EP0503109B1 - Tool with burnishing rolls - Google Patents

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EP0503109B1
EP0503109B1 EP91103818A EP91103818A EP0503109B1 EP 0503109 B1 EP0503109 B1 EP 0503109B1 EP 91103818 A EP91103818 A EP 91103818A EP 91103818 A EP91103818 A EP 91103818A EP 0503109 B1 EP0503109 B1 EP 0503109B1
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EP
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support member
groove
tool
tool according
curved surface
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EP91103818A
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EP0503109A1 (en
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Alfred Ostertag
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Hegenscheidt MFD GmbH and Co KG
Original Assignee
Wilhelm Hegenscheidt GmbH
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Publication date
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Application filed by Wilhelm Hegenscheidt GmbH filed Critical Wilhelm Hegenscheidt GmbH
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Priority to AT91103818T priority patent/ATE117616T1/en
Priority to EP91103818A priority patent/EP0503109B1/en
Priority to HU913596A priority patent/HU207962B/en
Priority to CS913510A priority patent/CS351091A3/en
Priority to JP3327817A priority patent/JPH0747264B2/en
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    • 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
    • B24B39/023—Burnishing machines or devices, i.e. requiring pressure members for compacting the surface zone; Accessories therefor designed for working internal surfaces of revolution the working tool being composed of a plurality of working rolls or balls

Abstract

The invention relates to a tool with a smoothing (burnishing) roll head for machining surfaces on workpieces (25, 116) having a generated surface which is circular in cross-section. In the case of such tools the hysteresis is to be reduced and an improved non-positive smoothing (burnishing) with a precisely controlled smoothing (burnishing) force is to be obtained. This is achieved in that a support element (9, 46, 97, 63) having a surface (10, 98, 47) which is concentric with respect to the conical path (30, 59, 111, 84) and which is cylindrically curved so as to be rotatable and axially mobile on a holder (1, 43, 95, 120) with a corresponding cylindrically curved surface (122, 121, 98), support element and holder being linked by means of a slaving which consists of at least one groove (33, 34; 60, 61; 115, 114), which is formed in at least one corresponding cylindrically curved surface and which runs at a gradient (which is non-self-locking) with respect to its longitudinal axis, and of at least one driver (32, 113), which interacts with at least one groove and which engages in at least one groove, the gradient direction of the groove and the cone angle of the conical path being matched to each other in such a way that the smoothing (burnishing) rolls (8, 45, 112, 83) rest against the workpiece surface to be machined under the action of the positioning force (29, 51, 90). <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft Werkzeug mit einem Glattwalzkopf zum Bearbeiten von Oberflächen an Werkstücken mit im Querschnitt kreisrunder Mantelfläche, wobei der Glattwalzkopf mindestens drei kegelige Walzrollen aufweist, die von einem Rollenkäfig auf einer kegeligen Laufbahn eines Stützteils abrollbar gehalten werden, welches einerseits direkt oder über weitere Mittel mit einer Werkzeugaufnahme verbunden ist, und wobei Mittel zur Erzeugung einer Stellkraft vorgesehen und mindestens zur axialen Lageveränderung des Stützteils relativ zu den Walzrollen mit diesem verbunden sind, wobei eine axiale Lageveränderung des Stützteils eine proportionale radiale Lageveränderung der Walzrollen bewirkt.The invention relates to tools with a smooth rolling head for machining surfaces on workpieces with a circular cross-sectional circumferential surface, the smooth rolling head having at least three tapered rolling rollers, which are held by a roller cage on a tapered track of a support part, which on the one hand, directly or via other means is connected to a tool holder, and wherein means for generating an actuating force are provided and are connected at least for the axial change in position of the support part relative to the roll rollers, an axial change in position of the support part causing a proportional radial change in position of the roll rollers.

Werkzeuge dieser Art sind vorgesehen zum Bearbeiten von Bohrungen von Zylinderrohren und Bohrungen in beliebigen Werkstücken, aber auch zum Bearbeiten von Oberflächen von Wellen und Wellenzapfen, also von zylindrischen oder leicht kegeligen Oberflächen und somit von Oberflächen mit im Querschnitt kreisrunder Mantelfläche. Mit der DE-OS 25 39 294.3-14 ist eine "Vorrichtung zur Fertigbearbeitung zylindrischer Oberflächen" veröffentlicht worden. Dieses Werkzeug ist so ausgestaltet, daß Walzkräfte, die von Walzrollen am Werkstück ausgeübt werden, durch Relativverschiebung eines Stützkegels zu den Walzrollen erzeugt werden. Der Werkzeugdurchmesser, oder genauer dessen Arbeitsdurchmesser, wird gleichzeitig bei dieser Verschiebung miteingestellt und ist erreicht, wenn die Walzrollen am Werkstück anliegen und sich die Walzkraft aufbaut. Der Werkzeugdurchmesser ist somit bei Beginn eines Bearbeitungsvorganges angepaßt bzw. anpaßbar an den jeweiligen Werkstückdurchmesser.Tools of this type are provided for machining bores of cylinder tubes and bores in any workpieces, but also for machining surfaces of shafts and shaft journals, i.e. cylindrical or slightly tapered surfaces and thus surfaces with a circumferential circular surface. With DE-OS 25 39 294.3-14 a "device for finishing cylindrical surfaces" has been published. This tool is designed in such a way that rolling forces which are exerted on the workpiece by rolling rollers are generated by the relative displacement of a support cone with respect to the rolling rollers. The tool diameter, or more precisely its working diameter, is simultaneously set during this shift and is reached when the rolling rollers rest on the workpiece and the rolling force builds up. The tool diameter is thus adapted or adaptable to the respective workpiece diameter at the start of a machining process.

Für die Vorbearbeitung von Werkstückabschnitten, die mit einem solchen Werkzeug bearbeitet werden sollen, wird ein Nennmaß mit einer Toleranz vorgesehen. Nach einer solchen Maßvorgabe hergestellte Werkstückabschnitte sind maßhaltig, wenn das erreichte Maß dem Nennmaß innerhalb der vorgegebenen Toleranz entspricht. Dies an einem Werkstück hergestellte Maß kann nun ein Größtmaß oder ein Kleinstmaß sein. Je nach Größe der vorgeschriebenen Toleranz kann die Differenz zwischen einem Größtmaß und einem Kleinstmaß bedeutend sein. So eine maßliche Differenz kann an einem vorbearbeiteten Werkstückabschnitt einfach oder mehrfach vorliegen, wenn Größtmaß und Kleinstmaß gemeinsam auftreten. Ein solches Werkstück ist durchaus maßhaltig. Wird ein solches Werkstück mit dem eingangs beschriebenen Werkzeug bearbeitet, ist das Einstellen der Walzkraft und auch des Werkzeugdurchmessers zu Beginn der Bearbeitung problemlos. Wird nun die Bearbeitung beispw. einer Bohrung an einem Größtmaß der Bohrung und mit der gewünschten Walzkraft begonnen und der Werkzeugdurchmesser auf dieses Größtmaß eingestellt, steigt die Walzkraft bei Bohrungsabschnitten, die einen geringeren Bohrungsdurchmesser aufweisen, unerwünscht hoch an, weil die kegeligen Walzrollen, vom Stützkegel abgestützt, das Größtmaß der Bohrung einnehmen und radial nicht nachgeben können. Die Differenzkraft zwischen tatsächlicher Walzkraft und vom Strömungsmittelzylinder verursachter Walzkraft übt zwar über die Walzrollen auf den Stützkegel eine zusätzliche Kraft aus, die der Stellkraft des Strömungsmittelzylinders entgegenwirken soll und den Stützkegel zurückschieben soll, aber wegen der von der Reibung zwischen den Walzrollen und der Laufbahn des Stützkegels sowie der nachfolgenden zueinander beweglichen Bauteile verursachten Hystherese ihre gewünschte Wirkung nicht enfalten kann. Ein befriedigendes, kraftschlüssiges Walzen wird somit nicht erreicht. Außerdem sind Werkzeuge zum Bearbeiten zylindrischer Oberflächen von Wellen und Wellenzapfen bekannt, an denen die Durchmesserverstellung durch Verschieben eines ringförmig ausgebildeten Stützkegels relativ zu den Walzrollen vorgenommen wird. Bei diesen Werkzeugen treten die gleichen schon oben genannten Probleme auf.A nominal dimension with a tolerance is provided for the pre-machining of workpiece sections that are to be machined with such a tool. Workpiece sections produced according to such a dimension specification are dimensionally stable if the dimension achieved corresponds to the nominal dimension within the specified tolerance. The dimension produced on a workpiece can now be a maximum dimension or a smallest dimension. Depending on the size of the prescribed tolerance, the difference between one large and one small. Such a dimensional difference can exist one or more times on a pre-machined workpiece section if the largest and smallest dimensions occur together. Such a workpiece is quite true to size. If such a workpiece is machined with the tool described at the beginning, it is easy to set the rolling force and also the tool diameter at the beginning of the machining. If, for example, the machining of a bore is started on a largest dimension of the bore and with the desired rolling force and the tool diameter is set to this maximum dimension, the rolling force increases undesirably high for bore sections which have a smaller bore diameter because the tapered roller rollers, from the support cone supported, take the largest dimension of the hole and cannot give in radially. The difference in force between the actual rolling force and the rolling force caused by the fluid cylinder exerts an additional force on the supporting cone via the rolling rollers, which is intended to counteract the actuating force of the fluid cylinder and to push back the supporting cone, but because of the friction between the rolling rollers and the raceway of the supporting cone as well as the subsequent hysteresis caused by mutually movable components cannot develop their desired effect. A satisfactory, frictional rolling is not achieved. In addition, tools for machining cylindrical surfaces of shafts and shaft journals are known, on which the diameter adjustment is carried out by moving an annularly shaped support cone relative to the rolling rollers. The same problems mentioned above occur with these tools.

Die Folge ist, daß Werkstückoberflächen mit unterschiedlichen Walzkräften bearbeitet und daher ungleichmäßig geglättet werden. Außerdem werden die Werkzeuge unnötig stark belastet und Walzrollen, Rollenkäfig und Stützkegel schnellem Verschleiß ausgesetzt.The result is that workpiece surfaces are processed with different rolling forces and are therefore smoothed unevenly. In addition, the tools are subjected to an unnecessarily high load and roller rolls, roller cages and support cones are exposed to rapid wear.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, Werkzeuge der eingangs beschriebenen Art vorzuschlagen, mit denen ein verbessertes kraftschlüssiges Walzen erreicht werden kann.On the basis of this prior art, the object of the invention is to propose tools of the type described in the introduction with which an improved frictional rolling can be achieved.

Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe dadurch gelöst, daß bei einem gattungsgemäßen Werkzeug das Stützteil mit einer zur kegeligen Laufbahn konzentrischen, zylindrisch gekrümmten Fläche drehbar und axial beweglich an einem Aufnahmestück mit einer zugeordneten zylindrisch gekrümmten Fläche gelagert ist, wobei Stützteil und Aufnahmestück über eine Mitnahme miteinander verbunden sind, die aus mindestens einer in mindestens einer zugeordneten, zylindrisch gekrümmten Fläche ausgebildeten und unter einer nicht selbsthemmenden Steigung zu deren Längsachse verlaufenden Nut und aus mindestens einem mit mindestens einer Nut zusammenarbeitenden Mitnehmer, der in mindestens eine Nut eingreift, besteht, wobei die Steigungsrichtung der Nut und die Kegelneigung der kegeligen Laufbahn so aufeinander abgestimmt sind, daß bei einem Überschreiten eines zur Stellkraft proportionalen Drehmomentes am Stützteil das Stützteil entgegen dem Richtungssinn der Stellkraft axial verschoben wird. Hierbei haben die Walzrollen natürlich in an sich bekannter Weise eine zur Kegelneigung des Stützteils umgekehrte Neigung, so daß sie am Werkstück eine Linienberührung oder aber eine tropfenartige Fläche, die ebenfalls an sich bekannt ist, hinterlassen. Letztere wird dadurch erreicht, daß der Kegelwinkel der Walzrollen um wenige Winkelminuten kleiner ist als der Kegelwinkel des Stützteils.According to the invention, this object is achieved in that, in a generic tool, the support part with a cylindrically curved surface concentric to the tapered raceway is rotatably and axially movably mounted on a receiving piece with an associated cylindrically curved surface, the supporting part and receiving piece being connected to one another by means of a driver , which consists of at least one groove formed in at least one assigned, cylindrically curved surface and extending at a non-self-locking slope to its longitudinal axis and of at least one driver which cooperates with at least one groove and engages in at least one groove, the direction of the slope of the groove and the taper inclination of the tapered raceway are coordinated with one another such that when a torque proportional to the actuating force is exceeded on the supporting part, the supporting part is axially displaced against the direction of the actuating force. Here, of course, the rolling rollers have, in a manner known per se, an inclination which is inverse to the tapering of the supporting part, so that they leave a line contact on the workpiece or a drop-like surface, which is also known per se. The latter is achieved in that the cone angle of the rolling rollers is smaller than the cone angle of the support part by a few minutes.

Beim Bearbeiten eines Werkstückes, wälzen sich die Walzrollen zwischen der zu bearbeitenden Oberfläche des Werkstückes und der kegeligen Laufbahn eines Stützteils ab und üben eine Walzkraft auf das Werkstück aus. Diese Walzkraft ist proportional zur Stellkraft, mit der das Stützteil axial bewegt wird. Wegen der kegeligen Laufbahn werden durch diese Axialbewegungen die Walzrollen radial nach außen gedrückt mit einer Kraft, die der Stellkraft unter Berücksichtigung des Kegelwinkels der Laufbahn entspricht. Die Walzkraft ist somit proportional zur Stellkraft.When machining a workpiece, the rolling rollers roll between the surface of the workpiece to be machined and the tapered raceway of a support part and exert a rolling force on the workpiece. This rolling force is proportional to the actuating force with which the support part is moved axially. Because of the tapered raceway, these axial movements push the roller rollers radially outward with a force that corresponds to the positioning force, taking into account the taper angle of the raceway. The rolling force is therefore proportional to the positioning force.

Beim Antrieb des Werkzeuges relativ zum Werkstück greift ein Drehmoment am Stützteil an, welches ebenfalls proportional zur Stellkraft ist. Steigt nun die Walzkraft an, bspw. weil sich der Durchmesser der zu walzenden Oberfläche im Falle einer Bohrung verringert, so steigt auch das erforderliche Drehmoment an. Die ausgeübte Stellkraft verändert sich jedoch nicht. Das Stützteil, das über die Mitnahme mit dem Aufnahmestück verbunden ist und von der Stellkraft axial abgestützt wird, wirkt nun mit dem höheren Drehmoment auf die Mitnahme. Dieses höhere Drehmoment bewirkt jetzt über die Mitnahme eine Schraubbewegung des Stützteils auf dem Aufnahmestück und erzeugt so eine axiale Bewegung des Stützteils mit einem Richtungssinn, der dem Richtungssinn der Stellkraft entgegengerichtet ist. Durch diese axiale Bewegung des Stützteils relativ zu den Walzrollen verringert sich die Walzkraft so lange, bis wieder eine Walzkraft erreicht ist, die der Stellkraft proportional ist. Hierdurch hat sich auch gleichzeitig das Werkzeug der Veränderung des Werkstückdurchmessers angepaßt.When the tool is driven relative to the workpiece, a torque acts on the support part, which is also proportional to the actuating force. Now the rolling force increases, for example because the diameter of the surface to be rolled in the event of a hole reduced, the required torque also increases. However, the force exerted does not change. The support part, which is connected to the receiving piece via the entrainment and is axially supported by the actuating force, now acts on the entrainment with the higher torque. This higher torque now causes a screwing movement of the support part on the receiving piece via the entrainment and thus generates an axial movement of the support part with a direction that is opposite to the direction of the actuating force. This axial movement of the support part relative to the rolling rollers reduces the rolling force until a rolling force is reached which is proportional to the actuating force. As a result, the tool has also adapted to the change in the workpiece diameter.

Die beschriebenen Bewegungsabläufe der einzelnen Werkzeugteile sind auch in umgekehrter Richtung möglich. Wird nämlich im Falle einer zu bearbeitenden Bohrungsoberfläche der Bohrungsdurchmesser größer, so verringert sich die von der Stellkraft vorgegebene Walzkraft. Die Steilkraft verschiebt dann das Stützteil auf dem Aufnahmestück, wobei das Stützteil eine Verdrehbewegung in der bereits beschriebenen Weise durchführt mit einem solchen Richtungssinn, daß die hierdurch entstehende Axialbewegung die Walzrollen wiederum so weit radial nach außen bewegt, bis die gewünschte Walzkraft wieder erreicht ist.The described movements of the individual tool parts are also possible in the opposite direction. If the bore diameter becomes larger in the case of a bore surface to be machined, the rolling force predetermined by the actuating force decreases. The steep force then shifts the support member on the receiving piece, the support member performing a rotational movement in the manner already described with such a sense of direction that the resulting axial movement in turn moves the rolling rollers radially outward until the desired rolling force is reached again.

Wegen der durch die Schraubbewegung erzielten Übersetzung wird die Hystherese deutlich verringert, so daß die gewünschte Walzkraft erheblich genauer eingehalten werden kann. Außerdem wird es hierdurch möglich, und dies ist ein entscheidender Gesichtspunkt, einen Neigungswinkel der kegeligen Laufbahn einzusetzen, der im Bereich der Selbsthemmung liegt. Hierdurch können zur Erzeugung einer bestimmten Walzkraft die Stellkräfte sehr klein gehalten werden, was einerseits wiederum die Hystherese verringert und die Anwendung kleinerer Bauteile ermöglicht. Die an den verschiedenen Übertragungselementen auftretenden kleineren Kräfte sorgen gleichzeitig auch für einen geringeren Verschleiß des Werkzeuges im Bereich der Bauteile, die nicht unmittelbar an der Walzbearbeitung des Werkstückes beteiligt sind. Die Möglichkeit einen sehr kleinen Neigungswinkel der kegeligen Laufbahn des Stützteils und damit einen entsprechend kleinen Kegelwinkel der Walzrollen anwenden zu können, sorgt gleichzeitig für eine Minimierung der an sich ja unerwünschten Relativbewegung oder genauer gesagt Gleitbwegung zwischen Oberflächenbereichen der Walzrollen und der kegeligen Laufbahn des Stützteils.Because of the translation achieved by the screw movement, the hysteresis is significantly reduced, so that the desired rolling force can be maintained much more accurately. This also makes it possible, and this is a crucial aspect, to use an angle of inclination of the tapered raceway which is in the area of self-locking. As a result, the actuating forces can be kept very small to generate a specific rolling force, which in turn reduces hysteresis and enables the use of smaller components. The smaller forces that occur at the various transmission elements also ensure less wear on the tool in the area of the components that are not directly involved in the machining of the workpiece. The Possibility of being able to use a very small angle of inclination of the tapered raceway of the support part and thus a correspondingly small tapered angle of the roll rollers simultaneously ensures that the relative movement, which is undesirable per se, is minimized, or more precisely, sliding movement between surface areas of the roll rollers and the conical raceway of the support part.

Die gen. Mitnahme kann bei der erfindungsgemäßen Konstruktion auf verschiedenste Weise ausgebildet sein, ohne das dargestellte Funktionsprinzip zu verlassen. So ist es möglich, ein aus Gewindebolzen und Gewindemutter bestehendes Bauteil zu verwenden, bei dem das Gewinde einen nicht selbsthemmenden Neigungswinkel hat (Fig.4). Es kann das notwendige Gewinde aber auch in Form einer spiraligen Nut mit entsprechendem Steigungswinkel ausgebildet sein, wobei in einem der beiden zugeordneten Bauteile eine solche spiralige Nut vorgesehen sein kann, während mit dem anderen Bauteil ein in die Nut hineinragendes festes Mitnehmerteil vorgesehen ist. Anstelle dieses einen festen Mitnehmerteils ist es auch möglich, in dem zugeordneten Bauteil ebenfalls eine entsprechende Nut, die der erstgenannten Nut genau gegenüberliegend verläuft, vorzusehen und dann beide Nuten z.B. mit Walzen oder Kugeln aufzufüllen. Hierbei muß dann, damit die notwendige Axialbewegung möglich wird, eine der beiden sich gegenüberliegenden Nuten länger als die andere sein und es darf dann nur die kürzere Nut mit den Walzen oder Kugeln aufgefüllt sein. Anstelle der Walzen oder Kugeln kann aber auch ein entsprechend gewundener Draht oder ein ähnliches Bauteil eingelegt werden. Natürlich ist es auch möglich, mehr als eine Nut in einem oder in jedem der beiden zugeordneten Bauteile vorzusehen. Stirnseitige Abdeckbleche verhindern, daß die eingesetzten Walzen oder Kugeln herausfallen. Gleichzeitig wird hierdurch eine leichtes Einfüllen dieser Elemente möglich, wodurch die Montage erleichtert wird.The gen. Entrainment can be designed in a variety of ways in the construction according to the invention without departing from the functional principle shown. It is thus possible to use a component consisting of a threaded bolt and a threaded nut, in which the thread has a non-self-locking angle of inclination (Fig. 4). However, the necessary thread can also be designed in the form of a spiral groove with a corresponding pitch angle, such a spiral groove being able to be provided in one of the two associated components, while a fixed driver part projecting into the groove is provided with the other component. Instead of this one fixed driver part, it is also possible to provide a corresponding groove in the assigned component, which runs exactly opposite the first-mentioned groove, and then both grooves e.g. fill up with rollers or balls. In this case, in order for the necessary axial movement to be possible, one of the two opposing grooves must be longer than the other and only the shorter groove must then be filled with the rollers or balls. Instead of the rollers or balls, however, a correspondingly wound wire or a similar component can also be inserted. Of course, it is also possible to provide more than one groove in one or in each of the two associated components. End-side cover plates prevent the rollers or balls used from falling out. At the same time, this makes it easy to fill in these elements, which makes assembly easier.

