EP0213255B1 - Einrichtung zum Walzen - Google Patents

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EP0213255B1
EP0213255B1 EP86100402A EP86100402A EP0213255B1 EP 0213255 B1 EP0213255 B1 EP 0213255B1 EP 86100402 A EP86100402 A EP 86100402A EP 86100402 A EP86100402 A EP 86100402A EP 0213255 B1 EP0213255 B1 EP 0213255B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
rolling
fact
accordance
roller
roll
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP86100402A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0213255A2 (de
EP0213255A3 (en
Inventor
Garri Dr.-Ing. Berstein
Rudolf Winkens
Willi Hansen
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hegenscheidt MFD GmbH and Co KG
Original Assignee
Wilhelm Hegenscheidt GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wilhelm Hegenscheidt GmbH filed Critical Wilhelm Hegenscheidt GmbH
Publication of EP0213255A2 publication Critical patent/EP0213255A2/de
Publication of EP0213255A3 publication Critical patent/EP0213255A3/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0213255B1 publication Critical patent/EP0213255B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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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
    • B24B39/04—Burnishing machines or devices, i.e. requiring pressure members for compacting the surface zone; Accessories therefor designed for working external surfaces of revolution
    • B24B39/045—Burnishing machines or devices, i.e. requiring pressure members for compacting the surface zone; Accessories therefor designed for working external surfaces of revolution the working tool being composed of a plurality of working rolls or balls

Definitions

  • the invention relates to a device for rolling with a drive device for a workpiece to be rolled and with at least one movable rolling device, each of which at least contains a tool holder with a rolling element and a tool holder with a support element, the movable rolling device essentially consisting of two scissor-like articulated arms exists, which are kinematically connected to a power actuator for generating the rolling force.
  • Such devices can be used, for example, for deep rolling or smooth rolling of shafts, shaft shafts, axes, transition radii that arise when changing from one workpiece area to another workpiece area of a different size or position, and they have become particularly well known and widely used and proven in practice in the form of so-called Crankshaft rolling machines. They are also fully described in the literature. For this purpose, reference is made, for example, to DE-OS 33 33 603. The cited literature reference shows a deep rolling machine of the gen. Type for rolling the transition radii on crankshafts.
  • DE-PS 31 08 746 A similar machine is also shown in DE-PS 31 08 746. Both devices have fixed-rolling devices which are suspended and arranged in such a way that master shafts are not required to hang and guide these fixed-rolling devices. This type of suspension has certain advantages when adapting the devices to different types of crankshafts with different journal positions and different stroke sizes.
  • DE-PS 32 24 286 or DE-PS 31 08 780 there are also devices of the generic type that carry the deep rolling devices over master shafts, such as DE-PS 32 24 286 or DE-PS 31 08 780 can be found.
  • crankshafts of different types can be rolled.
  • the rolling tools used in the devices are, due to their construction, closely specialized to the intended rolling task, so that it is necessary to change the rolling tools even with small changes in the dimensions of the workpiece in the area to be rolled. For this purpose, the machine must then be stopped and the tools are replaced manually on each rolling device. Devices of this type are therefore only suitable for producing medium to large series, but can be easily converted in particular to crankshafts of different types. However, the production of small series is uneconomical.
  • the invention is therefore based on the object of using devices of the generic type to achieve an increase in efficiency by reducing the time required for machining a workpiece and / or in retrofitting the machine, by a cheaper construction of the necessary equipment and by a larger one Flexibility of such a facility.
  • At least one tool carrier is provided with a tool holder that is position-variable in at least two predetermined or predeterminable positions relative to the tool carrier, with at least one rolling element or support element that can be brought into said positions via the tool holder, at least one rolling element in the working position and / or at least one assigned one Support element is kinematically connectable or connected to a power actuator.
  • the respective rolling device is movable and is connected to only one power actuating device ensures that only the rolling force occurs as a transverse force on the workpiece and is canceled out there. Additional lateral forces that could stress the workpiece and that result from the power actuation device are largely avoided.
  • greater flexibility of the device is achieved because, within a certain frame, the device according to the invention can react to the design of the workpiece with a corresponding change in position of the rolling elements and / or the support elements.
  • a position-changeable tool holder equipped with corresponding rolling elements or supporting elements, is structurally simple to implement. This makes it possible to carry and guide rolling elements and supporting elements at the same time.
  • At least one rolling element and / or support element is arranged in a positionally variable manner on the tool carrier can simplify the construction of the device, at least in certain applications, and this positional variability can at the same time facilitate the introduction of a workpiece into the device. Due to the aforementioned changeable credit, it not only succeeds if necessary. bring different elements to the place of use, but it is also possible to remove corresponding elements from the place of use and return them to the place of use after inserting a workpiece.
  • each rolling element and each support element is an element of a roller head.
  • Roller heads with rolling elements are already known and have proven themselves.
  • the use of such roller heads in a device of the type according to the invention further increases the economy of a device of the type according to the invention in that the spare parts inventory can be reduced and essentially to the roller heads can be limited.
  • the use of such roller heads enables a simpler construction of the device.
  • a supplementary embodiment is again seen in the fact that an independent roller head is provided for each rolling element or pair of rolling elements and / or for each supporting element or pair of supporting elements.
  • the structure of the roller heads can be standardized, so that the same roller heads can always be used in machines with a different number of rolling elements, so that the different number of roller elements is achieved simply by varying the roller heads.
  • each roller head is arranged in a variable position on the associated tool carrier. This is an easy way to bring the respective roller head into a desired position.
  • the tool holder be designed as a roller head for the rolling element and / or the support element. In this way it is possible to realize the inventive idea even in structurally restricted conditions. The overall structure is thereby simplified at the same time.
  • At least one tool holder carries at least one roller head.
