DE2340125A1

DE2340125A1 - Maschine zum profilwalzen von ringen

Info

Publication number: DE2340125A1
Application number: DE19732340125
Authority: DE
Inventors: auf Nichtnennung. M B2lh 3-04 Antrag
Original assignee: Societe Nouvelle de Roulements SNR SA
Current assignee: NTN Europe SA
Priority date: 1972-08-09
Filing date: 1973-08-08
Publication date: 1974-02-21
Also published as: FR2195491A1; US3871204A; JPS49131945A; DE2340125B2; GB1434416A; DE2340125C3; FR2195491B1; IT992889B

Description

Neue Postanschrift

PATENTAN WALTE89 Augsburg 22 ^_Aug>burg._Gs_Eg_ingen22.d.r 7-8.1973

Rilkestraße 10 von-Eichtndortf-StraBelO

dr. ing. E. LIEBAU

niBi iKir- Π I IETRAI I Unser Zeichen S 9176/p

DIPL. ING. KS. LlCdAU (Bei Rüdeantwort bitte angeben)

(Bei Rüdeantwort bitte angeben) Ihr Zeichen

Societe Nouvelle de Roulements Annecy (Haute Savoie) Frankreich

Maschine zum Profilwalzen von Ringen

Die Erfindung bezieht sich auf eine Maschine zum Herstellen von Ringen, beispielsweise von Wälzlageraussenringen, durch Profilwalzen von rohrförmigen Rohlingen.

Wenn die Herstellung von Wälzlagerinnenringen, deren Laufrillen sich auf der Aussenseite befinden, mit den üblichen Walzmaschinen, etwa mit Maschinen mit aussenliegenden Profilwalzrollen in Betracht kommt, wobei die Profilwalzrollen auf so stabile Halter montiert sind, daß die für das Profilwalzen von Stahllaufringen erforderlichen erheblichen Verformungsdrücke ausgeübt werden können, ergeben sich bei der Herstellung von Aussenringen,

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deren Laufrinne sich auf der Innenseite befindet, besondere Schwierigkeiten, weil die formgebende Rolle einen Durchmesser haben muß, der kleiner ist.als die Bohrung des Ringrohlings, in dem das Profilwalzen vorgenommen werden soll.

Es sind Maschinen bekannt, bei denen der Innenwalzdorn beiderseits des Ringes durch Lagerungen oder Stützlager festgehalten wird, die die Druckkräfte auf sie übertragen. Eine solche Anordnung behindert aber das schnelle selbsttätige Einlegen und Abnehmen der Teile, was für eine solche Fabrikation unentbehrlich ist, denn die Halterollen der Lagerungen des Innenwalzdorns umschliessen das Werkstück und machen das Abnehmen bei jedem Auewechseln des Werkstücks erforderlich·

Lediglich Maschinen, bei denen der Innenwalzdorn von einer einzigen Seite aus auskragend gehalten wird, gestatten dieses schnelle Einlegen und Abnehmen von der der Dornhalterung gegenüberlxegenden Seite aus. Jedoch beschränkt die nicht ausreichende Festigkeit der auskragenden Halterung des Innen walzdorns diese Technik auf das Warmwalzen von Rohlingen, bei dem die anzuwendenden Kräfte erheblich kleiner sind als beim Kaltwalzen. Die warmgewalzten Rohlinge müssen trotzdem anechliessend zum Erreichen der Endabmessungen noch eine Bearbeitung erfahren.

In diesem Zusammenhang ist eine Warmwalzmaschine für Ringe bekannt geworden, bei der das Walzwerkzeug, das frei drehbar auf seiner Spindel angebracht ist, die ihrerseits exzentrisch in einer von zwei exzentrisch zueinander liegenden Hülsen angebracht ist, gegen den zu verformenden Ring mit Hilfe einer hydraulischen Bremsvorrichtung gedrückt ^irt, die auf die Winkelversetzung der Hülsen und

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dadurch auf die Exzentrizität der Werkzeugachse gegenüber der Ringachse einwirkt.

Wenn das Fehlen einer Regelung des Druckverlaufs des durch die Bremsung passiv gesteuerten Werkzeugs und der starke Aufdruck des Werkzeugs auf das Werkstück einem Warmwalzvorgang und der Plastizität des zu verformenden Metalls angepaßt werden können, so kann das für eine Kaltverformung nicht ausreichen, bei der die hohen Kräfte ein Festbrennen der einander berührenden Flächen hervorrufen würden und bei der die Andruckkräfte daher genau gesteuert werden müssen.

