DE2311476A1 - Innenglattwalzwerkzeug - Google Patents

Description

• Tnnenglsttwalzwerkzeug Die Erfindung betrifft ein Tnnenglattwalzwerkzeug, das geeignet ist, zwei hintereinanderliegende Bohrungen verschiedener Durchmesser glattzuwalzen.
• Werkzeuge dieser Art werden üblicherweise als Stufenrolldorne bezeichnet. Der Einfachheit halber soll auch hier fortan dieser Ausdruck verwendet werden.
• Bei bekannten Stufenrolldornen laufen zwei Walzenkranz in dem fr die Längenabmesaung der zu walzenden Bohrung zweck-tigen Axialabstand, in einem Walzenkäfig gefhrt, um einen Stützdorn um. Dieser StfItzdorn ist, entsnrechend dem Stufensnrung der Bohrung und dem Durchmesser der Walzen ebenfalls gestuft.
• Die Walzen sind leicht konisch und die entsprechenden Teile des. St?!tzdornes sind ebenfalls, entgegengesetzt, leicht konisch. Durch axiale Verschiebung des Stützdornes oder des Walzenkäfigs Ispt sich daher eine DurchmesserverMnderung des Hüllkreises der Walzenkränze in der Gr8Penordnung der vorgeschriebenen Bohrungstoleranz herbeiführen. Die genannte axiale Verschiebung wird dadurch bewirkt, daP beispielsweise der Walzenkäfig in einem Stellring axial fixiert und in diesem drehbar angeordnet ist und dieser Stellring als Mutter auf einem Gewinde auf dem Werkzeugschaft lOuft und somit durch Drehung axial bis zur gewünschten Position verschoben und dort festgeklemmt wird. Es ist also eine Hüllkreisdurchmesserveränderung beider Walzenkränze auch dann möglich, wenn sich die Walzenkränze im Eingriff mit per Bohrung befinden.
• Stufenrolidorne dieser Art haben sich in der Praxis als unbrauchbar erwiesen, da zur Stufensprung immer konstant bleibt. Wenn also z.B. bei einer Stufenbohrung der kleinere Bohrungsdurchmesser an der unteren und der innere Bohrungsdurchmesser an der oberen Toleranzgrenze liegt, oder auch umgekehrt, dann kann nur noch ein Walzenkranz arbeiten, wNhrend der andere Walzenkranz das Werkstück nicht mehr herührt. Um dieses Problem zu losen hat man bei einer anderen Version des Stufenrolldorns den bisher einteiligen Käfig im Bereich zwischen den Walzenkränzen geteilt.
• Nun kann man wie bisher am Stellring den Hr1lltreisdurchmesser des grdPeren Walzenkranzes unabhangig vom kleineren am autenliegenden Stellring einstellen. Der Hüllkreisdurchmesser des kleineren Walzenkranzes wird einfach durch eilen von Paßscheiben in die Trennfuge des KYfigs und somit axiales Verschieben des Käfigreststückes bewirkt. Diese Einstellung ist aber nicht mehr von auRen möglich, wenn sich das Werkzeug im Eingriff mit der Bohrung befindet. Somit wird ein exaktes Anpassen des kleineren H?Illkreises an die realen Werkstückverhältnisse nuPerst schwierig und zeitraubend. Eine weitere Variante zur Lösung dieses Problems ist das Aneinanderkonneln zweier einfacher Rolldorne mit verschiedenen, dem Stufensprung der Bohrung entsprechenden Hüllkreisdurchmesser der Walzenkranz. Hiermit lassen sich an zwei Stellringen die Hflllkreisdurchrresser der beiden Walzenkranze unabhägig voneinander einstellen, wobei ein Stellring zwischen den beiden Walzenikränzen liegt. Aber auch hier kann einer der beiden HfIllkreisdurchmesser nicht eingestellt werden, wenn sich das Werkzeug in der Bohrung befindet. Damit wird die Annassung an die Bohrungsverh"ltnisse. wieder komnliziert und zeitraubend.
