DE1059266B - Verfahren und Vorrichtung zum Richten von zylindrischen Werkstuecken - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung richtet sich auf ein Verfahren sowie auf eine Vorrichtung zum Richten von zylindrischen Werkstückteilen, z. B. des Schaftes von Ventilen, zwischen drehangetriebenen Richtrollen, bei welchem die Angriffspunkte der Richtdrücke zugleich rings und längs der Umfangsnache des Werkstückes wandern.

Es ist bekannt, das zylindrische Werkstück zum Richten, auf einem Lineal aufliegend, zwischen Richtrollen zu drücken, wobei scheibenartige Rollwerkzeuge Verwendung finden, die im festen Abstand zueinander angeordnet sind, und die Werlczeuge der einen Seite zu den Werkzeugen der anderen Seite um den halben Abstand versetzt angreifen. Der in dem zylindrischen Werkstück enthaltene Schlag wird durch die rotierenden Richtwerkzeuge durch entsprechenden Gegendruck beseitigt, wobei die erzeugten Biegespannungen das Material um einen Betrag verformen, der durch die Elastizitätsgrenze des Materials vorgeschrieben ist. Beim Richten von Ventilschäften, Stößelstangen, Spiralbohrerrohlingen, Reibahlenrohlingen usw. handelt es sich um Werkstücke begrenzter Länge, die zwischen den Richtscheiben nicht axial bewegt werden können, wie es beim Durchlaufrichten, beispielsweise von vom Haspel abgezogenem Draht, der Fall ist. Daraus ergibt sich der Nachteil, daß die Richtscheiben nur an ein und derselben Stelle des Werkstückes wirksam sind und am Werkstück Einkerbungen hervorrufen können, die später zum Bruch des Werkstückes führen können.

Eine nennenswerte Richtwirkung läßt sich auch nicht dadurch erzielen, daß man das zu richtende Werkstück zwischen mehrere um das Werkstück herum angeordnete und Gewindegänge aufweisende Richtrollen bringt, da durch die eng liegenden Gewindegänge lediglich eine gewisse Oberflächenvergütung rings und längs der Umfangsflache des Werkstückes hervorgerufen wird, wobei keineswegs die in dem nicht gerichteten Werkstück hervorgerufenen Spannungen über die Elastizitätsgrenze hinaus bis in die neutrale Faser oder Achse beseitigt sind.

Da man nicht ohne weiteres weiß, an welcher Stelle und in welcher Richtung einer im Werkstück vorhandenen Spannung durch den Richtdruck entgegengewirkt werden muß, um ein zum Richten erforderliches Gegenbiegungsmoment zu erzeugen, haben die bisher bekannten Richtmethoden kein zufriedenstellendes Ergebnis gezeitigt.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, den Richtvorgang zu verbessern und die inneren Spannungen -im Werkstück um die neutrale Faser oder Achse gleichmäßig auf der ganzen Länge und rings um das Werkstück herum auszugleichen. Dies geschieht nach dem erfindungsgemäßen Verfahren dadurch, daß die Richtdrücke in einer Erzeugungsebene

Verfahren und Vorrichtung zum Richten von zylindrischen Werkstücken

Anmelder:

Pee-Wee Maschinen- und Apparatebau
Werner Plagemann,
Berlin NW 87, Siemensstr. 12

Wilhelm Moeltzner, Berlin-Grunewald,
ist als Erfinder genannt worden

rings und längs des auf einem Lineal aufliegenden rotierenden Werkstückes auf dieses stetig wandernde Biegemomente ausüben.

Ein solcher Richteffekt kann nur zwischen zwei gewindeähnlichen Profile aufweisenden Rollen erzeugt werden, und zwar unter der Voraussetzung, daß die Angriffspunkte der Richtdrücke weit genug voneinander entfernt sind, damit das Material nicht auf Abscheren beansprucht, sondern tatsächlich durchgebogen wird. Dementsprechend weisen die erfindungsgemäßen Richtrollen flache, steil- und mehrgängige trapezgewindeartige und weit abständige Richtprofile mit einem mehr als das Doppelte, vorzugsweise das etwa \fier- bis Fünffache der Kopfbreite betragenden Abstand auf.

Eine zweckmäßige Ausführungsform dieser Richtrollen besteht darin, daß die Höhe der Richtprofile über einem zylindrischen Grund der Rolle geringer ist als die Kopfbreite und z. B. bei einer Kopfbreite von 5 mm etwa 1 mm beträgt.