Die Erfindung betrifft die Entwicklung einer Maschine, mit der das Profilwalzen von Ringen auf kaltem Wege mit den Abmessungstoleranzen und den Oberflächenverhältnissen möglich ist, die normalerweise durch Automatenbearbeitung für Teile dieser Art erzielbar sind.

Die erfindungsgemäße Maschine zum Profilwalzen von Wälzlageraus senringen in einer aussenliegenden Matrize mit Hilfe eines Profilwalzwerkzeugs, das auskragend in einem zu walzenden Ringrohling arbeitet und das am Ende einer Spindel angebracht ist, die exzentrisch in einer ersten Hülse angeordnet ist, die ihrerseits in einer in dem Maschinenrahmen umlaufenden, gegenüber der ersten Hülse exzentrisch angebrachten zweiten Hülse angeordnet ist, wobei die beiden Hülsen unter der Wirkung eines Drehantriebs und einer eine Winkelversetzung herbeiführenden Einrichtung stehen, die die aus Spindel und Walzwerkzeug bestehende Bauteilgruppe in Drehung versetzen und den Vorschub des Profilwalzwerkzeugs steuern kann, ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß die Spindel und das Profilwalzwerkzeug miteinander verbunden und durch einen Motor mit

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einer solchen Geschwindigkeit in Drehung versetzt werden, daß die scheinbare Geschwindigkeit des sich gegen den Rohling legenden Profilwalzwerkzeugs praktisch Null ist, und daß die Antriebsmittel ein Epizykloidengetriebe aufweisen, das mit zweien seiner umlaufenden Teile mit den genannten Hülsen verbunden ist, wobei diese beiden Teile mit einem dritten Teil des Getriebes zusammenwirken, das von der genannten Einrichtung zur WinkelverSetzung beeinflußt wird, und aus einem auf die gemäß dem verlangten Vorschub des Profilwalzwerkzeugs gesteuerte Winkellage ansprechenden Reaktionsteil.

Bei einer solchen Ausführung der Maschine kann die die Winkelversetzung des genannten Reaktionsteils herbeiführende Einrichtung leicht gesteuerten Einwirkungen unterworfen werden, insbesondere beispielsweise mittels eines Hydraulikzylinders.

Diese Anordnung ermöglicht somit eine ganz genaue und reproduzierbare Steuerung des Walzvorschubs des Walzwerkzeugs nach einem dem herzustellenden Werkstück angepaßten Programm. Diese Steuerung ist ausschlaggebend, da die Höhe der Druckkräfte, die an der Grenzfläche zwischen Innenwalzdorn und Werkstück und an dem Walzdorn und seiner Spindel auftreten, nur schwer mit der verlangten Genauigkeit und dem erforderlichen Arbeitstakt in Einklang zu bringen ist. Der vorherige Drehantrieb der Spindel und des Walzdorns auf die Walzgeschwindigkeit vermeidet ein Festfressen an dem Berührungspunkt von Walzdorn und Werkstück, weil eine Reibung hervorrufende Relativbewegung zwischen diesen beiden Flächen nicht auftritt. Dieser Antrieb wird dann ersetzt durch eine Drehbewegung des Walzdorns infolge Anlage an dem Werkstück während des WaIz-

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Vorgangs unter der Wirkung der exzentrischen Hülsen, bleibt aber unentbehrlich zu Beginn jedes Bearbeitungsvorgangs, um jede störende Gleitbewegung zu vermeiden, die Schäden infolge Festfressens an den Oberflächen des Walzdorns und des Werkstücks hervorrufen würde.

Um eine praktisch gleichbleibende Kraft auf den Innenwalzdorn zu gewährleisten und für dessen Haltbarkeit gefährliche Druckspitzen zu vermeiden, kann die hier vorgesehene kinematische Kette für die Vorschubbewegung des Walzdorns leicht umkehrbar ausgeführt werden. Zu diesem Zweck werden die Drdilager als reibungsarme Lager, beispielsweise mit Wälzkörpern ausgeführt und zwar insbesondere die Lager für die exzentrischen Hülsen, in deren Bereich die Gefahren der Nichtumkehr barkeit infolge von Verkeilungen am größten sind und mindestens eine elastische Kupplung, etwa eine Oldham-Kupplung, die Achsversetzungen bei der MittenVerlagerung aufzufangen erlaubt, ist in jedem Antriebszweig der Hülsen vorgesehen.

