EP2303509B1 - Festwalzrollenkopf - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft einen Festwalzrollenkopf eines Festwalzgeräts zum Festwalzen von Radien oder Einstichen an den Lagerzapfen von Kurbelwellen mit Hilfe von Festwalzrollen, die am Festwalzrollenkopf in Umfangsrichtung zu beiden Seiten der Kontaktstelle mit dem Lagerzapfen von Rollenkäfigen gehalten und darin frei drehbar geführt werden, wobei die Rollenkäfige am Festwalzrollenkopf von Rollenhaltern gehalten werden.
• Ein Festwalzrollenkopf dieser Art ist beispielsweise bekannt aus WO 0224407 (&, EP 1 318 889 A1 ) welches die Basis für den Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs bildet. Der bekannte Festwalzrollenkopf weist Festwalzrollen auf, die in Umfangsrichtung einer zu bearbeitenden Kurbelwelle zu beiden Seiten der Kontaktstelle mit dem Lagerzapfen von Rollenkäfigen gehalten und darin frei drehbar geführt werden. Dabei werden die Rollenkäfige selbst am Festwalzrollenkopf von L-förmigen Haltern gehalten. Die L-förmigen Halter sind einstellbar. Zur Verminderung der zwischen den Festwalzrollen und den Rollenkäfigen auftretenden Reibung sind die bekannten Rollenkäfige aus Kunststoff ausgeführt.
• Die Ausgestaltung von Rollenkäfigen ist beispielsweise aus DE 200 23 033 U1 bekannt. Hierbei handelt es sich um so genannte Doppelrollenkäfige, das heißt, wenn die Berührungsfläche zwischen den Festwalzrollen und dem Festwalzrollenkäfig verschlissen ist, wird der Rollenkäfig im Festwalzrollenkopf umgedreht und eine gleichartig ausgestaltete Berührungsfläche am unteren Ende des Rollenkäfigs übernimmt fortan die Halterung und Führung der Festwalzrolle bis auch diese Führungsfläche verschlissen ist.
• Zur Verminderung des Verschleißes am Rollenkäfig sieht beispielsweise DE 100 45 258 A1 vor, wenigstens einen Teil des Rollenkäfigs oder Abschnitte der konkaven Ausnehmung, worin die Festwalzrolle geführt wird, aus einem Werkstoff herzustellen, der Festkörperschmierstoff an die Festwalzrolle abgibt.
• Zusammenfassend bleibt festzustellen, dass die Rollenkäfige die Aufgabe haben, die Festwalzrollen am Festwalzrollenkopf zu halten. Weiterhin muss der hintere Rollenkäfig, das ist jener Rollenkäfig, der der Drehung der Kurbelwelle zugewandt ist, die Umformkraft für das Festwalzen in Umfangsrichtung und die Reibkraft zwischen der Festwalzrolle und der Führungsrolle für die Festwalzrolle im Festwalzrollenkopf aufbringen. Diese Reibkraft beträgt etwa 10 Prozent der Andruckkraft des Festwalzrollenkopfes unter der Festwalzkraft.
• Der hintere, treibende Rollenkäfig verschleißt durch die Reibung der Festwalzrolle. Durch den Verschleiß nimmt die Berührungsfläche zwischen dem Rollenkäfig und der Festwalzrolle allmählich die Form der Festwalzrolle selbst an. Bei sehr starkem Verschleiß kann die Festwalzrolle sogar im Rollenkäfig klemmen, in jedem Fall aber wird die erforderliche Winkelbeweglichkeit der Festwalzrolle eingeschränkt und die Beanspruchung der Festwalzrolle erhöht sich, wenn die sich ändernden geometrischen Verhältnisse der Kurbelwelle eine Winkeleinstellung der Festwalzrolle erfordern.
• Daraus ergibt sich die Aufgabe für die vorliegende Erfindung, die Reibung zwischen der Festwalzrolle und dem Rollenkäfig zu verringern.
• Als Lösung dieser Aufgabe wird der treibende hintere Rollenkäfig durch eine Käfigrolle ersetzt und für die Halterung der Festwalzrolle am Festwalzrollenkopf eine Haltevorrichtung vorgesehen. Im Interesse von verringerter Reibung wird die Käfigrolle als Wälzlager ausgestaltet. Diese Ausgestaltung bringt besondere Vorteile, denn Wälzlager sind preisgünstig, da sie in Großserie gefertigt werden. Sie haben gehärtete Außenlagerflächen und bieten der daran anliegenden Festwalzrolle eine verschleißarme Kontaktfläche. Serienmäßig gefertigte Wälzlager sind darüber hinaus mit Dauerschmierung und Deckscheiben erhältlich, welche das Wälzlager unempfindlich machen gegen Verschmutzung. Insgesamt ergeben sich dabei eine Verringerung der Reibung, eine Erhöhung der Lebensdauer und der Fortfall von Einstellungen am Festwalzrollenkopf.
