DE965991C

DE965991C - Einrichtung zum Warmwalzen von gerade verzahnten Stirnraedern mit mindestens drei Zahnwalzen

Info

Publication number: DE965991C
Application number: DEA18441A
Authority: DE
Inventors: Werner Arnsdorf
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1953-07-17
Filing date: 1953-07-17
Publication date: 1957-07-04

Description

Einrichtung zum Warmwalzen von gerade verzahnten Stirnrädern mit mindestens drei Zahnwalzen Die Erfindung geht von einer Einrichtung aus, die zum spanlosen Herstellen rundlaufender Verzahnungen dient, wobei Zahnwalzen zur Anwendung gelangen, die mit einem im Längsschnitt kreisbogenförmigen, geraden Zahnprofil versehen sind. In dieser Walzeinrichtung sind vorzugsweise drei derartige Zahnwalzen am Maschinenständer angeordnet. Diese Werkzeuge sind mit ihren Lagerungen symmetrisch und in gleichem und unveränderlichem Abstand von der Maschinenmitte, die gleichzeitig die Arbeitsmitte ist, so befestigt, daß sie nur eine Schwenkbewegung in oder entgegen der Vorschubricht:ung des Werkstückes ausführen können. Durch die bekannte Anordnung von drei Werkzeugen, die im gleichen Abstand von der Arbeitsmitte befestigt sind, zentriert sich das Werkstück an den drei Berührungspunkten immer selbst. wenn dem Werkstück auf dem Dorn genügend Spielfreiheit gelassen ist. Das Werkstück stützt sich bei derZustellbewegung gegen dieZahnwalzen an einem Bund des Dornes so ab, daß es senkrecht zur Vorschubrichtung steht. Bei dieser Einrichtung erfolgt die Zuführung des schmiedewarmen Rohlings bei entgegen der Vorschubrichtung verschwenkten Zahnwalzen, die dann in -Vorschubrichtung in den knetbaren Werkstoff eindringen und die Zahnform erzeugen.
Bei den Einrichtungen, von :denen dne Erfindung ausgeht, sind die Schw°nkbewegungen der Zahnwalzen und der Werkstückvorschub über Zahnsegmente und Zahnstange gekuppelt. Die Kupplung ist jedoch, insbesondere bei mehreren Werkzeugen, konstruktiv schwierig.
Nach der Erfindung werden deshalb die Reibkräfte, die beim Eindringen des -Werkzeugzahnes in den Rohling zwischen diesem und dem Werkzeug wirken, für die Erzeugung der Schwenkbewegung ausgenutzt.
Bei der Einrichtung, von der,die Erfindung ausgeht, erfolgt die Lagerung einer Zahnwalze in einem Gehäuse, das um zwei Zapfen in Vorschubrichtung schwenkbar ist. Diese Lagerung läßt sich im vorliegenden Fall nicht verwenden, da sie während des Walzens zu starken Schwingungen an den Werkzeugen führt.
Die Erfindung hat es sich deshalb fernerhin zur Aufgabe gemacht, diese durch Reibkräfte zwischen Werkstück und Werkzeug verursachten Schwingungen zu beseitigen.
Zur Lösung dieser Schwierigkeit wird vorgeschlagen, jede Zahnwalze in einer Schwenksäule zu lagern, deren senkrecht zur Zahnwalzenachse liegendeDrehachse durch den Zahnwalzenmittelpunkt verläuft. DieseWerkzeuglagerung ergibt die größte Laufruhe.
Ein Ausführungsbeispiel der Zahnwalzenlagerungsanordnung und die Steuerung der Schwenkbewegung der Zahnwalzen nach der Erfindung ist in den Abb. i bis 3 gezeigt.
Abb. i zeigt einen senkrecht zur Vorschubrichtung gelegten Querschnitt durch die Lagerung der Zahnwalzen; Abb. 2 zeigt einen Schnitt nach der Linie A-A der Abb. i ; Abb. 3 zeigt die eingerastete Schwenkeinrichtung, in Vorschubrichtung gesehen, entsprechend der Linie B-B der Abb. i.