Ohne das Funktionsprinzip zu verlassen ist das Werkzeug sowohl als Innenbearbeitungswerkzeug als auch als Außenbearbeitungswerkzeug zu bauen. Im erstgenannten Fall muß das Stützteil als Stützdorn ausgebildet sein, während es im zweitgenannten Teil als Stützring ausgebildet sein muß. Der Stützdorn weist hierbei eine innere zylindrische Fläche auf, also eine Bohrung, die auf einem entsprechend zylindrischen Teil des Schaftes eines Aufnahmestückes aufgeschoben werden kann. Ist das Stützteil als Stützring ausgebildet, so kann dieser Stützring eine zylindrische Außenfläche aufweisen, die in ein entsprechendes Aufnahmestück das als Hülse ausgebilet ist, eingesetzt ist, so daß das Stützteil in dieser Hülse beweglich ist.Without leaving the functional principle, the tool can be built both as an internal machining tool and as an external machining tool. In the former case, the support part must be designed as a support mandrel, while in the second part it must be designed as a support ring got to. The support mandrel here has an inner cylindrical surface, that is to say a bore which can be pushed onto a correspondingly cylindrical part of the shaft of a receiving piece. If the support part is designed as a support ring, this support ring can have a cylindrical outer surface which is inserted into a corresponding receiving piece which is shaped as a sleeve, so that the support part is movable in this sleeve.

In allen Fällen kann die notwendige Stellkraft zur Verschiebung des Stützteils durch eine Feder aber auch durch einen Strömungsmittelzylinder erzeugt werden. Die Feder, als Schraubenfeder ausgebildet, kann hierbei eine ausreichend flache Kennlinie haben, so daß die Axialbewegungen des Stützteils keine nennenswerte Änderung der Federkraft und damit der Stellkraft zur Folge haben. Hierbei ist auch zu bedenken, daß die tatsächlich auftretenden Axialbewegungen des Stützteils sehr klein sind, so daß auch die entsprechenden Federwege und damit die Kraftveränderungen an der Feder sehr klein sind.In all cases, the necessary actuating force for displacing the support part can be generated by a spring but also by a fluid cylinder. The spring, designed as a helical spring, can have a sufficiently flat characteristic curve so that the axial movements of the support part do not result in any significant change in the spring force and thus the actuating force. It should also be borne in mind here that the axial movements of the supporting part that actually occur are very small, so that the corresponding spring travel and thus the changes in force on the spring are also very small.

Insgesamt sind vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung den Unteransprüchen 2 bis 14 zu entnehmen.Overall, advantageous refinements of the invention can be found in subclaims 2 to 14.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung liegt auch darin, daß die vorgeschlagene Konstruktion die Herstellung von Werkzeugen zur Bearbeitung von Bohrungen mit kleinem Durchmesser erlaubt.Another advantage of the solution according to the invention is that the proposed construction allows the production of tools for machining small diameter bores.

Die Erfindung soll nun mit Hilfe der beigefügten Zeichnungen, die Ausführungsbeispiele zeigen, näher erläutert werden.

Figur 1
Längsschnitt durch ein Werkzeug mit einem Glattwalzkopf für Bohrungen
Figur 2
Längsschnitt durch ein kombiniertes Werkzeug mit einem Glattwalzkopf und einem Schälkopf, insbesondere für die Bearbeitung von Zylinderrohren.
Figur 3
Längsschnitt durch ein Werkzeug ähnlich Figur 2
Figur 4
Längsschnitt durch ein Werkzeug für Bohrungen mit kleineren Durchmessern.
Figur 5
Längsschnitt durch ein Werkzeug für die Bearbeitung von Wellen und Wellenzapfen.
The invention will now be explained in more detail with the aid of the accompanying drawings, which show exemplary embodiments.
Figure 1
Longitudinal section through a tool with a smooth rolling head for drilling
Figure 2
Longitudinal section through a combined tool with a smooth rolling head and a peeling head, especially for the Machining cylinder tubes.
Figure 3
Longitudinal section through a tool similar to Figure 2
Figure 4
Longitudinal section through a tool for bores with smaller diameters.
Figure 5
Longitudinal section through a tool for machining shafts and shaft journals.

Das in Figur 1 dargestellte Werkzeug ist als Werkzeug zum Bearbeiten von Bohrungen mit größeren Durchmessern vorgesehen. Das Aufnahmestück 1 ist hier mit einer sogenannten Bohrstange 2, die an sich nicht zu dem Werkzeug gehört, über das Gewinde 3 verbunden. Die Bohrstange 2 ist wiederum von einer hier nicht dargestellten Werkzeugmaschine aufgenommen.
Das Aufnahmestück 1 ist weiterhin mit dem Lagerteil 4 durch nicht weiter dargestellte Schrauben fest verbunden. Von dem Lagerteil 4 wird das Drucklager 5 gehalten und abgestützt. Das Drucklager 5 wiederum stützt einen Ring 6 ab, an dem der Rollenkäfig 7 mit nicht weiter dargestellten Schrauben befestigt ist. Das Lagerteil 4 ist mit dem Ring 6 über nicht weiter dargestellte Mittel drehbar zu Ring 6 verbunden. Der Rollenkäfig 7 trägt die kegeligen Walzrollen 8, die auf der kegeligen Laufbahn 30 des Stützteils 9 abrollen. Das Stützteil 9 ist in der als Bohrung ausgebildeten zylindrisch gekrümmten Flache 10 vom Aufnahmestück auf einer entsprechenden, zylindrisch gekrümmten Fläche 121 verschieblich aufgenommen. Zudem wird das Stützteil 9 von den Drucklagern 11 und 12 mit den Scheiben 19 und 20 auf dem Aufnahmestück 1 gehalten und von dem Strömungsmittelzylinder 15 mit Kappe 16 über Druckstück 14 mit den Bolzen 17, die mit dem Druckstück 14 fest verbinden sind und in Hülse 18 eingreifen, gegen die Feder 13, die sich gegen das Endstück 21 stützt, welches mit der Schraube 22 und der Paßfeder 23 am Schaft 1 befestigt ist, abgestützt.
Der Strömungsmittelzylinder 15 ist über einen Adapter 24, der den Strömungsmittelzylinder 15 trägt, zwischen dem Aufnahmestück 1 und der Bohrstange 2 gehalten und eingespannt.The tool shown in Figure 1 is intended as a tool for machining bores with larger diameters. The receptacle 1 is connected to a so-called boring bar 2, which does not belong to the tool, via the thread 3. The boring bar 2 is in turn received by a machine tool, not shown here.
The receiving piece 1 is also firmly connected to the bearing part 4 by screws, not shown. The thrust bearing 5 is held and supported by the bearing part 4. The thrust bearing 5 in turn supports a ring 6 on which the roller cage 7 is fastened with screws, not shown. The bearing part 4 is rotatably connected to the ring 6 by means not shown to form ring 6. The roller cage 7 carries the tapered roller rollers 8, which roll on the tapered raceway 30 of the support part 9. The support part 9 is slidably received in the cylindrically curved surface 10 designed as a bore by the receiving piece on a corresponding, cylindrically curved surface 121. In addition, the support part 9 is held by the thrust bearings 11 and 12 with the disks 19 and 20 on the receiving piece 1 and by the fluid cylinder 15 with cap 16 via thrust piece 14 with the bolts 17, which are firmly connected to the thrust piece 14 and in sleeve 18 engage against the spring 13, which is supported against the end piece 21, which is fastened to the shaft 1 with the screw 22 and the feather key 23.
The fluid cylinder 15 is held and clamped between the receiving piece 1 and the boring bar 2 via an adapter 24, which carries the fluid cylinder 15.

