DE2620717B2 - Räumtubus zum Außen-Formräumen geschlossener Umrisse - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Räumtubus zum ·'· Außen-Formräumen geschlossener Umrisse nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.

In neuerer Zeit gewinnt das Außen-Formräumen von geschlossenen Umrissen, z. B. bei der Bearbeitung von Zahnrädern, Synchronringen für Fahrzeuggetriebe >° u. dgl_ eine zunehmende Bedeutung. Mit Außen-Fwmriiumen wird ein spanendes Bearbeitungsverfairen bezeichnet, bei dem das zu bearbeitende Werkstuck durch einen Räumtubus bewegt wird, der an seiner innenwand die Räumwerkzeug-Einsätze in geeigneter ~'⁵ Anzahl und Ausrichtung aufweist Gegenüber z. B. dem V/älzstoßen oder dem Fräsen hat das Außen-Formräumen alle Vorzüge des normalen Räumens, nämlich große Mengenleistung, gleichbleibende Arbeitsergebnisse und minimalster Aufwand für die Bedienung {vgl. »o z. B. »Außen-Formräumen geschlossener Umrisse« in Werkstatt und Betrieb 104(1971), S. 495).

Die kritischen Punkte beim Außen-Formräumen liegen einmal in der aufwendigen Herstellung der einzusetzenden Werkzeuge und zum anderen in der ^6<> genauen und stabilen Führung des Werkstückes während des Räumvorganges zum Erhalt der ι, B. für Synchronringe geforderten Genauigkeiten.

Insbesondere die Notwendigkeit äußerst genau bearbeiteter Werkzeuge, deren Genauigkeit um einige Stufen höher liegen muß als diejenige der zu räumenden Werkstücke, stand bisher einer allgemeinen Verbreitung des Außen-Formräumens von z. B. Synchronnaben oder -ringen, schräggezahnten Rädern u. dgl, entgegen.

Werkzeuge zum Außen-Formräumen geschlossener Umrisse sind in verschiedenen Ausführungen bekannt. Zum Abspanen von vergleichsweise geringen Materialmengen sind einstückige Räumtuben aus z. B. Schnellstahl geeignet, in deren Innenwand die Schneidzähne in der jeweils gewünschten Anordnung eingefräst und/ oder -geschliffen sind. Da die Bearbeitungswerkzeuge, d. h. die Fräsköpfe und Schleifscheiben sich während der Bearbeitung im Inneren des Tubus befinden, können aus Platzgründen die Innendurchmesser dieser Räumtuben ein von den Bearbeitungswerkzeugen bestimmtes Mindestmaß nicht unterschreiten. Darüber hinaus bereitet die genaue Führung und schwingungsfreie Lagerung der Bearbeitungswerkzeuge in den erforderlichen geringen Toleranzbereichen erhebliche Schwierigkeiten. Diese treten bei jedem Nachschleifvorgang erneut auf, so daß neben der Herstellung derartiger Räumtuben auch ihre Wartung bzw. Instandsetzung aufwendig ist

Es ist auch ein aus einer Vielzahl von Scheiben zusammengesetzter Räumtubus bekannt, bei dem die einzelnen, mit den Schneidzähnen versehenen Scheiben durch eine oder mehrere axiale Führungsschienen gegeneinander ausgerichtet und festgelegt sind. Die Herstellung und Montage eines derartigen aus einer Vielzahl von dünnen Scheiben bestehenden Räumtubus ist jedoch außerordentlich aufwendig.