Auf dem Maschinenständer i sind die drei Lagerge'häuse 2 befestigt. In den Lagergehäusen :2 sind die Schwenksäulen 3 drehbar aufgenommen. Die Schwenksäulen sind gegen seitliches Herauswandern aus denLagergehäusen durch diePlatten4 und 5 gesichert. Die Schwenkwalzen sind seitlich auf der zum Werkstück weisenden Seite abgeflacht, so daß die darin auf den Wellen 6 gelagerten Zahnwalzen 7 herausragen. Die Wellen 6 und damit das Werkzeug 7 werden in nicht zur Erfindung gehörigen Weise, beispielsweise über eine nicht dargestellte Gelenkwelle, angetrieben.
Die Schwenksäule 3 trägt an einer Seite den Zapfen 8, um den eine Feder g gewunden ist, deren eines Federende gegen den mit dem Zapfen 8 fest verbundenen Index io anliegt und deren anderes Eiode in der Platte 5 steckt. Unter der Federwirkung wird die Schwenksäule entgegen der Vorschubrichtung des Werkstückes versohwenkt und der Index io gegen den Bund des Doppelhebels i i angelegt. Der Doppelhebel i i ist auf dem auf der Platte 5 befestigten Bolzen 12 drehbar gelagert. Ist die Sperrklinke 13 eingerastet, so ist die in der Schwenksäule 3 gelagerte Zahnwalze 7 in ,die in Abb. 3 gestrichelte Ausgangslage geschwenkt.
Wird jetzt das Werkstück gegen die Schwenkwalzen vorgeschoben, so werden diese zunächst ein kleines Stück in das Werkstück eindringen. DasWerkstück wird, demGleichgewicht derKräfte folgend, der ersten Berührung mit einemWerkzeug so lange ausweichen, bis alle drei Werkzeuge es berühren. Beim Eindringen der Werkzeuge in das Werkstück können diese an allen Punkten nur gleich tief eindringen. Würde ein Werkzeug an einem Punkt eurige Hundertstel Millimeter tiefer eingreifen als ein anderes, so würden die Verformungskräfte hier so stark anwachsen, daß das Werkstück nach den Seiten, -an denen die geringeren Kräfte wirken, ausweichen würde.
Für eine genaue Selbstzentrierung des Werkstückes zwischen den Zahnwalzen ist es, wie bereits früher ausgeführt wurde, Voraussetzung, daß das Werkstück am Umfang eine gleichmäßige Knetbarkeit aufweist. Dies bedeutet, daß die Erwärmung des Rohlings am Umfang sehr gleichmäßig sein muß, was nur durch die bekannte induktive Erwärmung erreichbar ist. Die gleichmäßige Knetbarkeit des Werkstoffes ist auch bei induktiver Erwärmung nur dann gegeben, wenn der Rohling in der Induktionsspule umläuft. In diesem Merkmal wird jedoch nicht die Erfindung gesehen.
Ist die Zuführung des Werkstückes zu den Zahnwalzen so weit erfolgt, daß die Werkzeuge in den Rohling einzudringen beginnen, so hebt ein mit dem Zuführdorn verbundener Anschlag 14 den Hebelarm-i5 an. Hierbei schwenkt derDoppelhebel um den Bolzen i2, und die Sperrklinke 13 gibt den Index io frei. Bei weiterem Vorschub des Werkstückes beginnen die Zähne der Werkzeuge in der sich imWerkstück bildenden Verzahnung in Vorschubrichtung abzuwälzen,. da die Werkzeuge um ihre Mittelpunkte eine Schwenkbewegung ausführen.
Der im Bogenmaß gemessene Schwenkweg im Teilkreis der Werkzeugzähne ist gleich dem Vorschubweg.