Der Bearbeitungsablauf mit einem solchen Werkzeug ist wie folgt: Das Werkzeug wird in der Ausgangsstellung, wie in Figur 1 dargestellt, mit den Walzrollen 8 in Kontakt mit einem Werkstück 25 gebracht, wobei Werkstück 25 und Werkzeug relativ zueinander in Arbeitsrichtung rotieren. Wenn die Walzrollen 8 mit ihrer Vorderkante die Werkstückbohrung erreicht haben und in diese eintreten, wird der Strömungsmittelzylinder 15 über Anschluß 27 mit einem unter definiertem Druck stehenden Strömungsmittel beschickt und die Kolbenstange 28 mit Kappe 16 wird unter der vom Strömungsmittelzylinder 15 entwickelten definierten Stellkraft 29 gegen die Feder 13 verschoben. Dabei werden das Druckstück 14 mit den Bolzen 17, Hülse 18, Scheibe 20 mit Drucklager 11 sowie das Stützteil 9 mitverschoben. Das Stützteil 9 verschiebt dabei die kegeligen Walzrollen 8 radial nach außen gegen die Bohrungswand des Werkstückbohrung 26, wobei sich dann eine definierte Walzkraft 31 aufbaut, die nun auf die Bohrungswand einwirkt. Sobald die Walzkraft aufgebaut ist, wird ein axialer Vorschub des Werkzeuges eingeleitet und die Bohrungswand von den Walzrollen 8 bearbeitet. Die Verstellung dieses Werkzeuges auf den Bohrungsdurchmesser der Werkstückbohrung 26 ist unabhängig von irgendeiner Werkzeugvoreinstellung und erfolgt direkt am Werkstück. Ist der Durchmesser der Werkstückbohrung 26 konstant, verbleibt der Stützkegel während des gesamten Bearbeitungsvorganges in der eingestellten axialen Lage. Verändert sich jedoch der Durchmesser der Werkstückbohrung 26, verändert sich auch die axiale Lage des Stützkegels auf dem Aufnahmestück 1. Angenommen, der Durchmesser der Werkstückbohrung verringert sich beispw. im Bereich einer vorgegebenen Toleranz, dann werden die Walzrollen 8 durch die verengte Bohrung stärker als vorgesehen gegen die Laufbahn 30 des Stützteils 9 gepreßt. Dadurch erhöht sich dann die Reibung zwischen den Walzrollen 8 und der Laufbahn 30 des Stützteils 9 und damit auch das am Stützteil auftretende Drehmoment. Das Stützteil 9 wird nun von dem größeren Drehmoment auf dem Aufnahmestück 1 entgegen der Werkzeugdrehrichtung verdreht und dabei gleichzeitig durch als Kugeln ausgebildete Mitnehmer 32, die einerseits im Schaft 1 und andererseits im Stützteil 9 in je einer wendelförmigen Nute 33, 34 eingebettet sind, axial gegen die Stellkraft 29 verschoben. Dabei wird das Stützteil 9 von den Walzrollen 8 weggezogen und die Walzkraft 31 wird abgesenkt und zwar so lange, bis die Walzkraft 31 wieder zur Stellkraft 29 proportional ist. Die Feder 13 hält bei dieser Verschiebebewegung über die Scheibe 19 den Kontakt zwischen Drucklager 12 und Stützteil 9 aufrecht. Damit die Kugeln 32 nicht herausfallen, sind beidseitig des Stützteils 9 Scheiben 35, 36 vorgesehen, die am Stützteil 9 befestigt sind. Die Nute 33 im Aufnahmestück 1 muß axial mit einer solchen Länge vorgesehen werden, daß die axiale Verschiebung des Stützteils 9 ohne Anschlagen der Kugeln 32 in dieser Nute möglich ist. Sobald das Erde der zu bearbeitenden Werkstückbohrung erreicht ist, wird die Zufuhr von Strömungsmittel zum Strömungsmittelzylinder abgeschaltet und der Strömungsmittelzylinder 15 druckentlastet. Das Stützteil 9 wird dann von der Feder 13 in Richtung des Strömungsmittelzylinders 15 in seine Ausgangsstellung, wie dargestellt in Figur 1, zurückgeschoben.The processing sequence with such a tool is as follows: In the starting position, as shown in FIG. 1, the tool is brought into contact with a workpiece 25 with the roller rolls 8, the workpiece 25 and tool rotating relative to one another in the working direction. When the roller rollers 8 have reached the workpiece bore with their front edge and enter it, the fluid cylinder 15 is charged via port 27 with a fluid under a defined pressure and the piston rod 28 with cap 16 is under the defined actuating force 29 developed by the fluid cylinder 15 against the Spring 13 moved. The pressure piece 14 with the bolts 17, sleeve 18, disc 20 with thrust bearing 11 and the support member 9 are also moved. The support part 9 moves the tapered rolling rollers 8 radially outwards against the bore wall of the workpiece bore 26, a defined rolling force 31 then building up, which now acts on the bore wall. As soon as the rolling force is built up, an axial feed of the tool is initiated and the bore wall is machined by the rolling rollers 8. The adjustment of this tool to the bore diameter of the workpiece bore 26 is independent of any tool presetting and is carried out directly on the workpiece. If the diameter of the workpiece bore 26 is constant, the support cone remains in the set axial position during the entire machining process. However, if the diameter of the workpiece bore 26 changes, the axial position of the support cone on the receiving piece 1 also changes. Assuming that the diameter of the workpiece bore decreases, for example, in the range of a predetermined tolerance, the roller rolls 8 become stronger than intended due to the narrowed bore pressed against the raceway 30 of the support part 9. This then increases the friction between the rolling rollers 8 and the raceway 30 of the support part 9 and thus also the torque occurring on the support part. The support member 9 is now rotated by the larger torque on the receiving piece 1 against the direction of rotation of the tool and at the same time axially counter-clockwise by drivers 32 formed as balls, which are embedded in the shaft 1 on the one hand and in the support part 9 in a helical groove 33, 34, respectively the positioning force 29 shifted. Doing so the support member 9 is pulled away from the rolling rollers 8 and the rolling force 31 is reduced until the rolling force 31 is again proportional to the actuating force 29. The spring 13 maintains the contact between the thrust bearing 12 and the support part 9 during this displacement movement via the disk 19. So that the balls 32 do not fall out, disks 35, 36 are provided on both sides of the support part 9 and are attached to the support part 9. The groove 33 in the receiving piece 1 must be provided axially with a length such that the axial displacement of the support part 9 is possible without striking the balls 32 in this groove. As soon as the earth of the workpiece bore to be machined is reached, the supply of fluid to the fluid cylinder is switched off and the fluid cylinder 15 is depressurized. The support part 9 is then pushed back by the spring 13 in the direction of the fluid cylinder 15 into its starting position, as shown in FIG. 1.

Beginnt ein Bearbeitungsvorgang beispw. an einem Kleinstdurchmesser einer Werkstückbohrung 26, dann paßt sich das Werkzeug mit seiner Durchmesserverstellung an diesen Bohrungsdurchmesser an und die Walzkraft 31 baut sich zur vorgesehenen Stellkraft 29 proportional auf. Sollte sich der Durchmesser der Werkstückbohrung 26 dann im Verlaufe der Länge der Werkstückbohrung 26 vergrößern, erfolgt eine selbsttätige Anpassung des Werkzeuges an den neuen Durchmesser, ohne daß sich die Walzkraft unzulässig ändert. Durch die größer werdende Werkstückbohrung 26 sinkt die Walzkraft 31 ab und damit die Reibung zwischen den Walzrollen 8 und dem Stützteil 9. Damit ist das am Stützteil auftretende Drehmoment geringer als vorher und nicht mehr proportional zur Stellkraft 29. Die Stellkraft 29 verschiebt nun das Stützteil 9 auf dem Aufnahmestück 1 gegen die Feder 13, und zwar so lange, bis sich wieder Proportionalität zwischen Stellkraft 29 und Walzkraft 31 der Walzrollen 8 eingestellt hat.
Diese Verschiebebewegung ist von einer entsprechenden Drehbwegung des Stützteils 9 auf dem Aufnahmestück 1, hervorgerufen durch die Mitnahme, begleitet.If a machining process begins, for example, at a small diameter of a workpiece bore 26, the diameter of the tool adjusts to this bore diameter and the rolling force 31 builds up proportionally to the intended positioning force 29. If the diameter of the workpiece bore 26 then increases in the course of the length of the workpiece bore 26, the tool is automatically adapted to the new diameter without the rolling force changing inadmissibly. Due to the increasing workpiece bore 26, the rolling force 31 decreases and thus the friction between the rolling rollers 8 and the supporting part 9. The torque occurring on the supporting part is therefore lower than before and no longer proportional to the positioning force 29. The positioning force 29 now displaces the supporting part 9 on the receptacle 1 against the spring 13 until the proportionality between the actuating force 29 and the rolling force 31 of the rolling rollers 8 has been restored.
This displacement movement is accompanied by a corresponding rotational movement of the support part 9 on the receiving piece 1, caused by the entrainment.

Im Gegensatz zu den Verschiebebewegungen zur Anpassung des Werkzeugdurchmessers auf den Durchmesser einer Werkstückbohrung 26 bei Beginn eines Bearbeitungsvorganges sind die Verschiebewege zur Erhaltung der gewünschten Walzkraft gering.In contrast to the displacement movements for adapting the tool diameter to the diameter of a workpiece bore 26 at the start of a machining process, the displacement paths for maintaining the desired rolling force are small.

Das in Figur 2 gezeigte Werkzeug unterscheidet sich vom Werkzeug nach Figur 1 nur dadurch, daß dem Glattwalzkopf 38 ein Schälkopf 37 zugeordnet ist. Dieser Schälkopf 37 ist anstelle des Endstückes 21 am Aufnahmestück 1 mit Hilfe der Schraube 22 und der Paßfeder 23 befestig. Mit diesem Werkzeug können Bohrungen von Zylinderrohren auf Maß geschält und im selben Arbeitsgang vom Glattwalzkopf 38 walzend bearbeitet werden. Die Kombination eines Schälkopfes mit einem Glattwalzkopf ist im Stand der Technik an sich bekannt. Das Schälmesser 39 ist im Schälmesserhalter 40 z.B. radial schwimmend untergebracht und wird außerhalb des Schälkopfes 37 auf den vorgesehenen Arbeitsdurchmesser eingestellt. Der Innendurchmesser des rohen Zylinderrohres 41 hat ein solches Aufmaß, daß der vorgesehene Arbeitsdurchmesser durch eine Schälbearbeitung erreicht wird.
Der Arbeitsablauf mit diesem Werkzeug ist folgendermaßen:
Zylinderrohr 41 und Werkzeug befinden sich auf einer nicht dargestellten Werkzeugmaschine und Werkzeug sowie Zylinderrohr 41 rotieren relativ zueinander. Das Werkzeug wird axial auf die Bohrung des Zylinderrohres zugestellt, bis das Schälmesser 39 mit der spanenden Bearbeitung am Zylinderrohr beginnt. Dann wird der Maschinenvorschub eingeschaltet mit einem geeigneten Vorschub pro Werkzeug- bzw. Werkstückumdrehung. Das Schälmesser 39 stellt dann den für den Walzvorgang notwendigen Durchmesser der Werkstückbohrung 26 her. Sobald die Walzrollen 8 die Vorderkante 42 des Zylinderrohres erreicht haben und in die Werkstückbohrung 26 eintreten, wird der Strömungsmittelzylinder 15 durch den Anschluß 27 mit unter einem definierten Druck stehenden Strömungsmittel beaufschlagt und die Kolbenstange 28 mit Kappe 16 wird unter der vom Strömungsmittelzylinder 15 entwickelten definierten Stellkraft 29 gegen die Feder 13 verschoben. Der Verschiebevorgang verläuft in der gleichen Weise wie beim Werkzeug nach Figur 1, ebenso der weitere Walzvorgang.The tool shown in FIG. 2 differs from the tool according to FIG. 1 only in that a smoothing head 38 is assigned a peeling head 37. This peeling head 37 is fastened instead of the end piece 21 on the receiving piece 1 by means of the screw 22 and the feather key 23. With this tool, bores of cylinder tubes can be peeled to size and machined by the smooth rolling head 38 in the same operation. The combination of a peeling head with a smooth rolling head is known per se in the prior art. The peeling knife 39 is accommodated in the peeling knife holder 40, for example in a radially floating manner, and is set to the intended working diameter outside the peeling head 37. The inside diameter of the raw cylinder tube 41 has such an allowance that the intended working diameter is achieved by peeling.
The workflow with this tool is as follows:
Cylinder tube 41 and tool are on a machine tool, not shown, and tool and cylinder tube 41 rotate relative to one another. The tool is fed axially to the bore of the cylinder tube until the peeling knife 39 begins machining on the cylinder tube. Then the machine feed is switched on with a suitable feed per tool or workpiece revolution. The peeling knife 39 then produces the diameter of the workpiece bore 26 necessary for the rolling process. As soon as the roller rolls 8 have reached the front edge 42 of the cylinder tube and enter the workpiece bore 26, the fluid cylinder 15 is acted upon by the connection 27 with fluid under a defined pressure and the piston rod 28 with cap 16 becomes under the defined actuating force developed by the fluid cylinder 15 29 moved against the spring 13. The shifting process proceeds in the same way as with the tool according to FIG. 1, as does the further rolling process.

Der Zeitpunkt der Beaufschlagung des Strömungsmittelzylinders mit Strömungsmittel kann von der Maschinensteuerung der Werkzeugmaschine bestimmt werden.The time at which the fluid cylinder is acted upon by the fluid can be determined by the machine control of the machine tool.