• Außerdem macht diese Konstruktion zur Bedingung, daF der kleinere Durchmesser der Stufenbohrung mindestens gröber ist als der Einstellring, der zum vorderen, angekonnelten Polldorn gehört. Außerdem haut die zuletzt genannte Konstruktion auch sehr lang. Der Einsatz solcher Werkzeuge ist also nur sinnvoll und möglich bei Stufenhohrungen großer Durchmesser und entsprechend grober L"nge, da Stufenrolidorne naturgemäß nur ihre grate T?irtschaftlichkeit erlangen, wenn bei der Werkstückbearbeitung beide Walzenkränze im Eingriff sind.
• Der genannte Stand der Technik kann von der Anmelderin mit Prosnekten verschiedener Firmen belegt werden und mit der DT-AS 21 43 161.
• Somit liegt der erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Stufenrolidorn zu schaffen, bei dem jeder Walzenkranz unabhangig vom anderen in seiner Iillkreisdurchmesser von außen, wMhrend sich alle Walzenkränze des Stufenrolldornes innerhalb der Stufenbohrung des Werksttokes befinden, verstellt werden kann.
• Erfindungsgemäß wird die Aufgabe beispielsweise dadurch gelöst, daß mittels eines auf dem Werkzeugschaft angebrachten Stellringes ein einteiliger Walzenkäfig in an sich bekannter Weise axial verschoben wird, die in dem einteiligen Walzenkäfig laufenden Walzenkränze aber jeweils auf einem senaraten, im Laufbereich der Walzen leicht konischen Stützdorn laufen, von denen der Sttzdorn fnr den Walzenkranz mit dem kleineren Hflllkreisdurchmesser durch den hohlen Stützdorn für den Walzenkranz mit dem größeren Hüllkreisdurchmesser hindurchgeftlhrt ist und an seinem Ende mit einem Querstift, der in einem Langloch im Werkzeugschaft pleitet, in einem zweiten Stellring befestigt ist, der auf einer mit Autengewinde und einen Langloch versehenen Schiebemuffe luft, die mit dem anderen STEllring derart gekoppelt ist, daF sie zwar dessen axiale -Bewepung, nicht aber dessen Drehung mitnacht und daß somit bei Verstellung des Steliringes fr den Walzenkäfig, der innere, im Durchmesser kleinere Stützdorn gleichzeitig und gleichsinnig mit den WalzenkNfig axial mitverschoben wird und daher bei dem zu diesem Stfitzdorn gehörigen Walzenkranz keine Durchnesserver9nderung auftritt, wohl aber bei dem Walzenkranz, der auf dem hohlen, axial fixierten Stützdorn um uft, hingegen bei Betfltigung des dem inneren kleineren Stützdorn zugeordneten auf der Schiebemuffe laufenden Stellringes, an dem diesem Stfitzdorn zugeordneten Walzenkranz, und nur an diesem, eine Durchmesservernderunp auftritt, wthrend der zweite Walzenkranz, der auf dem hohlen SttItzdorn umluft, in seinen Durchmesser nicht gemindert wird. Eine weitere erfindungsgemäße Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe liegt darin, daß in an sich bekannter Weise der HfIllkreisdurchmesser beider Walzenkrxnze zugleich von einem auf dem Werkzeugschaft angebrachten Stellring durch Axialverschiebung des einteiligen KXfigs mittels dieses Stellringes verstellt wird und anschlietend der Walzenkranz mit dem kleineren Hüllkreisdurchmesser mittels eines. zweiten auf dem Werkzeugschaft angebrachten Stellringes dadurch verstellt wird, daß dieser Stellring den durch den hohlen Stfltzdorn für den im Hüllkreisdurchmesser größeren Walzenkranz geführten kleineren Stützdorn axial verschiebt und sich die durch die axiale Verschiebung auftretende Durchmesserveränderung in an sich