DE19527995A1 - Internal groove press, especially for coupling or gear - has chuck on spindle extending into workpiece, which is displaced by an outward to inward radial force to form groove - Google Patents
Internal groove press, especially for coupling or gear - has chuck on spindle extending into workpiece, which is displaced by an outward to inward radial force to form grooveInfo
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und ei ne Vorrichtung zur Erzeugung mindestens einer in Umfangs richtung verlaufenden Nut am Innenumfang eines axial in nenverzahnten rotationssymmetrischen Werkstücks insbe sondere ein Kupplungs- oder Getriebeteil. Die Vorrich tung ist dabei eine Drückmaschine, die zumindest eine drehantreibbare Spindel und einen Reitstock umfaßt, wo bei an der Spindel ein sich in das Werkstückinnere er streckendes Futter angebracht ist und wobei an dem Reit stock ein in dessen Axialrichtung relativ zum Futter ver fahrbarer Gegenhalter angebracht ist.The present invention relates to a method and egg ne device for generating at least one in scope direction extending groove on the inner circumference of an axially in toothed rotationally symmetrical workpiece esp special a clutch or gear part. The Vorrich device is a spinning machine that has at least one rotatable spindle and a tailstock includes where when on the spindle he gets into the interior of the workpiece stretching lining is attached and being on the riding stock ver in its axial direction relative to the chuck mobile counter holder is attached.
Ein Verfahren und eine Vorrichtung der oben angegebenen Art sind aus der DE 42 41 811 C1 bekannt. Bei diesem bekannten stand der Technik wird die in Umfangsrichtung verlaufende Nut am Innenumfang des Werkstücks gleich zeitig mit der Innenverzahnung des Werkstücks erzeugt. Auf diese Weise lassen sich mit geringem Herstellungsauf wand und mit niedrigen Stückzeiten Werkstücke der genann ten Art kostengünstig herstellen. In der Praxis hat sich aber gezeigt, daß die Vorrichtung aufgrund ihres kompli zierten Aufbaus mit vielen kleinen beweglichen Teilen einerseits bei der Herstellung sehr kostenaufwendig ist und andererseits relativ verschleißanfällig ist. Außer dem muß die Vorrichtung für jede unterschiedliche Aus führung der Werkstücke komplett neu gefertigt werden, was ebenfalls einen hohen Herstellungs- und Vorhaltungs aufwand zur Folge hat.A method and an apparatus of the above Art are known from DE 42 41 811 C1. With this Known prior art is used in the circumferential direction the same groove on the inner circumference of the workpiece generated early with the internal toothing of the workpiece. In this way, it can be manufactured with little wall and workpieces of the genann Produce th type inexpensively. In practice it has but shown that the device due to its compli graced construction with many small moving parts on the one hand is very costly to manufacture and on the other hand is relatively susceptible to wear. Except the device must for each different Aus workpieces are completely new, which also has a high manufacturing and inventory effort.
Weiterhin ist es dem auf dem einschlägigen Gebiet täti gen Fachmann bekannt, eine in Innenumfangsrichtung umlau fende, die Innenverzahnung eines Werkstücks quer durch setzende Nut nachträglich durch spanabhebende Bearbei tung, insbesondere durch Drehen, in einem gesonderten Arbeitsgang auf einer eigenen Maschine zu erzeugen. Hier bei tritt aber als Nachteil auf, daß das Einstechen von Nuten quer zu einer Verzahnung wegen des unterbrochenen Schnittes technisch schwierig ist und daß anschließend noch eine sorgfältige Entgratung der Verzahnung im Be reich der Nutflanken erfolgen muß, um eine einwandfreie Funktion des Werkstücks zu gewährleisten. Insbesondere die Entgratung kann praktisch nur manuell durchgeführt werden, was hohe Kosten verursacht.It is also active in the relevant field gene known specialist, umlau in the inner circumferential direction fende, the internal toothing of a workpiece across setting groove afterwards by machining tion, especially by turning, in a separate To produce a work step on your own machine. Here but occurs as a disadvantage that the piercing of Grooves across a toothing because of the interrupted Cutting is technically difficult and that afterwards careful deburring of the teeth in the loading rich of the groove flanks must be done to ensure a flawless To ensure the function of the workpiece. Especially deburring can practically only be carried out manually what causes high costs.
Es stellt sich deshalb die Aufgabe, ein Verfahren und ei ne Vorrichtung der oben angegebenen Art zu schaffen, mit denen schnell und kostensparend in Umfangsrichtung ver laufende Nuten am Innenumfang von axial innerverzahnten rotationssymmetrischen Werkstückens hergestellt werden können, ohne daß eine aufwendige Nachbearbeitung erfor derlich ist. Die Vorrichtung soll dabei selbst nur einen geringen Herstellungsaufwand erfordern und eine geringe Verschleißanfälligkeit aufweisen.It is therefore the task of a procedure and egg to create a device of the type specified above with ver quickly and cost-effectively in the circumferential direction running grooves on the inner circumference of axially internally toothed rotationally symmetrical workpiece can be produced can, without requiring a complex post-processing is such. The device itself should only be one require little manufacturing effort and a low Show susceptibility to wear.
Die Lösung des erstens Teils dieser Aufgabe gelingt er findungsgemäß durch ein Verfahren der oben genannten Art, welches dadurch gekennzeichnet ist,He succeeds in solving the first part of this task according to the invention by a method of the above Kind, which is characterized by
- - daß das Werkstück und ein sich mit Freigang in das Innere des Werkstücks erstreckendes Futter, dessen Außenumfang die Negativ-Kontur der zu erzeugenden Nut aufweist, konzentrisch zueinander positioniert und in eine gleichsinnige Drehung versetzt werden und- That the workpiece and one with clearance in the Chuck extending inside the workpiece Outer circumference the negative contour of the groove to be created has, positioned concentrically to each other and in be rotated in the same direction and
- - daß das Werkstück durch Ausüben einer in Radialrich tung von außen nach innen wirkenden Kraft gegen eine zentrierende Rückstellkraft relativ zum Futter in Radialebene aus seiner konzentrischen Lage in eine zunehmend exzentrische Lage verschoben wird, wodurch der Innenumfang des Werkstücks mit dem Außenumfang des Futters in Eingriff gebracht wird.- That the workpiece by exerting one in radial direction force acting from the outside in against a centering restoring force relative to the feed in Radial plane from its concentric position in a increasingly eccentric location is shifted, which the inner circumference of the workpiece with the outer circumference of the Food is engaged.