Das Werkzeug nach Figur 3 ist, von einigen konstruktiven Abweichungen abgesehen, so aufgebaut, wie das Werkzeug nach Figur 2. Dem Glattwalzkopf 38 ist ebenfalls ein Schälkopf 37 zugeordnet. Dieser Schalkopf 37 ist wiederum an einem Aufnahmestück 43 mit Hilfe der Schraube 22 und der Paßfeder 23 befestigt. Dieses Werkzeug ist, wie das Werkzeug nach Figur 2, für eine spanende und gleichzeitig walzende Bearbeitung von Bohrungen vorgesehen.
Das Aufnahmestück 43 ist mit der Bohrstange 2 über das Gewinde 3 verbunden. Die Bohrstange 2 ist von einer nicht dargestellten Werkzeugmaschine aufgenommen. Das Aufnahmestück 43 ist mit dem Lagerteil 4 durch nicht dargestellte Schrauben fest verbunden. Vom dem Lagerteil 4 wird das Drucklager 5 gehalten und abgestützt. Das Drucklager 5 wiederum stützt einen Ring 49 ab, an dem der Rollenkäfig 44 mit nicht dargestellten Schrauben befestigt ist. Das Lagerteil 4 ist mit dem Ring 49 über nicht dargestellte Teile drehbar zu Ring 49 verbunden.
Der Rollenkäfig 44 trägt kegelige Walzrollen 45, die auf der kegeligen Laufbahn 59 des Stützteils 46 abrollen. Das Stützteil 46 ist in der als Bohrung ausgebildeten zylindrisch gekrümmten Fläche 47 vom Aufnahmestück 43 auf einer entsprechend zylindrisch gekrümmten Fläche 122 verschieblich aufgenommen. Abweichend zu dem Werkzeug nach Figur 2 ist das Stützteil 46 mit seinem großen Durchmesser 54 dem Schälkopf 37 zugewandt angeordnet. Zudem wird das Stützteil 46 von den Drucklagern 11 und 12 mit den Scheiben 19 und 20 auf dem Aufnahmestück 43 gehalten und von dem Strömungsmitteilzylinder 56 und einer Zugstange 48, die im Aufnahmestück 43 geführt und mit der Kolbenstange 57 des Strömungsmittelzylinders 56 durch eine Hülse 50 verbunden ist, in Richtung der hier angegebenen Stellkraft 51 gegen die Feder 52 gehalten. Der Strömungsmittelzylinder 56 wird von dem Adapter 24 getragen. Der Adapter 24 ist zwischen der Bohrstange 2 und dem Aufnahmestück 43 eingespannt und somit fixiert. Der Stift 53, der von der Zugstange 48 aufgenommen wird, durchdringt das Aufnahmestück 43, das an dieser Stelle einen Schlitz 62 aufweist und überträgt die Stellkraft 51 über Scheibe 19 und Drucklager 12 auf das Stützteil 46, das jetzt mit dem größeren Durchmesser 54 der Laufbahn 59 dem durch die Pfeilspitze 55 dargestellten Richtungssinn der Stellkraft 51 entgegengerichtet ist und von der Feder 52 über Hülse 18, Scheibe 20 und Drucklager 11 abgestützt wird.
Der Bearbeitungsablauf mit diesem Werkzeug erfolgt ähnlich wie bei dem Werkzeug nach Figur 2. Wenn das auf den vorgesehenen Bohrungsdurchmesser eingestellte und quer frei bewegliche Schälmesser 39 des Schälkopfes 37 so weit in das Werkstück, welches ein Zylinderrohr 41 sein soll, vorgedrungen ist, so daß die Walzrollen 45 die Vorderkante 42 des Zylinderrohres 41 erreicht haben und in die Werkstückbohrung eintreten, wird der Strömungsmittelzylinder 56 durch den Anschluß 58 mit unter einem definierten Druck stehenden Strömungsmittel beaufschlagt und die Kolbenstange 57 mit der daran befestigten Zugstange 48 übt über Stift 53, Scheibe 19 und Drucklager 12 eine Stellkraft 51 in der durch die Pfeilspitze 55 angegebenen Richtung auf das Stützteil 46 aus. Das Stützteil 46 wird nun gegen die Kraft der Feder 52 verschoben, wobei das Stützteil wegen der Mitnahme auf dem Aufnahmestück 43 gleichzeitig eine Drehbewegung vornimmt und verschiebt dabei die kegeligen Walzrollen 45 radial nach außen gegen die Bohrungswand der Werkstückbohrung 26, wobei sich dann eine definierte Walzkraft 31 aufbaut, die nun auf die Bohrungswand einwirkt. Die Verstellung des Glattwalzkopfes 38 auf den Bohrungsdurchmesser der Werkstückbohrung 26 ist ebenfalls unabhängig von irgendeiner Werkzeugvoreinstellung und erfolgt direkt am Werkstück. Ist der durch das Schälmesser 39 erzeugte Durchmesser der Werkstückbohrung 26 konstant, verbleibt das Stützteil 46 während des gesamten Bearbeitungsvorganges in der eingestellten axialen Lage. Verändert sich jedoch der Durchmesser der Werstückbohrung 26, verändert sich auch die axiale Lage des Stützteils 46 auf dem Aufnahmestück 43. Wenn der Durchmesser der Werkstückbohrung 26 sich verringert, dann werden die Walzrollen 45 durch die verengte Bohrung stärker gegen die Laufbahn 59 des Stützteils 46 gepreßt. Dadurch erhöht sich die Reibung zwischen den Walzrollen 45 und dem Stützteil 46 und damit auch das von der definierten Walzkraft 31, die von der Stellkraft 51 bestimmt wird und zur Stellkraft proportional ist, vorbestimmte Drehmoment am Stützteil.Apart from a few design deviations, the tool according to FIG. 3 is constructed in the same way as the tool according to FIG. 2. The smooth rolling head 38 is also assigned a peeling head 37. This scarf head 37 is in turn attached to a receptacle 43 by means of the screw 22 and the feather key 23. Like the tool according to FIG. 2, this tool is intended for machining and simultaneously rolling machining of bores.
The receiving piece 43 is connected to the boring bar 2 via the thread 3. The boring bar 2 is received by a machine tool, not shown. The receiving piece 43 is firmly connected to the bearing part 4 by screws, not shown. The thrust bearing 5 is held and supported by the bearing part 4. The thrust bearing 5 in turn supports a ring 49 on which the roller cage 44 is fastened with screws, not shown. The bearing part 4 is rotatably connected to the ring 49 via parts not shown to form ring 49.
The roller cage 44 carries tapered roller rollers 45 which roll on the tapered track 59 of the support member 46. The support member 46 is slidably received in the cylindrically curved surface 47 designed as a bore by the receiving piece 43 on a corresponding cylindrically curved surface 122. In contrast to the tool according to FIG. 2, the support part 46 with its large diameter 54 is arranged facing the peeling head 37. In addition, the support member 46 is held by the thrust bearings 11 and 12 with the disks 19 and 20 on the receiving piece 43 and by the flow medium cylinder 56 and a pull rod 48 which are guided in the receiving piece 43 and connected to the piston rod 57 of the fluid cylinder 56 by a sleeve 50 is held in the direction of the actuating force 51 given here against the spring 52. The fluid cylinder 56 is carried by the adapter 24. The adapter 24 is clamped between the boring bar 2 and the receiving piece 43 and thus fixed. The pin 53, which is received by the pull rod 48, penetrates the receiving piece 43, which has a slot 62 at this point and transmits the actuating force 51 via disk 19 and thrust bearing 12 to the support member 46, which is now with the larger diameter 54 of the track 59 opposite to the direction of the actuating force 51 represented by the arrowhead 55 and from the spring 52 is supported via the sleeve 18, disc 20 and thrust bearing 11.
The processing sequence with this tool is similar to that of the tool according to FIG. 2. If the peeling knife 39 of the peeling head 37, which is set to the intended bore diameter and is freely transversely movable, has penetrated so far into the workpiece, which should be a cylinder tube 41, that the Rollers 45 have reached the front edge 42 of the cylinder tube 41 and enter the workpiece bore, the fluid cylinder 56 is acted upon by the connection 58 with fluid under a defined pressure and the piston rod 57 with the attached pull rod 48 exercises via pin 53, disc 19 and Thrust bearing 12 an actuating force 51 in the direction indicated by the arrow tip 55 on the support member 46. The support member 46 is now displaced against the force of the spring 52, the support member simultaneously making a rotary movement due to the entrainment on the receiving piece 43 and thereby displacing the tapered rolling rollers 45 radially outward against the bore wall of the workpiece bore 26, a defined rolling force then occurring 31 builds up, which now acts on the bore wall. The adjustment of the smooth rolling head 38 to the bore diameter of the workpiece bore 26 is also independent of any tool presetting and is carried out directly on the workpiece. If the diameter of the workpiece bore 26 produced by the peeling knife 39 is constant, the support part 46 remains in the set axial position during the entire machining process. However, if the diameter of the workpiece bore 26 changes, the axial position of the support part 46 on the receiving piece 43 also changes. If the diameter of the workpiece bore 26 decreases, the roller rolls 45 are pressed more strongly against the raceway 59 of the support part 46 by the narrowed bore . This increases the friction between the rolling rollers 45 and the support part 46 and thus also that of the defined rolling force 31, which is determined by the actuating force 51 and is proportional to the actuating force, predetermined torque on the support part.

Das Stützteil 46 wird nun von dem größeren Drehmoment auf dem Aufnahmestück 43 entgegen der Werkzeugdrehrichtung verdreht und dabei gleichzeitig durch als Kugeln augebildete Mitnehmer 32, die einerseits im Aufnahmestück 43 und andererseits im Stützteil 46 in je einer wendelförmigen Nute 60, 61 eingebettet sind, axial entgegen der Stellkraft 51 in Richtung dem Schälkopfes 37 verschoben. Dadurch wird die Walzkraft 31 abgesenkt und zwar so lange, bis die Walzkraft 31 wieder zur Stellkraft 51 proportional ist. Die Feder 52 hält bei dieser Verschiebebewegung den Kontakt zwischen Drucklager 11 und Stützteil 46 aufrecht. Die Kugeln 32 sind ebenfalls, wie bei dem Werkzeug nach Figur 2, geben Herausfallen durch Scheiben 35, 36 gesichert.
Auf alle weiteren Bearbeitungssituationen reagiert dieses Werkzeug wie das Werkzeug nach Figur 2.The support member 46 is now rotated by the larger torque on the receiving piece 43 against the direction of rotation of the tool and at the same time axially counter-clockwise by drivers 32 formed as balls, which are embedded on the one hand in the receiving piece 43 and on the other hand in the supporting part 46 in a helical groove 60, 61 the actuating force 51 shifted in the direction of the peeling head 37. As a result, the rolling force 31 is reduced until the rolling force 31 is again proportional to the actuating force 51. The spring 52 maintains the contact between the thrust bearing 11 and the support member 46 during this displacement movement. The balls 32 are also secured, as in the tool according to FIG. 2, to prevent them falling out by means of disks 35, 36.
This tool reacts to all other machining situations like the tool according to FIG. 2.

