DE1138369B - Maschine zum Profilieren zylindrischer Werkstuecke - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Maschine zum Profilieren zylindrischer Werkstücke, bei der mindestens eine Profilierrolle intermittierend auf das zu profilierende Werkstück einwirkt, dadurch, daß die Rolle auf einer in sich geschlossenen Bahn umläuft, in deren Ebene angenähert die Werkstückachse liegt und bei der zwischen der Profilierrollenumlaufbahn und dem Werkstück eine mindestens angenähert in Richtung der Werkstückachse verlaufende Vorschubbewegung stattfindet.

Bei den bekannten Maschinen der oben geschilderten Art hat man bisher die Profilierrollen auf einer Kreisbahn oder einer dem Kreis angenäherten, beispielsweise elliptischen Bahn geführt. Diese Bahn muß einen Mindestdurchmesser haben, damit die Profilierrolle während eines Zeitraumes außer Eingriff mit dem Werkstück ist, der ausreicht, um das Werkstück um einen Teilungsschritt der Profilierung drehen zu können.

Die in Richtung der Vorschubbewegung aufeinanderfolgenden Walzeingriffe ergeben keine vollkommen glatte Profilierung, da die auf einer Planetenbahn umlaufende Profilierrolle bei jedem ihrer Walzeingriffe — entsprechend der Hüllkurve ihrer Abrollbewegung am Werkstück. — jeweils eine bogenförmige Längskontur formt. Je kleiner der Durchmesser der Kreis- oder Ellipsenbahn der Profilierrolle und je größer der zwischenzeitliche Vorschub des Werkstückes ist, um so deutlicher werden die Teilverformungszonen der einzelnen Eingriffe am Werkstück als Bogensegmente sichtbar.

Eine Vergrößerung des Bahndurchmessers ergibt zwar glättere Profile, sie bedingt aber auch einen langen Auslauf der am Werkstück zu erzeugenden Profilrillen, der häufig wegen der Form des Werk-Stückes nicht zulässig ist. Eine Verringerung des Vorschubes zwischen zwei aufeinanderfolgenden Eingriffen vergrößert den Zeitaufwand für die gesamte Profilierung.

Diese Nachteile der bekannten Maschinen zum Profilieren zylindrischer Werkstücke sollen durch die Erfindung vermieden werden.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß bei einer Maschine zum Profilieren zylindrischer Werkstücke, bei der mindestens eine Profilierrolle intermittierend auf das zu profilierende Werkstück einwirkt, dadurch, daß die Rolle auf einer in sich geschlossenen Bahn umläuft, in deren Ebene angenähert die Werkstückachse liegt und bei der zwischen der Profilierrollenumlaufbahn und dem Werkstück eine angenähert in Richtung der Werkstückachse verlaufende Vorschubbewegung stattfindet, die Bahnbewegung der Form-Maschine zum Profilieren zylindrischer
Werkstücke

Anmelder:
Fa. Ernst Grob, Zürich (Schweiz)

Vertreter: Dipl.-Ing. R. Beetz, Patentanwalt,
München 22, Steinsdorfstr. 10

Beanspruchte Priorität:
Schweiz vom 5. August 1959 (Nr. 76 650)

Ernst Grob, Meilen, Zürich (Schweiz),
ist als Erfinder genannt worden

rollen mittels eines Getriebes erfolgt, das mindestens zwei eingeleitete intermittierende Einzelbewegungen zu der erwähnten Bahnbewegung umformt.

Durch die Zusammensetzung der Bahnbewegung der das Werkstück profilierenden Rollen aus zwei intermittierenden Einzelbewegungen ergibt sich die Möglichkeit, die Rollen während ihres Eingriffes in das Werkstück weitgehend parallel zur Werkstückachse zu führen, sie aber anderseits am Ende des Eingriffes schnell aus dem Werkstück herauszubewegen und auf einer relativ kurzen Bahn wieder erneut zum Eingriff zu bringen. Der Auslauf der am Werkstück zu erzeugenden Profilrillen kann kurz gehalten werden, so daß man bei geeigneter Überdeckung der einzelnen Eingriffe glatte Profilierungen erhält, die verhältnismäßig nahe an Schultern oder Bunde des Werkstückes herangeführt werden können.

Die Antriebe für die Einzelbewegungen sind zweckmäßigerweise zeitlich voneinander abhängig; diese zeitliche Abhängigkeit ist aber steuerbar, so daß man die Einzelbewegungen, aus denen sich die Umlaufbahn ergibt, nach ihrer Hubgröße und gegenseitiger Phasenstellung in weiten Grenzen ändern kann, um jeweils Umlaufbahnen gewünschter Form zu erhalten.

