DE19701049C1 - Radialwalzkopf - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Radialwalzkopf nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus DE 42 36 085 A1 ist ein Radialwalzkopf bekannt geworden mit einem in einem Halter unter gleichen Winkelabständen und in Achsabständen um die Walzachse verteilt angeordne­ ten Walzen. Die Walzenflächen haben einen über den Umfang entgegen ihrer Drehrichtung spiralförmig ansteigenden Ver­ lauf. Die Walzen sind mit einem Zahnradgetriebe gekoppelt, und eine Verriegelung rastet nach jeder vollen Walzenum­ drehung selbsttätig ein. Vor dem Walzvorgang wird die Ver­ riegelung gelöst, und zwar von dem Werkstück, das mit den Walzen verformt werden soll. Bei dem bekannten Radialwalzkopf ist ein die Einführbewegung des Werkstückes zwischen die Walzen begrenzender und mit der Verriegelung der Walzen gekoppelter Anschlag vorgese­ hen, der entgegen der Wirkung von Druckfedern in Richtung der Walzachse um einen Betätigungshub verschiebbar ist. Die Verriegelung wird bei Anlage des Werkstückes infolge seiner Bewegung um den Betätigungshub gelöst.

Bei dem bekannten Radialwalzkopf besteht die Gefahr, daß während des Lösevorganges oder auch danach eine Rela­ tivbewegung stattfindet zwischen Werkstück und Walzen, wenn das Werkstück noch nicht zum Stillstand gekommen ist. Dieser Vorgang beeinträchtigt naturgemäß den Formvorgang.

Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Radial­ walzkopf zu schaffen, bei dessen Lösevorgang eine Re­ lativbewegung zwischen den Walzen und den Werkstücken ver­ mieden wird.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Bei dem erfindungsgemäßen Radialwalzkopf ist dieser gegen­ über einem axial festgelegten Bauteil axial verschiebbar gelagert. Eine Verschiebung des Walzkopfes erfolgt gegen eine Vorspannfeder, welche den Walzkopf in eine vom Lager­ bauteil maximal entfernt gelegene Position drückt, die durch entsprechende Anschläge begrenzt ist. Zwischen dem Lagerbauteil und dem Walzkopf wirkt eine Lösevorrich­ tung in Form irgendeiner Getriebeanordnung, die die Ver­ riegelung löst, wenn der Walzkopf auf das Lagerbauteil zu bewegt wird.

Bei einer Einführbewegung stößt das Werkstück gegen den Anschlag, der seinerseits den Walzkopf mitnimmt und ihn gegen das Lagerbauteil bewegt. Diese Bewegung führt zum Lösen der Verriegelung des Walzkopfes bei Erreichen des Auslösepunktes. Die Verriegelung kann herkömmlich sein. Nach einer Ausgestaltung der Erfindung enthält die Lösevorrichtung einen Hebel, der zwischen Lagerbauteil und Walzkopf angeordnet ist und der auf einen Druckstift wirkt, der seinerseits mit der Verriegelung zusammenwirkt.

Der maximale Verschiebeweg des Walzkopfes ist nach einer Ausgestaltung der Erfindung gegenüber dem Lagerbauteil größer als zum Lösen der Verriegelung erforderlich. Dies trägt zur Prozeßsicherheit bei.

Besonders vorteilhaft ist die Verbindung der Erfindung mit einem Radialwalzkopf, der nach der DE 42 36 085 A1 einen mit dem Zahnradgetriebe gekoppelten Sperrnocken aufweist mit zwei Nockenabschnitten, denen jeweils ein mit einer Druckfeder in Sperrichtung belasteter Stift zugeordnet ist, die durch einen Sperrhebel wahlweise aus der Sperrstellung rückbar sind. Der Sperrhebel kann einen manuell betätig­ baren Handhabungsabschnitt aufweisen. Die Sperrstellung dem mit der schwächeren Feder belasteten Stiftes ist der Sperrstellung des mit der stärkeren Feder belasteten Stiftes in Anschlagrichtung vorgeordnet, und die Nockenab­ schnitte durchlaufen bei einer Walzenumdrehung eine Nockenumdrehung. Der von dem Hebel zwischen Walzenkopf und Lagerbauteil betätigte Druckstift ist zu dem Sperrhebel geführt, um diesen bei einem Betätigungshub gegen den von der stärkeren Druckfeder belasteten Stift zu verschwenken und diesen Stift aus seiner Sperrstellung zu drücken.