• Die Käfigrolle sollte bevorzugt zylindrisch sein. Eine konkave Form der Käfigrolle ist ebenfalls denkbar, um günstigere Kontaktverhältnisse zur Festwalzrolle zu erhalten. Schließlich sollte auch eine begrenzte axiale Verschiebbarkeit der Käfigrolle vorliegen, damit sie sich auf die sich verändernden geometrischen Verhältnisse des Lagerzapfens während des Festwalzprozesses einstellen kann. Weitere Vorteile ergeben sich aus den vorteilhaften Ausgestaltungen der Erfindung nach den Unteransprüchen 2 bis 10.
• Nachfolgend wird die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher beschrieben.
• Es zeigen jeweils stark vereinfacht und in nicht maßstäblicher Darstellung die
• Fig. 1 einen Festwalzrollenkopf in der Seitenansicht,
• Fig. 2 einen Ausschnitt entlang der Linie II-II der Fig. 1,
• Fig. 3 einen Käfig-Rollenhalter in mehreren Ansichten,
• Fig. 4 die konstruktive Ausgestaltung eines Teils des Festwalzwerkzeugs.
• Ein Festwalzrollenkopf 1 enthält eine in seinem Gehäuse (nicht gezeigt) drehbar gelagerte Führungsrolle 2. Auf der Führungsrolle 2 stützt sich die Festwalzrolle 3 ab, die dazu vorgesehen ist, einen Radius oder Einstich 4 (Fig. 4a) am Lagerzapfen 5 einer Kurbelwelle (nicht gezeigt) festzuwalzen. Die Festwalzrolle 3, üblicherweise sind es zwei Festwalzrollen 3 in einem Festwalzrollenkopf 1, wird beidseits der Umfangsrichtung 6 von Rollenkäfigen 7 gehalten und geführt. Außerdem werden die Festwalzrollen 3 am Festwalzrollenkopf 1 auch noch durch seitliche Haltebleche 8 gehalten.
• Im vorliegenden Fall ist anstelle des hinteren treibenden Rollenkäfigs eine Käfigrolle 9 vorgesehen. Die Käfigrolle 9 ist in einem Rollenhalter 10 drehbar gelagert, wobei die Drehachsen 11 und 12 der Festwalzrolle 3 bzw. der Käfigrolle 9 annähernd die gleiche Raumlage einnehmen. Zusätzlich zu ihrer drehbaren Lagerung um ihre Drehachse 12 ist die Käfigrolle 9 auch noch um ein geringes Maß in der axialen Richtung (13) beweglich. Während die Käfigrolle 9 im Rollenhalter 10 mit Hilfe eines Bolzens (nicht gezeigt) befestigt ist, bietet ein Halteblech 14 der Festwalzrolle 3 den notwendigen Schutz gegen Herausfallen aus dem Festwalzrollenkopf 1.
• Die Figur 3 zeigt den Rollenhalter 10 in unterschiedlichen Ansichten. Davon stellt die Fig. 3a eine Seitenansicht dar und die Fig. 3b einen Längsschnitt durch den Rollenhalter 10. Die Fig. 3d zeigt den Rollenhalter 10 von unten und die Fig. 3e von oben. Die Fig. 3c zeigt eine Vorderansicht des Rollenhalters 10 aus der Richtung A. Zur Befestigung des Rollenhalters 10 am Festwalzrollenkopf 1 ist ein abgestuftes Langloch 15 vorgesehen. Zwei Käfigrollen 9 können in den beiden schräg gestellten Ausnehmungen 16 und 17 angeordnet werden, wobei die Mittenachsen 18 und 19 annähernd dieselbe Neigung haben wie die Drehachse 11 der Festwalzrolle 3. Eine Bohrung 20 dient schließlich dazu, das Halteblech 14 am Rollenhalter 10 zu befestigen. Durch die Längsnut 21 bewegt sich die Führungsrolle 2 mit ihrem Umfangsflansch 22.
• Die Fig. 4a zeigt eine Vorderansicht der Käfigrollen 9 entlang der Linie II-II der Fig. 1. Die Fig. 4b entsteht, wenn man einen Schnitt durch die Mittenachse 19 legt und diesen Schnitt in Richtung b-b umklappt. Wie erkennbar, hat die Käfigrolle 9 eine zylindrische Gestalt und ist in ihrem Zentrum 24 auf einem zylindrischen Bolzen (nicht gezeigt) im Rollenhalter 10 drehbar gelagert. Nach einer bevorzugten Ausführungsform wird die Käfigrolle 9 von einem serienmäßig hergestellten Axialrollenlager gebildet. Neben der zylindrischen Oberfläche 25, wie sie insbesondere in der Fig. 4a erkennbar ist, kann die Käfigrolle 9 auch noch davon abweichende, längs der Mittenachse 18 bzw. 19 konkav ausgenommene Umfangsformen haben. Im Kontaktbereich 26 stützt sich die Festwalzrolle 3 auf der Käfigrolle 9 ab.
Bezugszeichenliste