Wird das Werkstück nach dein Einwalzen der Verzahnung zurückgenommen, so schwenken die Werkzeuge unter der Wirkung der Feder g nach vorn. Die Sperrklinke 13 tritt wieder hinter den Index io, und das Werkzeug wird in dieser ausgeschwenkten Stellung festgehalten. Ein neuer erwärmter Rohling kann jetzt den Werkzeugen zugeführt werden, und das beschriebene Arbeitsspiel beginnt von neuem.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Mit einem zwangläufig gekuppelten Drehantrieb von. Werkstück und Werkzeug arbeitende, zum Warmwalzen von gerade verzahnten Stirnrädern bestimmte Einrichtung, in der das Werkstück von mindestens drei Zahnwalzen gleichzeitig bearbeitet wird, die in einem starr eingestellten Abstand von der Werkstückmitte und konzentrisch zu dieser angeordnet und mit einem zu ihrem Mittelpunkt zentrischen, im Längsschnitt kreisbogenförmigen, geraden Zahnprofil versehen sind sowie unter der Wirkung des Werkstückvorschubes in der durch die Drehachse von Werkzeug und Werkstück gehenden Ebene derart um ihren Mittelpunkt in Richtung des vorgeschobenen Werkstückes und mit dessen Vorschubgeschwindigkeit verschwenkt werden, daß dieWerkzeuge dasZahnprofil über die volle Werkstückbreite abrollen, wobei das Werkstück auf einem Dorn sitzt, der eine selbständige Radialeinstellung- des' Werkstückes unter der Wirkung des Walzenangriffes erlaubt, dadurch gekennzeichnet, daß jede unter der Kraft einer entgegen ihrer Schwenkrichtung wirkenden, gespannten Feder' (9) stehende Zahnwalze (7)- in ihrer Ausgangslage durch eine Rastung festgehalten ist, die nach erfolgtem Eingriff zwischen Werkstück und Zahn-,va.lze durch den Werkstückvorschub öffnend beaufschlagt wird, worauf die freigegebenen Zahnwalzen entgegen der auf sie einwirkenden Federkraft durch das sich vorschiebende Werkstück verschwenkt werden.
2. Schwenklagerung der mit einem kreisbogenförmigen Zahnprofil versehenen Zahnwalze in dem Schlitten einer Einrichtung nach Anspruch i: dadurch gekennzeichnet, daß jede Zahnwalze (7) in einer Schwenksäule (3) drehbar gelagert ist, deren senkrecht zur Zahnwalzenachse (6) liegende Drehachse (8) durch den Za'hnwalzenmittelpunkt verläuft.
3. Lagerung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch die einseitig offene, abgeflachte, den Durchtritt der Zahnwalze (7) in Richtung auf da:s Werkstück gestattende Form der Schwenkwalzen (3). d.. Einrichtung nach den Ansprüchen i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß an einem in der Achse der Schwenkwalze (3) und mit dieser fest verbundenen, eine zahnförmige Erhebung tragenden Zapfen (8) eine die Schwenkwalze (3) verdrehende und auf die Zahnwalze (7) entgegen der - Vorschubrichtung verschwenkend einwirkende Feder (9) angreift. 5. Einrichtung nach den Ansprüchen i bis q., dadurch gekennzeichnet, daß neben der Austrittsöffnung des Zapfens (8) aus dem Schlitten (2, 4., 5) ein in Vorsehubrichtung angeordneter, drehbar (i2) gelagerter doppelarmigerSchwenkhebel (i i) vorgesehen ist, dessen einer kurzer Arm eine -die zahnförmige Erhebung bzw. die Zahnwalze (7) entgegen der Federkraft in ihrer Ausgangsstellung haltende Raste (i3) trägt und. dessen anderer Arm bei Beaufschlagung durch einen am Werkstück vorgesehenen Anschlag (i.4) auf den Index (io) entrastend einwirkt. In' Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 607 66o, 3o6 o92; USA.-Patentschrift Nr. 2 252 130. Entgegengehaltene ältere Rechte: Deutsches Patent 9o9 686.