Bei einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist im Lagerbauteil ein axial bewegbares Widerlager gelagert, das durch eine Feder in Richtung des Hebels vorgespannt ist, wobei die Feder stärker ausgeführt ist als die Vorspann­ feder des Lagerbauteils. Vorzugsweise wird das Widerlager von einem Stift gebildet, der von einem Tellerfederpaket vorgespannt ist. Der Stift kann mit einem gerundeten Ende in eine entsprechende Ausnehmung des Hebels eingreifen. Das nachgebende Widerlager hat den Vorteil, daß dadurch eine Sicherheit geschaffen ist bei einer Axialbewegung des Werkstückes über den Auslösepunkt hinaus.

Um Reibung zwischen Werkstück und Anschlag des Radialwalz­ kopfes zu vermeiden, ist dieser nach einer Ausgestaltung der Erfindung drehbar gelagert. Zu diesem Zweck ist ein Anschlagstift in einer Hülse aufgenommen, die ihrerseits drehbar gelagert ist. Der Anschlagstift kann ein Außenge­ winde aufweisen, das mit einem Innengewinde der Hülse zu­ sammenwirkt, um die axiale Position des Anschlagstiftes zu verändern.

Wie erkennbar, haben Werkstück und Radialwalzkopf auch nach dem Anstoßen des Werkstückes am Anschlag die gleiche Bewegungsrichtung. Eine Relativbewegung zwischen Werkstück und Walzen ist daher ausgeschlossen. Die erfindungsgemäße Lösevorrichtung kann an herkömmliche Standard-Radial­ walzköpfe angebaut werden. Es ist lediglich ein zusätz­ licher Flansch als Lagerbauteil vorzusehen. Bei neu ge­ fertigten Radialwalzköpfen kann das Lagerbauteil in den Kopf integriert werden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung nä­ her erläutert.

Die einzige Figur zeigt einen Schnitt durch einen Radial­ walzkopf nach der Erfindung.

Die gezeigte Konstruktion entspricht hinsichtlich des Zahnradgetriebes, der Verriegelung für die Walzen und der Antriebseinrichtung zum Drehen der Walzen in Anlage an das Werkstück herkömmlichen Konstruktionen.

Der Radialwalzkopf hat drei profilierte Walzen, von denen eine bei 10 dargestellt ist. Sie sind über den Umfang ver­ teilt zwischen zwei Lagerplatten 12 und 14 für Achsen 16 angeordnet. Die Lagerplatten 12, 14 werden von Distanzbol­ zen 18 voneinander auf Abstand gehalten.

Jede der Walzen hat eine Abflachung 20, die in der gezeig­ ten Ruhestellung jeweils der Walzachse zugekehrt ist und sich über einen Umfangsabschnitt erstreckt. Von der Mitte der Abflachung 20 ausgehend erstreckt sich über den Umfang über 180° ein im Durchmesser zunehmender Abschnitt der Walzflächen mit spiralförmigem Verlauf. Daran schließt sich eine konzentrisch zur Walzachse liegende Walzfläche über einen Winkel von 90° an. Der Restwinkel von 90° wird für einen abfallenden Teil der Walzfläche genutzt.

Jede Achse der Walze 10 weist einen exzentrischen Ab­ schnitt auf, der auf einer Getriebeplatte 24 des Walz­ kopfes drehbar gelagert ist. Am hinteren Ende sitzt auf den Achsen 16 jeweils ein Zahnrad 26, das mit einem Zahn­ kranz 28 kämmt. Eine Verdrehung des Zahnkranzes 28 führt zur Verdrehung der Zahnräder 26, die fest auf den Achsen 16 sitzen, so daß mit Hilfe dieses Mechanismus der Teil­ kreisdurchmesser der Walzen 10 geringfügig verkleinert oder vergrößert werden kann.

Auf den Achsen 16 sitzt jeweils ein Zahnrad 30, die mit einem Zwischenzahnrad 32 kämmen. Mit dem Zwischenzahnrad 32 ist ein Sperrnocken 34 drehfest verbunden, der mit zwei Sperrstiften 36, 38 zusammenwirkt. Die Stifte 36, 38 wer­ den von jeweils einer Feder 40, 42 in Sperrichtung ge­ drückt, wobei die Feder 40 die stärkere ist.

Zwischen die Stifte 36, 38 greift ein Sperrhebel 44 ein, der mit dem anderen Ende aus dem Radialwalzkopf herausragt und z. B. von Hand erfaßt werden kann. In der gezeigten Sperrlage befindet sich der Stift 36 in Sperrstellung, in der er im Bereich eines Nockenabschnitts 46 in den Drehweg des Sperrnockens 34 eingreift. Dem Stift 38 ist ein Nockenabschnitt 48 des Nockens 34 zugeordnet, der in An­ schlagrichtung etwas vorsteht.

Der Sperrnocken ist drehfest mit einer Scheibenanordnung 50 verbunden, an die im 120°-Abstand Zugfedern angreifen, von denen eine bei 52 dargestellt ist. Am anderen Ende sind die Federn 52 über einen Stift 53 in einem Gehäuse 54 festgelegt, das fest mit der Getriebeplatte 24 verbunden ist. Sie üben ein Moment auf den Sperrnocken 34 aus, das diesen aus der Sperrstellung heraus zu verdrehen sucht.

Eine Verschwenkung des Sperrhebels 44 aus der gezeigten Ruhestellung in eine Arbeitsposition bewirkt, daß der Stift 36 aus der Sperrstellung gedrückt und der Sperr­ nocken 34 von seinen Zugfedern 52 gedreht wird. Das Ge­ triebe aus Zwischenzahnrad 32 und den Zahnrädern 30 über­ trägt die Drehbewegung auf die Walzen 10, die mit ihrer zunehmenden Walzenfläche in Anlage an das Werkstück gelan­ gen. Nach reibschlüssiger Anlage am Werkstück werden sie durch dieses weiter gedreht, noch bevor die Antriebsfedern ihren Totpunkt erreichen, über den hinaus sie eine weitere Drehung des Sperrnockens 34 bewirken können. Bei der wei­ teren Drehung der Walzen 10 relativ zum Werkstück werden die Zugfedern 52 wieder gespannt. Hierzu greifen sie mit hakenförmigen Enden in die Scheibenanordnung 50.

Bei der Drehung des Sperrnockens 34 wird der Stift 38 von seiner Feder 42 in seine Sperrstellung im Drehbereich des Nockenabschnitts 48 gedrückt. Infolgedessen kommt der Nockenabschnitt 48 nach etwa einer Nockenumdrehung zum An­ schlag und verhindert ein Weiterdrehen der Walzen 10. In dieser Lage wenden die Walzen dem Werkstück ihre Ab­ flachungen 20 zu, und das Werkstück (nicht gezeigt) kann aus dem Walzenzwischenraum heraus bewegt werden. Wird der Sperrhebel 44 losgelassen, drückt die stärkere Feder 40 den Stift 36 in seine Sperrposition zurück, wobei der Stift 38 entgegen der schwächeren Feder 42 aus seiner Sperrstellung gedrückt wird. Da der Nockenabschnitt 46 in Anschlagrichtung etwas vor dem Nockenabschnitt 48 ange­ ordnet ist, dreht sich dabei der Sperrnocken 34 um einen kleinen Winkel weiter. Hierdurch und durch Überlappen der Sperrstellungen der Stifte 36, 38 wird sichergestellt, daß der Walzvorgang bei Freigabe des Sperrhebels 44 nicht er­ neut ausgelöst wird.

Nachfolgend wird die Löseautomatik des Radialwalzkopfes beschrieben. Der Nocken 34 ist mit einem Wellenzapfen in dem Federgehäuse 54 drehbar gelagert, das z. B. den Stift 38 und die Feder 42 aufnimmt. Mittels Befestigungsschrau­ ben 56 ist ein ringförmiges Bauteil 58 mit der rechten Seite des Gehäuses 54 verbunden, das in Umfangsabständen achsparallele Bohrungen 60 aufweist, in denen mit Hilfe einer radial vorspringenden Schulter 62 Bohrungsabschnitte gebildet sind. Die Bohrungen 60 nehmen einen Bolzen 64 auf, der mit dem Kopf 66 am linken Ende gegen die Schulter 62 zur Anlage gelangt. Ein im Durchmesser kleinerer Ab­ schnitt 68 des Bolzens 64 ist in eine Gewindebohrung eines Lagerbauteils 70 in Form eines Flansches auf der rechten Seite des Gehäuses 54 eingeschraubt. Auf dem Schaft des Bolzens 64 ist eine Schraubenfeder 72 angeordnet, die mit dem linken Ende an der Schulter 62 und mit dem rechten Ende am Lagerbauteil 70 abgestützt ist. Zwischen dem Kopf 66 des Schraubenbolzens 64 und dem Gehäuse 54 ist ein Ab­ stand gelassen.