Vorteilhaft wird mit dem erfindungsgemäßen Verfahren die Möglichkeit geschaffen, ein schon axial innenverzahntes rotationssymmetrisches Werkstück nachträglich durch ei nen reinen Drückvorgang mit einer oder mehreren in Um fangsrichtung, d. h. quer zur Innenverzahnung verlaufen den Nuten zu versehen. Abfallende Materialspäne sowie Grate können bei diesem Verfahren prinzipiell nicht auf treten. Außerdem ist der Verfahrensablauf vergleichswei se einfach und mit geringem technischen Aufwand reali sierbar. Sofern keine von außen wirkende Kraft aufge bracht wird, nehmen das Werkstück und das sich in dessen Inneres erstreckende Futter eine konzentrische Stellung zueinander ein, in welcher ein gegenseitiges Bewegen in Axialrichtung unbehindert möglich ist. Zur Erzeugung der gewünschten Nut oder Nuten genügt es im Prinzip, nur das Werkstück aus seiner konzentrischen in eine exzentrische Lage zu bewegen.The method according to the invention is advantageous Possibility created an already axially internally toothed rotationally symmetrical workpiece afterwards by egg a pure pressing process with one or more in um direction of capture, d. H. run transverse to the internal toothing to provide the grooves. Falling material chips as well In principle, burrs cannot arise with this method to step. In addition, the procedure is comparatively simple and with little technical effort sizable. Provided no external force is exerted is brought, take the workpiece and that in it Inner extending lining in a concentric position to each other, in which a mutual movement in Axial direction is possible. To generate the In principle, the desired groove or grooves is sufficient, only that Workpiece from its concentric to an eccentric Able to move.
Eine Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, daß um den Außenumfang des Werkstücks herum ein Gegenhalter mit ei ner zylindrischen Außenumfangsfläche angeordnet wird und daß die in Radialrichtung von außen nach innen wirkende Kraft durch Zustellen mindestens einer Drückrolle an die Außenumfangsfläche des Gegenhalters erzeugt wird. Auf diese Weise wird insbesondere erreicht, daß das Verfah ren unabhängig von der genauen Kontur des Außenumfanges des Werkstücks angewendet werden kann, weil der Gegen halter ohne weiteres mit einer zylindrischen Außenum fangsfläche ausgestattet- werden kann. Zur Anpassung der inneren Umfangsfläche des Gegenhalters an das Werkstück kann der Gegenhalter mit einer entsprechenden, an das Werkstück angepaßten Kontur ausgeführt werden. Dies er laubt auch die Bearbeitung von Werkstücken mit dem er findungsgemäßen Verfahren, wenn der Außenumfang des Werk stücks nicht exakt zylindrisch ist oder wenn dessen Ma terial oder dessen Wandungsstärke nicht für die Aufnahme der für das Eindrücken der Nut erforderlichen Kräfte ge eignet ist.A further development of the process provides that the Around the outer circumference of the workpiece a counter holder with egg ner cylindrical outer peripheral surface is arranged and that the one acting in the radial direction from the outside inwards Force by delivering at least one spinning roller to the Outer peripheral surface of the counter holder is generated. On in this way it is achieved in particular that the procedure ren regardless of the exact contour of the outer circumference of the workpiece can be applied because of the counter holder with a cylindrical outer circumference catchment area can be equipped. To adjust the inner circumferential surface of the counter holder to the workpiece can the counterholder with a corresponding, to the Work piece adapted contour are executed. This he also allows the machining of workpieces with which he method according to the invention if the outer circumference of the plant piece is not exactly cylindrical or if its dimension material or its wall thickness not for the recording the forces required to press in the groove is suitable.
Um zu vermeiden, daß während des Drückvorganges aus dem Bereich der entstehenden Nut verdrängtes Material im Be reiche des Werkstückes gelangt, in denen es nicht er wünscht ist, schlägt eine Weiterbildung des Verfahrens vor, daß die Innenverzahnung in Axialrichtung gesehen beiderseits der zu erzeugenden Nut während des Drück vorganges durch Füllkörper ausgefüllt wird. Hierdurch wird das im Bereich der Nut verdrängte Material daran ge hindert, in den Bereich der Innenverzahnung zu fließen. Hierdurch bleibt die exakte Kontur der Innenverzahnung auch nach dem Eindrücken der Nut erhalten, so daß eine Nachbearbeitung auch dann entfallen kann, wenn relativ viel Material verdrängt wird, z. B. bei der Erzeugung von relativ breiten und/oder tiefen Nuten.To avoid that from the Area of the resulting groove displaced material in the loading reaches the workpiece in which it is not he is desired, further development of the process suggests before that the internal toothing seen in the axial direction on both sides of the groove to be created during the pressing process is filled by packing. Hereby the material displaced in the area of the groove is then ge prevents flow in the area of the internal toothing. This keeps the exact contour of the internal toothing obtained even after pressing in the groove, so that a Post-processing can also be omitted if relative a lot of material is displaced, e.g. B. in the generation of relatively wide and / or deep grooves.
