hat den Vorteil, daß Hohlkehlen an sperrigen Werkstücken, z. B. an Lagerstellen von Kurbelwellen, durch Glattwalzen bearbeitet werden können und daß sich dabei der Axialdruck der Glattwalzrollen auf das Werkstück innerhalb desselben aufhebt, so daß keine schädlichen Verschiebekräfte auf das Werkstück ausgeübt werden, wie dies z. B. bei dem bekannten Glattwalzen von Hohlkehlen mit einer schräg gestellten Walzrolle der Fall ist.Device for roller burnishing fillets, z. B. at storage locations of crankshafts The invention relates to a device for roller burnishing of fillets. It has the advantage that fillets on bulky workpieces such. B. at storage locations of crankshafts, can be processed by roller burnishing and that thereby the axial pressure of the burnishing rollers on the workpiece within the same cancels, so that no harmful displacement forces are exerted on the workpiece, such as this z. B. in the known roller burnishing of fillets with an inclined Rolling roll is the case.

Die besonderen Vorteile der Vorrichtung zeigen sich bei der Bearbeitung der Hohlkehlen von Kurbelwellen, weil der Konstruktionsraum zwischen den Wangen der Kurbelwelle bei Bearbeitung der Hubzapfen sehr klein ist. Auch die schädlichen Axialkräfte, die die Kurbelwelle sonst unter Umständen verbiegen, werden in günstigster Weise aufgenommen. Die Vorrichtung läßt sieh als Zusatzeinrichtung auf üblichen Glattwalzgeräten aufbauen, sie erfordert also kein besonderes Glattwalzgerät.The particular advantages of the device become apparent during processing the fillets of crankshafts because of the construction space between the cheeks the crankshaft is very small when machining the crank pin. Even the harmful ones Axial forces, which might otherwise bend the crankshaft, are most favorable Way recorded. The device can be seen as an additional device on the usual Build roller burnishing devices, so it does not require a special roller burnishing device.

Gemäß der Erfindung sind zwei koaxial durch Federn zusammengehaltene Glattwalzrollen durch eine zwischen ihren beiden Stoßflächen angeordnete Spreizeinrichtung axial gegeneinander verschiebbar. Dadurch werden die beiden. Hohlkehlen einer Lagerstelle in einem einzigen Arbeitsgang gleichzeitig glattgewalzt. Die ausgeübten Axialkräfte gleichen sich gegenseitig vollkommen aus und werden unmittelbar an der Lagerstelle aufgenommen. Sie üben deshalb auf das ganze Werkstück keine freien Axialkräfte aus. Beschädigungen der Welle werden hierdurch vermieden.According to the invention, two are held together coaxially by springs Burnishing rollers by a spreading device arranged between their two abutment surfaces axially displaceable against each other. This will make the two. Fillets of a bearing point rolled smooth at the same time in a single operation. The applied axial forces perfectly balance each other out and become immediate recorded at the storage location. You therefore do not practice any free work on the entire workpiece Axial forces. This prevents damage to the shaft.

Beide konzentrischen Glattwalzrollen sind mit einer kegeligen Bohrung auf einer an ihrem Außenumfang doppelt kegeligen Stützrolle abgestützt. Diese Ausführung ergibt den Vorteil, daß sich die beiden konzentrischen Glattwalzrollen durch die auf die Stützrolle ausgeübte Radialkraft (Glattwalzkraft) abwälzen und gleichzeitig an der Kontaktstelle mit dem Werkstück gespreizt werden. Das freie Abwälzen der beiden Glattwalzrollen auf der Stützrolle setzt dazu die Reibung zwischen den beiden kegeligen Flächen von Stützrolle und Glattwalzrolle erheblich herab, was gleichmäßig glattgewalzte Flächen sichert.Both concentric roller burnishing rollers have a tapered bore supported on a double-conical support roller on its outer circumference. This execution gives the advantage that the two concentric roller burnishing rollers through the Roll on the radial force exerted on the support roller (roller burnishing force) and at the same time be spread at the point of contact with the workpiece. The free rolling of the two roller burnishing rollers on the support roller sets the friction between the two conical surfaces of the support roller and roller burnishing roller are considerably reduced, which is even Secures smoothly rolled surfaces.