  • different equipment of the machine can be achieved in adaptation to certain production conditions and, on the other hand, it is at least partially possible to use existing roller heads.
  • At least two roller heads with at least two positions are arranged such that at least one position is the working position.
  • a supplementary alternative of the invention provides that the roller heads are arranged on a guide for changing the position. This is a space-saving and simple construction for changing the position. The roller elements and / or support elements are then changed in their position at the same time with the roller heads.
  • an actuating device is provided for carrying out the change in position, it then being further proposed that at least one fluid-actuated piston-cylinder unit is provided as the actuating seal.
  • Actuating devices specially adapted to the implementation of the change in position and appropriately designed and arranged are easy to implement and facilitate the implementation of the change in position.
  • At least one more position is predefined and predeterminable for the tool holder than it carries roller heads.
  • the movable rolling device consists essentially of two scissors-like arms which are kinematically connected to a force actuating means for generating the rolling force.
  • a force actuating means for generating the rolling force Such a configuration allows high rolling forces to be exerted on the workpiece in a small installation space, these rolling forces canceling each other out on the workpiece itself, so that one of the rolling forces resulting additional undesirable radial loading of the workpiece is prevented.
  • the scissor-like connection of the arms does not have to mean that a hinge point is present approximately in the middle of the arms. It is quite possible to also use the hinge point z. B. to put on one end of the arms and thus connect the ends of the arms together.
  • At least one rolling device is provided, with at least one rolling element and / or at least one support element, that in each case a fixed position is arranged in relation to the associated tool carrier.
  • the rolling elements and / or support elements must then be arranged in a fixed position in relation to the associated tool carrier.
  • a device of the type according to the invention can be equipped with one as well as with several rolling devices.
  • the rolling devices can also be of different types.
  • the workpiece can be driven centrally via a separate workpiece drive.
  • crankshafts it is also possible, in particular in the case of crankshafts, for the workpiece to be carried on the one hand by the different rolling devices and to be driven on the other hand.
  • a crankshaft is advantageously carried and guided by the rolling devices for the main bearings and driven by the rolling devices for the connecting rod bearings.
  • rolling devices for the main bearings are not absolutely necessary as a means for storing and guiding the crankshaft.
  • Driving the crankshaft via the connecting rod bearings is particularly advantageous when the rolling devices are carried and moved by master shafts.
  • rolling devices of the type according to the invention with rolling devices of a conventional type within a device according to the invention.
  • a device of the type according to the invention it is possible in a device of the type according to the invention to make rolling devices designed according to the invention movable along a workpiece axis, so that the rolling devices can be moved into desired and pre-programmable working positions by means of appropriate drive and control means, for example via programmable NC controls.
  • the program can do more than just that Positioning the rolling devices themselves but also the selection of the tools to be brought into position.
  • a device according to the invention in the form of a crankshaft rolling device with a basic structure, as is already known in the prior art mentioned, is described as an example.
  • This device contains at least one deep rolling device 1, consisting essentially of two arms 6 and 7. These arms 6 and 7 can be connected in a known manner to one another in a known manner via the tabs 23 and the hinge pin 24.
  • a piston-cylinder unit 10 is also arranged in a known manner, which moves the arms 6 and 7 like pliers or scissors.
  • the roller head required in each case is arranged on an arm 6 or 7 in the prior art.
  • joint pins 25 and 26 are provided there, which carry the fork-shaped levers 19 and 20 in an articulated manner.
  • the levers 19 and 20 can be around their Swivel pivot pins 25 and 26 freely, as indicated by arrows 27 and 26 '.
  • a piston-cylinder unit 21 is connected via a piston rod to the lever 19 via a joint 28, while the cylinder of the piston-cylinder unit 21 is supported on the lever 6.
  • the lever 19 In the switching position shown in FIG. 1, the lever 19 is in the angular position 15.
  • known deep-rolling tools 13 and 13 ' are arranged. In the angular position 15 of the lever 19, the deep rolling roller head 13 is in the working position.
  • a support roller head 14 Arranged opposite the deep rolling roller head 13, in a manner known per se, is a support roller head 14 which is arranged on the lever 20.
  • the angular position 17 of the lever 20 holds the support roller head 14 in the working position, so that the transition radii 2 on the main bearing 3 can be rolled.
  • the levers 6 and 7 are moved via the piston-cylinder unit 10 in a manner known per se and thus the deep rolling roller head 13 and the support roller head 14 are brought into contact with the corresponding bearing points of the crankshaft 5.
  • the connecting rod bearing 4 can be rolled in the region of the fillets 2.
  • only a corresponding device has to be arranged.
  • crankshaft 5 For the machining of the crankshaft 5, this can, as shown in FIG. 2, be accommodated between centers and driven centrally, so that the deep rolling device 1 does not need to be suspended via master shafts.
  • crankshaft 5 now arrives as the next workpiece with, for example, modified fillet radii
  • the deep-rolling roller head 13 ' can be matched to this.
  • the piston-cylinder unit 21 is actuated so that its piston rod retracts.
  • the lever 19 is moved from the angular position 15 into the angular position 16.
  • the deep rolling roller head 13 ′ comes into the working position and the crankshaft 5 with the changed radii can be rolled by means of the rolling elements 40.
  • the pivoting movement in the direction of arrow 27 of the lever 19 is of course in no way to the two described in the embodiment Switch positions limited. More than two switching positions can also be provided. Likewise, more than two deep rolling roller heads, each with different rolling elements 40, can be used. But it also makes sense, depending on the application, to provide only a single deep rolling roller head 13, for example if the now possible swiveling movement via the lever 19 is only or preferably to serve to simplify the tool change for the tool 13 or in the event of a break in the rolling elements 40 to simplify the change of the rolling elements through better accessibility. However, the insertion of the workpiece can also be simplified by such a pivoting movement.