Da es auch Werkstücke gibt, die außer dem zu richtenden Schaft einen tellerförmigen Kopf aufweisen, sind auch schon Richtvorrichtungen bekannt, die Schaft und Kopf an Eisenbahnpuffern oder Ventilen gleichzeitig richten. Das Anlaufen eines einen Schlag aufweisenden Ventiltellers gegen eine ortsfest gelagerte Rolle, die einen den Ventilsitz entsprechenden Schrägbund aufweist, ergibt keinen -immer befriedigenden Richteffekt. Der andere vorbekannte Weg, den die Erfindung wieder aufgreift, besteht darin, auf den Kopf des Werkstückes einen axialen Druck mit Hilfe einer drehbar gelagerten Druckplatte auszuüben und durch das durch-den axialen Druck und-einen . Widerlagerdruck hervorgerufene . Biegemoment den Kopf des Werkstückes ebenfalls zu richten. Eine einfache

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Lösung bietet sich, wenn, wie es die Erfindung vorsieht, von der die Biegemomente hervorrufenden Gegeneinanderbewegung der Richtrollen ein auf die Stirnfläche des Tellers gerichteter Richtdruck abgeleitet wird und der auf die Stirnfläche des Tellers gerichtete Richtdruck einseitig außerhalb der Mitte des Tellers wirkt und der Angriffspunkt auf einem zur Mittelachse des Werkstückes konzentrischen Kreis wandert, wobei der Teller einem diametral dem Angriffspunkt des Richtdruckes gegenüberstehenden Gegendruck ausgesetzt wird.

Auf diese Weise werden, ähnlich wie auf den Schaft, nunmehr auch beim Rotieren des Werkstückes auf dessen Kopf durch den axialen Druck hervorgerufene, stetig längs des Umfanges wandernde Biegemomente ausgeübt, die ebenfalls über die Elastizitätsgrenze hinaus wirksam sind.

Zu diesem Zweck läßt sich die Vorrichtung, bei der die Richtrollen auf im gleichen Drehsinn drehangetriebenen Antriebsspindeln angeordnet sind, von denen die eine ortsfest und die andere auf einem quer zur Spindelachse, beispielsweise hydraulisch beweglichen Schlitten gelagert ist und ein Stützlineal zwischen den Stützrollen vorgesehen ist, derart gestalten, daß ein vor dem Maschinengestell gelagerter Winkelhebel über eine mit Justierschraube versehene Druckstange durch den die Querbewegung ausführenden Richtrollenschlitten ausschwenkbar ist, und einer an sich bekannten, drehbar gelagerten Druckplatte entgegen einer Rückstellfeder die auf den Kopf des Werkstückes zu gerichtete Bewegung erteilt. ImSinne der Erfindung ist es zweckmäßig, das durch die Axialkräfte erzeugte Biegemoment möglichst groß zu machen, was dadurch erreicht wird, daß die Druckplatte eine leichte Schrägstellung gegenüber dem Werkstückteller aufweist, so daß diese ihren Druck stets in der Randzone des Werkstücktellers ausübt, und eine Richtrolle an ihrer Stirnfläche eine zylindrische Ausnehmung und in dieser eine lose mitlaufende, radial und axial gelagerte Profilrolle aufweist, die mit ihrem Profil das Richtprofil am Übergang zum Teller ergänzt und auf der dem Angriffspunlrt der Druckplatte diametral gegenüberliegenden Seite angeordnet ist.

Der Gegenstand der Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise dargestellt, und zwar zeigt Fig. 1 die Richtvorrichtung in Aufsicht, Fig. 2 eine Seitenansicht zu Fig. 1, Fig. 3 eine abgeänderte Ausführungsform der Vorrichtung nach Fig. 1, bei welcher der Gegenhalter für den auf den Ventilkopf wirkenden Richtdruck das Ende des Ventilschaftes beaufschlagt,

Fig. 4 eine schematische Darstellung der Richtrollen mit Auflagelineal und Werkstück.