Zwischen den Glattwalzrollen sitzen Schließfedern, die die beiden Glattwalzrollen auf der der Glattwalzstelle gegenüberliegenden Seite miteinander in Berührung bringen. Dadurch bekommen die Glattwalzrollen zu der senkrecht zur Maschinenachse verlaufenden Ebene eine an sich bekannte Schräglage, die sie bis in die tiefsten Stellen der Hohlkehlen einführt und für das einwandfreie Glattwalzen der Hohlkehlen auch in axialer Richtung sorgt; weil die Prägerolle so mit möglichst geringer Fläche an der Planfläche der Hohlkehle anliegt.Closing springs sit between the roller burnishing rollers, which keep the two of them Burnishing rollers with one another on the side opposite the burnishing point bring into contact. This will get the roller burnishing rollers perpendicular to the Machine axis extending plane a known incline that they up introduces into the deepest points of the fillets and for perfect roller burnishing the fillets also provide in the axial direction; because the embossing role is as important as possible small area rests on the flat surface of the fillet.

Zur Drehachse der Glattwalzrolle ist der Kegelwinkel des Bohrungskegels der Glattwalzrolle größer als der Kegelwinkel der Stützrolle. Die gespreizten Glattwalzrollen liegen deshalb an den Kegelflächen der Stützrolle voll auf. Dadurch wird das Abwälzen der Glattwalzrollen auf der Stützrolle wesentlich erleichtert.The cone angle of the bore cone is to the axis of rotation of the roller burnishing roller the roller burnishing roller is larger than the taper angle of the support roller. The spread roller burnishing rollers therefore lie fully on the conical surfaces of the support roller. This causes the rolling off the roller burnishing rollers on the support roller is made much easier.

Die Glattwalzrollen ruhen mit einer Rundung auf dem Kegel der Stützrolle auf und liegen deshalb im Arbeitszustand stets am größten Kegeldurchmesser auf. Dadurch bleibt der Hebelarm für die Spreizbewegung stets klein, so daß eine große Spreizkraft auftritt.The roller burnishing rollers rest with a curve on the cone of the support roller and are therefore always on the largest cone diameter when working. As a result, the lever arm for the spreading movement always remains small, so that a large one Spreading force occurs.

Die beiden Glattwalzrollen arbeiten gemäß einer weiteren Ausführung der Erfindung in an sich bekannter Weise mit einer dritten, gegenüberliegenden Glattwalzrolle zusammen. Im vorliegenden Fall wird hierdurch der Vorteil erreicht, daß die beiden erstgenannten Rollen die Hohlkehlen glattwalzen, während die Gegenrolle eine andere Stelle des Werkstücks bearbeitet. Die für den Ausgleich der Radialkräfte erforderliche, an sich bekannte Gegenrolle walzt so gleichzeitig in einem einzigen Arbeitsgang andere Stellen des Werkstücks mit.The two burnishing rollers work according to a further embodiment of the invention in a manner known per se with a third, opposite roller burnishing roller together. In the present case, this has the advantage that the two The former rolls smooth the fillets, while the counter roll is another Place of the workpiece processed. The necessary for balancing the radial forces, Known counter-roller rolls so simultaneously in a single operation other places on the workpiece.

Die Zeichnung bringt ein Ausführungsbeispiel für die Vorrichtung. Dabei zeigt Fig. I die Vorrichtung im Grundriß, zum Teil im Schnitt, laut Fig. 3, Fig. 2 die Glattwalzrollen im Ruhezustand, Fig. 3 die Vorrichtung eingebaut in ein Glattwalzgerät, Fig. 4, 5 und 6 Ausführungsformen der Glattwalzrollen der Vorrichtung und Fig. 7 die Glattwalzvorrichtung im Grundriß mit verschiedenen Rollen.The drawing shows an embodiment of the device. Fig. I shows the device in plan, partly in section, according to Fig. 3, Fig. 2 the roller burnishing rollers in the idle state, Fig. 3 the device installed in a Roller burnishing device, FIGS. 4, 5 and 6 embodiments of the roller burnishing rollers of the device and FIG. 7 shows the roller burnishing device in plan with different rollers.