Eine leichtere Herstellung der Längsnuten für die Aufnahme der Werkzeug-Einsätze zum Außen-Formräumen läßt sich durch eine radiale Aufteilung des Tubus in mehrere Einzelsegmente erreichen, in die die Längsnuten zur Aufnahme der stangenförmigen Werkzeugeinsätze gesondert gefriist und geschliffen werden können. Mehrere dieser Tubussegmente werden nach der Herstellung der achsparallelen Längsnuten durch Spannschrauben zu einem Räumtubus montiert in den dann die Werkzeugeinsätze in der durch die Nut-Anzahl bestimmten Anordnung eingebracht und mittels Spannschrauben festgelegt werden. Der besondere Nachteil dieser Werkzeugausführung ist durch die Montage und gegenseitige Verspannung der einzelnen Segmente begründet, bei der die vorgegebenen Toleranzgrenzen übersteigende Ausrichtungsfehler auftreten können. Weiterhin wird nicht die Festigkeit eines homogenen Körpers erreicht und die Festigkeit der Tuben ist außerordentlich aufwendig.

Ferner ist ein Räumgerät der eingangs genannten Gattung bekannt (DE-OS 20 49 868), bei dem in einem hohlzylindrischen Halter in Längsnuten leistenförmige Räumwerkzeug-Einsätze eingesetzt sind. Jeder Werkzeugeinsatz weist zwei ebene Seitenflächen sowie eine der Krümmung der Halterinnenwand entsprechend ausgebildete Rückfläche auf, mit welcher er an der Innenwand des Halters großflächig anliegt und durch Radialschrauben gehalten ist Die Anordnung und Anzahl der Werkzeugeinsätze ist bei diesem bekannten Räumgerät so gewählt, daß eine dichte Anlage der einzelnen leistenförmigen Werkzeugeinsätze mittels ihrer ebenen Seitenflächen erfolgt Diese bekannte Ausführung ist gegenüber den axialen Schnittkräften steifer und mit weniger Aufwand herzustellen bzw. nachzuschleifen als ein aus einer Vielzahl von Scheiben

zusammengesetztes Räumwerkzeug. Bei der Bearbeitung von Werkstücken mit diesem Räumgerät treten jedoch unvermeidbar große Bearbeitungstoleranzen auf, die auf die Anordnung der Werkzeugeinsätze dicht nebeneinander zurückzuführen sind. Die einzelnen leistenförmigen Werkzeugeinsätze müssen in ihren seitlichen Anlageflächen sehr genau geschliffen werden. Kleinste Toleranzen der Werkzeugeinsätze können sich beim Einbau summieren und ergeben Teilungsfehler von beträchtlicher Größe in dem zu räumenden Werkstück. Zur Vermeidung von unerwünschten Kipplagerungen der einzelnen Werkzeugeinsätze muß ferner ihre Rückfläche ebenfalls außerordentlich fein und genau geschliffen werden. Auch das Nachschleifen der zuvor aus dem hohlzylindrischen Halter ausgebauten Werk- !5 zeugeinsätze kann Schwierigkeiten bereiten, da diese nur einzeln in besonders ausgebildeten Spannzeugen sicher eingespannt werden können.

Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, einen Räumtubus der vorstehend genannten Art zu schaffen, der bei einfacher Herstellbarkeit auch für hohe Spanleistungen geeignet ist und höchste Genauigkeitsanforderungen erfüllt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale von Patentanspruch 1 gelöst