  • the support roller head 14 can also be pivoted in the direction of arrow 28, for example by means of the handle 22 from the angular position 17, which represents the working position, into the angular position 18.
  • the locking bolt 29 is removed so that the lever 20 can now be pivoted effortlessly via the handle 22.
  • the locking bolt 29 is then reinserted and then sits in the bore 30 of the arm 7.
  • the support roller head 14 can be replaced effortlessly.
  • a deep rolling device 1 ' accordinging to FIG. 3 is very similar in structure to that Deep rolling device described so far.
  • the arm 7 with the support roller head 14, which is articulated via the lever 20 on the arm 7 via the hinge pin 26, can be constructed exactly as already described for FIG. 1.
  • This lever 7 is in turn articulated by means of the hinge pin 24 and the tab 23 to an arm 6 ', the first ends 8' and 9 of the arms 6 'and 7 being connected to a piston-cylinder unit 10 which the Swivel movement of the arms should cause relative to each other and which generates the necessary rolling force.
  • this has a slide guide 37 on the underside, on which one or more slides 35 can be arranged.
  • the one or more slides 35 are displaceable in the direction of arrow 36.
  • the carriages 35 carry deep rolling roller heads 31, 32 and 33, which in turn contain rolling elements 40. Since a plurality of carriages 35 are provided in the exemplary embodiment, the deep-rolling roller heads 31 to 33 are connected to one another via tabs 38.
  • the deep rolling roller head 31 is here in the working position 34, while the deep rolling roller heads 32 and 33 are available for a roller head change.
  • the roller head 33 is connected with its associated slide 35 via an arm 39 to the piston-cylinder unit 21 '.
  • any desired roller head can be brought into the working position 34 or removed from it.
  • the roller head located in the working position can be mechanically locked or held in working position 34 via a position control of the piston of the piston-cylinder unit 21 '.
  • the deep rolling devices described can be used both on deep rolling machines according to the prior art cited at the beginning and can also be used as individual devices.
  • the rolling elements 40 and / or the support elements 41 in a fixed position in relation to the associated tool carrier and to change the position of the tool carrier itself or the entire device move or otherwise change its position accordingly.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
  • Metal Rolling (AREA)
  • Buildings Adapted To Withstand Abnormal External Influences (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Walzen mit einer Antriebseinrichtung für ein zu walzendes Werkstück sowie mit mindestens einem beweglichen Walzgerät, welchjedes mindestens enthält einen Werkzeugträger mit einem Walzelement und einen Werkzeugträger mit einem Stützelement, wobei das bewegliche Walzgerät im wesentlichen aus zwei scherenartig gelenkig miteinander verbundenen Armen besteht, die kinematisch mit einem Kraftbetätigungsmittel verbunden sind zur Erzeugung der Walzkraft.
  • Solche Einrichtungen können eingesetzt werden beispielsweise zum Festwalzen oder Glattwalzen von Wellen, Wellenschäften, Achsen, Übergangsradien, die beim Übergang von einem Werkstückbereich auf eine anderen Werkstückbereich anderer Abmessung oder anderer Lage entstehen und sie sind besonders bekannt geworden und in der Praxis weit verbreitet und bewährt in der Form sogen. Kurbelwellenwalzmaschinen. Sie sind auch in der Literatur umfassend beschrieben. Hierzu sei beispielsweise verwiesen auf die DE-OS 33 33 603. Die genannte Literaturstelle zeigt eine Festwalzmaschine der gen. Art zum Walzen der Übergangsradien an Kurbelwellen.
  • Eine ähnliche Maschine zeigt auch die DE-PS 31 08 746. Beide Einrichtungen weisen Festwalgeräte auf, die so aufgehängt und angeordnet sind, daß Meisterwellen zur Aufhängung und Führung dieser Festwalzgeräte nicht erforderlich sind. Diese Art der Aufhängung hat bei der Anpassung der Geräte auf Kurbelwellen unterschiedlichen Typs mit unterschiedlichen Lagerzapfenpositionen und unterschiedlicher Hubgröße gewisse Vorteile.
  • Es gibt jedoch auch Einrichtungen der gattungsgemäßen Art, die die Festwalzgeräte über Meisterwellen tragen, wie beispielsweise der DE-PS 32 24 286 oder der DE-PS 31 08 780 entnommen werden kann.
  • Die bisher zitierten Einrichtungen des Standes der Technik sind in der Lage, sich unterschiedlichen Lagepositionen der Pleuellager einer Kurbelwelle anzupassen, so daß Kurbelwellen unterschiedlichen Typs gewalzt werden können.
  • Die in den Einrichtungen jeweils verwendeten Walzwerkzeuge sind konstruktionsbedingt eng auf die ihnen zugedachte Walzaufgabe spezialisiert, so daß es schon bei geringen Abmessungsänderungen des Werkstückes im zu walzenden Bereich notwendig wird, die Walzwerkzeuge zu wechseln. Hierzu muß dann die Maschine stillgesetzt werden und es erfolgt an jedem Walzgerät manuell ein Austausch der Werkzeuge. Einrichtungen solcher Art sind daher nur geeignet, mittlere bis große Serien zu fertigen, können hierbei jedoch insbesondere auf Kurbelwellen unterschiedlichen Typs leicht umgerüstet werden. Die Fertigung von Kleinserien ist jedoch unwirtschaftlich.