In Fig. I werden die Hohlkehlen I und 2 einer Kurbelwelle 3 gleichzeitig von 2 Glattwalzrollen 4 und 5 glattgewalzt. Die Glattwalzrollen 4 und 5 haben kegelige Bohrungen 6 und 7, die auf den Außenkegeln 8 und 9 einer Abstützrolle Io aufsitzen. Die Abstützrolle Io ist auf einer im Querschlittengehäuse 12 eines Glattwalzgerätes drehbar gelagerten Welle II befestigt. Die beiden Glattwalzrollen 4 und 5 sind durch Federn I3 zusammengehalten; Fig. 2 zeigt sie in der Ruhestellung. Das Querschlittengehäuse 12 sitzt auf dem Bettschlitten I4 (Feg. 3). Auf dem gleichen Bettschlitten I4 ist diametral gegenüber dem Querschlittengehäuse I2 ein Querschlittengehäuse I5 angeordnet. An den beiden Querschlittengehäusen I2 und I5 sind Gewindemuttern 16,17 befestigt, mit denen eine Spindel I8 mit Rechts- und Linksgewinde zusammenarbeitet. Die Spindel I8 ist im Bettschlitten I4 frei drehbar und axial verschiebbar gelagert. Die in Fig. 3 gezeigte Anordnung ist dem Grundsatz nach bekannt.In Fig. I, the flutes I and 2 of a crankshaft 3 are simultaneously rolled smooth by 2 roller burnishing rollers 4 and 5. The roller burnishing rollers 4 and 5 have tapered ones Bores 6 and 7, which sit on the outer cones 8 and 9 of a support roller Io. The support roller Io is on one in the cross slide housing 12 of a roller burnishing device rotatably mounted shaft II attached. The two roller burnishing rollers 4 and 5 are through Springs I3 held together; Fig. 2 shows them in the rest position. The cross slide housing 12 sits on the bed slide I4 (Fig. 3). On the same bed slide I4 is A cross slide housing I5 is arranged diametrically opposite the cross slide housing I2. Threaded nuts 16, 17 are attached to the two cross slide housings I2 and I5, with which a spindle I8 with right-hand and left-hand thread cooperates. The spindle I8 is freely rotatable and axially displaceable in the bed slide I4. In the The arrangement shown in FIG. 3 is known in principle.

Die Betätigung der Vorrichtung erfolgt in folgender Weise: Ein in der Zeichnung nicht dargestellter Spindelstock dreht die Kurbelwelle 3. Der Bettschlitten wird auf dem Maschinenbett so verschoben, daß die Glattwalzrollen in die richtige Arbeitsstellung kommen. Nun dreht man die Spindel I8. Dadurch rücken die beiden Querschlittengehäuse i--, und I5 gegen das Werkstück vor, und wenn die diametral gegenüberliegenden Rollen Kontakt mit dem Werkstück haben, dreht man die Spindel I8 weiter, so daß die Rollen Glattwalzdruck geben. Der Glattwalzdruck ist bei den gegenüberliegenden Rollen genau gleich, weil die Spindel in ihrer Axialrichtung schwimmend gelagert ist und beide Querschlitten sich deshalb nur gegeneinander abstützen können. Unter der Prägekraft werden die beiden Glattwalzrollen 4 und 5 so lange auseinandergespreizt, bis sie nicht 'nur radial, sondern auch axial an der Hohlkehle anliegen. Erst wenn die Rollen axial nicht mehr nachgeben können, wird die volle Prägekraft wirksam. Die Abstützrolle Io rotiert weiter, wobei sich die beiden Glattwalzrollen 4 und 5 auf den Außenkegeln 8 und 9 der Abstützrolle Io abwälzen. Auf der der Kontaktstelle mit dem Werkstück entgegengesetzten Seite werden die Glattwalzrollen 4 und 5 durch die Federn I3 bis zur gegenseitigen Berührung zusammengedrückt. Auf dieser Seite haben die Glattwalzrollen 4 und 5 mit der Abstützrolle Io keinen Kontakt. Die beiden Glattwalzrollen 4 und 5 führen so eine Taumelbewegung aus.The device is operated in the following way: A in The headstock, not shown in the drawing, rotates the crankshaft 3. The bed slide is moved on the machine bed so that the roller burnishing rollers are in the correct position Come to work. Now you turn the spindle I8. As a result, the two move Cross slide housing i--, and I5 against the workpiece in front, and if the diametrically opposite rollers have contact with the workpiece, the spindle is rotated I8 further so that the rollers give roller burnishing pressure. The roller burnishing pressure is with the opposite roles exactly the same because the spindle in its axial direction is floating and both cross slides are therefore only supported against each other can. The two roller burnishing rollers 4 and 5 become so long under the embossing force spread apart until they are not only radially but also axially at the fillet issue. Only when the rollers can no longer yield axially does the full one become effective Embossing power effective. The support roller Io continues to rotate, with the two roller burnishing rollers turning Roll 4 and 5 on the outer cones 8 and 9 of the support roller Io. At the point of contact with the workpiece opposite side, the roller burnishing rollers 4 and 5 are through the springs I3 compressed until they touch each other. On this page the roller burnishing rollers 4 and 5 have no contact with the support roller Io. The two Roller burnishing rollers 4 and 5 thus perform a tumbling movement.