Ein erfindungsgemäß aufgebauter Räumtubus hat gegenüber bekannten Ausführungen von vergleichbarer Länge den wesentlichen Vorteil der Einstückigkeit, d. h. es müssen keine Einzelteile zum fertigen Tubus zusammengebaut werden, sondern dieser liegt als in sich formsteifes Bauelement vor, das mittels eines an seinem unteren Ende befestigten Flansches mit dem Maschinentisch fest verbunden wird. Gegenüber den bekannten einstückigen Räumtuben besitzt die erfindungsgemäße Ausführung die Vorzüge, daß sie in ihrer Länge nicht beschränkt und somit auch für große Spanleistungen geeignet ist und daß die zur Aufnahme der Werkzeug-Fmsätze bestimmten achsparallelen Nuten mit höchster Genauigkeit auf einfache Weise hergestellt werden. Die in ihre Nuten auf einfache Weise eingesetzten Räumstangen sind jeweils einzeln lagefixiert und durch Formschluß gegen Verschiebebewegungen jeder Art gesichert. Ein weiterer wesentlicher Vorteil ist die einfache Ausführung der Werkzeug-Ein-Sätze, deren Rückenfläche eben und deren Seitenflächen rechtwinklig zur Rücken fläche verlaufen. Dadurch können alle Werkzeug-Einsätze bei der Herstellung ebenso wie beim Nachschleifen auf einer normalen Magnetplatte zusammen aufgespannt und gemeinsam nachgeschliffen werden, ohne daß es besonderer Aufspanneinrichtungen bedarf. Auch die Herstellung des hohlzylindrischen Halters ist nur mit einem erheblich verringerten Herstellungsaufwand verbunden, da lediglich eine genaue Ausrichtung des Ausgießdornes mittels üblicher Zentriereindrehungen notwendig ist Dieser Ausgießdorn kann mit honer Genauigkeit auf einer normalen Keilwellenschleifmaschine hergestellt werden, wobei sich dann mit einem einzigen Ausgießdorn beliebig viele Räumtuben gleicher Abmessungen ω herstellen lassen, die alle in ihren Toleranzen gleich sind.

Die Befestigung der als Stangen mit nach innen weisenden Schneidzähnen ausgebildeten Werkzeug-Einsätze in den Nuten erfolgt durch radiale Spannschrauben, die in entsprechende Bohrungen in dem Stahlrohrkörper und ir der ausgegossenen Bettung aufgenommen sind. Als Schutz gegen ein Austreten der noch nicht verfestigten Füllmasse können gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung in den Bohrungen des Stahlrohrkörpers Gewindehülsen eingesetzt sein, deren vordere Enden von dem Werkstoff der Bettung fest umschlossen sind. Die Radiallöcher zur Aufnahme der Spannschrauben können jedoch auch erst nach dem Einbringen der Einsätze gebohrt werden.

Zur seitlichen Versteifung der Aufnahmenuten für die Räumwerkzeug-Einsätze können ferner U-Profile in die Bettung eingebettet werden, deren radiale Innenflächen die radial äußeren Teile der Einsätze großflächig abstützen.

In der Praxis hat sich als Füllmaterial für die Werkzeug-Bettung ein Gießharz auf Epoxy-Basis besonders bewährt, das bestimmte Anteile von keramischen, metallischen oder anderen Füllstoffen aufweist Als Material für die Bettung können jedoch auch andere, durch eine geeignete Nachbehandlung zu verfestigende Werkstoffe, wie z. B. Sinterwerkstoffe oder andere Kunststoffarten verwendet werden, die eine ausreichende Festigkeit w.A Formsteifigkeit aufweisen. Die Verwendung derartiger ohne Druck und Wärme aushärtender Kunststoffe wird auf verschiedenen technischen Gebieten praktiziert So ist z. B. eine Kugelführung bekannt (DE-PS 10 46415), bei welcher die Lagerbuchse eine feinbearbeitete Innenwand von hoher Härte sowie eine unbearbeitete Außenwand aufweist und in einer im Durchmesser größer als der Lagerbuchsendurchmesser gehaltenen unbearbeiteten Bohrung des Lagerbockes angeordnet ist

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Räumtubus anhand der Zeichnung im einzelnen beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch den Räumtubus mit eingesetztem Kerndorrt;

F i g. 2 eine Draufsicht auf die Stirnfläche des Räumtubus nach F i g. 1 mit einer Zentrierscheibe;

F i g. 3 einen Querschnitt durch den Räumtubus nach Fig. 1 längs der Schnittlinie Ill-Ill in F ig. 1;

F i g. 4 eine Draufsicht auf die andere Stirnseite des Räumtubus nach F i g. 1 mit einem weiteren Zentrierring;

F i g. 5 einen der F i g. 3 entsprechenden Querschnitt durch den Räumtubus nach Fig.) mit eingesetzten Räumstangen während eines Bearbeitun^svorganges.