  • Der Erfindung liegt damit die Aufgabe zugrunde beim Einsatz von Einrichtungen der gattungsgemäßen Art eine Steigerung der Wirkschaftlichkeit zu erreichen durch Verringerung des Zeitbedarfs bei der Bearbeitung eines Werkstücks und/oder bei der Umrüstung der Maschine, durch einen billigeren Aufbau der hierzu notwendigen Einrichtung sowie durch eine größere Flexibilität einer solchen Einrichtung.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einer Einrichtung der gattungsgemäßen Art dadurch gelöst, daß an mindestens einem Werkzeugträger ein in mindestens zwei vorgegebene oder vorgebbare Positionen relativ zum Werkzeugträger lageveränderlicher Werkzeughalter vorgesehen ist mit mindestens einem Walzelement bzw. Stützelement, das über den Werkzeughalter in die genannten Positionen bringbar ist, wobei mindestens ein in Arbeitsposition befindliches Walzelement und/oder mindestens ein zugeordnetes Stützelement kinematisch mit einem Kraftbetätigungsmittel verbindbar oder verbunden ist.
  • Dadurch, daß das jeweilige Walzgerät beweglich ist und mit nur einer Kraftbetätigungseinrichtung verbunden ist, ist dafür gesorgt, daß nur die Walzkraft als Querkraft am Werkstück auftritt und sich dort gegenseitig aufhebt. Zusätzliche Querkräfte, die das Werkstück belasten könnten und die aus der Kraftbetätigungseinrichtung herrühren, werden weitgehend vermieden. Das Vorhandensein mindestsens eines weiteren Walzelementes und/oder Stützelementes, das in der beschriebenen Art lageveränderlich ist, macht bei entsprechenden Werkstücken einen Werkzeugaustausch überflüssig, und es wird hierdurch in der Fertigung größerer Serien Zeit gewonnen. Gleichzeitig wird hierdurch eine größere Flexibilität der Einrichtung erreicht, weil innerhalb eines bestimmten Rahmens die erfindungsgemäße Einrichtung auf die Bauart des Werkstückes mit einer entsprechenden Lageveränderung der Walzelemente und/oder der Stützelemente reagieren kann. Im mittleren Serienbereich ist es auch denkbar, weniger Walzgeräte in einer einzigen Einrichtung einzusetzen und diese an die jeweils am Werkstück zu walzende Stelle heranzufahren und hierbei durch entsprechende Lageveränderung der Stützelemente und/oder der Walzelemente eine Auswahl zu treffen, so daß am jeweiligen Werkstückort ein geeignetes Werkzeug zum Einsatz kommt. Auch eine solche Einrichtung kann auf unterschiedliche Werkstücke reagieren, so daß nicht für jedes spezielle Werkstück eine Einrichtung vorgesehen sein muß und es ist nicht mehr erforderlich, für jede zu walzende Stelle am Werkstück ein Walzgerät vorzusehen. Ein lageveränderlicher Werkzeughalter, ausgerüstet mit entsprechenden Walzelementen bzw. Stützelementen, ist konstruktiv einfach zu realisieren. Es gelingt hierdurch gleichzeitig, Walzelemente und Stützelemente zu tragen und zu führen. Dadurch, daß mindestens ein Walzelement und/oder Stützelement am Werkzeugträger lageveränderlich angeordnet ist, kann mindestens in bestimmten Einsatzfällen der konstruktive Aufbau der Einrichtung vereinfacht werden, und es kann durch diese Lageveränderlichkeit gleichzeitig das Einbringen eines Werkstückes in die Einrichtung erleichtert werden. Durch die genannte Lageveränderlichkedit gelingt es nicht nur ggfls. unterschiedliche Elemente zum Einsatzort zu bringen, sondern es gelingt auch, entsprechende Elemente aus dem Einsatzort zu entfernen und nach Einbringung eines Werkstückes wieder zum Einsatzort zurückzubringen.
  • Eine Ausgestaltung der Erfindung wird darin gesehen, daß jedes Walzelement und jedes Stützelement Element eines Rollenkopfes ist. Rollenköpfe mit Walzelementen sind schon bekannt und haben sich bewährt. Die Verwendung solcher Rollenköpfe bei einer Einrichtung der erfindungsgemäßen Art erhöht weiter die Wirtschaftlichkeit einer Einrichtung der erfindungsgemäßen Art dadurch, daß die Ersatzteilbevorratung sich verringern kann und im wesentlichen auf die Rollenköpfe beschränkt werden kann. Außerdem ermöglicht die Verwendung solcher Rollenköpfe einen einfacheren konstruktiven Aufbau der Einrichtung.
  • Eine ergänzende Ausgestaltung wird wiederum darin gesehen, daß für jedes Walzelement oder Walzelementepaar und/oder für jedes Stützelement oder Stützelementepaar ein unabhängiger Rollenkopf vorgesehen ist. Hierdurch kann der Aufbau der Rollenköpfe standardisiert werden, so daß auch bei Maschinen mit unterschiedlicher Anzahl der verwendeten Walzelemente immer gleiche Rollenköpfe verwendet werden können, so daß die unterschiedliche Anzahl der Walzelemente einfach durch Variation der Rollenköpfe erreicht wird.
  • Eine andere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß jeder Rollenkopf lageveränderlich am zugeordneten Werkzeugträger angeordnet ist. Dies ist eine einfache Möglichkeit, den jeweiligen Rollenkopf in eine gewünschte Position zu bringen.
  • Nach einer weiteren Ausgestaltung ist vorgeschlagen, daß der Werkzeughalter als Rollenkopf für das Walzelement und/oder das Stützelement ausgebildet ist. Hierdurch gelingt es, den Erfindungsgedanken auch bei konstruktiv beengten Verhältnissen zu realisieren. Der Gesamtaufbau wird hierdurch gleichzeitig vereinfacht.
