CH647430A5 - DEVICE AND METHOD FOR COLD ROLLING PROFILES BY ROLLING ON THE SCOPE OF A ROTATING WORKPIECE. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Verfahren zu ihrem Betrieb. The invention relates to a device according to the preamble of claim 1 and a method for its operation.

Man kann auf diese Weise Verzahnungen, Gewinde und andere Profile auf zylindrischen Werkstückteilen anbringen. Die Verwendung von Formwalzen, d.h. von Profilwalzen hat gegenüber der Verwendung von Formstangen (z.B. Zahnstangen) Vorteile. Die Stangenwerkzeuge sind schwer herzustellen und nachzuschleifen. Sie brauchen viel Platz und sind heikel. Demgegenüber lassen sich raumsparende Profilwalzen einfacher herstellen und nachschleifen. Sie haben aber den Nachteil, dass es bisher nicht möglich war auf einfache Weise ohne Werkzeugwechsel mehrere Profile am gleichen Werkstück (ohne Werkstückwechsel) herzustellen. Man kann nämlich die Werkzeuge, d. h. die Walzen, nicht so präzise herstellen, dass sie unmittelbar nacheinander anwendbar wären. Und wenn diese präzise Herstellung gelänge, so wäre das Nachschleifen mit entsprechenden Schwierigkeiten verbunden. Man kann die Werkzeuge auch nicht (wie bei Stangen) gegenüber der Welle versetzen, weil dann der Bogen nicht mehr stimmt. In this way, gears, threads and other profiles can be attached to cylindrical workpiece parts. The use of form rolls, i.e. of profile rollers has advantages over the use of shaped racks (e.g. racks). The bar tools are difficult to manufacture and regrind. They take up a lot of space and are delicate. In contrast, space-saving profile rollers are easier to manufacture and regrind. However, they have the disadvantage that previously it was not possible to easily produce several profiles on the same workpiece (without changing the workpiece) without changing tools. You can namely the tools, d. H. the rollers, not so precise that they could be used immediately one after the other. And if this precise manufacture were successful, regrinding would be associated with corresponding difficulties. You cannot move the tools (as with bars) to the shaft, because then the arc will no longer be correct.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen Nachteilen abzuhelfen und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die praktisch die Vorteile beider bisherigen Methoden, Stangen- und Walzen-Werkzeuge, vereinigt s und die Nachteile vermeidet. The invention has for its object to remedy these disadvantages and to provide a device of the type mentioned, which practically combines the advantages of both previous methods, rod and roller tools, and avoids the disadvantages.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird die Vorrichtung nach Anspruch 1 vorgeschlagen, sowie ein Verfahren zu ihrem Betrieb. To achieve this object, the device according to claim 1 is proposed, as well as a method for its operation.

Dadurch, dass die gegenseitige Stellung von Werkstück io und Profilwalzen vorprogrammierbar verstellbar ist, ist es möglich, die Profilwalzen unabhängig von Profilwalzen anderer Profile, die mitverwendet werden sollen, herzustellen und nachzuschleifen. Man kann sie aber trotzdem koaxial verwenden, denn die radialen Unterschiede lassen sich pro-i5 grammieren und beim Walzen jeweils programmgemäss ausgleichen. Due to the fact that the mutual position of workpiece io and profile rollers is pre-programmably adjustable, it is possible to manufacture and regrind the profile rollers independently of profile rollers of other profiles that are to be used. However, they can still be used coaxially, because the radial differences can be programmed i-5 and compensated for during the rolling process.

Dabei wird man zum Ausgleich vorzugsweise die Profilwalzenwellen parallel verschieben, wozu man sie vorteilhaft in Schlitten lagert. Das Verschieben dieser Schlitten kann 20 durch beliebige Antriebe, z.B. durch Schrittmotoren erfolgen. Dabei ist es vorteilhaft, wenn relativ flache Steigung aufweisende Keile verwendet werden, die bei einer verhältnismässig langen Keilbewegung eine kleine Verstellung ergeben. To compensate, the profile roller shafts will preferably be moved in parallel, for which purpose they are advantageously stored in slides. These slides can be moved by any drive, e.g. done by stepper motors. It is advantageous if wedges having a relatively flat slope are used which result in a small adjustment with a relatively long wedge movement.

25 Es ist bevorzugt die Walzwellen so zu lagern, dass sie die fliegende Aufnahme der Profilwalzen erlauben. Dies erleichtert den Werkzeugwechsel und macht die Verwendung von Spannzangenhülsen möglich. 25 It is preferable to store the roll shafts in such a way that they allow the profile rolls to be picked up on the fly. This makes tool changing easier and enables the use of collet sleeves.