Die Lösung des zweiten Teils dieser Aufgabe gelingt er findungsgemäß durch eine Vorrichtung der oben genannten Art, welche dadurch gekennzeichnet ist,He succeeds in solving the second part of this task according to the invention by a device of the above Kind, which is characterized by
- - daß der Gegenhalter einen das Werkstück an seinem Außenumfang umfassenden Werkstückaufnahmekörper mit einer zylindrischen Außenumfangsfläche aufweist, der zusammen mit dem Werkstück relativ zum übrigen Teil des Gegenhalters und relativ zum Futter durch Zustel len mindestens einer Drückrolle an seine Außenumfangs fläche gegen eine zentrierende Rückstellkraft in Ra dialebene verschiebbar ist, - That the counter holder one the workpiece on his Outer circumference comprising workpiece holder body has a cylindrical outer peripheral surface, the together with the workpiece relative to the rest of the part of the counterholder and relative to the feed by delivery len at least one pressure roller on its outer circumference area against a centering restoring force in Ra the plane is movable,
- - daß der Außendurchmesser des Futters kleiner ist als der Innendurchmesser des Werkstücks und- That the outer diameter of the chuck is smaller than the inside diameter of the workpiece and
- - daß am Außenumfang des Futters eine in Umfangsrichtung verlaufende, eine Negativ-Kontur der zu erzeugenden Nut aufweisende Erhebung vorhanden ist.- That on the outer circumference of the feed in the circumferential direction running, a negative contour of the to be generated There is only a survey.
Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann schnell und exakt die gewünschte Nut durch einen Drückvorgang herge stellt werden. Abgetragene Materialspäne sowie Grate kön nen dabei nicht entstehen, so daß das bearbeitete Werk stück unmittelbar nach dem Drücken der Nut oder auch meh rerer Nuten ohne Nachbearbeitung verwendbar ist. Weiter hin ist vorteilhaft, daß bei dieser Vorrichtung ledig lich der Werkstückaufnahmekörper relativ zum übrigen Teil des Gegenhalters verschieblich ausgeführt sein muß, so daß nur wenige bewegliche Teile und dementsprechend nur wenige Stellen, an denen ein Verschleiß durch Rei bung auftreten kann, vorliegen.With the device according to the invention can quickly and exactly the desired groove by pressing be put. Removed chips and burrs can NEN do not arise, so that the edited work piece immediately after pressing the groove or meh rerer grooves can be used without post-processing. Next it is advantageous that single in this device Lich the workpiece holder body relative to the rest Part of the counter holder must be designed to be movable, so that only a few moving parts and accordingly only a few places where wear by rei exercise can occur.
Um einerseits die Herstellung des Futters möglichst ein fach zu machen und um andererseits die beim Betrieb der Vorrichtung am stärksten beanspruchte Erhebung aus einem möglichst harten Material machen zu können, ist bevor zugt vorgesehen, daß die Erhebung durch den radial äuße ren Teil einer in Radialebene des Futters in diesem ge halterten Scheibe gebildet ist. Die Scheibe kann geson dert für sich hergestellt und vorzugsweise auch ausge tauscht werden, so daß bei Verschleiß oder bei Maßände rungen der zu erzeugenden Nut nur die Scheibe ausge tauscht werden muß, während der übrige Teil des Futters weiter verwendbar bleibt.On the one hand, the production of the feed as possible to make subject and on the other hand to operate the Device most stressed bump from one It is about to be able to make the hardest possible material provides that the survey by the radially outer ren part of a in the radial plane of the chuck in this bracket disc is formed. The disc can be used separately made for itself and preferably also out be exchanged, so that in the event of wear or dimensions the disc to be created only the disc must be exchanged while the rest of the feed remains usable.
Weiterhin wird vorgeschlagen, daß in Futter-Axialrich tung gesehen beiderseits der Erhebung am Außenumfang des Futters je eine Verzahnung vorhanden ist, deren Kontur der Negativ-Kontur der Innenverzahnung des Werkstücks entspricht. Hierdurch wird erreicht, daß bei dem Ein drücken der Nut kein Material des Werkstücks in den Be reich der schon vorhandenen axialen Innenverzahnung ge drückt wird. Die Kontur der Verzahnung bleibt somit un verändert erhalten, was eine hohe Qualität und Maßhaltig keit des fertigen Werkstücks sicherstellt.It is also proposed that in chuck Axialrich seen on both sides of the survey on the outer circumference of the There is a toothing for each lining, the contour of which the negative contour of the internal toothing of the workpiece corresponds. This ensures that the one no material of the workpiece is pressed into the groove range of the existing axial internal toothing ge is pressed. The contour of the toothing thus remains un get changed, which is high quality and true to size ensures the finished workpiece.
Zur einfacheren Anpassung der Vorrichtung an unterschied liche zu bearbeitende Werkstücke ist vorgesehen, daß die Verzahnungen jeweils an mit dem übrigen Futter lösbar verbundenen Futtersegmenten angebracht sind. Diese Fut tersegmente sind somit bei Bedarf leicht gegen solche mit geänderter Verzahnung austauschbar. Außerdem können die Futtersegmente zur Halterung der oben erwähnten Scheibe zu Bildung der die Nut erzeugenden Erhebung ge nutzt werden.For easier adaptation of the device to difference Liche workpieces to be machined is provided that the Toothings each detachable with the rest of the chuck connected feed segments are attached. This fut t segments are therefore easily opposed to those if required interchangeable with modified teeth. You can also the chuck segments to hold the above mentioned Washer to form the elevation producing the groove be used.
Insbesondere für die Bearbeitung von Werkstücken, bei denen relativ viel Material zur Erzeugung der Nut ver drängt werden muß, ist vorgesehen, daß der Werkstückauf nahmekörper an seinem Innenumfang mit einer Kontur ausge bildet ist, die einen Freiraum zur Aufnahme von bei der Erzeugung der Nut nach außen verdrängtem Werkstückmate rial aufweist. Dieser Freiraum wird während des Ein drückens der Nut zunehmend mit dem aus dem Bereich der entstehenden Nut verdrängten Material des Werkstücks ge füllt, so daß das Material nicht gezwungen ist, in den Bereich der schon bestehenden axialen Innenverzahnung oder in Richtung zum freien stirnende des Werkstücks zu wandern. Hierdurch werden die erforderlichen Drückkräfte auch bei relativ großer Materialverdrängung, wie sie bei breiteren und/oder tieferen Nuten auftreten, auf erträg liche Werte begrenzt.Especially for the machining of workpieces at which ver a lot of material to create the groove must be urged, it is provided that the workpiece Take out body with a contour on its inner circumference is that forms a space for receiving at the Generation of the groove of the workpiece material displaced outwards rial. This space becomes available during the on pressing the groove increasingly with that from the area of resulting groove displaced material of the workpiece ge fills, so that the material is not forced into the Area of the existing axial internal toothing or towards the free end of the workpiece hike. As a result, the necessary pressing forces even with relatively large material displacement, as in wider and / or deeper grooves occur on bearable limited values.