  • Alternativ ist nach der Erfindung vorgeschlagen, daß mindestens ein Werkzeughalter mindestens einen Rollenkopf trägt. Hierdurch kann einerseits eine unterschiedliche Ausrüstung der Maschine in Anpassung an bestimmte Produktionsverhältnisse erreicht werden und es gelingt andererseits mindestens teilweise, bereits vorhandene Rollenköpfe einzusetzen.
  • Es ist nach der Erfindung noch vorgeschlagen, daß mindesetns zwei Rollenköpfe mit mindestens zwei Positionen lageveränderlich angeordnet sind, wovon mindestens eine Position die Arbeitsposition ist. Mit einer einfachen Anordnung dieser Art läßt sich bereits eine Vielzahl unterschiedlicher Werkstückabmessungen beherrschen.
  • Eine ergänzende Alternative der Erfindung sieht vor, daß die Rollenköpfe zur Lageveränderung auf einer Führung angeordnet sind. Dies ist eine platzsparende und einfache Konstruktion zur Durchführung einer Lageveränderung. Mit den Rollenköpfen werden dann gleichzeitig die Walzelemente und/oder Stützelemente in ihrer Lage verändert.
  • Ergänzend ist dann nach der Erfindung noch vorgeschlagen, daß zur Durchführung der Lageveränderung eine Betätigungseinrichtung vorgesehen ist, wobei dann weiter vorgeschlagen ist, daß als Betätigungseintichtung mindestens eine strömungsmittelbetätigte Kolben-Zylinder-Einheit vorgesehen ist. Betätigungseinrichtungen speziell auf die Durchführung der Lageveränderung abgestimmt und entsprechend ausgebildet und angeordnet, sind einfach realisierbar und erleichtern die Durchführung der Lageveränderung.
  • Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgeschlagen, daß für den Werkzeughalter mindestens eine Position mehr vorgegeben und vorgebbar ist, als er Rollenköpfe trägt. Hierdurch gelingt es, auch bei einer Mehrfachanordnung von Rollenköpfen noch eine solche Position zu erreichen, in der keiner der vorhandenen Rollenköpfe in Arbeitsposition ist. Dadurch wird der Gesamtaustausch der Werkzeuge und insbesondere der Austausch gebrochener Festwalzrollen erleichtert und es kann hierdurch ggf. auch die Einlegearbeit für das Einlegen der Werkstücke erleichtert werden.
  • Eine weitere Ausbildung der Erfindung sieht vor, daß das bewegliche Walzgerät im wesentlichen aus zwei scherenartig gelenkig miteinander verbundenen Armen besteht, die kinematisch mit einem Kraftbetätigungsmittel verbunden sind, zur Erzeugung der Walzkraft. Eine solche Ausgestaltung erlaubt es, bei kleinem Bauraum hohe Walzkräfte auf das Werkstück auszuüben, wobei sich diese Walzkräfte am Werkstück selbst gegenseitig aufheben, so daß eine aus der Walzkraft herrührende zusätzliche unerwünschte Radialbelastung des Werkstückes verhindert wird. Hierbei muß betont werden, daß der scherenartige Verbund der Arme nicht bedeuten muß, daß ein Gelenkpunkt etwa in der Mitte der Arme vorhanden ist. Es ist durchaus möglich, den Gelenkpunkt auch z. B. an ein Ende der Arme zu legen und so die Enden der Arme miteinander zu verbinden. Die anderen Enden tragen dann die Werkzeuge und es ist dann möglich, diesseits oder jenseits der Werkzeuge Kraftbetätigungsmittel kinematisch mit diesen Armen zur Erzeugung der Walzkraft zu verbinden. Eine solche Konstruktion schafft günstige Hebelverhältnisse zur Erzeugung der Walzkraft.
    Es muß also, hierauf sei ausdrücklich hingewiesen, die scherenartige Verbindung, die die Arme gelenkig miteinander verbindet, nicht unbedingt so wie gezeichnet ausgebildet sein, wenngleich eine solche Ausbildung auch besonders zweckmäßig sein kann. Grundsätzlich muß natürlich überhaupt keine scherenartige Verbindung vorgesehen sein, sondern es ist auch möglich, die Werkzeugträger beispielsweise parallel zueinander zu führen und zu bewegen und kinematisch mit einem Kraftbetätigungsmittel zu verbinden, so daß die Werkzeugträger parallel aufeinander zu und voneinander weg bewegt werden können.
  • Schließlich ist nach der Erfindung noch vorgeschlagen, daß mindestens ein Walzgerät vorgesehen ist, mit mindestens einem Walzelement und/oder mindestens einem Stützelement, daß jeweils ist fester Position zum zugeordneten Werkzeugträger angeordnet ist. Es kann für bestimmte Einsatzfälle günstig sein, Walzelemente und/oder Stützelemente zu wechseln oder in bzw. aus Arbeitsposition zu bringen durch eine entsprechende Lageveränderung des gesamten Walzgerätes. Die Walzelemente und/oder Stützelemente müssen dann in fester Position zum zugeordneten Werkzeugträger angeordnet sein.
  • Eine Einrichtung der erfindungsgemäßen Art kann sowohl mit einem als auch mit mehreren Walzgeräten ausgerüstet sein. Hierbei können die Walzgeräte auch unterschiedlicher Art sein. Der Antrieb des Werkstückes kann hierbei zentral über einen separaten Werkstückantrieb erfolgen. Es ist aber auch möglich, insbesondere bei Kurbelwellen, das Werkstück von den unterschiedlichen Walzgeräten einerseits tragen und andererseits antreiben zu lassen. Hierbei wird eine Kurbelwelle vorteilhaft von den Walzgeräten für die Hauptlager getragen und geführt und von den Walzgeräten für die Pleuellager angetrieben. Zwingen notwendig sind jedoch Walzgeräte für die Hauptlager als Mittel für die Lagerung und Führung der Kurbelwelle nicht. Ein Antrieb der Kurbelwelle über die Pleuellager ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Walzgeräte über Meisterwellen getragen und bewegt werden. Ebenfalls ist es möglich innerhalb einer erfindungsgemäßen Einrichtung Walzgeräte der erfindungsgemäßen Art mit Walzgeräten herkömmlicher Art zu kombinieren.