Die Werkzeuge nach den Figuren 2 und 3 sind mit Schälköpfen dargestellt, die starre Schälmesser aufweisen. Es besteht aber auch die Möglichkeit, Schälköpfe mit rückziehbaren Schälmessern vorzusehen. Solche Schälköpfe sind seit langem bekannt und haben sich gut bewährt. Das Werkzeug nach Figur 3 kann ebenso wie das Werkzeug nach Figur 1 ohne Schälkopf und nur für eine Walzbearbeitung ausgebildet sein.The tools according to FIGS. 2 and 3 are shown with peeling heads which have rigid peeling knives. However, there is also the option of providing peeling heads with retractable peeling blades. Such peeling heads have been known for a long time and have proven themselves well. The tool according to FIG. 3, like the tool according to FIG. 1, can be designed without a peeling head and only for rolling machining.

Das Werzeug nach Figur 4 ist ein Glattwalzwerkzeug zum Bearbeiten von Bohrungen mit kleinen und mittleren Durchmessern. Das Stützteil 63 ist über ein Gewinde 64 mit dem Schaft 65 verbunden. Der Schaft 65 weist an seinem dünnen Ende ein nicht selbsthemmendes Gewinde 66 auf und wird von der Werkzeugaufnahme 67 in einem in einem Aufnahmestück 120 vorgesehenen Muttergewinde gehalten. Das Aufnahmestück 120 ist seinerseits mit der Werkzeugaufnahme 67 verbunden. Eine Feder 68, die sich an der Werkzeugaufnahme 67 und an einem Drucklager 69, welches auf dem Schaft 65 aufsitzt, beidseitig abstützt, hält das Stützteil 63 in einer Ausgangsstellung, wie in Figur 4 dargestellt. Die Feder 68 ist vorgespannt und der Schaft 65 wird gegen die Vorspannung der Feder 68 von einer Anschlagschraube 70, die das Muttergewindeende des Aufnahmestückes 120 als Anschlag benutzt, gehalten. Die Durchmesserverstellung dieses Werkzeugs erfolgt manuell, indem die Hülse 71 axial vom Glattwalzkopf 72 gegen die Kraft der Feder 73 weggezogen wird, so weit, bis der Nocken 74 aus der Nute 75 der Scheibe 76, die verdrehfest durch die Nase 85 in der äußeren Nute 86 des Aufnahmestückes 120 gehalten wird, herausgezogen ist. Wird dann die Hülse 71 gedreht, wird die Rundmutter 77, die mit dem Außengewinde 78 des Aufnahmestückes 120 in Wirkverbindung steht und ehenfalls eine Nute 87 aufweist, durch den Nocken 74 mitgenommen und axial verstellt. Nach einer solchen Verstellung wird dann die Hülse 71 zurückgeschoben und der Nocken 74 rastet in eine andere Nute 75, deren mehrere am Umfang der Scheibe 76 vorgesehen sind, ein. Durch die Feder 73, die an einem Ring 79 anliegt, der von einem Sicherungsring 80 in der Hülse 71 gehalten wird, werden das Drucklager 81, die Büchse 82, die Scheibe 76, die Rundmutter 77 und die Hülse 71 zusammengehalten.
Je nach Drehrichtung der Hülse 71 wird der Arbeitsdurchmesser des Werkzeuges vergrößert oder verkleinert bzw. der Rollenkäfig 88, der die kegeligen Walzrollen 83 auf der Laufbahn 84 des Stützteils 63 hält, in die entsprechende Richtung verschoben.
Beim Arbeitseinsatz ist das Werkzeug an der Werkzeugaufnahme 67 von einer Werkzeugmaschine, die nicht dargestellt ist, aufgenommen. Die Werkzeugaufnahme 67 kann als zylindrischer Schaft, aber auch als Kegel oder in sonstiger geeigneter Weise ausgebildet sein.
Zum Bearbeiten einer Werkstückbohrung wird der Werkzeugdurchmesser geringfügig größer eingestellt als der größte zulässige Werkstückdurchmesser.The tool according to FIG. 4 is a smooth rolling tool for machining bores with small and medium diameters. The support part 63 is connected to the shaft 65 via a thread 64. The shaft 65 has a non-self-locking thread 66 at its thin end and is held by the tool holder 67 in a nut thread provided in a holder 120. The receiving piece 120 is in turn connected to the tool holder 67. A spring 68, which is supported on both sides of the tool holder 67 and on a thrust bearing 69, which rests on the shaft 65, holds the support part 63 in an initial position, as shown in FIG. The spring 68 is biased and the shaft 65 is held against the bias of the spring 68 by a stop screw 70, which uses the nut thread end of the receiving piece 120 as a stop. The diameter adjustment This tool is carried out manually by pulling the sleeve 71 axially away from the smooth rolling head 72 against the force of the spring 73 until the cam 74 comes out of the groove 75 of the disk 76, which is fixed against rotation by the nose 85 in the outer groove 86 of the receiving piece 120 is held, is pulled out. If the sleeve 71 is then rotated, the round nut 77, which is in operative connection with the external thread 78 of the receptacle 120 and in any case has a groove 87, is carried along by the cam 74 and axially adjusted. After such an adjustment, the sleeve 71 is then pushed back and the cam 74 engages in another groove 75, several of which are provided on the circumference of the disk 76. The pressure bearing 81, the bushing 82, the washer 76, the round nut 77 and the sleeve 71 are held together by the spring 73, which bears against a ring 79 which is held in the sleeve 71 by a retaining ring 80.
Depending on the direction of rotation of the sleeve 71, the working diameter of the tool is increased or decreased or the roller cage 88, which holds the tapered roller rollers 83 on the track 84 of the support part 63, is shifted in the corresponding direction.
During work, the tool is received on the tool holder 67 by a machine tool, which is not shown. The tool holder 67 can be designed as a cylindrical shaft, but also as a cone or in some other suitable manner.
To machine a workpiece bore, the tool diameter is set slightly larger than the largest permissible workpiece diameter.

Wird nun mit dem so eingestellten Werkzeug eine Werkstückbohrung bearbeitet, berühren die Walzrollen 83 die Bohrungsöffnung zuerst mit ihrer abgerundeten Vorderkante 89. Hierbei entsteht eine Radialkraft an den Walzrollen, die vom Stützteil 63 aufgenommen wird. Zwischen den sich auf dem Stützteil 63 abwälzenden Walzrollen 83 und der Laufbahn 84 des Stützteils 63 tritt Reibung auf, die am Stützteil 63 ein Drehmoment entgegen der relativen Rotationsrichtung des Werkzeugs erzeugt. Das Stützteil 63 und der daran befestigte Schaft 65 werden nun entgegen der relativen Rotationsrichtung des Werkzeuges verdreht. Das Gewinde 66 am Schaft 65 ist vom Muttergewinde des Aufnahmestückes 120 aufgenommen und wird nun im Muttergewinde verdreht und gleichzeitig gegen die Kraft der Feder 68, die eine Stellkraft 90 ausübt, axial verschoben. Das Stützteil 63 bewegt sich axial, was eine radiale Lageänderung der Walzrollen 83 zur Folge hat und ein anderer Werkzeugdurchmesser, als der manuell eingestellte, stellt sich dann ein, so lange, bis die Walzrollen 83 in die Werkstückbohrung eingetreten sind. Wird nun die Werkstückbohrung mit dem so eingestellten Werkzeugdurchmesser bearbeitet, ist die Lage der Walzrollen konstant, solange keine Durchmesserveränderung der Werkstückbohrung auftritt. Die Walzkraft wird hierbei durch die Kraft der Feder 68, die zur Walzkraft proportional ist, bestimmt. Verringert sich der Durchmesser der Werkstückbohrung, steigt die Walzkraft an. Damit erhöht sich die Reibung zwischen den Walzrollen 83 und der Laufbahn 84 des Stützteils 63 und somit das am Stützteil 63 angreifende Drehmoment. Das Stützteil 63 wird dann entgegen der relativen Rotationsrichtung des Werkzeuges verdreht und mit dem Stützteil 63 auch der Schaft 65. Der Schaft 65 verdreht sich dann relativ zur das Aufnahmestück 120 aufweisenden Werkzeugaufnahme 67. Der Schaft 65, der mit seinem Gewinde 66 im Muttergewinde des Aufnahmestückes 120 aufgenommen wird, verändert bei der Verdrehung seine axiale Lage zu den Walzrollen 83, und zwar so, daß sich das Stützteil 63 mit seiner Laufbahn 84 durch die Veränderung der axialen Lage radial von den Walzrollen 83 entfernt, wobei die Walzrollen natürlich sofort radial der sich entfernenden Oberfläche folgen. Das Gewinde 66 muß dafür lediglich eine entsprechende Steigungsrichtung aufweisen.
Die Kraft der Feder 68 erhöht sich durch das Zusammendrücken der Feder und damit auch die Walzkraft der Walzrollen 83. Durch Wahl einer flachen Federkennlinie kann die Erhöhung der Walzkraft in zulässigen Grenzen gehalten werden, insbesondere deswegen, weil der Verschiebeweg des Stützteils 63 klein ist.If a workpiece bore is now machined with the tool set in this way, the roller rollers 83 first touch the bore opening with their rounded leading edge 89. This creates a radial force on the roller rollers which is absorbed by the support part 63. Friction occurs between the rolling rollers 83 rolling on the support part 63 and the raceway 84 of the support part 63, which generates a torque on the support part 63 against the relative direction of rotation of the tool. The support member 63 and the shaft 65 attached to it are now rotated against the relative direction of rotation of the tool. The thread 66 on the shaft 65 is from the nut thread of the receiving piece 120 received and is now rotated in the nut thread and at the same time axially displaced against the force of the spring 68, which exerts a positioning force 90. The support member 63 moves axially, which results in a radial change in position of the roller rolls 83 and a different tool diameter than the manually set one is set until the roller rolls 83 have entered the workpiece bore. If the workpiece bore is machined with the tool diameter set in this way, the position of the roller rolls is constant as long as there is no change in the diameter of the workpiece bore. The rolling force is determined by the force of the spring 68, which is proportional to the rolling force. If the diameter of the workpiece bore decreases, the rolling force increases. This increases the friction between the rollers 83 and the raceway 84 of the support part 63 and thus the torque acting on the support part 63. The support part 63 is then rotated counter to the relative direction of rotation of the tool and with the support part 63 also the shaft 65. The shaft 65 then rotates relative to the tool holder 67 having the receiving piece 120. The shaft 65, with its thread 66 in the nut thread of the receiving piece 120 is received, changes its axial position with respect to the rolling rollers 83 during the rotation, in such a way that the support part 63 with its track 84 moves radially away from the rolling rollers 83 due to the change in the axial position, the rolling rollers naturally immediately radially changing follow the removing surface. The thread 66 only has to have a corresponding pitch direction.
The force of the spring 68 increases due to the compression of the spring and thus also the rolling force of the rolling rollers 83. By choosing a flat spring characteristic, the increase in the rolling force can be kept within permissible limits, in particular because the displacement path of the support part 63 is small.

