DEP0013704MA - - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

Tag der Anmeldung: 5. lyiärz 1955 B'ekanntgemacht am 2. August 1956

DEUTSCHES PATENTAMT

Die Erfindung richtet sich auf eine Vorrichtung zum Walzen von Längs-, insbesondere Kerbverzahnungen mit Verzahnungswalzen,, die mit einem konischen Einlaufbereich versehen sind und mit einer mittig zu den Walzen und in ihrer Nähe angeordneten Auflage für das Werkstück, welches an seinem hinteren Ende in einer Vorschubvorrichtung eingespannt bzw. zentriert ist und während des Walzens einen Vorschub in Axialrichtung erfährt.

Vom Gewindewalzen her ist es bekannt, als Auflager für das Werkstück ein mit Hartmetall bestücktes Lineal zwischen den Werkzeugwalzen in einer Höhe anzuordnen, daß das Werkstück mit seiner Achse in der durch die Achsen der beiden Gewindewalzen gehenden Ebene liegt.

Für das Verzahnungswalzen ist das so angeordnete Lineal nicht anwendbar, da die in Längsrichtung am Umfang des Werkstückes verlaufenden Verzahnungsspitzen das Werkstück während des Walzens nicht stetig abstützen und durch den Auflagerdruck beschädigt werden. Eine bekannte Vorrichtung zum Walzen von Kerbverzahnungen verwendet daher eine zwischen den beiden Verzahnungswalzen angeordnete und als Auflage dienende, drehbar gelagerte Stützwalze.

Damit die gewalzten Kerbverzahnungen an ihren . Spitzen nicht beschädigt werden, besitzt die Stütz-

609 577/111

P 13704 Ib/7f

walze ebenfalls Verzahnungen und wird mit der gleichen Umfangsgeschwindigkeit wie das zu ■walzende Werkstück angetrieben, so daß die Verzahnungen miteinander kämmen, wodurch eine scharfkantige Kerbverzahnung herstellbar sein soll. Durch den Druck, der auf die Flanken der zu walzenden Verzahnungen ausgeübt wird, können, besonders dann, wenn es sich um feine Kerbverzahnungen handelt, Beschädigungen derselben

ίο auftreten. Außerdem ist es nachteilig, daß für jedes Verzahnungsprofil die ebenfalls verzahnte Stützwalze ausgewechselt werden muß. Sodann ist diese Vorrichtung kaum geeignet, dann angewendet zu werden, wenn das Werkstück, wie es an sich ebenfalls bekannt ist, während des Walzens in axialer Richtung vorgeschoben wird. Diesem ebenfalls bekannten Verzahnungsvorgang ist aber der Vorzug zu geben, da das Einstechwalzen, wie es in Verbindung mit der Stützwalze oder einer Spitzen-

ao aufnahmevorrichtung bekannt ist, ungenauere und oftmals überbeanspruchte Profile ergibt.

Beim Walzen von Verzahnungen, bei dem das Werkstück während des Walzens einen Vorschub in Axialrichtung erfährt, hat man die Werkstücke bisher zwischen Spitzen aufgenommen und den Spitzenrollbock in Längsrichtung zwischen den mit einem konischen Einlaufbereich versehenen Verzahnungswalzen hindurchgezogen. Es ist nachteilig, daß die Werkstücke dann in jedem Fall vorher für die Aufnahme in Spitzen zentriert werden müssen, was einen besonderen Arbeitsvorgang erfordert und das gewalzte Werkstück verteuert.