    Weiterhin ist es möglich bei einer Einrichtung der erfindungsgemäßen Art erfindungsgemäß ausgestaltete Walzgeräte entlang einer Werkstückachse verfahrbar zu gestalten, so daß die Walzgeräte über entsprechende Antriebs- und Steuermittel, beispielsweise über programmierbare NC-Steuerungen in gewünschte und vorprogrammierbare Arbeitspositionen gefahren werden können. Hierbei kann das Programm nicht nur die Positionierung der Walzgeräte selbst sondern auch die Auswahl der in Position zu bringenden Werkzeuge bewirken.
  • Die Erfindung soll nun anhand der beigefügten Zeichnungen, die Ausführungsbeispiele zeigen, näher erläutert werden.
  • Es zeigen:
    • Figur 1
    Festwalzgerät in Seitenansicht
    Figur 2
    Ansicht in Richtung des Pfeils A nach Figur 1
    Figur 3
    Variante zu Figur 1
  • Als Beispiel sei eine erfindungsgemäße Einrichtung in Form einer Kurbelwellenwalzeinrichtung mit einem grundsätzlichen Aufbau, wie er im genannten Stand der Technik bereits bekannt ist, beschrieben. Diese Einrichtung enthält mindestens ein Festwalzgerät 1, bestehend im wesentlichen aus zwei Armen 6 und 7. Diese Arme 6 und 7 können in bekannter Weise über die Laschen 23 und dem Gelenkbolzen 24 scherenähnlich miteinander verbunden sein. An den sich gegenüberliegenden hinteren Enden 8 und 9 ist eine Kolben-Zylinder-Einheit 10 in ebenfalls bekannter Weise angeordnet, die die Arme 6 und 7 zangenartig oder scherenartig bewegt. An dem dem Ende 8 gegenüberliegenden Ende 11 und an dem dem Ende 9 gegenüberliegenden Ende 12 ist im Stand der Technik auf einem Arm 6 bzw. 7 der jeweils erforderliche Rollenkopf angeordnet. Bei dem erfindungsgemäßen Festwalzgerät hingegen sind dort Gelenkbolzen 25 bzw. 26 vorgesehen, die die gabelförmig ausgebildeten Hebel 19 bzw. 20 gelenkig tragen. Die Hebel 19 bzw. 20 können also um ihre Gelenkbolzen 25 bzw. 26 frei pendeln, wie dies von den Pfeilen 27 und 26' angedeutet ist.
  • Über ein Gelenk 28 ist eine Kolben-Zylinder-Einheit 21 über deren Kolbenstange mit dem Hebel 19 verbunden, während sich der Zylinder der Kolben-Zylinder-Einheit 21 am Hebel 6 abstützt. In der dargestellten Schaltstellung nach Figur 1 befindet sich der Hebel 19 in der Winkelposition 15. Am zweiten Ende des Hebels 19 sind an sich bekannte Festwalzwerkzeuge 13 und 13', im dargestellten Ausführungsbeispiel als Doppelwerkzeug ausgebildet, angeordnet. In der Winkelposition 15 des Hebels 19 befindet sich der Festwalzrollenkopf 13 in Arbeitsposition.
  • Dem Festwalzrollenkopf 13 gegenüberliegend angeordnet ist in ebenfalls an sich bekannter Weise ein Stützrollenkopf 14, der auf dem Hebel 20 angeordnet ist. Die Winkelposition 17 des Hebels 20 hält den Stützrollenkopf 14 in Arbeitsposition, so daß die Übergangsradien 2 am Hauptlager 3 gewalzt werden können. Hierzu ist erforderlich, daß über die Kolben-Zylinder-Einheit 10 in an sich bekannter Weise die Hebel 6 und 7 bewegt und damit der Festwalzrollenkopf 13 und der Stützrollenkopf 14 zur Anlage an die entsprechenden Lagerstellen der Kurbelwelle 5 gebracht werden. Auf diese Art und Weise kann natürlich nicht nur das Hauptlager 3 der Kurbelwelle 5, sondern ebensogut das Pleuellager 4 im Bereich der Hohlkehlen 2 festgewalzt werden. Hierzu muß lediglich ein entsprechendes Gerät zusätzlich angeordnet werden. Die Mehrfachanordnung solcher Geräte ist jedoch aus der bereits zitierten Literatur zum Stand der Tecknik bekannt. Auf eine eingehende Beschreibung dieser Mehrfachanordnung kann daher hier verzichtet werden. Hierzu kann auf die zitierte Literatur zum Stand der Technik verwiesen werden. Es ist aber auch möglich, das Gerät 1 bzw. 1' axial von Bearbeitungsstelle zu Bearbeitungsstelle zu verfahren, wie dies durch Pfeil 42 in Fig. 2 angedeutet ist.
  • Für die Bearbeitung der Kurbelwelle 5 kann diese, wie in Figur 2 dargestellt, zwischen Spitzen aufgenommen und zentral angetrieben sein, so daß das Festwalzgerät 1 einer Aufhängung über Meisterwellen nicht bedarf. Es ist jedoch alternativ ebensogut möglich die Kurbelwelle 5 spitzenlos in den Festwalzgeräten zu lagern und die Festwalzgeräte 1 über Meisterwellen zu führen und anzutreiben.