Man kommt auf diese Weise mit verhältnismäßig sehr kleinen, günstig zueinander liegenden, geradlinigen Einzelbewegungen aus und erhält die Möglichkeit, den Arbeitsbereich und die Leistung der

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Maschine wesentlich zu steigern. Die Wahl einer mög- tend erhöhten Vorschub in Werkstückachsrichtung zu

liehst günstigen Umlaufbahn gestattet es schließlich, verwenden, ohne die Arbeitsgüte herabzusetzen,

die Arbeitsgüte zu erhöhen, selbst bei Verringerung Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Maschine

der Umlaufgeschwindigkeit der Profilierrollen, nach der Erfindung. Eine Walzmaschine enthält eine

Die Erfindung wird im folgenden an Hand eines 5 Werkstückhalterung 4 mit Gegenspitze 5, welche das

Beispieles erläutert. Es zeigt Werkstück w hält, dreht und in seiner Achsrichtung

Fig. 1 eine schematische Darstellung der bisher be- vorschiebt. In der Ebene der Werkstückachse liegen

kannten Werkzeugbewegung beim Walzvorgang mit die Antriebsorgane zur Erzeugung der beiden Bewe-

Werkstück in Draufsicht, gungen S₁ (parallel zur Werkstückachse) und S₂

Fig. 2 eine schematische Darstellung der Werkzeug- io (radial zum Werkstück), deren Resultierende die ge-

bewegung bei dem Walzvorgang mit der erfindungs- wünschte Umlaufkurve B (Fig. 2) ergibt. Diese

gemäßen Maschine, Organe sind fest, d. h. zur Werkstückachse unver-

Fig. 3 eine Maschine nach der Erfindung, ge- änderlich, im Maschinenrahmen 5 gelagert und in

schnitten in der Ebene der beiden Teilbewegungen zeitlicher Abhängigkeit von der Werkstückdrehung

und der Werkstückachse, 15 von der Antriebswelle 6 aus antreibbar. Der Kopf

Fig. 4 die Maschine nach Fig. 3 mit einem hydrau- der Antriebswelle 6 ist mit zwei Exzentern (Kurbellischen System als Federung. zapfen) 7 und 8 versehen, deren einer (7) über die

Die bekannte, der Erfindung zugrunde liegende Pleuelstange 9 und den Pleuelzapfen 10 den Schlitten

Arbeitsweise geht nach Fig. 1 vor sich wie folgt: 11 parallel zu den am Werkstück zu erzeugenden

Mindestens eine Profilierrolle 1 bewegt sich auf der 20 Rillen hin und her bewegt. Der Schlitten 11 trägt eine Planetenbahn^ um eine Antriebsachse2. Bei jedem frei drehbare Profilierrolle 1. Der zweite Kurbel-Umlauf kommt sie in den Bereich des Werkstückes W zapfen 8 versetzt über die Schubstange 12 einen und walzt dabei einen Teil des Werkstoffes vor sich Winkelhebel 13 in schwingende Bewegung, dessen her gegen den Werkstückaußendurchmesser. Soll das zweiter Arm 14 über die Gelenklasche 15 mit dem in Werkstück mit am kreisförmigen Außendurchmesser 25 Richtung radial auf die Werkstückachse bewegbaren, gleichmäßig verteilten Längsrillen und -rippen ver- im Maschinenrahmen 5 geführten Schlitten 16 versehen werden, so wird es nach einem Durchgang der bunden ist, dessen vorderes Ende als Führung für Profilierrolle um eine Umformungszone weitergedreht, den Schlitten 11 ausgebildet ist. Der Drehpunkt 17 so daß die Profilierrolle 1 beim nächsten Durchgang des Winkelhebels 13 bis 14 ist so gelagert, daß er für die Nachbarzone am Werkstück formt. Gleichzeitig 30 verschiedene Werkstückdurchmesser verstellt, d. h. bewegt sich das Werkstück in Achsrichtung an der näher oder ferner der Werkstückachse festgelegt Planetenantriebsachse 2 vorbei, so daß die von der werden kann. Während der Arbeit ist er fest mit dem Profilierrolle 1 rings um das Werkstück erzeugten Maschinenrahmen 5 verbunden. Die Teile: Kurbel-Eindrücke sich zu den gewünschten Längsrillen und zapfen 8, Schubstange 12, Winkelhebel 13, 14 und -rippen erweitern. 35 Schlitten 16 bilden eine Gelenkkette. In der Nähe der