Wenn mehr als zwei Werkzeugwalzen, beispielsweise drei oder vier, um das zu walzende Werkstück herum angeordnet sind, wie es an sich beim Gewindewalzen und auch beim Verzahnungswalzen bekannt ist, bedarf das Werkstück keiner besonderen Abstützung oder Führung. Der Nachteil dieser Walzvorrichtung ist es, daß das Werkstück während des Walzens schlecht beobachtet werden kann, da es durch die dritte Walze, die zudem die Vorrichtung erheblich verteuert, weitgehend verdeckt wird. Bei einer solchen bekannten Vorrichtung, die zum Verzahnungswalzen dient, sind eine Vorschubvorrichtung und ein vor drei Verzahnungswalzen angeordnetes Auflager für das Werkstück vorgesehen, welches aber nur dem Zweck dient, das Werkstück vorzentriert zwischen Druckspindeln einzuspannen, um das Auflager dann nach unten wegzuklappen, so daß das Werkstück zwischen die Verzahnungswalzen gedrückt werden kann. Das Problem der Erfindung wird aber durch diese Vorrichtung nicht berührt, weil sie mit drei Verzahnungswalzen arbeitet, so daß das Werkstück von Beginn des Walzens durch die drei Verzahnungswalzen zentrisch geführt ist, was bei zwei diametral sich gegenüberstehenden Verzahnungswalzen nicht ohne weiteres möglich ist.
Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, mit nur zwei Verzahnungswalzen unter Verwendung des an sich bekannten Lineals genaue und fehlerfreie und insbesondere auch feine Verzahnungen, z. B. Kerbverzahnungen, beliebiger Länge walzen zu können und eine für diesen Zweck geeignete Abstützung für das zu walzende Werkstück zu schaffen.

Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß das Lineal vor den beiden Verzahnungswalzen, und zwar in einem solchen Abstand von deren Einlaufseite befestigt ist, daß das in beim Gewindewalzen, bekannter Weise an seinem vorderen Ende bzw. auf dem zu walzenden Teil aufliegende Werkstück unmittelbar nach dem Einführen dieses Teiles in den Einlauf bereich der Verzahnungswalzen von dem Lineal freikommt.

Es ist zwar an sich bekannt, eine Werkstückauflage vor den Werkzeugwalzen anzuordnen und das zu walzende Werkstück während des Walzens auf dieser Auflage, die als offene, muldenförmige Auflage oder als geschlossene zylindrische Führung bekannt ist, zu führen, um Gewinde im Durchlauf zu walzen. Die in Verbindung mit der geschlossenen zylindrischen Führung verwendete Einspannvorrichtung für das hintere Ende des gewindezuwalzenden Werkstückes steht ihrerseits mit Zahnrädern in Verbindung, die dem Werkstück ' einen eigenen auf den Antrieb der Werkzeugwalzen abgestimmten Drehantrieb erteilen sollen. Die Einspannvorrichtung übt hierbei aber nicht die Funktion einer Vorschubvorrichtung aus, da das go Werkstück sich während des Gewindewalzens zwischen den Werkzeugwalzen selbst in axialer Richtung hindurchführt und dabei die zylindrische Führung und die Einspannvorrichtung, die . auf gemeinsamen Schlittenführungen längs geführt sind, mit sich zieht, so daß das Werkstück während des ganzen Walzvorganges in seiner Längsrichtung geführt ist. Die .außerdem noch im Walzbereich zu beiden Seiten des Werkstückes vorhandenen Lineale sollen ein Ausweichen des Werkstückes verhindern und die sonst benötigte dritte Werkzeugwalze ersparen. Für das Verzahnungswalzen ist diese Vorrichtung ungeeignet.

Demgegenüber wird das zu verzahnende Werkstück während des eigentlichen Walzvorganges erfindungsgemäß nicht mehr durch das zur Anwendung gelangende Lineal abgestützt. Die Führung des Werkstückes in der bereits angewalzten Verzahnung, die mit der Verzahnung der beiden Werkzeugwalzen im Eingriff ist, reicht aus, um das Werkstück, das außerdem noch in der Vorschubvorrichtung drehbar gehaltert ist, zwischen die Verzahnungsrollen hindurchzudrücken. Für die Führung des Werkstückes zwischen den Verzahnungswalzen reicht bereits eine angewalzte Verzahnungslänge von etwa 3 mm aus, so daß das Werkstück also unmittelbar nach dem Einführen seines vorderen Endes zwischen die Verzahnungswalzen von dem Auflagelineal freikommen kann, so daß der eigentliche Walzvorgang ohne jede Unterstützung des Werkstückes vonstatten geht. , Auf diese Weise lassen sich mit einfachsten Mitteln vollkommen scharfe Grob- und Feinkerbverzahnungen walzen.