Um einen synchronlauf zwischen Werkstück und Futter sicherzustellen und einen Schlupf zwischen beiden zu ver meiden, ist vorgesehen, daß in dem Futter mindestens ein Mitnehmerstift geführt ist, der in Futter-Radialrichtung verschieblich und durch eine Kraft in radial nach außen weisender Richtung vorbelastbar sowie mit seinem äußeren Stirnende in Eingriff mit der Innenverzahnung des Werk stücks bringbar ist. Der oder die Mitnehmerstifte bilden eine in Umfangsrichtung wirkende gegenseitige Verriege lung zwischen Futter und Werkstück, so daß relative Ver drehungen zueinander in Umfangsrichtung ausgeschlossen werden.To ensure synchronous running between the workpiece and the chuck ensure and ver a slip between the two avoid, it is provided that at least one in the feed Driving pin is guided in the chuck radial direction displaceable and by a force in radially outwards pointing direction can be biased as well as with its outer Front end in engagement with the internal toothing of the movement can be brought. The driver pin or pins form a mutual locking action acting in the circumferential direction tion between chuck and workpiece, so that relative Ver Rotations to each other in the circumferential direction excluded will.
Um den Werkstückaufnahmekörper in einer konzentrischen Lage relativ zum übrigen Teil des Gegenhalters und rela tiv zum Futter zu halten, solange von der oder den Drück rollen keine Kraft auf den Werkstückaufnahmekörper ausge übt wird, ist vorgesehen, daß der Werkstückaufnahmekör per an seiner dem Werkstück abgewandten Stirnseite eine zentrische Außenkegelfläche oder Innenkegelfläche auf weist und daß zentral in dem Gegenhalter axial verschieb lich ein Gleitstück mit einer mit der Außenkegelfläche oder Innenkegelfläche des Werkstückaufnahmekörpers zusam menwirkenden Innenkegelfläche oder Außenkegelfläche ge führt ist, wobei das Gleitstück zur Erzeugung der Rück stellkraft durch eine in Richtung zum Werkstückaufnahme körper wirkende Krafteinrichtung vorbelastet oder vorbe lastbar ist. Die Krafteinrichtung sorgt dafür, daß die beiden Kegelflächen aneinandergedrückt werden, wodurch eine konzentrische Lage von Werkstückaufnahmekörper und Gleitstück und damit allen übrigen Teilen von Gegenhal ter und Futter sichergestellt wird. Durch Ausübung einer in Radialrichtung wirkenden Kraft mittels einer oder mehrerer Drückrollen auf die Außenumfangsfläche des Werk stückaufnahmekörpers wird die von der Krafteinrichtung ausgeübte Kraft überwunden und der Werkstückaufnahmekör per wird unter gegenseitiger Verschiebung der Außenkegel fläche und der Innenkegelfläche in eine exzentrische Po sition relativ zum Gleitstück und damit zu den übrigen Teilen des Gegenhalters und zum Futter verschoben. Bei einem Zurückfahren der Drückrolle oder Drückrollen er folgt selbsttätig wieder eine Zentrierung des Werkstück aufnahmekörpers relativ zum Gleitstück.To the workpiece holder body in a concentric Location relative to the rest of the counterhold and rela tiv to keep the feed as long as by the or the press no force is exerted on the workpiece holder body is practiced, it is provided that the workpiece holder by one on its end facing away from the workpiece centric outer conical surface or inner conical surface points and that axially shift centrally in the counter holder Lich a slider with one with the outer taper surface or inner conical surface of the workpiece holder body together inner conical surface or outer conical surface leads is, the slider for generating the back force by a towards the workpiece holder body-acting force device preloaded or vorbe is resilient. The force device ensures that the be pressed together, whereby a concentric position of the workpiece holder body and Slider and thus all other parts of Gegenhal ter and feed is ensured. By exercising a radial force by means of or several pressure rollers on the outer circumferential surface of the plant piece receiving body is that of the force device applied force overcome and the workpiece holder per is the outer cone with mutual displacement surface and the inner cone surface in an eccentric bottom sition relative to the slider and thus to the rest Parts of the counter holder and moved to the chuck. At a retraction of the spinning roller or spinning rollers centering of the workpiece follows again automatically receiving body relative to the slider.
Die erwähnte Krafteinrichtung ist bevorzugt durch eine Feder oder Federanordnung gebildet, da hierdurch mit ge ringem technischen und finanziellen Aufwand der gewünsch te Zweck mit hoher Zuverlässigkeit erreicht wird.The force device mentioned is preferably by a Spring or spring arrangement formed, as a result, with ge the technical and financial effort required te purpose is achieved with high reliability.
Weiterhin ist bezüglich der Krafteinrichtung vorgesehen, daß diese vorgespannt oder vorspannbar ist. Hierdurch ist eine Einstellung auf unterschiedliche Anwendungsfäl le der Vorrichtung möglich.Furthermore, with regard to the force device, that this is biased or biased. Hereby is an adjustment to different applications le of the device possible.