Der in F i g. 5 dargestellte fertige Räumtubus besteht aus einem äußeren Stahlrohrkörper 1, der mit seinem unteren Ende in einen in der Zeichnung nicht dargestellten Flansch genau eingepaßt ist und über diesen Flansch am Maschinentisch fest und genau ausgerichtet eingespannt wird. Der ggf. aufgerauhte oder mit angeformten Verankerungsansätzen versebene Innenmantel dieses Stahlrohrkörpers 1 ist fest mit eine·, eine Werkzeugbettung 2 bildenden Füllung aus z. B. einem geeigneten Kunststoff verbunden, der nach radial einwärts gerichtete achsparallele Nuten 3 zur Aufnahme der als Leisten ausgebildeten Räumwerkzeug-Einsätze 4 aufweist. Diese genau in die Längsnuten 3 eingepaßten Räumleisten 4 sind durch Spannschrauben 5 festgelegt, die in Radialbohrungen 6 im Stahlrohrkörper 1 und in der Bettung 2 aufgenommen sind.

Zum Außenräumen des in Fig.5 dargestelltem Planetenrades wird das Rad durch einen hydraulisch betätigten Spannkö-per 8 zur Erzielung einer genauen Führung während des Räumvorganges von innen her verspannt und durch einen nicht dargestellten Stempel unter gleichzeitiger Zuleitung von relativ großen Schmierölmengen durch den Räumtubus in üblicher

Weise gedrückt.

Die Herstellung des erfindungsgemäOen Räumtubus wird anhand der F i g. 1 bis 4 beschrieben. Auf einer üblichen Bearbeitungsmaschine werden achsparallele Nuten 7 in einen Kerndorn 8 eingearbeitet. Die Herstellung dieser Nuten in den Dornkern auf z. B. einer Fräs- und Keilwellenschleifmaschine unter Einhaltung geringster Toleranzen bereitet keine Schwierigkeiten, weil das in sich formsteife Werkstück großflächig abgestützt werden kann und keinerlei Beschränkung hinsichtlich des zur Verfügung stehenden Raumes besieht. Der nach dem Herstellen der Längsnuten 7 mit einem Trennmittel beschichtete Kerndorn 8 wird in dem Stahlrohrkörper 1 unter Ausbildung eines radialen Zwischenabstandes zentriert. Für diese Zentrierung sind an beiden Enden des Rohrkörpers 1 Ringschultern 9,10 eingearbeitet, in die ein Zentrierring 11 bzw. eine obere, Einfüllöffnungen 12 freilassende Zentrierplatte 13 pingpcpi7t «inrl In dpn Mittplnffniingpn hpjHpr 7pnlriprorgane 11 und 13 sind am Kerndorn 8 angeformte Zentrierzapfen 14,15 aufgenommen.

Nach dem Zentrieren des Kerndornes 8 im Stahlrohrkörper 1 wird ein Füllstoff 16 in den freien Raum zwischen dem Kerndorn 8 und dem Stahlrohrkörper 1 zur Ausbildung der festen Werkzeugbeüüng 2 eingebracht. Im dargestellten Ausführungsbeispiel besteht dieser Füllstoff 16 aus einem vergießbaren Kunststoff, der mit bestimmten Anteilen von keramischen oder Metall-Füllsubstanzen versehen ist. Während der Aushärtung dieses eingegossenen Kunststoffes tritt eine feste Verbindung zwischen dem Innenmantel des Rohrkörpers 1 und dem die Bettung 2 bildenden Füllstoff 16 ein. Ein Verkleben des Kerndornes 8 mit dem Füllstoff wird durch das zuvor auf den Kerndorn 8 aufgebrachte Trennmittel verhindert. Nach dem Aushärten des Kunststoffes und Entfernen der Zentrierringe 11 und 13 kann der Kerndorn 8 durch eine geeignete Vorrichtung aus dem Tubus herausgezogen werden. Zur Fertigstellung des Räumtubus werden die Radialbohrungen β zur Aufnahme der Spannschrauben 5 gebohrt. Wie in den Fi g. 1 und 3 gezeigt, kann es in bestimmten Fällen auch vorteilhaft sein, diese Radialbohrungen bereits vor dem Einbringen des Füllstoffes in dem Stahlrohrkörper 1 einzuarbeiten und Hülsen 18 in diese Bohrungen einzusetzen, deren radial innere Enden bis an die Außenwand des Kerridornes reichen. Die in den

ίο Zwischenraum ragenden inneren Enden dieser Hülsen 18 werden dann anschließend durch den eingebrachten Füllstoff fest umschlossen.