Bevorzugterweise werden mehrere koaxial zu verwenden-30 de Profilwalzen untereinander starr verbunden und dann auf der betreffenden Walzwelle angebracht. Dabei genügt es, wenn eine der Walzen mit der Welle verbunden ist, weil sie die anderen Walzen ja mitnimmt. Auch dies ist wirtschaftlich vorteilhaft. A plurality of coaxial profile rollers to be used are preferably rigidly connected to one another and then attached to the relevant roller shaft. It is sufficient if one of the rollers is connected to the shaft because it takes the other rollers with it. This is also economically advantageous.

35 In gewissen Fällen ist es regelmässig unerlässlich auch das Werkstück zwischen den Walzvorgängen einzustellen, was durch seine axiale Verschiebung geschehen kann. 35 In certain cases, it is regularly essential to adjust the workpiece between the rolling processes, which can happen due to its axial displacement.

Dergestalt ist es möglich auch komplizierte Werkstücke in einem Einspann-Arbeitsgang zu erzeugen, wie dies das erto findungsgemässe Verfahren vorsieht. Dabei kann man zwei oder mehrere Profile, wie Verzahnungen und/oder Gewinde, an ein und demselben Werkstück in Aufeinanderfolge mit einem oder mehreren koaxialen Werkzeugpaaren herstellen, wobei man zwischen den einzelnen Walzvorgängen die 45 Werkzeuge, d.h. die Profilwalzen vorprogrammiert zustellt und gegebenenfalls auch das Werkstück axial verschiebt. In this way, it is also possible to produce complicated workpieces in one clamping operation, as provided by the method according to the invention. Two or more profiles, such as gears and / or threads, can be produced on one and the same workpiece in succession with one or more coaxial tool pairs, with the 45 tools, i.e. feeds the profile rollers pre-programmed and, if necessary, also moves the workpiece axially.

So kann man beispielsweise mit zwei koaxial angeordneten Profilwalzen pro Walzwelle operieren. For example, one can operate with two coaxially arranged profile rolls per roll shaft.

Man kann aber auch mit der gleichen Profilwalze mehre-50 re verschiedene Durchmesser und/oder Zähne aufweisende Profile walzen. But you can also roll several diameters and / or teeth with the same profile roller with different profiles.

Bei Verwendung mehrerer Walzen in koaxialer Anordnung kann man diese je nach Bedarf in der gleichen Ebene als Sektorteile und/oder in verschiedenen Ebenen anordnen. 55 Bei Anordnung in verschiedenen Ebenen kann jede Walze umfangmässig weitestgehend ausgenützt werden. When using several rollers in a coaxial arrangement, they can be arranged as sector parts and / or in different levels on the same level as required. 55 When arranged on different levels, each roller can be used extensively as far as possible.

Die Erfindung soll nachstehend anhand der rein schematischen Zeichnung beispielsweise besprochen werden. Es zeigen: The invention will be discussed below with reference to the purely schematic drawing, for example. Show it:

60 Fig. 1 eine Draufsicht auf eine von der oberen Werk-stückhalterung befreite erfindungsgemässe Vorrichtung, 60 a plan view of a device according to the invention freed from the upper workpiece holder,

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Wellenachsen durch die Vorrichtung der Fig. 1 mit oberer Werkstückhalterung, 2 shows a section along the shaft axes through the device of FIG. 1 with the upper workpiece holder,

Fig. 3 einen gegenüber Fig. 2 vergrösserten und detail-65 lierteren Schnitt im Bereich einer Walzwelle mit Schlitten, 3 shows an enlarged and more detailed section in the area of a roller shaft with slide, compared to FIG. 2, FIG.

Fig. 4 ein den Schlittenantrieb verdeutlichendes Detail, 4 shows a detail illustrating the carriage drive,

Fig. 5 ein die Verstellung der Walzwellenneigung betreffendes Lagerdetail, 5 a bearing detail relating to the adjustment of the roll shaft inclination,

3 3rd

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Fig. 6 eine Walzenkombination in Draufsicht, 6 is a top view of a combination of rollers,

Fig. 7 eine weitere Walzenkombination in Draufsicht, Fig. 8 eine Draufsicht auf eine einfache Walze, 7 shows a further roller combination in a top view, FIG. 8 shows a top view of a simple roller,

Fig. 9 bis 14 Ansichten von Werkstückbeispielen zur Erläuterung der Arbeitsmöglichkeiten mit verschiedenen Walz- 5 Werkzeugen. Fig. 9 to 14 views of workpiece examples to explain the work options with different rolling 5 tools.