Die beiden Richtrollen 1, 2 besitzen an ihrem Umfang trapezgewindeartige erhöhte Profile 3, die abgeflacht sind, wobei die Kopfflächen 4 auf einem gemeinsamen, zur Achse der Richtrolle konzentrischen HfHlzylinder liegen. Der Abstand der Richtprofile 3 beträgt etwa das Vier- bis Fünffache, mindestens aber mehr als Doppelte der Kopfbreite 4. In der Zeichnung ist der Abstand der Richtprofile verkleinert dargestellt, um mehrere dieser Richtprofile zeichnerisch darstellen zu können. Dem etwa vier- bis fünffachen Abstand ist der Vorzug zu geben, damit das gegenüberstehende Richtprofil das erforderliche Biegemoment auf das zu richtende Werkstück ausüben kann. Die Grundfläche 5 zwischen den Richtprofilen ist zylindrisch. Die Profile 3 haben eine geringe Höhe über der Grundfläche 5, es genügt 1 mm bei einer beispielsweisen Kopfbreite von 5 mm. Die Richtrollen haben mehrgängige Profile, damit diese möglichst steilgängig sind und beim Drehantrieb der Richtrollen entlang des sich zwischen den Richtrollen drehenden Werkstückes 6 wandern. Die Richtrollen sind auf den drehangetriebenen Spindeln 7 und 8 befestigt, und zwar derart, daß die Richtprofile der linlcen Richtrolle hälftig zwischen den Richtprofilen der rechten Richtrolle am Werkstück stehen. Zur Befestigung der ίο Richtrollen können in die Wellen eingelegte Keile 9 dienen, die in entsprechende Nuten der Richtrollen eingreifen. Für die axiale Einstellung der Richtrollen dienen Distanzringe 10 und Spannmuttern 11, die auf den Gewindesatz 12 der Spindeln 7 und 8 geschraubt sind.

Zwischen den beiden Richtrollen 1 und 2 steht das Auflagelineal 13, auf welchem das Werkstück 6 während des Richtens aufliegt. Das Lineal 13 ist auf dem Bock 14 mittels der Schrauben 15 einstellbar befestigt. Hierzu weist das Lineal 13 Längsschlitze 16 auf. Das Lineal 13 besitzt eine gerundete Kante 17 (Fig. 2), wenn Werkstücke am Kopf, beispielsweise Ventilschäfte mit Ventiltellern, gerichtet werden sollen, um Riefen am Werkstück zu vermeiden. Die Rundung der Kante 17 ist etwa der Rundung des Ventilschaftes angepaßt, der aber im Bereich seiner Rundung nicht an der Rundung 17 des Lineals zur Anlage kommt. Der zum Richten des Kopfes aufgewendete Richtdruck wird vielmehr von einer mitlaufenden Profilscheibe 18 aufgenommen (Fig. 1), die in einer zylindrischen Ausnehmung 19 der linken Richtrolle 1 mittels eines radialen Nadellagers und des axial wirksamen Kugellagers 21 leicht drehbar gelagert ist. Die Nadeln 20 laufen zwischen der auf der Spindel sitzenden Lagerbuchse 22 und der Profilscheibe 18. Die Profilscheibe ist genau nach dem Ventilschaft profiliert, so' daß sie unmittelbar hinter dem Ventilteller 6¹ anliegt und den Richtdruck, der für das Richten des Kopfes aufgebracht wird, aufnimmt. Dieser Richtdruck greift außerhalb der Achse des Ventiltellers an, und zwar diametral zum Angriffspunkt der Profilscheibe, und wird durch einen in der Achsebene der Richtrollen drehbar gelagerten und in der Achsebene etwa um 1 bis 2° zur Werkstückachse schräggestellten Druckpilz 23 aufgebracht, der in dem Gehäuse 24 drehbar gelagert ist. Der Druckpilz 23 ist auswechselbar und sitzt mit seinem leicht konischen Schaft 25 in der konischen Innenaufnahme 26 der Welle 27, die ihrerseits durch das Schrägrollenlager 28 und durch die radial und axial wirksamen Lager 29 und 30 in dem Gehäuse 24 gelagert ist.

Das Gehäuse 24 ist auf der Achse 31 mittels der Schraube 32 befestigt, die sich in dem Lager 33 und in dem Bock 14 führt und unter der Rückstellkraft der Druckfeder 34 steht. Das' aus dem Lager 33 herausragende Ende der Achse 31 wird von der Rolle 35 beaufschlagt, die an dem Winkelhebel 36 gelagert ist, der um die Achse 37 schwenkbar ist. Der Hebelarm 36¹ ist abwärts gekröpft und trägt den Bolzen 38, dessen Länge mittels der Kopf schraube 39 einjustierbar ist. Der Winkelhebel 36 drückt auf die Achse 31, sobald das Auge 40 des Querschlittens 41, an dem auch die Spindel 7 gelagert ist, den Kopf der Schraube 39 beaufschlagt, was dann der Fall ist, wenn die Richtrollen 1 und 2 ihren Richtdruck auf das Werkstück 6 ausüben.

Der Querschlitten 41 wird durch eine (nicht dargestellte) Hydraulik vor- und zurückbewegt. Bei seiner Rückbewegung geben die Richtrollen 1 und 2 das gerichtete Werkstück frei. Zugleich hebt sich der Druck-

Claims (8)

pilz 23 von dem Kopf 61 des Werkstückes 6 ab. Die Grundplatte 42 der Druckvorrichtung ist auf dem Maschinengestell 43 befestigt, in welchem die Spindel 8 der Richtrolle 1 drehbar, aber ortsfest gelagert ist. An Stelle der Profilscheibe 18 kann auch ein axial einstellbares Gegenlager 44 (Fig. 3) verwendet werden, gegen das sich das zu richtende Werkstück 6 axial abstützt, wenn auf den Kopf 61 der Richtdruck mittels des Druckpilzes 23 ausgeübt wird. In Sonderfällen kann der Richtdruck auch axial wirken, wenn dies die Ausbildung des Kopfes erforderlich macht. In diesem Falle wird man die Profilscheibe 18 verwenden, damit ein genügender Abstand zwischen dem Angriffspunlct der Richtkraft und der Gegenkraft vorhanden ist. Patentansprüche:

1. Verfahren zum Richten von zylindrischen Werkstückteilen, z. B. des Schaftes von Ventilen, zwischen drehangetriebenen Richtrollen, bei welchem die Angriffspunkte der Richtdrücke zugleich rings und längs der Umfangsflache des Werkstückes wandern, dadurch gekennzeichnet, daß die Richtdrücke in einer Erzeugungsebene rings und längs des auf einem Lineal aufliegenden rotierenden Werkstückes auf dieses stetig wandernde Biegemomente ausüben.

2. Verfahren nach Anspruch 1 zum gleichzeitigen Richten tellerförmiger Werkstückendteile, z. B. eines Ventiltellers, dadurch gekennzeichnet, daß von der die Biegemomente hervorrufenden Gegeneinanderbewegung der Richtrollen ein auf die Stirnfläche des Tellers gerichteter Richtdruck abgeleitet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der auf die Stirnfläche des Tellers gerichtete Richtdruck einseitig außerhalb der Mitte des Tellers wirkt und der Angriffspunkt auf einem zur Mittelachse des Werkstückes konzentrischen Kreis wandert, wobei der Teller einem diametral dem Angriffspunkt des Richtdruckes gegenüberstehenden Gegendruck ausgesetzt wird.

4. Richtrolle mit am Umfang gewindeartig verlaufenden Richtprofilen zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Richtrolle (I_j 2) flache, steil- und mehrgängige trapezgewindeartige und weit abständige

Richtprofile (3) mit einem mehr als das Doppelte, vorzugsweise das etwa Vier- bis Fünffache der Kopfbreite betragenden Abstand aufweist.

5. Richtrolle nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe der Richtprofile (3) über einem zylindrischen Grund der Rolle (1, 2) geringer ist als die Kopfbreite und z. B. bei einer Kopfbreite von 5 mm etwa 1 mm beträgt.

6. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach den Ansprüchen 2 und 3, bei der die Richtrollen auf im gleichen Drehsinn drehangetriebenen Antriebsspindeln angeordnet sind, von denen die eine ortsfest und die andere auf einem quer zur Spindelachse, beispielsweise hydraulisch beweglichen Schlitten gelagert ist, mit einem Stützlineal zwischen den Richtrollen, dadurch gekennzeichnet, daß ein vor dem Maschinengestell gelagerter Winkelhebel (36) über eine mit Justierschraube (39) versehene Druckstange (38) durch den die Querbewegung ausführenden RichtrOllenschlitten (41) ausschwenkbar ist, und einer an sich bekannten, drehbar gelagerten Druckplatte (23) entgegen einer Rückstellfeder (34) die auf den Kopf des Werkstückes zu gerichtete Bewegung erteilt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckplatte (23) eine leichte Schrägstellung gegenüber dem Werkstückteller aufweist und in einer konischen Aufnahme (26) einer Welle (27) einsetzbar ist, die in einem den Axialdruck aufnehmenden Gehäuse (24) gelagert ist, das in der Schrägstellung auf einer Führungsstange (31) festklemmbar ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Richtrolle (1) an ihrer Stirnfläche eine zylindrische Ausnehmung (19) und in dieser eine lose mitlaufende, radial und axial gelagerte Profilrolle (18) aufweist, die mit ihrem Profil das Richtprofil der Richtrolle am Übergang zum Teller ergänzt und auf der dem Angriffspunkt der Druckplatte (23) diametral gegenüberliegenden Seite angeordnet ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 297 704, 42 284,
954837;

britische Patentschrift Nr. 16 853 aus dem Jahre 1908;

USA--Patentschrift Nr. 2 384 457.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 909 530/232 6.