An einem mittigen axialen Ansatz 74 des Lagerbauteils 70 sind in Umfangsabständen Paßfedern 76 mittels Schrauben 78 angebracht. Sie greifen in Längsnuten 80 an der Innenseite des ringförmigen Bauteils 58 ein. Mithin ist zu erkennen, daß der gesamte Radialwalzkopf relativ zum Lagerbauteil 70 auf diesen hin verschoben werden kann, bis die Paßfedern 76 gegen das Lagerbauteil 70 anstoßen. Diese Bewegung er­ folgt gegen den Druck der Schraubenfedern 72. Die Paßfe­ dern 76 und die Nuten 80 bilden eine entsprechende Führung, die jedoch eine Verdrehung der Teile zueinander verhindert.

Ein Widerlagerstift 82 ist mittig im axialen Ansatz 74 ge­ lagert und steht mit einem linken Abschnitt 84, der am freien Ende gerundet ist, über den Ansatz 74 über. Ein radialer Bund 86 des Stiftes 82 legt sich dabei gegen das linke Ende des Bohrungsabschnitts an, in dem es aufgenom­ men ist. Der rechte Abschnitt 88 des Stiftes 82 erstreckt sich durch ein Tellerfederpaket 90 in eine Mutter 92, die in einer Gewindebohrung des Ansatzes 74 eingeschraubt ist.

In einer Ausnehmung des Gehäuses 54 ist ein Hebel 94 ange­ ordnet, der durch einen Schraubenbolzen 96 in der Ver­ schwenkung nach rechts begrenzt ist. Der Hebel 94 kann um einen geringen Winkel nach links aus der in der Figur be­ zeichneten Position verschwenkt werden gegen eine Feder 98, die in einer entsprechenden Bohrung im Gehäuse 54 ein­ sitzt. Der Hebel 94 hat eine kegelige Ausnehmung 100, in die der Abschnitt 84 mit dem gerundeten Ende eingreift. Im oberen Bereich ist in einer achsparallelen Bohrung ein Druckstift 102 beweglich gelagert, der mit dem einen Ende am Sperrhebel 44 anliegt und mit dem anderen Ende am obe­ ren Bereich des Hebels 94.

In der Platte 12 und in einer Bohrung des mittleren Zahn­ rades 32 ist eine Hülse 106 drehbar gelagert. Sie nimmt in einer Gewindebohrung einen Anschlagstift 22 auf, dessen aus der Hülse 106 herausragende Länge durch Verdrehung ge­ ändert werden kann. In der jeweiligen Stellung kann er durch einen Feststellstift 108 festgehalten werden.

Kommt bei Inbetriebnahme des Radialwalzkopfes das nicht gezeigte Werkstück mit dem Anschlagstift 22 in Berührung, kann die Relativdrehung zwischen Werkstück und Radialwalz­ kopf durch Drehung des Anschlagstiftes 22 mit der Hülse 106 aufgefangen werden. Bei axialem Weiterbewegen des Werkstückes wird über den Anschlagstift 22 der gesamte Walzkopf nach rechts verschoben entgegen den Federn 72. Bei dieser Bewegung bleibt der Widerlagerstift 82 in sei­ ner Lage unverändert, da das Tellerfederpaket 90 deutlich stärker ausgelegt ist als die Federn 72. Dadurch ver­ schwenkt der Hebel 94 entgegengesetzt zur Uhrzeigerrich­ tung und drückt den Druckstift 102 nach links gegen den Sperrhebel 44, der in Uhrzeigerrichtung verdreht wird. Auf diese Weise findet die weiter oben beschriebene Lösung der Verriegelung statt, bei der der Stift 36 nach links bewegt wird. Die Zugfedern 52 verdrehen den Sperrnocken 34 und das mittlere Zahnrad 32, das die Zahnräder 30 antreibt und damit die Walzen 10 in Eingriff mit dem Werkstück.

Ist die Relativbewegung zwischen Werkstück und Radialwalz­ kopf bei Auslösung der Verriegelung noch nicht beendet, kann das Tellerfederpaket 90 nachgeben und so eine Beschä­ digung des Walzkopfes verhindern.

Claims (7)

1. Radialwalzkopf mit in einem Halter unter gleichen Winkelabständen und in Achs­ abständen um die Walzachse verteilt angeordneten Walzen, deren Walzflächen einen über den Umfang entgegen ihrer Drehrichtung spiralförmig ansteigenden Verlauf haben, mit einem die Walzen miteinander koppelnden Zahnradgetriebe, einer Verriegelung für die Walzen, die nach jeder vollen Walzenumdrehung selbsttätig einrastet und vor jedem Walzvorgang gelöst wird, einem bei der Ein­ führbewegung eines Werkstückes zwischen die Walzen mit dem Werkstück in Eingriff bringbaren, die Verriegelung lösenden Anschlag, und einer Antriebs­ einrichtung, welche die Walzen nach dem Lösen der Verriegelung bis zur An­ lage der Walzenflächen an das Werkstück dreht, um danach durch Reibung mit diesem weitergedreht zu werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Walzkopf gegenüber einem auf der in Walzrichtung den Walzen (10) gegenüberliegenden Seite angeordneten, axial feststehenden Lagerbauteil (70) gegen eine Vorspann­ feder (72) axial verschiebbar gelagert ist und daß zwischen dem Lagerbauteil (70) und der Verriegelung im Walzkopf eine Lösevorrichtung (94, 102) in Form einer Getriebeanordnung vorgesehen ist, mittels der die Verriegelung erst gelöst wird, wenn der Walzkopf durch das bei der Einführbewegung gegen den Anschlag stoßende Werkstück um einen Betätigungshub auf das Lagerbauteil (70) zu bewegt wird.

2. Radialwalzkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslösevor­ richtung einen zwischen dem Walzkopf und dem Lagerbauteil (70) angeordneten Hebel (94) aufweist, der auf einen die Verriegelung lösenden Druckstift (102) wirkt.

3. Radialwalzkopf nach Anspruch 2, bei dem das Zahnradgetriebe zur Verriegelung der Walzen einen Sperrnocken mit zwei Nockenabschnitten aufweist, denen jeweils ein mit einer Druckfeder in Sperrichtung belasteter Stift zugeordnet ist, die durch einen Sperrhebel wahlweise aus der Sperrstellung rückbar sind, wobei die Druckfedern unterschiedliche Federstärken aufweisen und die Sperrstellung des mit der schwächeren Druckfeder belasteten Stiftes der Sperrstellung des mit der stärkeren Druckfeder belasteten Stiftes in Anschlagrichtung vorgeordnet ist und die Nockenabschnitte bei einer Walzenumdrehung eine Nockenumdrehung durchlaufen, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckstift (102) zum Sperrhebel (44) geführt ist, um diesen bei einem Betätigungshub des Walzkopfes gegenüber dem Lagerbauteil (70) gegen den von der stärkeren Druckfeder (40) belasteten Stift (36) zu verschwenken und diesen Stift aus seiner Sperrstellung zu drücken.

4. Radialwalzkopf nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Lager­ bauteil (70) ein axial bewegbares Widerlager (82) gelagert ist, das durch eine Feder (90) in Richtung des Hebels (94) vorgespannt ist und diese Feder (90) stär­ ker ausgeführt ist als die Vorspannfeder (72) des Lagerbauteils (70).

5. Radialwalzkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der maximale Verschiebeweg des Walzkopfes gegenüber dem Lagerbauteil (70) größer ist als zum Lösen der Verriegelung erforderlich.

6. Radialwalzkopf nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Widerlager (82) von einem Stift gebildet ist und die Feder (90) ein Tellerfederpaket ist.

7. Radialwalzkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (22) als Anschlagstift ausgebildet ist, der in einer um die Walzachse drehbar gelagerten Hülse (106) aufgenommen ist und der Anschlagstift ein Außengewinde aufweist zwecks Einschraubens in ein Innengewinde der Hülse (106).