Hat nun das Werkstück, wie in Fig. 1 und 2 ge- gestreckten Lage der Gelenke 17,14,15 wird auf den zeichnet, einen Bund, an den die zu erzeugende Pro- Schlitten 16 annähernd keine Bewegung übertragen, filierung nahe heranreichen soll, so liegt er bald im Die Resultierende der beiden Bewegungen S₁ und S₂ Wege der Planetenbahn der Profilierrolle (gestrichelte ergibt auf diese Weise die in Fig. 2 dargestellte, für Linie 3 der Fig. 1). Macht man andererseits die 40 die Verformung günstige Umlaufkurve S. Planetenbahn A so klein, daß keine Überdeckung Zur Erreichung der für die Verformungsarbeit stattfindet, so werden die in Rillenlängsrichtung an- günstigsten Kurvenform S können die beiden Kurbeleinandergereihten Profilrolleneindrücke am Werk- zapfen 7 und 8 der Antriebswelle 6 nach Hublänge stück als aneinandergereihte Hohlkalotten sichtbar und gegenseitiger Winkellage verstell- oder ausbleiben, es sei denn, man wählte den Vorschub in 45 wechselbar sein. Ebenso können die Elemente der Werkstückachsrichtung so klein, daß die ganze Gelenkkette von Teil 6 nach Teil 16 veränderbar ausArbeitsweise unwirtschaftlich wird. Die schrittweise gebildet sein; so kann z. B. die Schubstange 12 in Teildrehung des Werkstückes von Zone zu Zone ihrer Länge variiert werden oder durch den in Fig. 3 kann auch ersetzt sein durch eine kontinuierliche Dre- angedeuteten Schlitz 13 für den Zapfen der Schubhung. In diesem Fall liegt die Planetenbahn A nicht 50 stange 12 der Schwinghub des Winkelhebels 14 verin der Zeichnungsebene der Fig. 1, sondern so weit größert oder verkleinert werden. Soll z. B. bei einer gegen diese geneigt, daß die Profilierrolle 1 bei ihrem großen Rillenzahl am Werkstückumfang das Werk-Durchgang durch den Werkstückbereich der sich um stück nicht schrittweise, sondern stetig gedreht die Werkstückachse ständig drehenden Rille folgt. werden, so dreht sich die zu erzeugende Rille auch Dies ist der bisher bekannte Stand der Technik. 55 während des verformenden Eingriffes der Profilier-Fig. 2 zeigt die Wirkungsweise der Maschine nach rolle 1 weiter um die Werkstückachse. Die Beweder Erfindung. An Stelle einer (mindestens an- gungSj des Schlittens 11 muß dann also in einer genähert) kreisförmigen Planetenbewegung (A, Fig. 1) Ebene liegen, die gegen die Zeichnungsebene Fig. 3 tritt hier eine Umlaufkurve B, deren dem Werkstück leicht geneigt ist.

nächstliegende Strecke zum großen Teil annähernd 60 Dies kann auch ohne Verlagerung der Antriebsoder genau parallel zur Werkstückachse verläuft, sich achse 6 und der Gelenkkette 8, 12 bis 16 dadurch erdann erst allmählich und hinauf steil von dieser ent- reicht werden, daß der Führungskopf des Schlittens fernt und steil wieder zurückkehrt, insgesamt aber 16, welcher den Schlitten 11 trägt, auf dem Schlitten eine wesentlich kleinere Fläche umschreibt als 16 nach den Stellmarken 18 verdreht und festgelegt Kurvet in Fig. 1. Dadurch wird es möglich, wesent- 65 und die Pleuelstange 9 als Gelenkwelle ausgebildet lieh näher an den Werkstückbund mit der Verfor- wird. Ferner kann die Achse der frei drehbaren Promung heranzukommen und ferner, wegen des flachen filierrolle 1 im Schlitten 16 so gelagert sein, daß sie Kurvenlaufes am Werkstückprofilgrund einen bedeu- immer senkrecht zur Werkstückachse eingestellt wer-

den kann, um eine Profilverzerrung am Werkstück zu vermeiden.

Eine stetige Drehung des Werkstückes W ist auch dann möglich, wenn die Profilierrolle oder -walze als Schnecke mit längs einer Schraubenlinie verlaufenden profilformenden Rippe ausgeführt wird. Die Profilierschnecke muß dann aber in Abhängigkeit von der Drehung des Werkstückes ihrerseits — beispielsweise über ein Rädergetriebe und Gelenkspindeln — derart gedreht werden, daß sie bei der Drehung des Werkstückes um einen Teilungswinkel eine vollständige Umdrehung um ihre eigene Achse macht.