Der durch gleichbleibenden hydraulischen Druck hervorgerufene Vorschub hat eine praktisch gleichbleibende Belastung des Walzdorns zur Folge, denn man nutzt nur den fast linearen Teil der sinusförmigen Mittenverlagerungsbe ζ ie hung aus·

Die Förderung wird ein für allemal eingestellt und hat im übrigen nur geringen Einfluß auf die Walzdauer. Die Vorschubkurve ergibt sich aus der Fördermenge und dem konstanten Druck. Trotzdem ist die kinematische Kette umkehrbar, denn weil die Steuerung der Mittenverlagerung und die Kraftübertragung durch ständig in Bewegung befindliche Organe erfolgt, handelt es sich immer um dynamische, also

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kleine Reibungskoeffizienten. Dadurch erklärt sich, daß man sich bei der .erwähnten bekannten Lösung beim Warmwalzen einer passien Steuerung durch hydraulische Bremsung trotz der weniger hohen Walzkräfte bedient hatte.

Es ist offenkundig, daß eine solche kinematische Kette mit exzentrischen Teilen grossen Durchmessers und geringer MittenVerlagerung, angeschlossen an Zahnradgetriebe grosser Trägheit, nicht umkehrbar ist.

Ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen Maschine wird nachstehend anhand der Zeichnungen beschrieben, die folgendes darstellen:

Fig. 1 eine Schemazeichnung der kinematischen Kette der Einrichtung für die Vorschubsteuerung des Innenwalzdorns;

Fig. 2 ein Kurvenzug des Vorschubs des Innenwalzdorns für einen Arbeitszyklus einer mit konstanter Kraft arbeitenden Maschine;

Fig. 3 eine Schemazeichnung der elektrohydraulischen Steuerung der Maschine·

Fig. ^ ein Schnittbild der parallelen Zahnradgetriebe, die das Epizykloidengetriebe mit den Hülsen verbindet;

Fig. 5 einen Axialschnitt durch den Aufbau der den Innenwalzdorn tragenden Spindel und die Hülsen;

Fig. 6 einen Schnitt durch den hydraulischen Steuerzylin-

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der, der mit dem Reaktionsteil des Epizykloidengetriebes zusammenwirkt;

Fig, 7 einen Axialschnitt durch den Matrizenträger mit den hydraulischen Steuerungen für Schließen, öffnen, Werkstückauswurf und Verriegelung sowie durch den an dem Matrizenhalter angebrachten Zufuhrungsschacht;

Fig. 8 einen Querschnitt durch den Zuführungsschacht sowie die Steuerung für die Matrizenverriegelung;

Fig. 9 eine Vorderansicht des Spindelhalterblocks mit einem Schutzblech für den Innenwalzdorn;

Fig.10 eine Ansicht des Maschinenfundaments und einer Kippsteuerung für die gesamte Matrizenhalterung, wodurch deren Wartung und das Auswechseln der Werkzeuge vereinfacht wird;

Fig.11 bis 14 axial geführte Teilschnitte zur Darstellung von verschiedenen Phasen des Profilwalzens des Rohlings;

Fig.15 und 16 zwei Querschnitte, die zwei Walzphasen verdeutlichen.

Die dargestellte Profilwalzmaschine enthält eine Bauteilgruppe (vgl. insbesondere Fig. 1), die aus einer Spindel 1 besteht, die an ihrem Ende ein Profilwalzwerkzeug 2 trägt und an ihrem anderen Ende von einem auf Aufnahme umsteuerbaren Motor 3 ohne Gegenmoment angetrieben wird. Ein Hydraulikmotor mit einem parallel gelegten Rückschlagventil erfüllt diese Aufgabe recht gut. Die Spindel 1 ist in eine exzentrische Stellung drehbar in einer Hülse 4 angeordnet