Schließlich ist für die erfindungsgemäße Vorrichtung noch vorgesehen, daß zwei Drückrollen vorhanden sind, die in Umfangsrichtung des Werkstückaufnahmekörpers ge sehen in einem Winkelabstand zwischen 60 und 120° ange ordnet und gemeinsam an einem pendelnd gelagerten Drück rollenhalter gehaltert sind, der in Radialrichtung des Werkstückaufnahmekörpers zustellbar ist. Auf diese Weise wird der Werkstückaufnahmekörper bei seiner Verschiebung in eine exzentrische Lage sehr exakt geführt, wodurch auch die Erzeugung der Nut durch den Drückvorgang ent sprechend genau und reproduzierbar wird. Außerdem werden so die zu übertragenden Kräfte auf zwei Drückrollen und auf zwei getrennte Bereiche der Außenumfangsfläche des Werkstückaufnahmekörpers verteilt, was die örtlichen me chanischen Belastungen mindert und für einen geringeren Verschleiß sorgt.Finally, for the device according to the invention provided that there are two spinning rollers, the ge in the circumferential direction of the workpiece receiving body see at an angular distance between 60 and 120 ° arranges and together on a swinging push roll holder are held in the radial direction of the Workpiece holder body is deliverable. In this way becomes the workpiece holder body during its displacement guided in an eccentric position very precisely, whereby ent also the generation of the groove by the pressing process speaking accurately and reproducibly. Also be so the forces to be transferred on two spinning rollers and on two separate areas of the outer peripheral surface of the Workpiece holder body distributed what the local me reduces mechanical stress and for a lower Wear ensures.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand einer Zeichnung erläutert. Die Figuren der Zeich nung zeigen:An embodiment of the invention is as follows explained using a drawing. The figures of the drawing show:
Fig. 1 eine Vorrichtung im Teil-Längsschnitt, in einem Verfahrensstadium unmittelbar vor der Erzeugung einer Nut, Fig. 1 shows an apparatus in partial longitudinal section, in a process stage immediately prior to the generation of a groove,
Fig. 2 die Vorrichtung gemäß Fig. 1 im Querschnitt entlang der Linie II-II und Fig. 2 shows the device of FIG. 1 in cross section along the line II-II and
Fig. 3 die Vorrichtung in gleicher Darstellungsweise wie Fig. 2, nun aber in einem Verfahrensstadi um während der Erzeugung der Nut. Fig. 3 shows the device in the same representation as Fig. 2, but now in a process stage during the creation of the groove.
Wie die Fig. 1 der Zeichnung zeigt, besteht das hier dargestellte Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 1 aus einer Drückmaschine, wobei von dieser der Übersichtlich keit halber rechts nur das Ende einer drehantreibbaren Spindel 12 und links das gegenüberliegende Ende eines Reitstocks 13 angedeutet ist. An der Stirnfläche der Spindel 12 ist ein Futter 2 montiert, welches eine im wesentlichen zylindrische Grundform aufweist.As shown in FIG. 1 of the drawing, the embodiment of the device 1 shown here consists of a spinning machine, of which, for the sake of clarity, only the end of a spindle 12 which can be driven by rotation and the opposite end of a tailstock 13 are indicated on the left. A chuck 2 is mounted on the end face of the spindle 12 and has a substantially cylindrical basic shape.
An dem Reitstock 13 ist ein Gegenhalter 3 montiert, der aus mehreren Teilen besteht. Einen ersten Teil des Gegen halters 3 bildet ein Werkstückaufnahmekörper 31, dessen rechter Teil im wesentlichen die Form eines Hohlzylin ders hat. An seiner in der Zeichnung linken Seite be sitzt der Werkstückaufnahmekörper 31 in seinem Zentrum einen Außenkegel 33. Radial außen um diesen herum ist eine nach innen hin offene, in Umfangsrichtung verlaufen de Führungsringnut 32 vorhanden. In dieser Führungsring nut 32 liegt ein ringförmiger Führungsflansch 39′, der seinerseits Teil eines im wesentlichen hohlzylindrischen Führungskörpers 39 ist. Dabei ist der Außendurchmesser des Führungsflansches 39′ kleiner als der Innendurchmes ser der Führungsringnut 32, so daß eine Relativbewegung in Radialebene möglich ist. Der Führungskörper 39 bildet einerseits die Verbindung zum Reitstock 13 und anderer seits in seinem Inneren eine Führung für ein zentrisches Gleitstück 35. Zwischen dem Gleitstück 35 und dem Füh rungskörper 39 ist eine Federanordnung 37 eingefügt, die das Gleitstück 35 mit einer zum Werkstückaufnahmekörper 31 hin, d. h. in der Fig. 1 nach rechts weisenden Kraft beaufschlagt. Durch eine Schraube 38 ist die Kraft ver änderbar. An seiner dem Werkstückaufnahmekörper 31 zuge wandten Seite besitzt das Gleitstück 35 eine Innenkegel fläche 36, die mit der Außenkegelfläche 33 des Werkstück aufnahmekörpers 31 zusammenwirkt.On the tailstock 13 , a counter holder 3 is mounted, which consists of several parts. A first part of the counter holder 3 forms a workpiece holder body 31 , the right part of which essentially has the shape of a hollow cylinder. On its left side in the drawing, the workpiece holder body 31 has an outer cone 33 in its center. Radially around the outside there is an inwardly open, circumferential direction de guide ring groove 32 . In this guide ring groove 32 is an annular guide flange 39 ', which in turn is part of an essentially hollow cylindrical guide body 39 . The outer diameter of the guide flange 39 'is smaller than the inner diameter of the guide ring groove 32 , so that a relative movement in the radial plane is possible. The guide body 39 on the one hand forms the connection to the tailstock 13 and on the other hand in its interior a guide for a centric slider 35th Between the slider 35 and the guide body 39 , a spring arrangement 37 is inserted, which acts on the slider 35 with a workpiece receiving body 31 , that is, in FIG. 1, a force pointing to the right. The force can be changed by a screw 38 . On its side facing the workpiece holder body 31 , the slider 35 has an inner cone surface 36 which cooperates with the outer conical surface 33 of the workpiece holder body 31 .