1

Festwalzrollenkopf

2

Führungsrolle

3

Festwalzrolle

4

Radius oder Einstich

5

Lagerzapfen

6

Umfangsrichtung

7

Rollenkäfig

8

Halteblech

9

Käfigrolle

10

Rollenhalter

11

Drehachse

12

Drehachse

13

axiale Richtung

14

Halteblech

15

Langloch

16

Ausnehmung

17

Ausnehmung

18

Mittenachse

19

Mittenachse

20

Bohrung

21

Längsnut

22

Umfangsflansch

24

Zentrum

25

Umfangsfläche

26

Kontaktbereich

Claims (10)

1. Festwalzrollenkopf (1) eines Festwalzgeräts zum Festwalzen von Radien oder Einstichen (4) an den Lagerzapfen (5) von Kurbelwellen mit Hilfe von Festwalzrollen (3), die am Festwalzrollenkopf (1) in Umfangsrichtung (6) zu beiden Seiten der Kontaktstelle mit dem Lagerzapfen (5) von Rollenkäfigen (7) gehalten und darin frei drehbar geführt werden, wobei die Rollenkäfige (7) am Festwalzrollenkopf (1) von Rollenhaltern (10) gehalten werden, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Rollenkäfig (7) des Festwalzrollenkopfes (1) als Käfigrolle (9) ausgebildet ist und eine Haltevorrichtung (14) für die Festwalzrolle (3) vorgesehen ist.
2. Festwalzrollenkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Käfigrolle (9) als Wälzlager oder als Tragrolle ausgebildet ist, die auf einem Wälzlager gelagert ist.
3. Festwalzrollenkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Käfigrolle (9) als Tragrolle ausgebildet ist, die auf einem Gleitlager gelagert ist.
4. Festwalzrollenkopf nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch g e k ennz e i c h n e t, dass der Kontaktbereich (26) der Käfigrolle mit der Festwalzrolle (3) zylindrisch ausgestaltet ist.
5. Festwalzrollenkopf nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch g e k ennzeich n e t, dass der Kontaktbereich (26) der Käfigrolle (9) mit der Festwalzrolle (3) konkav ausgestaltet ist.
6. Festwalzrollenkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Käfigrolle (9) im Festwalzrollenkopf (11) mit axialem Spiel gelagert ist.
7. Festwalzrollenkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Neigungen der Drehachsen (11, 12) der Käfigrolle (9) und der Festwalzrolle (3) annähernd gleich sind.
8. Festwalzrollenkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehachse (12) der Käfigrolle (9) horizontal verläuft.
9. Festwalzrollenkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Rollenhalter (10) vorgesehen ist, der zwei Käfigrollen (9) aufweist.
10. Festwalzrollenkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für jede Käfigrolle (9) ein eigener Rollenhalter (10) vorgesehen ist.

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