Vergrößert sich der Durchmesser der Werkstückbohrung jedoch gegenüber dem Durchmesser, der zu Beginn der Bearbeitung vorlag, vermindert sich die von den Walzrollen 83 augeübte Walzkraft. Die Stellkraft 90 der Feder 68 wird dann wirksam und schiebt den Schaft 65 mit dem daran befestigten Stützteil 63 im Richtungssinn der Stellkraft 90 gegen die Walzrollen 83 und vergrößert dadurch den Hüllkreis der Walzrollen 83 und somit die Walzkraft. Bei dieser Verschiebebewegung verdreht sich der Schaff 65 wiederum im Muttergewinde 66 des Aufnahmestückes 120.However, if the diameter of the workpiece bore increases compared to the diameter that existed at the beginning of the machining, the rolling force exerted by the rolling rollers 83 decreases. The actuating force 90 of the spring 68 then takes effect and pushes the shaft 65 with the support part 63 attached thereto in the direction of the actuating force 90 against the Rollers 83 and thereby enlarges the envelope of the rollers 83 and thus the rolling force. During this displacement movement, the sheep 65 in turn rotates in the nut thread 66 of the receiving piece 120.

Mit Hilfe von Figur 5 soll nun das Werkzeug für die Bearbeitung von Wellen und Wellenzapfen näher erläutert werden.
Auf einer Werkzeugaufnahme 91, die an ihrem einen Ende ein Gewinde 92 aufweist, ist eine ringförmige Kontermutter 93 aufgeschraubt. Neben dieser Kontermutter 93 befindet sich ein Gewindering 94, der ebenfalls vom Gewinde 92 der Werkzeugaufnahme 91 aufgenommen ist. An diesem Gewindering 94 ist ein Aufnahmestück 95 zum Gewindering 94 drehbar, jedoch nicht axial verschiebbar, durch nicht weiter beschriebene Mittel befestigt. Von dem Aufnahmestück 95, das eine als Bohrung ausgebildete zylindrisch gekrümmte Fläche 96 aufweist, ist in dieser Bohrung 96 ein ringförmiges Stützteil 97 an seiner äußeren zylindrisch gekrümmten Fläche 98 aufgenommen. Das Aufnahmestück 95 weist am Ende der Bohrung einen Bund 99 auf. In diesem Bund 99 ist eine Nute 100 vorgesehen, in die eine Paßfeder 101 eingreift. Die Paßfeder 101 weist einen Zapfen 102 auf, der in einer Bohrung 103 die Paßfeder 101 gegen eine Verschierbung festhält. Zusätzlich ist diese Paßfeder 101 von einer weiteren Nute 104 aufgenommen, die sich in der Werkzeugaufnahme 91 befindet. Zwischen der Werkzeugaufnahme 91 und dem Aufnahmestück 95 wird durch diese Paßfeder 101 eine Drehmitnahme geschaffen.The tool for machining shafts and shaft journals will now be explained in more detail with the aid of FIG.
An annular lock nut 93 is screwed onto a tool holder 91, which has a thread 92 at one end. In addition to this lock nut 93 is a threaded ring 94, which is also received by the thread 92 of the tool holder 91. On this threaded ring 94, a receptacle 95 for the threaded ring 94 is rotatable, but not axially displaceable, fastened by means not described further. From the receiving piece 95, which has a cylindrically curved surface 96 designed as a bore, an annular support part 97 is received in this bore 96 on its outer cylindrically curved surface 98. The receiving piece 95 has a collar 99 at the end of the bore. In this collar 99, a groove 100 is provided, in which a key 101 engages. The feather key 101 has a pin 102 which holds the feather key 101 in a bore 103 to prevent it from being coated. In addition, this key 101 is received by a further groove 104, which is located in the tool holder 91. Between the tool receptacle 91 and the receptacle 95, this key 101 creates a rotary drive.

Die Werkzeugaufnahme 91 ist axial durchbohrt und trägt ein Drucklager 105. An diesem Drucklager 105 stützen sich ein Ring 106, der an einem Rollenkäfig 107 befestigt ist, und eine Feder 108 ab. Die Feder 108 stützt sich andererseits am Stützteil 97 ab. Das Stützteil selbst wird gegen die Kräfte der Federn 108 und 110 in einem Aufnahmestück 95 von einem Sicherungsring 109 gehalten. Die Feder 110, die zwischen dem Stützteil 97 und dem Ring 106 angeordnet ist, drückt den Ring 106 mit dem Rollenkäfig 107 axial gegen das Drucklager 105. Das Stützteil 97 weist eine innere kegelige Bohrung auf, die als Laufbahn 111 für die kegeligen Walzrollen 112 ausgebildet ist. Das Stützteil 97 ist in dem Aufnahmestück 95 drehbar und axial beweglich gelagert. Die als Kugeln ausgebildeten Mitnehmer 113, die in einander gegenüberliegenden wendelförmigen Nuten 114 und 115 eingebettet sind, wirken wie ein Gewindegang, wenn das Stützteil 97 in dem Aufnahmestück 95 verdreht wird. Wird das Stützteil 97 bspw. im Uhrzeigersinn in dem Aufnahmestück 95 verdreht, verschiebt sich das Stützteil 97 gleichzeitig gegen die Kräfte der Federn 108 und 110. Die Kugeln 113 werden dabei gegen Herausfallen von den Ringen 118 und 119 gehalten, die am Stützteil 97 befestigt sind. Zur Durchführung einer Bearbeitungsaufgabe ist das Werkzeug an seiner Werkzeugaufnahme 91 in eine Antriebseinheit einzuspannen. Diese Antriebseinheit ist nicht weiter dargestellt und kann auch eine geeignete Werkzeugmaschine sein. Es besteht aber auch die Möglichkeit, das Werstück rotierend anzutreiben und das Werkzeug lediglich aufzunehmen und abzustützen.The tool holder 91 is drilled axially and carries a thrust bearing 105. A ring 106, which is fastened to a roller cage 107, and a spring 108 are supported on this thrust bearing 105. The spring 108 is supported on the other hand on the support member 97. The support part itself is held against the forces of the springs 108 and 110 in a receiving piece 95 by a locking ring 109. The spring 110, which is arranged between the support part 97 and the ring 106, presses the ring 106 with the roller cage 107 axially against the thrust bearing 105. The support part 97 has an inner tapered bore which is designed as a raceway 111 for the tapered roller rolls 112 is. The support member 97 is rotatably and axially movable in the receiving piece 95. The driver 113 designed as balls, which are located opposite each other helical grooves 114 and 115 are embedded act like a thread when the support member 97 is rotated in the receiving piece 95. If the support part 97 is rotated clockwise in the receptacle 95, the support part 97 moves simultaneously against the forces of the springs 108 and 110. The balls 113 are held against falling out by the rings 118 and 119, which are fastened to the support part 97 . To carry out a machining task, the tool on its tool holder 91 is to be clamped in a drive unit. This drive unit is not shown further and can also be a suitable machine tool. However, there is also the possibility of driving the workpiece in rotation and merely picking up and supporting the tool.

Eine Verstellung des Werkzeuges auf einen Bearbeitungsdurchmesser erfolgt folgendermaßen:
Die Kontermutter 93 wird gelockert, so daß der Gewindering 94 frei drehbar ist. Der Gewindering 94 wird nun so weit gegenüber der Werkzeugaufnahme 91 verdreht, bis der gewünschte Bearbeitungs- bzw. Werkzeugdurchmesser eingestellt ist. Der Gewindering 94 wird dann mit der Kontermutter 93 gekontert und auf diese Art gegen eine unbeabsichtigte Verstellung gesichert. Zum Bearbeiten eines Werkstückes wird der Werkzeugdurchmesser etwas geringer eingestellt als der Werkstückdurchmesser.The tool is adjusted to a machining diameter as follows:
The lock nut 93 is loosened so that the threaded ring 94 is freely rotatable. The threaded ring 94 is now rotated relative to the tool holder 91 until the desired machining or tool diameter is set. The threaded ring 94 is then locked with the lock nut 93 and secured in this way against unintentional adjustment. To machine a workpiece, the tool diameter is set slightly smaller than the workpiece diameter.

Ein Bearbeitungsablauf erfolgt folgendermaßen:
Werkzeug und Werkstück rotieren relativ zueinander. Das Werkstück 116 wird dem Werkzeug zugeführt und die Walzrollen berühren mit ihrer abgerundeten Vorderkante 117 das Werkstück 116 und Walzkräfte an den Walzrollen 112 bauen sich auf. Durch diese Walzkräfte werden die Walzrollen 112 gegen die Laufbahn 111 des Stützteils 97 gepreßt und es tritt zwischen den Walzrollen 112 und der Laufbahn 111 Reibung auf, die auf das Stützteil 97 ein Drehmoment ausübt. Dieses Drehmoment verdreht das Stützteil 97 im Aufnahmestück 95. Gleichzeitig wird das Stützteil 97 durch die Kugeln 113, die als Mitnehmer dienen, gegen die Kräfte der Federn 110 und 108 verschoben. Das Stützteil 97 will sich damit mit seiner Laufbahn 111 radial von den Walzrollen 112 entfernen, die dieser Bewegung aber sofort nachfolgen, wodurch der Werkzeugdurchmesser größer wird. Diese Werkzeugdurchmesservergrößerung findet so lange statt, bis die Walzrollen 112 die Außenfläche des Werkstückes umfassen und daran anliegen. Die Kräfte der Federn 110 und 108 erzeugen dann die Walzkräfte der Walzrollen 112. Sollte sich im Verlauf einer Bearbeiutng der Werkzeugdurchmesser jedoch vergrößern, steigen die Walzkräfte an und der Werkzeugmechanismus reagiert wie zu Anfang der Bearbeitung. Verkleinert sich jedoch der Werkstückdurchmesser, wird der Stützring 97 von den Kräften der Federn 108 und 110 in Richtung des Sicherungsringes 109 verschoben, wodurch die Walzrollen 112 der Außenfläche des Werkstücks 116 sofort folgen.A processing sequence is as follows:
Tool and workpiece rotate relative to each other. The workpiece 116 is fed to the tool and the rolled rollers touch the workpiece 116 with their rounded leading edge 117 and rolling forces on the roller rollers 112 build up. As a result of these rolling forces, the rolling rollers 112 are pressed against the raceway 111 of the support part 97 and friction occurs between the rolling rollers 112 and the raceway 111, which exerts a torque on the support part 97. This torque rotates the support part 97 in the receiving piece 95. At the same time, the support part 97 is displaced by the balls 113, which serve as drivers, against the forces of the springs 110 and 108. The support part 97 thus wants to move radially away from the rolling rollers 112 with its track 111, which immediately follow this movement, which increases the tool diameter. This enlargement of the tool diameter takes place until the roller rolls 112 encompass the outer surface of the workpiece and bear against it. The forces of the springs 110 and 108 then generate the rolling forces of the rolling rollers 112. However, should the tool diameter increase in the course of machining, the rolling forces increase and the tool mechanism reacts as at the beginning of the machining. However, if the workpiece diameter decreases, the support ring 97 is displaced by the forces of the springs 108 and 110 in the direction of the locking ring 109, as a result of which the roller rollers 112 immediately follow the outer surface of the workpiece 116.