Zwischen einem am linken Stirnende des Futters 2 ange brachten Abstandshalter 27 einerseits und dem Werkstück aufnahmekörper 31 andererseits ist ein zuvor bearbeite tes, im wesentlichen topfförmiges Werkstück 4 einge spannt. Das Werkstück 4 besitzt einen Nabenteil 41 mit einer zentralen Durchbrechung 40. An den Nabenteil 41 schließt sich in Axialrichtung ein erster Teil 42 einer Umfangswand an, in deren Bereich das Werkstück 4 an sei nem Innenumfang eine in Axialrichtung verlaufende Innen verzahnung 44 aufweist. Diese Innenverzahnung 44 ist in einem vorhergehenden Bearbeitungsvorgang erzeugt worden. An den ersten Teil 42 der Umfangswand schließt sich ein zweiter Teil 43 der Umfangswand an, dessen Innen- und Außendurchmesser gegenüber dem ersten Teil 42 der Um fangswand vergrößert ist und der innenseitig wie außen seitig glattflächig ist.Between a left at the front end of the chuck 2 , spacers 27 on the one hand and the workpiece receiving body 31, on the other hand, a previously machined tes, essentially pot-shaped workpiece 4 is clamped. The workpiece 4 has a hub part 41 with a central opening 40 . The hub part 41 is adjoined in the axial direction by a first part 42 of a peripheral wall, in the area of which the workpiece 4 has an internal toothing 44 running in the axial direction on its inner circumference. This internal toothing 44 was generated in a previous machining process. At the first part 42 of the peripheral wall, a second part 43 of the peripheral wall follows, the inside and outside diameter of which is enlarged compared to the first part 42 of the peripheral wall and which is smooth on the inside and outside.
Weiterhin zeigt die Fig. 1 der Zeichnung, daß der Außen umfang des Futters 2 kleiner ist als der Innendurchmes ser des Werkstücks 4. Außer dem erwähnten Abstandshalter 27 umfaßt das Futter 2 noch eine Erhebung 21, die in Um fangsrichtung um das Futter 2 herum läuft. Die Erhebung 21 hat eine Kontur, die der Negativ-Kontur einer am In nenumfang des Werkstücks 4 zu erzeugenden quer durch des sen Innenverzahnung 44 verlaufenden Nut entspricht. Die Erhebung 21 wird hier durch den radial äußeren Teil einer Scheibe 22 gebildet. Die Scheibe 22 ist zwischen zwei Futtersegmenten 23 und 23′ eingespannt, wobei jedes Futtersegment 23, 23′ an seinem Außenumfang eine Verzah nung 24, 24′ trägt, deren Kontur die Negativ-Kontur der Innenverzahnung 44 des Werkstücks 4 darstellt. 1 also shows the Fig. The drawing, that the outer periphery of the chuck 2 is less than the Innendurchmes ser of the workpiece 4. In addition to the spacer 27 mentioned, the chuck 2 also comprises an elevation 21 which runs around the chuck 2 in the circumferential direction. The elevation 21 has a contour that corresponds to the negative contour of a groove to be produced on the inner circumference of the workpiece 4 , which extends transversely through the internal toothing 44 . The elevation 21 is formed here by the radially outer part of a disc 22 . The disc 22 is clamped between two chuck segments 23 and 23 ', each chuck segment 23 , 23 ' on its outer circumference having a toothing 24 , 24 ', the contour of which represents the negative contour of the internal toothing 44 of the workpiece 4 .
Schließlich gehört zum Futter 2 noch mindestens ein in Radialrichtung verschieblich geführter Mitnehmerstift 25, der durch eine Federanordnung 26 mit einer in Radial richtung nach außen weisenden Kraft beaufschlagt ist. An seinem äußeren Stirnende 25′ besitzt der Mitnehmerstift 25 eine mit der Innenverzahnung 44 in Eingriff bringbare Kontur, wodurch im Eingriffszustand eine gegenseitige Verriegelung des Futters 2 und des Werkstücks 4 erreicht wird, die relative Verdrehungen zueinander ausschließt und einen Synchronlauf sichert.Finally, the chuck 2 also includes at least one driver pin 25 which is displaceably guided in the radial direction and which is acted upon by a spring arrangement 26 with a force pointing outward in the radial direction. At its outer end face 25 'an interlock has the driving pin 25 a can be brought with the internal toothing 44 in engagement contour, which in the engaged state of the chuck 2 and the workpiece 4 is reached, excludes the relative rotations to each other and ensures a synchronous running.
In dem in der Fig. 1 gezeigten Verfahrensstadium bzw. Betriebszustand der Vorrichtung 1 ist eine oben in der Zeichnung sichtbare Drückrolle noch von der Außenumfangs fläche 31′ entfernt. Aus diesem Grund wird auch auf den Werkstückaufnahmekörper 31 noch keine in Radialrichtung wirkende Kraft von außen ausgeübt. Demzufolge sorgt das durch die Federanordnung 37 vorbelastete Gleitstück 35 dafür, daß der Werkstückaufnahmekörper 31 relativ zum Gleitstück 35 und damit zu allen übrigen Teilen des Gegenhalters 3 und zum Futter 2 eine konzentrische Lage einnimmt, in der die Längsmittelachse 30 des Werkstück aufnahmekörpers 31 mit der Drehachse 10 der Spindel 12 und des Futters 2 zusammenfällt.In the example shown in FIG. 1, stage of the procedure or operating state of the device 1 a visible upward in the drawing pressing roller is still surface of the outer periphery 31 'removed. For this reason, no force acting in the radial direction is exerted on the workpiece holder body 31 from the outside. Accordingly, the pre-loaded by the spring arrangement 37 slider 35 ensures that the workpiece holder body 31 occupies relative to the slider 35 and thus to all other parts of the anvil 3 and the chuck 2 is a concentric position in which the longitudinal central axis of the receiving body 30 of the workpiece 31 with the axis of rotation 10 of the spindle 12 and the chuck 2 coincides.