Die eben beschriebene Anordnung kann auch benutzt werden, um am Werkstück Rillen und Rippen zu erzeugen, die unter sich parallel, aber zur Werkstückachse im Winkel, d. h. in Schraubenlinien an der Werkstückoberfläche verlaufen. In bekannter Weise erhält in diesem Falle das Werkstück entsprechend der Rillenschraubenliniensteigung und in Abhängigkeit vom Vorschub in Werkstückachsrich- _zo tung eine zusätzliche Drehung.

Soll die Maschine so ausgebildet sein, daß die Profilierrolle 1 nur mit einem bestimmbaren Höchstdruck radial auf das Werkstück einwirkt und gegebenenfalls in ihrer tiefsten Stellung in dem Werkstück formschlüssig begrenzt wird, so wird die als weiteres Beispiel in Hg. 4 dargestellte Ausführung mit hydraulischem Polster angewendet. Die Ausführung entspricht nach ihrer Wirkung und ihrer Darstellung den Fig. 2 und 3, jedoch mit einem anderen Antrieb für die Bewegung B₂. Dieser ist wiederum vom Pleuelzapfen 8 der Antriebswelle 6 abgeleitet und von der Schubstange 12 auf den um den in der Maschine festen Drehpunkt 17' schwingenden Doppelhebel 13' bis 14' übertragen, welcher bei 14' eine den Schlitten 16' vom Werkstück wegschiebende Rolle trägt; der Schlitten 16' ist an seinem dem Werkstück abgewandten (linken) Ende mit einem Kolben 19 versehen. Dieser läuft in der Bohrung 20 des Maschinenrahmens hin und her. Diese Bohrung steht über das Rohr 21 mit einem Druckkessel 22 in Verbindung. Geht nun der Schütten 22 unter der Wirkung des Kurbel· zapfens 8 nach links, so wird das im Hydrauliksystem 20-21-22 befindliche Puffermedium komprimiert, es entspannt sich wieder beim Arbeitshub des Schlittens nach rechts. Dieser Arbeitshub ist in seiner rechten Endstellung einstellbar durch die Einstellschrauben 23, welche in dieser Stellung am Maschinenrahmen anschlagen. Die Länge der Schubstange 12 wird so bemessen, daß die Rolle bei 14 in der gezeichneten Hubendstellung das Druckstück 27 am Schlitten 16 höchstens leicht berührt.

Der hydraulische Druckkessel ist so groß bemessen, daß das Flüssigkeitsvolumen um das Hubvolumen des Kolbens 19 zusammengedrückt werden kann. Eine Druckpumpe 24 fördert die Druckflüssigkeit aus dem nicht geschlossenen Behälter 26 zum Druckkessel 22 unter Zwischenschaltung eines einstellbaren Überlaufventils 25, welches den Druck
nach oben begrenzt.

im Druckkessel 22

Claims (9)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Maschine zum Profilieren zylindrischer Werkstücke, bei der mindestens eine Profilierrolle intermittierend auf das zu profilierende Werkstück einwirkt, dadurch, daß die Rolle auf einer in sich geschlossenen Bahn umläuft, in deren Ebene angenähert die Werkstückachse liegt und bei der zwischen der Profilierrollenumlaufbahn und dem Werkstück eine angenähert in Richtung der Werkstückachse verlaufende Vorschubbewegung stattfindet, dadurch gekennzeichnet, daß die Bahnbewegung der Formrollen mittels eines Getriebes erfolgt, das mindestens zwei eingeleitete intermittierende Einzelbewegungen zu der erwähnten Bahnbewegung umformt.

2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebe für die Einzelbewegungen (B₁ und B₂) zeitlich voneinander abhängig sind.

3. Maschine nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebe für die Einzelbewegungen (B₁ und B₂) in ihrer zeitlichen Abhängigkeit steuerbar sind."

4. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelbewegungen (B₁ und B₂) geradlinige Bewegungen sind und ihre Weglängen einzeln für sich veränderbar sind.

5. Maschine nach den Ansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet durch eine gemeinsame Antriebswelle (6) für die Einzelbewegungen (B₁ und B₂).

6. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch eine gemeinsame Antriebswelle (6) mit drehverstellbaren Kurbelzapfen (7 und 8).

7. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch eine an die Antriebswelle (6) angeschlossene Gelenkkette (8, 12 bis 16), deren einzelne Glieder nach ihrer Länge verstellbar sind.

8. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der eingeleiteten intermittierenden geradlinigen Einzelbewegungen in ihrem Leerhub einen Kraftspeicher spannt, welcher beim Arbeitshub, dessen Ende durch einen Anschlag begrenzt ist, die Kraft an das Werkzeug abgibt.

9. Maschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß als Kraftspeicher ein zusammendrückbares Medium verwendet wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 1 016 222, 1 021 322, 1034127, 1054 047.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 209 678/45 10.