Liste der verwendeten BezugszeichenList of the reference symbols used

11
AufnahmestückRecording piece
22nd
BohrstangeBoring bar
33rd
Gewindethread
44th
LagerteilBearing part
55
DrucklagerThrust bearing
66
Ringring
77
RollenkäfigRoller cage
88th
WalzrollenRolling rolls
99
StützteilSupport part
1010th
zylindrisch gekrümmte Flächecylindrical curved surface
1111
DrucklagerThrust bearing
1212th
DrucklagerThrust bearing
1313
Federfeather
1414
DruckstückPressure piece
1515
StrömungsmittelzylinderFluid cylinder
1616
Kappecap
1717th
Bolzenbolt
1818th
HülseSleeve
1919th
Scheibedisc
2020th
Scheibedisc
2121
EndstückTail
2222
Schraubescrew
2323
Paßfederadjusting spring
2424th
Adapteradapter
2525th
Werkstückworkpiece
2626
WerkstückbohrungWorkpiece drilling
2727
AnschlußConnection
2828
KolbenstangePiston rod
2929
StellkraftPositioning force
3030th
Laufbahncareer
3131
WalzkraftRolling force
3232
MitnehmerDriver
3333
Nutegroove
3434
Nutegroove
3535
Scheibedisc
3636
Scheibedisc
3737
SchälkopfPeeling head
3838
GlattwalzkopfSmooth rolling head
3939
SchälmesserParing knife
4040
SchälmesserhalterParing knife holder
4141
ZylinderrohrCylinder barrel
4242
VorderkanteLeading edge
4343
AufnahmestückRecording piece
4444
RollenkäfigRoller cage
4545
WalzrollenRolling rolls
4646
StützteilSupport part
4747
zylindrisch gekrümmte Flächecylindrical curved surface
4848
Zugstangepull bar
4949
Ringring
5050
HülseSleeve
5151
StellkraftPositioning force
5252
Federfeather
5353
Stiftpen
5454
Durchmesserdiameter
5555
PfeilspitzeArrowhead
5656
StrömungsmittelzylinderFluid cylinder
5757
KolbenstangePiston rod
5858
AnschlußConnection
5959
Laufbahncareer
6060
Nutegroove
6161
Nutegroove
6262
Schlitzslot
6363
StützteilSupport part
6464
Gewindethread
6565
Schaftshaft
6666
GewindeendeThread end
6767
WerkzeugaufnahmeTool holder
6868
Federfeather
6969
DrucklagerThrust bearing
7070
AnschlagschraubeStop screw
7171
HülseSleeve
7272
GlattwalzkopfSmooth rolling head
7373
Federfeather
7474
Nockencam
7575
Nutegroove
7676
Scheibedisc
7777
RundmutterRound nut
7878
Gewindethread
7979
Ringring
8080
SicherungsringCirclip
8181
DrucklagerThrust bearing
8282
BuchseRifle
8383
WalzrollenRolling rolls
8484
Laufbahncareer
8585
Nasenose
8686
Nutegroove
8787
Nutegroove
8888
RollenkäfigRoller cage
8989
VorderkanteLeading edge
9090
StellkraftPositioning force
9191
WerkzeugaufnahmeTool holder
9292
Gewindethread
9393
KontermutterLock nut
9494
GewinderingThreaded ring
9595
AufnahmestückRecording piece
9696
zylindrisch gekrümmte Flächecylindrical curved surface
9797
StützteilSupport part
9898
zylindrisch gekrümmte Flächecylindrical curved surface
9999
BundFederation
100100
Nutegroove
101101
Paßfederadjusting spring
102102
ZapfenCones
103103
Bohrungdrilling
104104
Nutegroove
105105
DrucklagerThrust bearing
106106
Ringring
107107
RollenkäfigRoller cage
108108
Federfeather
109109
SicherungsringCirclip
110110
Federfeather
111111
Laufbahncareer
112112
WalzrollenRolling rolls
113113
MitnehmerDriver
114114
Nutegroove
115115
Nutegroove
116116
Werkstückworkpiece
117117
VorderkanteLeading edge
118118
Ringring
119119
Ringring
120120
AufnahmestückRecording piece
121121
zylindrisch gekrümmte Flächecylindrical curved surface
122122
zylindrisch gekrümmte Flächecylindrical curved surface

Claims (14)

  1. Tool having a smoothing rolling head for the machining of surfaces on workpieces (25, 116) with circular cross-section surfaces, wherein the smoothing rolling head comprises at least three tapered rollers (8, 45, 112, 83) which are held for rolling movement on a tapered track (30, 59, 111, 84) of a support member (9, 46, 97, 63) which is connected on one side either directly or by way of further means to a tool receiver (2, 67, 91), and wherein means (15, 56, 108, 68) are provided for producing a setting force (29, 51, 90) and are connected to said support member at least for the axial positional movement of the support member (9, 46, 97, 63) relative to the rollers (8, 45, 112, 83), with an axial positional movement of the support member (9, 46, 97, 63) causing a proportional radial positional movement of the rollers, characterised in that the support member (9, 46, 97, 63) is mounted with a cylindrical curved surface (10, 98, 47) concentrically about the tapered track (30, 59, 111, 84) rotatably and axially movable relative to a receiving member (1, 43, 95, 120) which has an associated cylindrical curved surface (122, 121, 98), wherein support member (9, 46, 97, 63) and receiving member (1, 43, 95, 120) are connected to each other by synchronising means which comprises both at least one groove (34, 33; 60, 61; 115, 114) formed in at least one associated cylindrical curved surface and extending at a non-selflocking inclination to its longitudinal axis and also at least one entrainer (32, 113) cooperating with at least one groove and which engages in at least one groove, wherein the angle of inclination of the groove and the inclination of the tapered track are so balanced in relation to each other that upon exceeding a torque on the support member (9, 46, 97, 63) proportional to the setting force (29, 51, 90) the support member is displaced axially in the direction opposite to the direction of the setting force (29, 51, 90).
  2. Tool according to claim 1, characterised in that groove and entrainer are formed as threaded nut with threaded bolt, wherein the apices and bottoms of the thread constitute cylindrical curved surfaces.
  3. Tool according to claim 1, characterised in that both cylindrical curved surfaces (10, 47, 98; 121, 122, 98) include at least one groove (33, 60, 114; 34, 61, 115), which respectively extend in the opposing manner to the groove in the other cylindrical curved surface, and that in the free space between the opposing grooves there is at least one synchronising member as entrainer (32, 113), having a cross-sectional surface area which is greater than the cross-sectional surface area of one of the grooves.
  4. Tool according to claim 3, characterised in that one groove (34, 61) is filled with synchronising members, while the other groove (33, 60) is longer than the first-mentioned groove in the axial direction by the desired amount through which the support member (9, 46) can move axially.
  5. Tool according to claim 1, characterised in that the groove provided in the one cylindrical curved surface as entrainer (32, 113) is associated with at least one cam engaging in the groove and which is connected fixedly with the other component.
  6. Tool according to one of claims 1 to 5, characterised in that the support member (9, 46, 63) is formed as a support pin with external tapered track (30, 59, 84).
  7. Tool according to claim 6, characterised in that the support member (9, 46) has as its cylindrical curved surface (10, 47) a cylindrical bore, while the associated cylindrical curved surface of the receiving member (1, 43) is formed as a shaft on which the support member (9, 46) is fitted.
  8. Tool according to one of claims 1 to 5, characterised in that the support member (97) is formed as a support ring with an inner, tapered track (111).
  9. Tool according to claim 8, characterised in that the support member (97) has as its cylindrical curved surface (98) a cylindrical outer surface, while the associated cylindrical curved surface (96) of the receiving member (95) is formed as a sleeve into which the support member (97) is fitted.
  10. Tool according to one of claims 1 and 3 to 9, characterised in that the angle of inclination of each groove (33, 60, 114; 34, 61, 115) is 70° to 84°.
  11. Tool according to one of claims 1 to 10, characterised in that in order to produce the setting force at least one spring (68, 52, 108, 110) is provided which is seated on the one hand on a fixed abutment (120, 43, 105, 106) and on the other hand against the support member (97) or against further parts (65;18, 20) connected displaceably with the support member (63, 46).
  12. Tool according to one of claims 1 to 10, characterised in that in order to produce the setting force a fluid flow cylinder (15, 56) is provided which is seated at one end on a fixed abutment (24) and which is seated at the other end against components (28, 57) movable therewith or against further parts (16, 14, 17, 18, 20, 11; 50, 48, 53, 19, 12) connected displaceably with the support member (9, 46).
  13. Tool according to claim 2, characterised in that the threaded nut is on a receiving member (120) and the threaded bolt is on a shaft (65), with the latter being connected to the support member (63).
  14. Tool according to claim 13, characterised in that a helical spring (68) is arranged to extend in the axial direction between receiving member (120) and support member (63) in such a manner that forces in the axial direction are exerted on both parts by the helical spring (68) in mutually opposite directions.
EP91103818A 1991-03-13 1991-03-13 Tool with burnishing rolls Expired - Lifetime EP0503109B1 (en)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE59104421T DE59104421D1 (en) 1991-03-13 1991-03-13 Tool with smooth rolling head.
AT91103818T ATE117616T1 (en) 1991-03-13 1991-03-13 TOOL WITH SMOOTH ROLLING HEAD.
EP91103818A EP0503109B1 (en) 1991-03-13 1991-03-13 Tool with burnishing rolls
ES91103818T ES2067071T3 (en) 1991-03-13 1991-03-13 TOOL WITH A HEAD OF ROLLER ROLLERS.
HU913596A HU207962B (en) 1991-03-13 1991-11-18 Tool for burnishing the surface of work piece
CS913510A CS351091A3 (en) 1991-03-13 1991-11-20 Tool with a burnishing head
JP3327817A JPH0747264B2 (en) 1991-03-13 1991-12-11 Tool with smoothing rolling head

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EP91103818A EP0503109B1 (en) 1991-03-13 1991-03-13 Tool with burnishing rolls

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Publication Number Publication Date
EP0503109A1 EP0503109A1 (en) 1992-09-16
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