Dieses Verfahrensstadium und der entsprechende Betriebs zustand der Vorrichtung 1 sind auch in der Fig. 2 an hand des Schnittes entlang der Linie II-II in Fig. 1 dargestellt. Im Zentrum der Fig. 2 ist das Futter 2 erkennbar, auf dessen Außenumfang die Verzahnung 24 und die Erhebung 21 in Stirnansicht erkennbar sind. Radial nach außen im Abstand davon folgt das Werkstück 4, an dessen Innenumfang in Stirnansicht die axiale Innenver zahnung 44 sichtbar ist. Radial außen davon ist der zwei te Teil 43 der Umfangswand des Werkstücks 4 in Stirnan sicht erkennbar. Außenseitig wird das Werkstück 4 von dem Werkstückaufnahmekörper 31 umfaßt, der hier eben falls in Stirnansicht erkennbar ist.This stage of the process and the corresponding operating state of the device 1 are also shown in FIG. 2 on the basis of the section along the line II-II in FIG. 1. In the center of FIG. 2, the chuck 2 can be seen , on the outer circumference of which the teeth 24 and the elevation 21 can be seen in a front view. Radially outward at a distance therefrom follows the workpiece 4 , on the inner circumference in front view of the axial internal toothing 44 is visible. Radially outside of it the two-th part 43 of the circumferential wall of the workpiece 4 can be seen in Stirnan. On the outside, the workpiece 4 is encompassed by the workpiece holder body 31 , which can be seen here if the front view.
Das Futter 2 einerseits und der Werkstückaufnahmekörper 31 mit dem von ihm umfaßten Werkstück 4 andererseits sind hier konzentrisch zueinander positioniert, wobei die Drehachse 10 des Futters 2 und die Längsmittelachse 30 des Werkstückaufnahmekörpers 31 zusammenfallen.The chuck 2 on the one hand and the workpiece holder body 31 with the workpiece 4 encompassed by it on the other hand are positioned here concentrically to one another, the axis of rotation 10 of the chuck 2 and the longitudinal central axis 30 of the workpiece holder body 31 coinciding.
Die in Fig. 1 erwähnte Drückrolle oder Drückrollenanord nung 14 ist gemäß dem dort eingezeichneten Bewegungs pfeil 19 in Richtung zur Außenumfangsfläche 31′ des Werk stückaufnahmekörpers 31 zustellbar, wobei die Drehachse 17 der Drückrolle 14 parallel zur Drehachse 10 des Fut ters 2 verläuft.1 mentioned in Fig. 1 pressure roller or pressure roller arrangement 14 is in accordance with the movement arrow 19 there in the direction of the outer peripheral surface 31 'of the workpiece receiving body 31 can be delivered, the axis of rotation 17 of the pressure roller 14 extending parallel to the axis of rotation 10 of the Fut ters 2 .
Das Verfahrensstadium und den entsprechenden Betriebs zu stand der Vorrichtung 1 nach erfolgter Zustellung der Drückrollen 14, 14′ zeigt die Fig. 3 der Zeichnung. Hier liegen nun die Drückrollen 14, 14′ in einem in Um fangsrichtung des Werkstückaufnahmekörpers 31 betrachte ten Winkelabstand von etwa 90° an der Außenumfangsfläche 31′ des Werkstückaufnahmekörpers 31 an. Durch Ausübung einer Zustellkraft in Richtung des Pfeiles 19 wird der Werkstückaufnahmekörper 31 aus seiner zum Futter 2 kon zentrischen Lage in eine in Fig. 3 dargestellte exzen trische Lage verschoben, wobei gleichzeitig das Futter 2 und der Werkstückaufnahmekörper 31 mit dem Werkstück 4 sich in einer synchronen Drehung befinden. Wie die Fig. 3 deutlich zeigt, sind in diesem Betriebszustand die Drehachse 10 des Futters 2 und die Längsmittelachse und damit auch die Drehachse des Werkstückaufnahmekörpers 31 um einen Betrag x gegeneinander verschoben. Hierdurch wird das Futter 2, genauer die dort am Außenumfang vor handene Erhebung 21 und Verzahnung 24 in Anlage an den Innenumfang des Werkstücks 4 gebracht. Bei Ausübung ent sprechend großer Kräfte wird die Erhebung 21 in das Ma terial des Werkstücks 4 eingedrückt, wodurch eine Nut im Werkstück 4 erzeugt wird, deren Kontur der Negativ-Kon tur der Erhebung 21 entspricht.The process stage and the corresponding operation to the device 1 after delivery of the pressure rollers 14 , 14 'shows Fig. 3 of the drawing. Here are now the pressing rollers 14, 14 'in an order in the work receiving body 31 circumferential direction consider th angular distance of approximately 90 ° on the outer circumferential surface 31' of the workpiece holder body 31 at. By exerting a pushing force in the direction of arrow 19 of the workpiece holder body 31 is displaced from its kon for the lining 2 central position in a in Fig. 3 shown exzen tric position, at the same time the chuck 2 and the workpiece holder body 31 with the workpiece 4 in a synchronous Rotation. As FIG. 3 clearly shows, in this operating state the axis of rotation 10 of the chuck 2 and the longitudinal center axis and thus also the axis of rotation of the workpiece holder body 31 are shifted relative to one another by an amount x. As a result, the chuck 2 , more precisely the elevation 21 and toothing 24 present there on the outer circumference, is brought into contact with the inner circumference of the workpiece 4 . When exercising accordingly large forces, the elevation 21 is pressed into the material Ma of the workpiece 4 , whereby a groove is generated in the workpiece 4 , the contour of the negative contour of the elevation 21 corresponds.
Gemäß der Fig. 3 sind bei dem gezeigten Ausführungsbei spiel die beiden Drückrollen 14, 14′ an einem gemeinsa men Drückrollenhalter 15 um ihre Drehachsen 17, 17′ dreh bar gelagert. Der Drückrollenhalter 15 besitzt eine auf dem Kopf stehende V-Form, wobei der Drückrollenhalter 15 seinerseits an der spitze des V um ein Schwenklager 16 verschwenkbar gelagert ist. Hierdurch wird eine symmetri sche Kraftausübung zwischen jeder der beiden Drückrollen 14, 14′ einerseits und dem Werkstückaufnahmekörper 31 sichergestellt.According to the Fig. 3 are in the shown Ausführungsbei play the two pressure rollers 14, 14 'on a the Common men spinning roller holder 15 about its pivot axes 17, 17' rotatably bar. The pressure roller holder 15 has an upside-down V-shape, the pressure roller holder 15 in turn being pivotally mounted on the tip of the V about a pivot bearing 16 . This ensures a symmetrical application of force between each of the two pressure rollers 14 , 14 'on the one hand and the workpiece holder body 31 .