Im Maschinengestell 1 sind Walzwellen 2 und 3, die über Gelenkwellen 20, 30 (Fig. 2) von einem Synchrongetriebe 4 mit Motor 5 antreibbar sind, in Schlitten 21, 31 gelagert. In the machine frame 1, roller shafts 2 and 3, which can be driven by a synchronous gear 4 with a motor 5 via cardan shafts 20, 30 (FIG. 2), are mounted in slides 21, 31.

Die Schlitten 21, 31 sind durch Keile 22, 32 verstellbar, 10 wobei hier zur Bewegung der Keile Schrittmotoren 23, 33 vorgesehen sind, die mittels Schraubenspindeln 24, 34 an den Keilen 22, 32 angreifen. Die Schrittmotoren 23, 33 können entsprechend einem z. B. elektronisch gespeicherten Programm in Abhängigkeit von den übrigen Bedingungen ge- 15 steuert werden, was hier nicht zu beschrieben werden braucht, weil entsprechende Steuerungen hinlänglich von anderen Maschinen her bekannt sind. The carriages 21, 31 are adjustable by means of wedges 22, 32, 10 whereby stepper motors 23, 33 are provided here for moving the wedges, which act on the wedges 22, 32 by means of screw spindles 24, 34. The stepper motors 23, 33 can corresponding to a z. B. electronically stored program can be controlled depending on the other conditions, which need not be described here because corresponding controls are sufficiently known from other machines.

Auf jeder Walzwelle 2 und 3 sind einander gleiche Walzen 25,26 angebracht. In Fig. 3 erkennt man, dass die Walzen 25,26 miteinander starr verschraubt sind und nur die Walze 26 mit einer Spannzangenhülse 27 an der Welle 2 befestigt ist. The same rolls 25, 26 are attached to each roll shaft 2 and 3. In Fig. 3 it can be seen that the rollers 25, 26 are rigidly screwed together and only the roller 26 is fastened to the shaft 2 with a collet sleeve 27.

Das Werkstück 6 wird zwischen Spitzen 7 gehaltert, die eine axiale Verschiebung und Lagebestimmung gestatten, 25 was z.B. wieder durch einen Schrittantrieb beliebiger Art (nicht erläutert) möglich ist. The workpiece 6 is held between tips 7, which allow axial displacement and position determination, 25 which e.g. again by a stepper drive of any kind (not explained) is possible.

Es soll vorerst noch auf die Fig. 3,4 und 5 näher eingegangen werden: Wenn der Schlitten 21 zum Werkstück 6 hin verschoben werden soll, wird man den Keil 22 vom Motor 23 wegstossen, wobei die Feder 210 (Fig. 3) gespannt bleibt, die den Rückschub des Schlittens bei umgekehrter Motorbewegung fördert. 3, 4 and 5: If the slide 21 is to be moved toward the workpiece 6, the wedge 22 will be pushed away from the motor 23, the spring 210 (FIG. 3) remaining tensioned , which promotes the return of the carriage when the motor moves in reverse.

Um die Neigung der Walzwelle 2 im Schlitten einstellen zu können, ist sie in zwei Pendelrollenlagern 211,212 (Fig. 3 und 5) gelagert. Das von den fliegend angeordneten Walzen 25,26 entferntere Lager 212 ist durch das Zusammenwirken eines Keiles 2121 und Federn 2122 lageveränderlich im Schlitten 21 gelagert. Dadurch kann eine gewisse Konizität des Werkstückes herbeigeführt oder einer solchen vorgebeugt werden. In order to be able to adjust the inclination of the roller shaft 2 in the slide, it is mounted in two spherical roller bearings 211, 212 (FIGS. 3 and 5). The bearing 212, which is more distant from the overhung rollers 25, 26, is mounted in the carriage 21 in a variable position due to the interaction of a wedge 2121 and springs 2122. As a result, a certain taper of the workpiece can be brought about or prevented.

Das Werkstück 6 wird in einem einzigen Umlauf der Wellen 2 und 3 hergestellt, weil die in der Höhe versetzten Walzen 25,26 jeweils nur einen Bruchteil von 360° ausmachen. Bei grösserem Werkstückumfang oder anderer Materialbeschaffenheit kann man aber auch in zwei Umgängen arbeiten, wobei dann die Werkzeuge als Walzen 250,260 gemäss Fig. 7 auszubilden wären. The workpiece 6 is produced in a single revolution of the shafts 2 and 3, because the rollers 25, 26 offset in height each make up only a fraction of 360 °. With a larger workpiece circumference or different material properties, one can also work in two passes, in which case the tools would have to be designed as rollers 250, 260 according to FIG. 7.