bekannter Weise durch die Konizität der Stützdorne ergibt. Bei dieser Version wird also trend der Grobeinstellung der Stufensprung zwischen den Hüllkreisdurchmessern der beiden Walzen kranz konstant gelassen und die Feineinstellung nur mit einer Hüllkreisdurchmesserveränderung eines Walzenkranzes vorgenommen. In beiden Versionen aber kann die Anpassung an die realen Verhältnisse der Stufenbohrung von außen durch die auf dem Werkzeugschaft angebrachten Stellringe vorgenommen werden. Um unnötiges Gleiten der Walzen auf den Stützdornen zu vermeiden, sind erfindungsgemäß die Walzen des ersten Walzenkranzes gegenüber den Walzen des zweiten Walzenkranzes im Durchmesser so verschieden, daß, wenn das Werkzeug arbeitet, beide Walzenkränze gleiche Drehzahl haben. Eine solche Abstimmung der Walzendurchmesser ermöglicht es, beide Walzenkränze mit einem einteiligen Käfig zu führen und vermeidet doch nennenswertes Gleiten zwischen Walzen und Stützdorn.
• Wenn angestrebt wird, die Durchmesser der Walzen, auch unterschiedlicher Walzenkränze, alle gleich zu halten, so ist man gezwungen, die Konstruktion des Stufenrolldorns nach dem Vorbild handelsüblicher Planetengetriebe (Aufsteckgetriebe usw.) auszulegen, d.h., daß der Stützdorn für den einen Walzenkranz gegenüber dem Stützdorn für den anderen Walzenkranz drehbar gelagert sein muß. Da es sich hier um kinematische Grundlagen handelt, wird auf nähere Erläuterung verzichtet. Es ist ohne weiteres zu erkennen, daß die Anwendung dieses Planetengetriebesystems einen ungleich höheren Bauaufwand bedeutet ( siehe AS 21 43 161).
• Zwei Versionen des erfindungsgemäßen Stufenrolldornes werden im folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
• Fig.1 zeigt einen Stufenrolldorn, bei dem die i kreisdurchmesser der beiden Walzenkränze völlig unabhängig voneinander auch dann wenn die Walzenkränze sich in der zu bearbeitenden Bohrung befinden, von außen durch zwei auf dem Schaft angebrachte Stellringe verändert werden können. Ein Walzenkranz 1 und ein Walzenkranz 2 wird in einem Käfig 3 geführt. Die Walzen 16 des Walzenkranzes 1 rollen auf dem einen Stützdorn 4 ab, der im möglichen Laufbereich der Walzen leicht konisch ist und zwar derart, daß das dem Werkzeugschaft 14 gegenüberliegende Ende des Stützdornes 4 den kleinsten Durchmesser hat und sich dieser Durchmesser in Richtung Werkzeugschaft über den möglichen Laufbereich der Walzen kontinuierlich vergrößert. Die Walzen haben umgekehrten Neigungssinn. Die Walzen des Walzenkranzes 2 rollen auf einem hohlen Stützdorn 5 ab, der im möglichen Laufbereich der Walzen ebenfalls leicht konisch ist und zwar in der gleichen Richtung wie die Neigung des Stützdornes 4. Auch hier haben die Walzen des Walzenkranzes umgekehrten Neigungssinn. Erfindungsgemäß kann der Kegelwinkel der Laufflächen der Stützdorne 4 und 5 auch unterschiedlich sein. Der Käfig 3, in dem die Walzenkränze 1 und 2 geführt sind, ist drehbar und axial fixiert im Stellring 6 befestigt.