Nach dem erfolgten Eindrücken der Nut in den Innenumfang des Werkstücks 4 werden die Drückrollen 14, 14′ in zum Pfeil 19 entgegengesetzter Richtung zurückgefahren, wo durch wieder eine konzentrische Lage des Werkstückauf nahmekörpers 31 mit dem Werkstück 4 relativ zum Futter 2 eintritt. In dieser konzentrischen Lage der genannten Teile kann dann, wie z. B. die Fig. 1 verdeutlicht, durch Verfahren des Reitstocks 13 zusammen mit dem Gegen halter 3 und dem Werkstück 4 nach links dieses von dem Futter 2 entfernt werden. Anschließend kann das fertig bearbeitete Werkstück 4 manuell oder durch einen hier nicht dargestellten Automaten aus dem Werkstückaufnahme körper 31 nach rechts herausgezogen und abgeführt wer den. Nach Einführen eines weiteren Werkstücks 4 in den Werkstückaufnahmekörper 31 und Zusammenfahren von Reit stock 13 und Futter 2 kann dann ein neuer Umformvorgang zur Erzeugung einer Nut am Innenumfang des Werkstücks 4 beginnen.After the groove has been pressed into the inner circumference of the workpiece 4 , the pressure rollers 14 , 14 'are retracted in the opposite direction to the arrow 19 , where again a concentric position of the workpiece receiving body 31 with the workpiece 4 relative to the chuck 2 occurs. In this concentric position of the parts mentioned, such as. B. Fig. 1 illustrates, by moving the tailstock 13 together with the counter holder 3 and the workpiece 4 to the left this can be removed from the chuck 2 . Subsequently, the finished workpiece 4 can be pulled out of the workpiece holder body 31 to the right and removed manually or by an automatic machine (not shown here). After inserting a further workpiece 4 into the workpiece holder body 31 and moving together the tailstock 13 and chuck 2 , a new forming process can then begin to produce a groove on the inner circumference of the workpiece 4 .
Claims (13)
- - daß das Werkstück (4) und ein sich mit Freigang in das Innere des Werkstücks (4) erstreckendes Futter (2), dessen Außenumfang die Negativ-Kontur der zu erzeugenden Nut aufweist, konzentrisch zueinander positioniert und in eine gleichsinnige Drehung ver setzt werden und
- - daß das Werkstück (4) durch Ausüben einer in Radi alrichtung von außen nach innen wirkenden Kraft ge gen eine zentrierende Rückstellkraft relativ zum Futter (2) in Radialebene aus seiner konzentri schen Lage in eine zunehmend exzentrische Lage ver schoben wird, wodurch der Innenumfang des Werk stücks (4) mit dem Außenumfang des Futters (2) in Eingriffgebracht wird.
- - That the workpiece ( 4 ) and a free passage into the interior of the workpiece ( 4 ) extending chuck ( 2 ), the outer circumference of which has the negative contour of the groove to be produced, is positioned concentrically with one another and is set in a rotation in the same direction and
- - That the workpiece ( 4 ) by exerting a force acting in the radial direction from the outside inward ge conditions a centering restoring force relative to the chuck ( 2 ) in the radial plane from its concentric position in an increasingly eccentric position is pushed ver, whereby the inner circumference of the Work piece ( 4 ) with the outer circumference of the chuck ( 2 ) is engaged.
- - daß der Gegenhalter (3) einen das Werkstück (4) an seinem Außenumfang umfassenden Werkstückaufnahme körper (31) mit einer zylindrischen Außenumfangs fläche (31′) aufweist, der zusammen mit dem Werk stück (4) relativ zum übrigen Teil des Gegenhal ters (3) und relativ zum Futter (2) durch Zustel len mindestens einer Drückrolle (14, 14′) an seine Außenumfangsfläche (31′) gegen eine zentrierende Rückstellkraft in Radialebene verschiebbar ist,
- - daß der Außendurchmesser des Futters (2) kleiner ist als der Innendurchmesser des Werkstücks (4) und
- - daß am Außenumfang des Futters (2) eine in Umfangs richtung verlaufende, eine Negativ-Kontur der zu erzeugenden Nut aufweisende Erhebung (21) vorhan den ist.
- - That the counter holder ( 3 ) has a workpiece ( 4 ) on its outer circumference comprising workpiece holder body ( 31 ) with a cylindrical outer circumferential surface ( 31 '), which together with the work piece ( 4 ) relative to the rest of the Gegenhal age ( 3 ) and relative to the chuck ( 2 ) by delivering at least one pressure roller ( 14 , 14 ') to its outer peripheral surface ( 31 ') against a centering restoring force in the radial plane,
- - That the outer diameter of the chuck ( 2 ) is smaller than the inner diameter of the workpiece ( 4 ) and
- - That on the outer circumference of the chuck ( 2 ) a circumferential direction, a negative contour of the groove to be produced having elevation ( 21 ) is the IN ANY.
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WO2002028561A2 (en) * | 2000-10-05 | 2002-04-11 | Tesma International Inc. | Cool forming of splined transmission hubs |
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DE4241811C1 (en) * | 1992-12-11 | 1994-02-03 | Leifeld Gmbh & Co | Appts. for producing a pot-shaped workpiece with internal thread - having protruding rod-shaped bodies for cutting circumferential grooves across the threading as workpiece is produced |
-
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- 1995-07-31 DE DE1995127995 patent/DE19527995C2/en not_active Expired - Fee Related
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WO2002028561A3 (en) * | 2000-10-05 | 2002-09-06 | Tesma Int Inc | Cool forming of splined transmission hubs |
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