Das Lineal, welches vor den Verzahnungswalzen befestigt ist, ist erfindungsgemäß abgestuft, wobei

β» 577/111

P13704Ib/7f

die die Auflage für das Werkstück bildende Stufe in an sich bekannter Weise mit Hartmetall bestückt ist. Zur Abstützung des Werkstückes genügt eine sehr kurze Stufe, die nur so lang zu sein braucht, daß sie das in Längsrichtung vorgeschobene Werkstück an dem zu walzenden Teil vor Beginn des Walzens abstützt und es in richtige Lage zwischen die Verzahnungswalzen einführt und nur noch so lange abstützt, bis das Werkstück in dem konischen

ίο Einlaufbereich der Verzahnungswalzen angewalzt ist. Um das Lineal jedoch sicher befestigen zu können, muß es länger als die Stufe sein, woraus wiederum der' Vorteil des abgestuften Lineals hervorgeht, welches auf der kurzen Stufe eine wesentlich kürzereHartmetallbestückung als bisher benötigt. Die Lebensdauer solcher Lineale ist nahezu unbegrenzt, da sie kaum beansprucht werden.

Da das Lineal in dem auf das Werkstück eingestellten Abstand vor den Verzahnungswalzen während des Walzvorganges feststeht, andererseits die Vorschubvorrichtung, in welcher das Werkstück frei drehbar gelagert ist, unabhängig von dem Lineal beweglich sein muß, sind beide vorzugsweise in je einer Schlittenführung für sich verschieblich.

Dagegen ist es wesentlich, den Anwendungsbereich der Vorrichtung möglichst groß zu gestalten. Nur bei kleinen Walzlängen wäre es möglich, daß, wenn nicht die Vorrichtung zu groß werden soll, der zur Verfügung stehende Weg des Vorschubgehäuses gegenüber dem feststehenden Lineal noch ausreicht. Um die Werkstücklänge voll auszuwalzen, ist es aber erwünscht, daß die Führung des Vorschubgehäuses möglichst lang ist, andererseits ist es erwünscht, das Vorschubgehäuse nicht zu weit ausladend anordnen zu müssen, um einen axialen Verschiebeweg zur Verfügung zu haben. Deshalb besteht ein weiteres Merkmal der Erfindung darin, daß der Schlitten des Vorschubgehäuses einen Längsschlitz aufweist, durch welchen das Lineal hindurchgreift. Dies ist die Lösung dafür, auch größere Werkstücklängen bei kleinen baulichen Abmessungen und ausreichender Führungslänge voll auswalzen zu können.

Weitere zweckmäßige Ausführungsformen der Erfindung bestehen in der besonderen Ausbildung der Vorschubvorrichtung, deren Spannkopf mit seiner Längsachse in der durch die Achsen der beiden Verzahnungswalzen gehenden Ebene liegt und in dem Vorschubgehäuse drehbar gelagert ist,' und ferner darin, daß der Schlitten der Vorschubvorrichtung mittig zwischen den Schlittenführungen eine in Längsrichtung liegende Zylinderbohrung aufweist, die über einen feststehenden . Kolben gleitet, der von einem steuerbaren einstellbaren Druckmittel beaufschlagt wird. Eine solche Vorschubvorrichtung ist, ohne daß sie in der Höhe verstellt werden müßte, für jeden Durchmesser eines zu walzenden Werkstückes geeignet. Die Vorschubgeschwindigkeit der Vorrichtung ist außerordentlich feinfühlig und stufenlos regelbar, was insbesondere während des Anwalzens des . Werkstückes wichtig ist, und arbeitet erschütterungsfrei, so daß auch feinste Kerbverzahnungen fehlerfrei hergestellt werden können.

Der Gegenstand der Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise dargestellt, und zwar zeigt

Fig. ι die Vorrichtung in Ansicht,
. Fig. 2 eine Aufsicht zu Fig. 1,

Fig. 3 a bis 3 c das Verzahnungswalzen in verschiedenen Stellungen des Werkstückes.