• Der Stellring 6 ist mittels Gewinde 17 mit dem Werkzeugschaft 14 verbunden und somit durch Drehung in seiner axialen Lage verstellbar. Der Stellring 6 kann mit der Schraube 7 in jeder beliebigen Position fixiert werden. Ober einen Sprengring 8 ist der Stellring 6 mit einer auf dem Werkzeugschaft 14 gleitenden Schiebemuffe 9 verbunden, die dadurch zwar die axiale Veränderung des Stellringes 6, aber nicht dessen Drehung mitmacht. Die Schiebemuffe 9 ist in geeigneter Länge mit Außengewinde versehen, auf welchem der Stellring lt läuft. Der Stellring 11 ist mit der Schraube 12 ebenfalls in jeder Lage auf der Schiebemuffe 9 fixierbar. Der auf der Schiebemuffe 9 laufende Stellring 11 ist mittels des Stiftes 10, der durch das Langloch 13, das sowohl im Werkzeugschaft 14 als auch in der Schiebemuffe 9 angebracht ist, als auch durch das Gleitstück 15 geht, über dieses Gleitstück 15 mit dem inneren Stützdorn 4 verbunden.
• Wird nun z.B. der Stellring 11 nach Lösen der Schraube 12 gedreht, so ändert er seine axiale Lage auf der Schiebemuffe 3, deren Lage zum Werkzeugschaft 14 über den auf diesem festgeklemmten Stellring 6 beibehalten wird. Die Veränderung der axialen Lage des Stellringes 11 wird über den Querstift 10 und das Gleitstück 15 auf den inneren Stützdorn 4 übertragen, der somit seine axiale Lage ebenfalls verändert. Da hier also nur die axiale Lage des Stützdornes 4, nicht aber die axiale Lage des Walzenkranzes 1 verändert wird, tritt infolge der im Laufbereich des Stützdornes 4 vorhandenen Konizität eine Spreizung der Walzen des Walzenkranzes 1 und somit eine Hüllkreisdurchmesserveränderung nur dieses Walzenkranzes 1 auf. Der Hüllkreisdurchniesser des Walzenkranzes 2 bleibt hiervon unbeeinflußt. Wird hingegen der Stellring 6 nach Lösen der Schraube 7 gedreht, so ändert sich seine axiale Lage zwar auch, aber mit ihm ändert sich über die mit ihm gekoppelte Schiebemuffe 9 auch die axiale Lage des Stellringes 11 relativ zum Werkzeugschaft 14 und somit ändert sich auch die axiale Lage des inneren Stützdornes 4 relativ zum Werkzeugschaft 14. Lediglich der hohle Stützdorn 5 behält seine axiale Lage relativ zum Werkzeugschaft 14 immer bei.
• Mit dem Stellring 6 ist aber axial fixiert der Käfig 3 verbunden, so daß dieser und daher mit ihm die beiden Walzenkränze 1 und 2 die axiale Bewegung des Stellringes 6 mitmachen. Da die axiale Bewegung des Stellringes 6 in gleicher Größe und gleicher Richtung aber auch von dem inneren Stützdorn 4 mitgemacht wird, ändert sich die Lage des Walzenkranzes 1 relativ zum inneren Stützdorn 4 nicht und somit tritt auch keine Durchmesserveränderung des Hüllkreises dieses Walzenkranzes 1 auf. Der Walzenkranz 2 hingegen verschiebt sich relativ zu seinem Stützdorn 5, da dieser mit dem Werkzeugschaft 14 verbunden ist und somit die axiale Bewegung der Stellringe 6 und kl nicht mitmacht. Diese axiale Bewegung ruft, wie schon beschrieben, eine Durchmesserveränderung des Hüllkreises des Walzenkranzes 2, und nur des Walzenkranzes 2, hervor.
• Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch den Stufenrolldorn gemäß Figur 1 in der Lage der Linie I-I.
• Fig. 3 zeigt einen Stufenrolldorn, bei dem bei der Grobeinstellung mittels des Stellringes 6 der Stufensprung zwischen den Durchmessern der Jiüllkreise der beiden Walzenkränze 1 und 2 konstant gehalten wird und die Feineinstellung mittels Durchmesserveränderung des Walzenkranzes 1, eingestellt mit dem Stellring 8, durchgeführt wird. Ein Walzenkranz 1 und ein Walzenkranz 2 wird von einem Käfig 3 geführt. Die Walzen 14 des Walzenkranzes 1 rollen auf einem Stützdorn 4 ab, der im möglichen Laufbereich der Walzen leicht konisch ist, in der bei der Beschreibung der ersten erfindungsgemäßen Variante schon erwähnten Art.
• Der Walzenkranz 2 läuft auf einem hohlen Stützdorn 5 um, der ebenfalls in der bereits genannten und beschriebenen Art leicht konisch ist. flach Lösen der Klemmschraube 7 wird der Stellring 6, in dem der Kafig 3 drehbar aber axial fixiert ist, gedreht und somit seine axiale Lage verändert. Durch die Veränderung der axialen Lage des Stellringes 6 wird auch der Käfig 3 in seiner axialen Lage verschoben und mit uem Käfig 3 die beiden Walzenkränze 2 und 1, die jeweils auf Stützdornen 5 und 4 abrollen, die ihre axiale Lage nicht verändert haben. Hierdurch tritt in der schon beschriebenen Art eine gleichzeitige flüllkreisdurchmesserveränderung beider Walzenkränze 1 und 2 auf. In der Ausgangsstellung ist der gesamte Stufenrolldorn gemäß Figur 3 so eingestellt, daß der Stufensprung der beiden Walzenkränze 1 und 2 mit Sicherheit größer ist als der Stufensprung der zu walzenden dohrung. erwirkt durch die axiale Verschiebung des Stellringes 6 kommt also zunächst der walzenkranz 2 in der Bohrung zur Anlage. Nach der so erfolgten Einstellung des Walzenkranzes 2 wird die verbleibende Durch messerdifferenz zwischen flüllkreisdurchmesser des Walzenkranzes 1 und Realdurchmesser der zugehörigen Stufenbohrung durch Axialverschiebung des inneren Stützdornes 4 mittels des Stellringes 8 nach Lösen der Klemmschraube 10 bewirkt. Somit läßt sich also auch bei einem Stufenrolldorn gemäß Figur 3 die Anpassung der Hüllkreisdurchmesser der Walzenkränze 1 und 2 an die realen Durchmesser der Stufenbohrung einzeln und von außen, während sich also die Walzenkränze in der Stufenbohrung befinden, bewerkstelligen.
• Fig. 4 zeigt einen Schnitt durch den Stufenrolldorn gemäß Fig. 3 in der Lage der Linie II-II.
• Fig. 5 zeigt einen Stufenrolldorn, dessen prinzipielle Funktion gleich der des Rolldorns gemäß Fig. 3 ist, allerdings ist bei einem Rolldorn gemäß Fig. 5 der Stellring zur Durchmessereinstellung des Walzenkranzes mit dem kleineren Plüllkreisdurchmesser an das vordere, in Vorschubrichtung zeigende Ende verlegt. Eine solche Anordnung hat fertigungstechn. Vorteile.
• Eingesetzt werden kann ein Stufenrolldorn gemäß Fig. 5 vorteilhaft bei Stufenbollrungen in Uehäusewandungen.
• Mit dem Stellring 1 wird in bereits beschriebener Weise der Käfig 2 und mit diesem die beiden Walzenkränze 3 und 4 verstellt (s. Beschreibung zu Fig. 3).
• Anschließend wird mit dem Stellring 5, der auf einem Gewinde des Kernbolzens 7 läuft, der Stützring 6 mitgenommen durch den Sprengring 8 auf dem Kernbolzen 7 axial verschoben.
• Jiierdurch wird, wie schon beschrieben eine Durcnnesser-Veränderung des vorderen Walzenkranzes bewerkstelligt.
• Auch hier wird durch eine entsprechende Durchmesserdifferenz der Walzen aus den Walzenkränzen 3 und 4 dafür Sorge getragen, daß beide Walzenkränze 3 und 4 während des Betriebes die gleiche Drehzahl haben.
• Stufenrolldorne der erfindungsgemäßen Art weisen somit alle Vorzüge und Bequemlichkeiten auf, die auch Rolldorne bekannter Art mit einem Walzenkranz aufzuweisen haben, wie z.B. geringe Baugröße, leichte Linstellbarkeit von außen, tiöglichkeit der Bearbeitung von Bohrungen kleiner Durchmesser bei gleichzeitiger leichter Einstellbarkeit von außen, Möglichkeit der Sacklochbearbeitung usw.