In Fig. 3 ist eine Abwandlung des Räumtubus nach Fig. I dargestellt. Eine der Nuten wird durch eine

π U-förmige Profilschiene 19 aus z. B. Stahl oder einem anderen geeigneten Metall begrenzt, die in dem Füllstoff der Bettung eingebettet ist. Zur Herstellung eines derartigen Räumtubus werden diese U-förmigen Profilschienen 19 einfach auf die Zähne 20 des zuvor mit dem Trennmittel beschichteten Kerndornes 8 aufgedrückt, der dann in der beschriebenen Weise in dem Stahlrohrkörper 1 zentriert wird.

Nach dem Herausziehen des Kerndorns aus dem Räumtubus werden die in F i g. 5 dargestellten Räum-

2Ί werkzeug-Cinsätze 4 in die Nuten 3 bzw. 7 eingesetzt und durch nicht dargestellte Endplatten axial festgelegt, so da3 von den Spannschrauben 5 keine beim Räumvorgang auftretenden Kräfte aufgenommen werden müssen.

i» Es besteht die grundsätzliche Möglichkeit, Werkzeug-Einsätze für andere spanende Bearbeitungsarten in der oben beschriebenen Weise durch die Ausbildung von Ausnehnungen oder Nuten in einem Füllstoff festzulegen, wenn die Abstützflächrn dieser Werkzeuge nur

|-> Übertragung der Schneidkräfte in die aus dem verfestigten Füllstoff gebildete Werkzeugaufnahme ausreichend groß bemessen sind.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

1 Patentansprüche;

1. Räumtubus zum Außen-Formräumen geschlossener Umrisse, bestehend aus einer hohlzylindrischen Werkzeug-Aufnahme, in deren Innenwand < Befestigungsschrauben zur lösbaren und lagefixierten Halterung von leistenförmigen, an ihren Seitenflächen großflächig abgestützten Räumwerkzeug-Einsätzen angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Räumwerkzeug-Auf- "> nähme aus einem äußeren durchgehend glavten Stahlrohrkörper (1) und einer radial inneren WerkzeugBettung (2, 16) aus einem gegossenen form- und aushärtbaren Werkstoff besteht, die; mit der Innenwand des Stahlrohrkörpers (1) durchigehend verbunden ist und an ihrem Innenumfang achsparallele Nuten (3,7) zur dreiseitig abgestützten Aufnahme der Räumwerkzeug-Einsätze (4) aufweist

2. Räuro.'ybus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, ääÄ in dem Stahlrohrkörper (1) und in der ^2tl Werkzeug-Bettung (2) radial angeordnete Hülsen (18) zur Aufnahme der Befestigungsschrauben (5) vorgesehen sind.

3. Räumtubus nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die achsparallelen Nuten |3i, 7) « in der Werkzeug-Bettung (2) durch in dem aushärtbaren Werkstoff (16) fest eingebettete U-Profilschienen (19) begrenzt sind.

4. Räumtubus nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Innen- ^!0 wand des Stahlrohrkörpers (1) zur festen Verankerung des -aushärtbaivn We-: «Stoffs (16) Anuitze aufweist oder aufgerauh. ist

5. Räumtubus nach einem i. ;r vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das die ^J> Werkzeug-Bettung bildende Füllmaterial (16] ein Kunststoff ist

6. Räumtubus nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff ein Epoxy-Gießhar.t mit Füllstoffkomponenten ist.