Die drehangetriebenen Verzahnungswalzen, sind mit ι und 2 bezeichnet. Sie sind auf den Arbeitsspindeln 3 und 4 befestigt, die mit dem nicht dargestellten Antrieb verbunden sind und im gleichen Drehsinn angetrieben werden.

Die Verzahnungswalzen sind an der Einlaufseite konisch ausgebildet. Der konische Teil ist mit 5 bezeichnet. Vor den Verzahnungswalzen ist mittig zu diesen das Auflagelineal 6 in dem Linealbock 7 befestigt, der in Längsbohrungen 8 verschieblich und durch Schrauben 9 feststellbar ist. Zur Einlaufseite hin besitzt das Auflagelineal die Überhöhung 10 mit der kurzen Hartmetallbestückung 11. Als Werkstück 12 ist ein Federstab dargestellt, der an beiden Enden mit Kerbverzahnurigen versehen werden soll, ohne daß er zentriert ist. Die beiden zu verzahnenden Teile 13 sind auf genauen Vorarbeitsdurchmesser bearbeitet. Das hintere Ende des rechten Teiles 13 ruht auf der Überhöhung des Auflagelineals 6 auf (Fig. 3 a), bis beim Vorschub des Werkstückes die hintere Kante 14 von der Auflagefläche des. Lineals freikommt (Fig. 3 b). Dieser kurze Vorschubweg, der etwa 3 mm betragen, kann, entspricht dem für das Anwalzen der Längsverzahnung im Bereich des konischen Teiles 5 erforderlichen Vorschubweg.

Das linke Ende des Werkstückes 12 wird von dem Spannkopf 15 aufgenommen, in welchen der linke Teil 13 eingespannt ist. Spannkopf 15 und Auflagelineal 6 führen das Werkstück bis zum Anwalzen, während beim eigentlichen Verzahnungswalzen (Fig. 3 c) die Führung des Werkstückes durch die Verzahnungswalzen 1, 2 und den Spannkopf 15 übernommen wird.

Der Spannkopf besitzt einen Führungsbolzen 16, der im Vorschubgehäuse 17 mittels Kugel- oder Rollenlager 18 leicht drehbar gelagert und durch Axiallager 19 abgestützt ist.

Das Vorschubgehäuse 17 ist mit seinem Schlitten 20 in Schlittenführungen 21 der Konsole 25 geführt und besitzt in seinem Innern den, Zylinder 22, der über den feststehenden Kolben 23 gleitet, dessen Kolbenstange mit 24 bezeichnet ist, die mit der Konsole 25 des Maschinengestells verbunden ist. Die Druckmittelleitungen 26 sind über das Umschaltventil 27 mit der von der Pumpe 28 herkommenden Druckleitung 29 und mit der Abflußleitung 30 verbunden. Die Vorschubkraft läßt sich an dem Überdruckventil 31 einstellen. Der Pumpensumpf ist mit 32 bezeichnet, der zweckmäßig an der Unterseite der Konsole angebracht ist.

Der Schlitten 20 ist mit einem Längsschlitz 33 versehen, durch welchen das Auflagelineal 6 hindurchragt, ohne die Hin- und Herbewegung der Vorschubvorrichtung zu behindern.

609 577/111

P13704Ib/7f

Die Verzahnungswalze ι ist im Maschinengestell

ortsfest gelagert, während die Verzahnungswalze 2 auf einem in Querrichtung hin- und herverschieb-

. liehen Schlitten 34 gelagert ist, wie es an Gewindewalzmaschinen bekannt ist.

Beide Verzahnungswalzen werden auf einen vorher bestimmten Abstand eingestellt, der durch einen verstellbaren Anschlag 35 begrenzt ist, gegen den der Schlitten 34 mit dem eingestellten Druck hydraulisch anliegt. Für das Auseinanderfahren der Verzahnungswalzen dient in bekannter Weise eine Umsteuerung, die an Gewindewalzmaschinen vorhanden ist.