Claims (9)

P a t e n t a n s p r ü c h e

1. Innenglattwalzwerkzeug mit zwei Walzenkränzen, bei dem die Hüllkreisdurchmesser der Walzenkränze unabgängig voneinander verstellt werden können, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Stellring 6 gemäß Fig. 1 in an sich bekannter Weise ein einteiliger Käfig 3 drehbar und axial fixiert angeordnet ist und dieser Stellring 6 über einen Sprengring 8 mit einer Schiebemuffe 9 über auf dieser Schiebemuffe 9 angebrachtem Außengewinde mit einem zweiten Stellring 11 verbunden ist, der über geeignete Bauelemente, wie z.B. hier Querstift 10 und Gleitstück 15, mit dem inneren, dem Walzenkranz 1 zugeordneten Stützdorn 4 verbunden ist und daß der dem Walzenkranz 2 zugeordnete hohle Stützdorn 5 axial unbeweglich mit dem Werkzeugschaft 14 verbunden ist.

2. Innenglattwalzwerkzeug mit zwei Walzenkränzen, bei dem die Hüllkreisdurchmesser der Walzenkränze verstellt werden können, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise mittels eines Stellringes 6 gemäß Figur 3 der über Gewinde 15 beweglich mit einem Werkzeugschaft 12 verbunden ist, ein in diesem Stellring 6 axial fixierter und drehbar gelagerter, die Rollenkränze 1 und 2 fthrender Käfig axial verschoben werden kann und der separate, innere Stützdorn 4 fürden Walzenkranz 1 über geeignete Bauelemente wie z.B.

hier Gleitstück 13 im Querstift- 9 mit einem zweiten Stellring 8 verbunden ist, der hinter dem ersten Stellring 6 auf dem gleichen Werkzeugschaft 12 angebracht ist und daß dieser Stellring 8 außer über dem Werkzeugschaft 12 mit dem Stellring 6 nicht mechanisch gekoppelt ist.

3. Innenglattwalzwerkzeug gemäß Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, daß der Stellring (5) für die Durchmesserveränderung des Walzenkranzes (4) mit dem kleineren llüllkreisdurchmesser in Vorschubrichtung vor diesem liegt.

4. Innenglattwalzwerkzeug gemäß Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet, daß der Stellring (5) auf dem Gewinde eines Kernbolzens (7) läuft und auf diesem Kernbolzen ebenfalls ein Stützring (6) undrehbar aber axial verschiebbar aufgenommen ist und dieser Kernbolzen (7) koaxial mit dem Werkzeugschaft (10) derart lösbar verbunden ist, daß er gleichzeitig einen weiteren Stützring (9), auf dem sich ein Walzenkranz (3) abwälzt, in seiner axialen Lage fixiert.

5. Innenglattwalzwerkzeug gemäß Anspruch 3 und 4 dadurch gekennzeichnet, daß der Werkzeugschaft (10), der Stützring (9) und der Kernbolzen (7) über eine Paßfeder (11) miteinander verbunden und somit in ihrer Winkellage zueinander fixiert sind.

6. Innenglattwalzwerkzeug gemäß Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, daß die den einzelnen Walzenkränzen jeweils zugeordneten Stützdorn unterschiedliche Konizität aufweisen können.

7. Innenglattwalzwerkzeug gemäß Anspruch 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, daß Walzen verschiedener Walzenkränze gemäß der unterschiedlichen Neigung ihrer zugeordneten Stützdorne ebenfalls entsprechend unterschiedliche Neigung aufweisen.

8. Innenglattwalzwerkzeug gemäß den Ansprüchen 1 bis 7 dadurch gekennzeichnet, daß die an den verschiedenen Walzenkränzen zugehörigen Walzen im Durchmesser innerhalb eines Walzenkranzes unter sich zwar gleich, aber gegenüber dem Durchmesser der Walzen eines anderen WAlzenkranzes derart unterschiedlich sind, daß die Drehzahl aller, zu einem Innenglattwalzwerkzeug gehörigen Walzenkränze gleich ist.

9. Innenglattwalzwerkzeug gemäß den Ansprüchen 1 bis 8 dadurch gekennzeichnet, daß der Stufensprung, d.h. die iiüllkreisdurchmesserdifferenz der Walzenkränze 1 und 2 auch Null sein kann.

L e e r s e i t e