  • Die Bearbeitung der Kurbelwelle kann nun in im Stand der Technik bereits bekannter Weise durchgeführt werden. Kommt nun eine Kurbelwelle 5 als nächstes Werkstück mit beispielsweise veränderten Hohlkehlenradien an, so kann hierauf der Festwalzrollenkopf 13' abgestimmt sein. Um dann die Kurbewelle 5 mit den veränderten Übergangsradien 2 festwalzen zu können, wird die Kolben-Zylinder-Einheit 21 betätigt, so daß deren Kolbenstange einfährt. Hierdurch wird der Hebel 19 von der Winkelposition 15 in die Winkelposition 16 gefahren. Hierdurch kommt der Festwalzrollenkopf 13' in Arbeitsposition und die Kurbelwelle 5 mit den veränderten Radien kann mittels der Walzelemente 40 gewalzt werden. Die Schwenkbewegung in Richtung des Pfeiles 27 des Hebels 19 ist natürlich keineswegs auf die beiden im Ausführungsbeispiel beschriebenen Schaltpositionen beschränkt. Es können auch mehr als zwei Schaltpositionen vorgesehen sein. Ebenso können mehr als zwei Festwalzrollenköpfe, auch mit jeweils unterschiedlichen Walzelementen 40, eingesetzt werden. Aber es ist auch je nach Einsatzfall sinnvoll, nur einen einzigen Festwalzrollenkopf 13 vorzusehen, z.B. dann, wenn die nunmehr mögliche Ausschwenkbewegung über den Hebel 19 nur oder vorzugsweise dazu dienen soll, den Werkzeugwechsel für das Werkzeug 13 zu vereinfachen oder im Falle eines Bruches der Walzelemente 40 den Wechsel der Walzelemente durch bessere Zugänglichkeit zu vereinfachen. Ebenso kann jedoch durch eine solche Ausschwenkbewegung auch das Einlegen des Werkstückes vereinfacht werden.
  • Der Stützrollenkopf 14 kann ebenfalls in Richtung des Pfeiles 28 beispielsweise mittels des Griffes 22 aus der Winkelposition 17, die die Arbeitsposition darstellt, in die Winkelposition 18 geschwenkt werden. Hierzu wird lediglich der Arretierbolzen 29 herausgenommen, so daß über den Griff 22 nunmehr der Hebel 20 mühelos geschwenkt werden kann. In der Winkelposition 18 wird dann der Arretierbolzen 29 wieder eingesetzt und sitzt dann in der Bohrung 30 des Armes 7. In dieser Schwenkposition kann der Stützrollenkopf 14 mühelos ausgetauscht werden. Es ist jedoch auch denkbar, den Hebel 20 in der Ausführungsform des Hebels 19 zu gestalten, so daß der Hebel 20 mehrere unterschiedliche Stützrollenköpfe für unterschiedliche Lagergestaltungen tragen kann.
  • Ein Festwalzgerät 1' nach Figur 3 ist in seinem wesentlichen Aufbau ganz ähnlich aufgebaut wie das bisher beschriebene Festwalzgerät. Der Arm 7 mit dem Stützrollenkopf 14, der über den Hebel 20 am Arm 7 über den Gelenkbolzen 26 gelenkig gelagert ist, kann exakt so aufgebaut sein wie bereits zu Figur 1 beschrieben. Dieser Hebel 7 ist wiederum mittels des Gelenkbolzens 24 und der Lasche 23 mit einem Arm 6' gelenkig verbunden, wobei die ersten Enden 8' bzw. 9 der Arme 6' bzw. 7 mit einer Kolben-Zylinder-Einheit 10 verbunden sind, die die Schwenkbewegung der Arme relativ zueinander bewirken soll und die die notwendige Walzkraft erzeugt.
  • Der Arm 6' weicht in seiner Bauart von dem Arm 6 nach Figur 1 ab. Im Bereich des zweiten Endes 11' des Armes 6' weist dieser an der Unterseite eine Schlittenführung 37 auf, auf der einer oder mehrere Schlitten 35 angeordnet sein können. Der eine oder die mehreren Schlitten 35 sind in Richtung des Pfeils 36 verschiebbar. Die Schlitten 35 tragen im Ausführungsbeispiel nach Figur 3 Festwalzrollenköpfe 31, 32 und 33, die ihrerseits Walzelemente 40 enthalten. Da im Ausführungsbeispiel mehrere Schlitten 35 vorgesehen sind, sind die Festwalzrollenköpfe 31 bis 33 über Laschen 38 miteinander verbunden. Der Festwalzrollenkopf 31 befindet sich hierbei in Arbeitsposition 34, während die Festwalzrollenköpfe 32 und 33 für einen Rollenkopfwechsel zur Verfügung stehen.
  • Zur Durchführung einer Verschiebebewegung der Rollenköpfe 31 bis 33 auf der Schlittenführung 37, ist der Rollenkopf 33 mit seinem zugehörigen Schlitten 35 über einen Arm 39 mit der Kolben-Zylinder-Einheit 21' verbunden. Eine Ein- und Ausfahrbewegung der Kolbenstange dieser Kolben-Zylinder-Einheit 21' bewirkt eine entsprechende Verschiebung der Schlitten 35 und damit der Rollenköpfe 31 bis 33 in Richtung des Pfeils 36. Hierdurch kann jeder gewünschte Rollenkopf in die Arbeitsposition 34 gebracht werden oder aus dieser entfernt werden. In der jeweiligen Arbeitsposition kann der in Arbeitsposition befindliche Rollenkopf mechanisch arretiert werden oder über eine Lageregelung des Kolbens der Kolben-Zylinder-Einheit 21' in Arbeitsposition 34 gehalten werden.
  • Es ist bei dieser Bauart durchaus möglich, den jeweiligen Schlitten 35 als festen Bestandteil eines zuzuordnenden Rollenkopfes auszubilden. Ebenfalls ist es möglich, mehrere Rollenköpfe als Baueinheit auszuführen, so daß als Baugruppe nur ein Rollenkopf vorliegt, der jedoch mehrere Arbeitsstellen aufweist.