Nachdem das Auflagelineal so eingestellt ist, daß die hintere Kante 14 des vorbearbeiteten Teiles 13 einen Abstand von etwa 3 mm von der Vorderkante des Lineals besitzt, wenn das Werkstück noch gerade von der Verzahnung im konischen Teil 5 der Verzahnungswalzen frei ist und das hintere Ende des Werkstückes im Spannkopf 15 der Vorschubvorrichtung festgespannt ist, wird durch die rechte Druckmittelleitung 26 Öldruck in den Zylinder 22 gegeben, so daß sich die Vorschubvorrichtung nach rechts bewegt. Nach dem ersten Anwalzen der Verzahnungen durch den konischen Teil 5 ist bereits genügend Führung für das Werkstück vorhanden, da die angewalzte Verzahnung mit den Verzahnungen der Werkzeugwalzen im Eingriff ist. Bevor das Einwalzen der Verzahnung auf volle Tiefe beginnt, kann das Werkstück bereits das Auflagelineal verlassen und wird nunmehr vollkommen frei schwebend, nur an seinem hinteren Ende unterstützt , und geführt, durch die Verzahnungswalzen hindurchgedrückt.

Der Vorschubweg kann durch einen einstellbaren . Anschlag einstellbar sein, der auch als Umschaltvorrichtung für die Rückbewegung des Schlittens 34 dienen kann. Wenn die Verzahnungswalzen entweder selbsttätig oder durch eine Handsteuerung auseinandergehen, gelangen die Verzahnungen mit den fertiggewalzten Verzahnungen außer Eingriff. Eine Beschädigung der fertiggewalzten Längsverzahnungen durch Zurückfahren des Werkstückes ist daher ausgeschlossen.

Das Werkstück wird dann umgespannt und der bisher eingespannte linke vorbearbeitete Teil 13 in gleicher Weise verzahnt.

Für die Gegenstände der Unteransprüche 3, 5 und 6 wird nur in Verbindung mit dem Gegenstand des Hauptanspruchs Schutz begehrt.

Claims (6)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   i. Vorrichtung zum Walzen von Längs-, ins^- besondere Kerbverzahnungen mit mit einem konischen Einlaufbereich versehenen Verzahnungswalzen und einer mittig zu den Walzen und in deren Nähe angeordneten Auflage für das Werkstück, welches an seinem hinteren Ende in einer Vorschubvorrichtung eingespannt bzw. zentriert ist und während des Walzens einen Vorschub in Axialrichtung erfährt, dadurch gekennzeichnet, daß ein an sich bekanntes Lineal (6) vor den beiden Verzahnungswalzen (1, 2), und zwar in einem solchen Abstand von deren Einlaufseite (5) befestigt ist, daß das in beim Gewindewalzen bekannter Weise an seinem vorderen Ende bzw. auf dem zu walzenden Teil aufliegende Werkstück (12) unmittelbar nach dem Einführen dieses Teiles in den Einlauf bereich der Verzahnungswalzen von dem Lineal (6) freikommt.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Lineal (6) abgestuft ist und die die Auflage für das Werkstück bildende Stufe (10) in an sich bekannter Weise mit Hartmetall (11) bestückt ist.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Lineal (6) und das Vorschubgehäuse (17) in je einer Schlittenführung (8 bzw. 21) für sich verschieblich sind.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitten (20) des Vorschubgehäuses einen Längsschlitz (33) aufweist, durch welchen das Lineal (6) hindurchgreift.
5. 5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannkopf (15) der Vorschubvorrichtung mit seiner go Längsachse in der durch die Achsen der beiden Verzahnungswalzen (1,2) gehenden Ebene liegt und drehbar gelagert ist.
6. 6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitten (20) gs mittig zwischen den Schlittenführungen (21) eine in Längsrichtung liegende Zylinderbohrung aufweist, die über einen feststehenden Kolben (²3) gleitet, der von einem steuerbaren einstellbaren Druckmittel beaufschlagt wird.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Deutsche Patentschriften Nr. 921 321, 914365,

   890036; deutsche Patentanmeldung P 676 Ib/7f, (Patent 722); Sch 4131 I/7 f (Patent 928 706); .
   britische Patentschrift Nr. 388 099.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen