DE975413C

DE975413C - Wellenschaelmaschine

Info

Publication number: DE975413C
Application number: DEC5299A
Authority: DE
Original assignee: Th Calow and Co
Current assignee: Th Calow and Co
Priority date: 1952-01-24
Filing date: 1952-01-24
Publication date: 1961-11-23

Description

Wellenschälmaschine Die Erfindung betrifft eine Wellenschälmaschine, bei der das in Richtung seiner Längsachse bewegte und gegen Drehung gesicherte Stangenmaterial durch einen umlaufenden Messerkopf bearbeitet wird. Wellenschälmaschinen dieser Art sind in den verschiedensten Gestaltungen bekannt.
Um das zu schälende Material gegenüber dem Messerkopf gegen Drehung gesichert zu halten, ist es bekannt, vor und hinter der eigentlichen Schälmaschine Spannwagen anzuordnen. Der Vorschub des zu schälenden Materials konnte durch antreibbare Spannwagen oder durch zusätzlich vorgesehene antreibbare Einzugsrollen bewirkt werden. Zum Führen des zu schälenden Werkstückes wurden Flach- oder Rollenführungen benutzt, die entweder vor oder hinter und in der Messerebene angeordnet wurden. Diese Führungsmittel liefen mit dem Messerkopf der Schälmaschine um. Weiterhin sind Schälmaschinen bekannt, die vor dem Messerkopf eine nichtumlaufende und hinter dem Messerkopf eine umlaufende Führung bzw. vor dem Messerkopf eine umlaufende und hinter dem Messerkopf eine nichtumlaufende Führung aufwiesen.
Bei Schälmaschinen ist es auch bekannt, sowohl vor als auch hinter dem umlaufenden Messerkopf je eine nichtumlaufende Führung vorzusehen. Als Führungsmittel wurden Rollen verwendet, die sich beim Bearbeiten stangenförmigen Gutes um ihre in einer senkrecht zur Längsachse des Gutes verlaufenden Ebene liegende Drehachse drehen. Die vor dem Messerkopf und die hinter dem Messerkopf angeordneten Rollen sind auf den jeweiligen Durchmesser des Werkstückes einstellbar. Die hinter dem Messerkopf angeordneten Führungsrollen sind an den freien Enden von zweiarmigen Hebeln gelagert, deren andere freie Enden durch zwei Schraubmuffen gehalten werden. Das zu bearbeitende Werkstück wird durch eine Stange durch die Führungsmittel und den umlaufenden Messerkopf hindurchgeschoben. Ein Verdrehen des Werkstückes um seine Längsachse wird verhindert durch entsprechend strammes Einstellen der vor dem Messerkopf angeordneten Rollen und eine Verzahnung der Stirnfläche der Vorschubstange, die sich in die rückseitige Stirnfläche des Werkstückes eingräbt. Mit solchen Führungsmitteln kann ein ratterfreies Arbeiten zwar beim Bearbeiten von Werkstoffen, die sich leicht eindrücken lassen, z. B. von Kupfer, erreicht werden, nicht jedoch beim Bearbeiten von Stahl, denn es tritt, wenn Durchmessertoleranzen auftreten, entweder Bruch der Rollenlagerungen auf - wenn man die Führungsmittel nicht als eine Art Kaltwalzwerk für Stahl ausbildet, was technisch wegen des Aufwandes nicht interessant ist, abgesehen von einer unerwünschten örtlichen Kaltverfestigung des Werkstückes an seiner Oberfläche und damit zusammenhängender Standzeitminderung der Werkzeuge und davon, daß ein einwandfreies Zentrieren wegen der Möglichkeit verschieden tiefer Einwalzung nicht garantiert ist -, oder die Führungen sind bei zulässigen Minustoleranzen des zu schälenden geschmiedeten oder gewalzten Materials unwirksam, weil Luft zwischen den Führungsmitteln und dem Werkstück vorhanden ist. Hinzu kommt, daß das Lagern der hinter dem Messerkopf vorgesehenen Führungsrollen an Hebeln, wenn Stahl geschält wird, Anlaß zu Rattererscheinungen gibt.
Bei einer anderen Schälmaschine, die zwei mit Abstand voneinander angeordnete Messerköpfe aufweist und bei der das Werkstück durch abwechselnd wirkende Spannwagen gegen Drehung gesichert durch die Messerköpfe hindurchgeschoben wird, ist hinter jedem Messerkopf je ein Führungsmittel vorgesehen, welches über im Inneren eines ringförmigen Stützkörpers angeordnete Schrägflächen in ihrer radialen Bewegung gekoppelte und zur Messerkopfachse zentrierte Führungsbacken aufweist, die unter Wirkung einer im Sinne des Verengens des Führungsmitteldurchmessers wir= -kenden Feder stehen. Vor jedem Messerkopf sind keine Führungsmittel vorgesehen. Dieses spannmittelartige Führungsmittel unterscheidet sich von den vorerwähnten dadurch, daß es das Werkstück - wenn auch nur hinter dem Messerkopf - sicher zentriert, und zwar auch bei den üblichen Durchmesserdifferenzen, weil alle auf das Werkstück einwirkenden Flächen des Führungsmittels sich nur zentrisch unter der im Sinne des Verengens des Führungsdurchmessers auf sie einwirkenden Kraft bewegen können. Ein solches Führungsmittel versucht, einen Schwingungsknoten zu bilden, sofern die Werkzeug-Erregerkräfte - nicht zu groß sind. Das Werkstück wird also an dieser Stelle gedämpft, jedoch erst dann in ausreichendem Maße, wenn entweder die Anpreßkräfte groß genug oder die auftretenden Störkräfte klein genug sind. Sind also entweder die Anpreßkräfte des Führungs, mittels groß oder die Störkräfte klein, dann kann das Werkstück unmittelbar hinter dem Messerkopf nicht schwingen, während das Werkstück in und vor der Messerkopfebene noch schwingungsfähig ist.