  • Ebenso ist es natürlich möglich, eine Rollenkopfanordnung wie zum Hebel 6' beschrieben auch in der Form von Stützrollenköpfen am Arm 7 zu verwenden. Der Arm 7 muß dann an seinen zweiten Ende 12 lediglich entsprechend dem Ende 11' des Armes 6' ausgebildet sein.
  • Die beschriebenen Festwalzgeräte können sowohl auf Festwalzmaschinen nach dem eingangs zitierten Stand der Technik eingesetzt werden als auch als Einzelgeräte verwendet werden.
  • Ebenso ist es möglich, die Walzelemente 40 und/oder die Stützelemente 41 in fester Position zum zugeordneten Werkzeugträger anzuordnen und zur Lageänderung den Werkzeugträger selbst oder das ganze Gerät zu verschieben oder auf andere Art in seiner Lage entsprechend zu verändern. Natürlich ist es auch möglich, eine Verschiebbarkeit oder Lageveränderlichkeit eines Werkzeugträgers oder des ganzen Gerätes zusätzlich vorzusehen.
    • Liste der verwendeten Bezugszeichen
    • 1
    Festwalzgerät
    1'
    Festwalzgerät
    2
    Übergangsradien
    3
    Hauptlager
    4
    Pleuellager
    5
    Kurbelwelle
    6
    Arm (Werkzeugträger)
    6'
    Arm (Werkzeugträger)
    7
    Arm (Werkzeugträger)
    8
    erstes Ende
    8'
    erstes Ende
    9
    erstes Ende
    10
    Kolben-Zylinder-Einheit
    11
    zweites Ende
    11'
    zweites Ende
    12
    zweites Ende
    13
    Festwalzrollenkopf
    13'
    Festwalzrollenkopf
    14
    Stützrollenkopf
    15
    Position
    16
    Position
    17
    Position
    18
    Position
    19
    Werkzeughalter
    20
    Werkzeughalter
    21
    Kolben-Zylinder-Einheit
    21'
    Kolben-Zylinder-Einheit
    22
    Griff
    23
    Lasche
    24
    Gelenkbolzen
    25
    Gelenkbolzen
    26
    Gelenkbolzen
    26'
    Pfeil
    27
    Pfeil
    28
    Gelenk
    29
    Arretierbolzen
    30
    Bohrung
    31
    Festwalzrollenkopf
    32
    Festwalzrollenkopf
    33
    Festwalzrollenkopf
    34
    Arbeitsposition
    35
    Schlitten
    36
    Pfeil
    37
    Schlittenführung
    38
    Laschen
    39
    Arm
    40
    Walzelement
    41
    Stützelement
    42
    Pfeil

Claims (12)

  1. Einrichtung zum Walzen mit einer Antriebseinrichtung für ein zu walzendes Werkstück (5) sowie mit mindestens einem beweglichen Walzgerät (1,1'), welchjedes enthält einen Werkzeugträger (6,6') mit einem Walzelement (40) und einen Werkzeugträger (7) mit einem Stützelement (41), wobei das bewegliche Walzgerät im wesentlichen aus zwei scherenartig gelenkig miteinander verbundenen Armen besteht, die kinematisch mit einem Kraftbetätigungsmittel verbunden sind zur Erzeugung der Walzkraft, dadurch gekennzeichnet, daß an mindestens einem Werkzeugträger (6,7) ein in mindestens zwei vorgegebene oder vorgebbare Positionen (15-18) relativ zum Werkzeugträger lageveränderlicher Werkzeughalter (19,20) vorgesehen ist mit mindestens einem weiteren Walzelement (40) bzw. Stützelement (41), das über den Werkzeughalter (19,20) in die genannten Positionen bringbar ist, wobei mindestens ein in Arbeitsposition befindliches Walzelement und/oder mindestens ein zugeordnetes Stützelement kinematisch mit einem Kraftbetätigungsmittel verbindbar oder verbunden ist.
  2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Walzelement (40) und jedes Stützelement (41) Element eines Rollenkopfes (13, 13'; 31-33; 14) ist.
  3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß für jedes Walzelement (40) und/oder für jedes Stützelement (41) oder Stützelementepaar oder Walzelementepaar ein unabhängiger Rollenkopf vorgesehen ist.
  4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Rollenkopf (13, 13'; 31-33; 14) lageveränderlich am zugeordneten Werkzeugträger (6, 6', 7) angeordnet ist.
  5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkzeughalter (19,20) als Rollenkopf für das Walzelement (40) und/oder das Stützelement (41) ausgebildet ist.
  6. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Werkzeughalter (19, 20) mindestens einen Rollenkopf (13, 13', 14) trägt.
  7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Rollenköpfe lageveränderlich angeordnet sind, wovon mindestens eine Position die Arbeitsposition (34) ist.
  8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollenköpfe (31-33) zur Lageveränderung auf einer Führung angeordnet sind.
  9. Einrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß zur Durchführung der Lageveränderung eine Betätigungseinrichtung (21') vorgesehen ist.
  10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß als Betätigungseinrichtung (21, 21') mindestens eine strömungsmittelbetätigte Kolben-Zylinder-Einheit vorgesehen ist.
  11. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß für den Werkzeughalter (19,20) mindestens eine Position mehr vorgesehen oder vorgebbar ist, als er Rollenköpfe trägt.
  12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein Walzgerät (1,1') vorgesehen ist mit mindestens einem Walzelement und/oder mindestens einem Stützelement, das jeweils in fester Position zum zugeordneten Werkzeugträger angeordnet ist.
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