Auf diese beiden Weisen lassen sich Werkstücke gemäss den Fig. 9 bis 14 herstellen, wobei auch ein Axialversatz des Werkstückes zumindest bei den Werkstücken 10, 12 und 14 nötig ist. Workpieces according to FIGS. 9 to 14 can be produced in these two ways, an axial displacement of the workpiece also being necessary at least for workpieces 10, 12 and 14.

Mit nur einem einzigen Werkzeug 200 gemäss Fig. 8 können in der Regel Verzahnungen verschiedenen Durchmessers nur dann erzeugt werden, wenn die Module gleich sind. Es lassen sich dabei nur gerade und nur ungerade Zähnezahlen erzeugen. With only a single tool 200 according to FIG. 8, toothings of different diameters can generally only be produced if the modules are the same. Only even and odd numbers of teeth can be generated.

20 20th

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3 Blatt Zeichnungen 3 sheets of drawings

Claims (9)

647430647430 1. Vorrichtung zum Kaltwalzen eines Profils durch Abwälzen auf dem Umfang eines dabei rotierenden Werkstük-kes, mit einem Maschinengestell, worin eine Halterung zur drehbaren Lagerung des Werkstückes und auf zwei synchron umlaufend antreibbaren Walzwellen drehfest angebrachte Profilwalzen mit steigender Profiltiefe vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass die gegenseitige Lage von Werkstück (6) und Profilwalzen (25, 26) vorprogrammierbar verstellbar ist. 1. Device for cold rolling a profile by rolling on the circumference of a rotating workpiece, with a machine frame, in which a holder for the rotatable mounting of the workpiece and on two synchronously rotatable roller shafts rotatably attached profile rollers with increasing profile depth are provided, characterized in that that the mutual position of workpiece (6) and profile rollers (25, 26) is pre-programmable adjustable. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Radialabstand der Profilwalzen (25, 26) zum Werkstück (6) verstellbar ist. 2. Device according to claim 1, characterized in that the radial distance of the profile rollers (25, 26) to the workpiece (6) is adjustable. 2 2nd PATENTANSPRÜCHE PATENT CLAIMS 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass jede Walzwelle (2, 3) in einem vorprogrammierbar verschiebbaren Schlitten (21, 31) gelagert ist. 3. Device according to claim 2, characterized in that each rolling shaft (2, 3) is mounted in a pre-programmable sliding carriage (21, 31). 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass jede Walzwelle (2, 3) fliegend gelagert ist und an einem freien Ende die Profilwalzen (25,26) aufnimmt. 4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that each rolling shaft (2, 3) is overhung and receives the profile rollers (25, 26) at a free end. 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass jede Walzwelle (2, 3) wenigstens zwei koaxiale Profilwalzen (25,26) trägt. 5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that each roll shaft (2, 3) carries at least two coaxial profile rolls (25, 26). 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkstück (6) vorprogrammierbar axial verstellbar ist. 6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the workpiece (6) is axially adjustable preprogrammable. 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Walzwellen (2, 3) neigungsverstellbar gelagert sind. 7. Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the rolling shafts (2, 3) are tilt-adjustable. 8. Verfahren zum Betrieb der Vorrichtung nach Anspruch 1, bei welchem ein Werkstück drehbar zwischen zwei Profilwalzen eingespannt, durch Rotation ein Profil auf dem Werkstück eingewalzt und das Werkstück nach beendetem Walzen ausgespannt wird, dadurch gekennzeichnet, dass am gleichen Werkstück vor dem Ausspannen an mehreren axial voneinander verschiedenen Stellen nacheinander je ein Profil gewalzt wird, wobei die Profilwalzen vor jedem Walzvorgang in auf das Profil und den Werkstückdurchmesser abgestimmter Weise vorprogrammiert hinsichtlich ihres Werkstückabstandes eingestellt werden. 8. The method for operating the device according to claim 1, in which a workpiece rotatably clamped between two profile rollers, a profile is rolled onto the workpiece by rotation and the workpiece is clamped after rolling is complete, characterized in that on the same workpiece before clamping on several axially different points are successively rolled one profile at a time, the profile rollers being pre-programmed with respect to their workpiece spacing in a manner coordinated with the profile and the workpiece diameter before each rolling operation. 9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Walzvorgängen das Werkstück axial verstellt wird. 9. The method according to claim 8, characterized in that the workpiece is axially adjusted between rolling operations.