Die Erfindung geht davon aus, daß man seit vielen Jahren versucht hat, mit hohen Schnittgeschwindigkeiten zu schälen, und daß diese Versuche erfolglos blieben, weil durch die höheren Schnittgeschwindigkeiten auch die Spanschuppenfrequenz bzw. Schnittkraftfrequenz so hoch anstieg, daß zwischen dieser Frequenz und den Werkstück-Eigenschwingungen im Schnittbereich Resonanzen auftraten; die wegen der Rattererscheinungen ein toleranzhaltiges Schälen nicht zuließen.
Diese Schwierigkeiten lassen sich vermeiden, wenn, wie erfindungsgemäß vorgeschlagen wird, als unmittelbar vor und unmittelbar hinter dem Messerkopf angeordnete Führungsmittel über im Inneren eines ringförmigen Stützkörpers angeordnete Schrägflächen in ihrer radialen Bewegung gekoppelte und zur.Messerkopfachse zentrierte Führungsbacken, die unter der Wirkung einer im Sinne des Verengens des Führungsdurchmessers wirkenden Feder stehen, vorgesehen werden. Dadurch wird erreicht, daß das zu bearbeitende Werkstück im Schnittbereich nur . Eigenfrequenzen haben kann, die gleich einem Vielfachen der Spanschuppen- bzw. Schnittkraftfrequenz auch bei hohen Schnittgeschwindigkeiten sind, wodurch ein ratterfreies Schälen ermöglicht wird und was Vorbedingung für ein toleranzhaltiges Schälen ist.
Bei- der- Erläuterung der - Schälmaschine, die nur hinter dem Messerkopf ein nach Art einer Spannhülse gestaltetes Führungsmittel aufweist, wurde darauf hingewiesen, daß nur unter bestimmten Bedingungen ein Schwingungsknoten dort gebildet wird, wo.die Flächen des Führungsmittels auf das Werkstück einwirken. Wenn jedoch sowohl hinter als auch vor dem Messerkopf je ein solches Führungsmittel angeordnet ist, so ist sichergestellt, daß der dazwischenliegende Werkstückteil nur mit einer hohen- Frequenz schwingen kann und außerdem die durch die Schnittkräfte veranlaßte Erregung nur - im Bereich dieser kurzen Einspannung - was einer hohen Eigenfrequenz des Werkstückes entspricht -wirksam-werden kann. Bei diesen hohen Frequenzen reicht aber schon eine verhältnismäßig geringe Anpreßkraft aus, um eine- so hohe Dämpfung hervorzurufen, daß sich an den Stellen, an denen diese Führungsmittel auf das Werkstück wirken, Schwingungsknoten bilden, d. h. keinerlei mit der Spanschuppenfrequenz in Resonanznähe kommende Schwingung entstehen kann.
Die Erfindung wird an Hand eines Ausführungsbeispiels schematisch erläutert.
Durch den Messerkopf i, dessen Messer nicht dargestellt sind, wird das zu bearbeitende Werkstück, im vorliegenden Fall eine Welle, in Richtung des Pfeiles 2 durchgeschoben und bearbeitet. Der Wellenteil 3 ist noch unbearbeitet, der Wellenteil q. dagegen bereits geschält. Das unbearbeitete Wellenende 3 wird von eine Spannhülse 5 bekannter Art umfaßt, die überSchrägflächen in einem ringförmigen Stützkörper 6, unter Wirkung einer Feder stehend, so geführt ist, daß die Backen 8 auf den Wellenteil 3 einwirken und diesen nicht nur zentrieren, sondern an dieser Stelle auch einen Schwingungsknoten bilden. Eine ähnliche Spannhülse 9 umfaßt der bearbeitete Wellenteil q.. Auch sie kann sich entgegen der Wirkung einer Feder 1o in einem ringförmigen Stützkörper 11 verschieben. Da auch die Backen 12 bestrebt sind, sich einander zu nähern, wird auch der bearbeitete Wellenteil q. durch diese Spannhülse in gleicher Weise beeinflußt wie der unbearbeitete Wellenteil 3.
Der Erfindungsgedanke ist nicht auf das in der Zeichnung dargestellte Beispiel beschränkt, selbstverständlich kann man auch andere an sich bekannte und in gleicher Weise wirkende Führungsmittel verwenden, die unter einer im Sinne des Verengens des Führungsdurchmessers wirkenden Feder od. dgl. stehen.

Claims

PATENTANSPRUCH: Wellenschälmaschine, bei der das in Richtung seiner Längsachse bewegte und gegen Drehung gesicherte Stangenmaterial durch einen umlaufenden Messerkopf bearbeitet und unmittelbar vor und unmittelbar hinter dem Messerkopf durch um das Stangenmaterial nichtumlaufende Führungsmittel zentrisch zur Messerkopfachse geführt wird, gekennzeichnet durch die Anwendung von über im Inneren eines ringförmigen Stützkörpers angeordnete Schrägflächen in ihrer radialen Bewegung gekoppelten und zur Messerkopfachse zentrierten Führungsbacken, die unter der Wirkung einer im Sinne des Verengens des Führungsdurchmessers wirkenden Feder stehen, als Führungsmittel. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 186 709, 562 803, 661 771, 688 788; französische Patentschrift Nr. 979 996; britische Patentschriften Nr. 565 q.27, 622 732, 631 579; USA.-Patentschriften Nr. 2 201 173, 2 338 687, 2 427 322; Zeitschrift »Stahl und Eisen«, 1951, S. I87.