Fig. 2 zeigt die beiden Glattwalzrollen 4 und 5 in Ruhestellung. Sie liegen zueinander parallel mit ihren kegeligen Bohrungen 6 und 7 allseitig auf dem Außenkegel 8 und 9 der Abstützrolle io auf.Fig. 2 shows the two roller burnishing rollers 4 and 5 in the rest position. she are parallel to each other with their tapered bores 6 and 7 on all sides Outer cones 8 and 9 of the support roller io.

In Fig. 5 haben die Glaftwalzrollen 4 und 5 eine kegelige Bohrung 6 und 7, die mit dem Außenkegel 8 und 9 der Abstützrolle io dann übereinstimmt, wenn die Rallen sich in Arbeitsstellung befinden und dabei gespreizt sind. Fig. 4 zeigt die Ruhestellung für diese Rollen.In Fig. 5, the glazing rollers 4 and 5 have a tapered bore 6 and 7, which then coincides with the outer cone 8 and 9 of the support roller io, when the rails are in working position are located and spread are. Fig. 4 shows the rest position for these roles.

In Fig. 6 haben die Glattwalzrollen 4 und 5 eine Bohrung mit einer Abrundung I9 und 2o. Mit dieser Abrundung sitzen die beiden Rollen auf den Außenkegeln 8 und 9 der Abstützrolle Io auf. Der Ausgleich der Glattwalzkräfte in radialer Richtung muß nicht unbedingt von zwei gleichen einander diametral gegenüberliegenden Rollen aufgenommen werden.In Fig. 6, the burnishing rollers 4 and 5 have a bore with a Rounding off I9 and 2o. With this rounding, the two rollers sit on the outer cones 8 and 9 of the support roller Io. The compensation of the roller burnishing forces in the radial direction does not necessarily have to be from two identical diametrically opposed roles be included.

In Fig. 7 werden mit den Rollen 4 und 5 die Hohlkehlen I und 2 der Kurbelwelle 3 bearbeitet, während eine diametral gegenüberliegende Rolle 21 die zylindrische Lauffläche des Kurbelwellenzapfens glattwalzt.In Fig. 7, the flutes I and 2 of the rollers 4 and 5 Crankshaft 3 machined, while a diametrically opposite roller 21 the The cylindrical running surface of the crankshaft journal is rolled smooth.

Claims

PATENT CLAIMS: I. Device for roller burnishing fillets, z. B. at bearings of crankshafts, characterized in that two identical burnishing rollers (4, 5) held together concentrically by springs (r3) and by a between their End faces arranged spreading element (I9) are axially displaceable relative to one another.

2. Rolling device according to claim I, characterized in that the expanding element consists of a support roller (Io) with a double-conical circumference (8, 9).

3. Rolling device according to claims I and 2, characterized in that the springs (13) are uniform are arranged over the circumference of the roller burnishing rollers (4,5) and between them.

4th Rolling device according to Claims 1 to 3, characterized in that the burnishing rollers (4, 5) at their contact point on the support roller (Io) correspondingly conical contact surfaces (6, 7) have.

5. Rolling device according to claims I to 4, characterized in that that the conical bearing surfaces (6,7) of the roller burnishing rollers (4,5) are conical bores are.

6. Rolling device according to claims I to 5, characterized in that with respect to the axis of rotation, the cone angle of the bearing surfaces (6,7) of the burnishing rollers (4,5) is greater than the cone angle of the support surface (8, 9) on the circumference of the support roller (Io).

7. Rolling device according to claims I to 3, characterized in that the bearing surfaces of the burnishing rollers intended for the support roller (Io) (4,5) are rounded (I9, 2o). B. rolling device according to claims I to 7 with a support of the workpiece by one on the opposite workpiece side attacking roller burnishing roller, characterized in that the two roller burnishing rollers (4,5) for the fillets in the same roller burnishing device a third roller burnishing (21) for machining another point of the workpiece (3) is compared. In Publications considered: The book "Glattwalzen" by Dr. H. König (publisher "Das Industrieblatt", 1954) pp. 43, 49.