DE1867799U - Vorrichtung zum glattwalzen von zylindrischen oder schlanken, kegeligen werkstuecken. - Google Patents

Description

PA79ft4.aO*U..12.E2 ι

Wilhelm Hegenscheidt
Kommanditgesellschaft
Erkelenz/Rhld.
Kölner Straße 71

Vorrichtung zum Glattwalzen von zylindrischen oder schlanken, kegeligen Werkstücken

Bs ist "bekannt, die Oberfläche zylindrischer oder auch schlanker, kegeliger Werkstücke mittels gegeneinander wirkender Glattwalzrollen zu glätten. Diese bekannten Arbeitsverfahren, bei denen das Werkstück zwischen Spitzen oder im Futter einer Werkzeugmaschine gespannt und angetrieben wird, während gegeneinander wirkende Glattwalzrollen am Werkstück entlang geführt werden, erzeugen eine Oberfläche sehr geringer Rauhtiefe, jedoch lassen sich auf diese Weise sehr schlanke Werkstücke nicht geradachsig herstellen. Vielmehr werden derartige Werkstücke aus folgenden Gründen krumm:

a) Durch das Glattwalzen erfahren die Werkstücke eine Längsausdehnung, die eine große Axialkraft zur Folge hat, wenn das Werkstück auf beiden Seiten fest eingespannt ist. Unter der Wirkung dieser Axialkraft werden die Werkstücke krumm und die nunmehr krummen Werkstücke werden glattgewalzt mit dem Ergebnis, daß auch die fertigen Werkstücke krumm bleiben.

Federnde Körnerspitzen schaffen keine Abhilfe, weil der sehr hohe Axialdruck beim Glattwalzen immer von einer festen Körnerspitze aufgenommen werden muß, die zwangsläufig immer das Werkstück auch zentriert, während nur die andere, der Walzrichtung abgekehrte Körnerspitze federnd ausgebildet sein kann.

— 2 —

b) Die Glattwalzrollen üben auf das Werkstück große Radialkräfte aus, die durch entsprechende Gegenkräfte aufgenommen werden müssen (Glattwalzgeräte mit Druckausgleich). Es ist nicht möglich, die Mitte des von den Sollen gebildeten Umfangskreises mit der Spitzenmitte der Maschine genau zur Übereinstimmung zu bringen. Als Folge davon walzen die Glattwalzrollen das Werkstück krumm.

c) Zur Bildung von tropfenförmigen Eindrücken an der Oberfläche der Werkzeuge durch die Berührung von Glattwalzrolle und Werkstück, wie sie für die besten Glattwalzeffekte erforderlich sind, werden die Glattwalzrollen mit ihren Achsen zur Werkstückachse geneigt. Diese Feigung erfolgt nach dem Augenschein, ist also nicht sehr genau. Infolgedessen halten sich wohl die Kräfte gegenüberliegender Glattwalzrollen das Gleichgewicht, sind aber versetzt zueinander. Sie üben also auf das Werkstück ein Drehmoment aus und krümmen das Werkstück. Das in krummem Zustand glattgewalzte Werkstück bleibt auch nach dem Glattwalzen krumm.

Die Neuerung stellt sich die Aufgabe, die genannten Mangel zu vermeiden und durch Glattwalzen zylindrischer Werkstücke nicht nur eine Oberfläche sehr geringer Rauhtiefe, sondern auch geradachsige Werkstücke zu erzeugen.

Zu diesem Zweck wird gemäß der Neuerung das Werkstück nicht eingespannt, sondern nur durch drei Glattwalzrollen gehalten und geführt, von denen in an sich bekannter Weise mindestens eine antreibbar ist, und von denen mindestens zwei Rollen so angeordnet sind, daß ihre Achsen mit der Werkstückachse derart divergieren, daß sie diese nicht schneiden. Da das Werkstück nicht eingespannt ist, kann es sich auf die wirkenden Kräfte frei und ohne Zwangskräfte einstellen, so daß die Spannungen, die durch das

Glattwalzen in das Werkstück hineingetragen werden, so gleichmäßig verteilt werden, daß in jedem Querschnitt des Werkstückes die Resultierende der Längsspannungen in die genaue Werkstückachse zu liegen kommt. Die Schrägstellung der Glattwalzrollen zur Werkstückachse bewirkt hierbei den Vorschub des Werkstückes, während die neigung durch die divergierende Achse als Berührungsfläche zwischen Werkstück und Glattwalzrolle eine Tropfenform ergibt, die sich als besonders günstig erwiesen hat.

An sich ist die divergierende neigung der Glattwalzrollenachse zur Werkstückachse zur Erzeugung der günstigsten Berührungsfläche zwischen Werkstück und Glattwalzrolle bekannt. Es ist auch bekannt, zur Erzeugung eines Vorschubs eine Glattwalzrolle schräg zu stellen. Bei einer Vorrichtung nach der Erfindung sind die neigung und die Schrägstellung der Glattwalzrolle jedoch überlagert.

Eine Vorrichtung nach der Neuerung ist auch besonders einfach und daher billig, da weder besondere Spannmittel noch besondere Mittel zur Zentrierung der Werkstücke erforderlich sind.

Mit den Spann- und Zentriermitteln fallen aber auch die entsprechenden Arbeitsgänge fort. Es ist nicht erforderlich, am Tiferkstück Zentrierbohrungen anzubringen oder das Werkstück in die Körnerspitzen oder das Spannfutter einzulegen und dann erst die Glattwalzrollen einzurollen. Vielmehr wird bei einer Vorrichtung nach der Neuerung das Werkstück einfach zwischen die auseinandergefahrenen fflattwalzrollen gelegt. Dadurch werden die Nebenzeiten sehr stark verkürzt und die Bedienung der Maschine sehr erheblich vereinfacht. Insbesondere bei automatischen Glattwalzmaschinen wirkt sich diese Vereinfachung sehr vorteilhaft aus.

Vorteilhaft ist es, wenn bei einer Vorrichtung nach der Neuerung wenigstens bei einer G-lattwalzrolle die Rollenachse in an sich bekannter Weise um eine zur Werkstückachse senkrecht stehenden und die Rollenachse schneidende Schwenkachse und/oder in an sich bekannter Weise um eine die Werkstückachse im Abstand rechtwinklig kreuzende Schwenkachse schwenkeinstellbar ist.

Diese Einstellbarkeit der Rollenachse ermöglicht es, die Glattwalzvorrichtung gemäß der Neuerung sowohl für verschiedene Werkstoffe als auch für verschiedene Abmessungen verwendbar zu machen. Dadurch wird sowohl der Arbeitsbereich als auch das Anwendungsgebiet der Vorrichtung vergrößert.

Die die Werkstückachse im Abstand rechtwinklig kreuzende Schwenkachse kann in der Ebene der vorderen Stirnfläche der Rolle angeordnet werden. Durch diese Anordnung bleibt die Schrägstellung der &lattwalzrolle erhalten, wenn die Neigung der Glattwalzrolle geändert wird und umgekehrt, wenn beide Schwenkachsen sich schneiden, so daß die Berührungsfläche zwischen Glattwalzrolle und Werkstück, d.h. die Tropfenform erhalten bleibt, wenn der Vorschub geändert wird und dieser erhalten bleibt, wenn die Tropfenform geändert wird.

Zwei nicht angetriebene divergierende Glattwalzrollen können auch derart auf dem Kopf einer drehbaren und axial verschiebbaren Kolbenstange angeordnet sein, daß die resultierende Glattwalzkraft dieser beiden Glattwalzrollen in die Mittelachse der Kolbenstange fällt. Durch diese Anordnung ergibt sich ein besonders einfacher, zweckmäßiger Aufbau einer Vorrichtung nach der Erfindung, weil nur einfache und billige Mittel für die Einstellung der Rollenachse erforderlich sind. Die wirkenden Kräfte werden besonders günstig von der Kolbenstange in jeder Stellung, also bei jedem Werkzeugdurchmesser aufgenommen.

— 5 —

Die Glattwalzrollen können auch so eingestellt werden, daß ihre Achsen parallel zur Werkstückachse verlaufen, so daß auf das Werkstück keine Vorschubkraft wirkt. Das ist beispielsweise erwünscht beim Glattwalzen von schmalen Lagerstellen an Wellen, Rotoren oder beim Glattwalzen gegen einen Bund.

Die Abbildungen zeigen Ausführungsbeispiele der Neuerung.

Es zeigen:

Fig. 1 ein zylindrisches Werkstück 1, an dem die beiden Glattwalzrollen 2 und 3 anliegen. Die Achsen dieser Glattwalzrollen sind zur Werkstückachse geneigt und bilden einen Winkel 5, in dessen Winkelhalbierende 6 sich die Achse des Werkstückes 1 einstellt.

lig. 2 ist der Grundriß zur Fig. 1 und zeigt die konzentrische Anordnung der Glattwalzrollen 2, 3 und 4 um das Werkstück 1.

Jig. 3 die Glattwalzrolle 2 (bzw. 3 und 4), die zum Werkstück schräg gestellt ist. Beim Antrieb des Werkstückes durch die Glattwalzrolle 2 (bzw. 3 und 4) wirkt eine Axialkraft in Richtung des Pfeiles 8, die das Werkstück verschiebt, sowie eine Kraft in Richtung des Pfeiles 9> die das Werkstück in Drehung versetzt.

Mg. 4 und 5 zeigt eine Glattwalzrolle 10, die in einem geteilten Bolzen gelagert, dessen beide Hälften 11 und 12 durch die versenkten Schrauben 13 zusammengehalten werden. Der Bolzen 11/12 ist in einem Lagergehäuse 14 gelagert, das in einer zur Werkstückachse parallelen Ebene um eine Achse 15 geschwenkt und mittels der

Schrauben 16 festgestellt werden kann. Die Achse 15 steht senkrecht zur Sehwenkebene, kreuzt sich aber mit der Achse 17 des Bolzens 11/12 und geht möglichst durch die vordere Stirnfläche der Glattwalzrolle 10. Der Bolzen 11/12 hat einen Absatz 18 und kann mit der Mutter 19 im Gehäuse 14 fest gespannt werden.

Die Glattwalzrolle 10 ist also um die Achse 17 des Bolzens 11/12 und um die Achse 15 schwenkbar und diese Schwenkungen sind einzeln mit den Schrauben 16 und der Mutter 19 feststellbar.

Fig. 6 und 6' zeigen die Berührungsfläche 26 zwischen den Glattwalzrollen 28 und dem Werkstück 30. Diese Berührungsfläche ist entweder ein beiderseits abgerundetes Rechteck 26 (Fig. 5)> wenn die Achse der G-lattwalzrolle 28 parallel zur Werkstückachse verläuft, oder sie hat eine Tropfenform 27 (Fig. 6'), je nachdem die Glattwalzrollen 28 und 29 gerade oder schräg an das Werkstück angesetzt werden.

Fig. 7 und 8 zeigen eine Anordnung, bei der die beiden Glattwalzrollen 31 und 32 mit zueinander y^indschiefen Achsen 33 und 34 in einem Halter 35 gelagert sind, der fest mit der Kolbenstange verbunden ist, die an ihrem, den Glattwalzrollen abgekehrten Ende eine an der Kolbenstange 36 befestigte Führung 37 erhält, die sich zwischen den beiden Schrauben 38 und 39 bewegt. Durch diese Schrauben 38 und 39 kann die Kolbenstange 36 um ihre Achse geschwenkt und fixiert werden.

Um die Achse 40 wird das Zylindergehäuse 41 und damit die Kolbenstange 36 mit den Glattwalzrollen 31 und 32 geschwenkt. Mittels der Schrauben 42 wird das Zylindergehäuse am Gestell der Vorrichtung befestigt.

Die dritte Glattwalzrolle 43 ist in einem Gehäuse 44 gelagert und erhält ihren Antrieb über eine flexible Kupplung 45» sowie Welle 46 vom Motor 47. Das Gehäuse 44 mit der Glattwalzrolle 43 wird um die Achse 48 geschwenkt. Mittels Schraube 49 wird das Gehäuse 44 am Gestell der Vorrichtung befestigt. Die Vorrichtung arbeitet wie folgt:

Das Werkstück 50 wird in die Körnerspitze 51 gelegt. Die Körnerspitze 51 ist vorher in eine solche Lage gebracht worden, daß das obere Ende des Werkstückes 50 gerade in der Ebene der Eollen 31» 32, liegt. Die rechte Kolbenseite wird alsdann mit Drucköl aus der Leitung 63 beaufschlagt. Die Rollen 31/32 drücken das Werkstück 50 gegen die ständig rotierende Rolle 43 mit dem Erfolg, daß auch das Werkstück 50 und die Rollen 31, 32 rotieren. Das Werkstück stellt sich gemäß den wirkenden Kräften frei ein und wird im Vorschubgang nach aufwärts verschoben. Nach dem Glattwalzen wird das Werkstück oben von Hand abgenommen.

und 10 zeigen das Glattwalzen eines Zapfens 55 eines Rotors 54 (Elektromotor). Hier sind die Glattwalzrollen· 56, 57 und 58 langer als der Zapfen 55. Die Glattwalzrollen 56, 57 und 58 und der Zapfen 55 behalten während des Glattwalzens ihre gegenseitige Lage bei. Es wird also ohne Vorschub glattgewalzt. Die der Heuerung gemäßen Einstellmöglichkeiten der Glattwalzrollen dienen dazu, den Rollen 56, 57, 58 eine solche gegenseitige Lage zu geben, daß der Zapfen nach dem Glattwalzen genau zylindrisch wird. Die richtige Oberfläche wird erreicht durch Walzen während einer fest eingestellten Zeit.

Claims (4)

RA. 799 430*14.1262 S chut zansprüche

1. Vorrichtung zum Glattwalzen von zylindrischen oder schlanken kegeligen Werkstücken mittels dreier am Umfang des Werkstückes angreifender, gegeneinander wirkender, scheibenförmiger, zylindrischer Glattwalzrollen, dadurch gekennzeichnet, daß die drei Glattwalzrollen, von denen in an sich bekannter Weise mindestens eine antreibbar ist und von denen mindestens zwei Rollen so angeordnet sind, daß ihre Achsen mit der Werkstückachse derart -divergieren, daß sie die Y/erkstückachse nicht schneiden, das Werkstück gemeinsam und allein halten, führen und bearbeiten.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß mindestens bei einer Glattwalzrolle (10) die Rollenachse in an sich bekannter Weise um eine zur Werkstückachse senkrecht stehende und die Rollenachse schneidende Schwenkachse (17) und/oder in an sich bekannter Weise um eine die Werkstückachse im Abstand rechtwinklig kreuzende Schwenkachse (15) schwenkverstellbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, daß die die Werkstückachse im Abstand rechtwinklig kreuzende Schwenkachse (15) in der Ebene der vorderen Stirnfläche der Rolle liegt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, daß zwei nicht angetriebene divergierende Glattwalzrollen (31»32) derart auf dem Kopf einer drehbaren und axial verschiebbaren Kolbenstange (36) angeordnet sind, daß die resultierende Glattwalzkraft dieser beiden Glattwalzrollen (31,32) in die Mittelachse der Kolbenstange (36) fällt.

&.i;n Ur^fics-sti «■- :jsn sich sn d;s £^k»^:>.»£:3 ί:*-^«ί ]' -* * ■:' ' .;ss cz-hSweriis; &mgas>3hsn weiden. Aisi tessar «οκίεκ '?.·*:&* ama si.*.«.·_»►--/ .i f_::,^;tsr_ä artist. Bauäaässs Pitisi.!3r,if. 6«