(die Exzentrizität ist in Fig, 5 mit 5 gekennzeichnet), und die Hülse 4 ist ihrerseits in eine exzentrische Lage drehbar in einer Aussenhülse 6 mit der Achse O angeordnet, die mit der Achse der Spindel 1 im Ruhezustand zusammenfällt, wobei die Hülse 6 drehbar in dem Spindelträgerblock 7 angeordnet ist. Die Hülsen 4 bzw, 6 sind durch zwei Zahnradgetriebe 8 bzw, 9 mit zwei Teilen eines insgesamt mit 10 bezeichneten Epxzykloxdengetrxebes verbunden, wobei die beiden genannten Teile aus einem Sonnenrad 11 des Getriebes und einem Zahnrad, das mit einem mit Doppelplanetenrädern 13, IM- versehenen Planetenradkäfig 12 verbunden ist, bestehen. Der eine Planetenradsatz 13 arbeitet zusammen mit dem Sonnenrad und der andere Satz 14 mit einem Reaktxonssonnenrad 15, Der Planetenradkäfig 12 wird von einem Riemenantrieb 16 mittels eines Motors angetrieben und die Übersetzungsverhältnisse der beiden kinematischen Antriebsketten der Hülsen 4, 6 sind so ausgebildet, daß diese Hülsen mit übereinstimmender Geschwindigkeit umlaufen. Man sieht ausserdem, daß jede Änderung der Winkelstellung des Reaktionssonnenrades 15 das Eintreten einer relativen Winkelversetzung der Hülsen 4, 6 zur Folge hat und damit eine Exzentrizität der Spindel 1 gegenüber der Achse 0, was einer Vorschubbewegung des Innenwalzdorns 2 entspricht, wobei die Arbeitsrotation der den Dorn tragenden Spindel um die Achse 0 dann der synchronen Rotation der Hülsen entspricht.

Der Spindelmotor 3 dient dazu, die Spindel selbst und den Innenwalzdorn in Drehung zu versetzen, bevor er mit dem zu bearbeitenden Rohling in Berührung kommt, so daß die scheinbare Geschwindigkeit des den Rohling erreichenden Walzdorns praktisch Null ist. Während des Profxlwalzens wird dann der Hydraulikmotor 3 als Pumpe kurzgeschlossen. Die Winkelstellung des Reaktionssonnenrades 15 wird mittels

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eines insgesamt mit Iß bezeichneten Hydraulikzylinders gesteuert über eine mit dem Zylinder 20 dieses Hydraulikzylinders starr verbundenen Zahnstange 19, die mit einem Ritzel zusammenwirkt, das mit dem.Sonnenrad 15 starr verbunden ist. Der Zylinder 20 ist zu diesem Zweck gleitend verschiebbar auf einer Kolbenstange 22 angebracht, die an seinen beiden Enden heraussteht, und mit ihren Enden an dem Maschinengehäuse festgelegt ist. Die Bewegung des Hydraulikzylinders wird durch eine Hydraulikpumpe 23 mit variabler Fördermenge gesteuert; die Pumpe arbeitet in Abhängigkeit von einer elektrohydraulischen Schaltung 24, die die Aufeinanderfolge der Arbeitsschritte der Maschine festlegt.

An dem Spindellagerblock 7 (vgl. Fig. 5) ist um den Innenwalzdorn herum ein feststehendes Bauteil 25 der Matrize angebracht, während das andere Bauteil 2 6 der zu öffnenden Matrize Teil einer beweglichen Vorrichtung ist, die im einzelnen in Fig. 7 wiedergegeben ist und deren Hauptteil 2 7 auf dem Sockel 28 des Maschinenrahmens dem Spindelträgerblock 7 gegenüberstehend befestigt ist. Wie aus Fig. 10 zu entnehmen ist, dient zur Befestigung dort eine Schwenkachse 29 und der Abstützfuß des Hauptteils 27 auf dem Sockel 28 ist ausserdem zum Schwenken mit der Kolbenstange 30 eines Hydraulikzylinders verbunden, dessen Zylinder 31 an den Sockel angelenkt ist. Dieser Hydraulikzylinder dient dazu, die bewegliche, die Matrize tragende Vorrichtung in die in Fig. 10 strichpunktiert angegebene Stellung zu kippen, um Wartungsarbeiten vornehmen und/oder. Werkzeuge austauschen zu können, was durch diese Maßnahme vereinfacht wird.

Das Matrizenbauteil 26 ist auf einem Schlitten angeordnet, der gegenüber dem Bauteil 27 beweglich ist und einen

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Kolben 32 eines Hydraulikzylinders, dessen Zylinder von dem Bauteil 2 7 gebildet wird, sowie einen Kolben 3 3 eines Hydraulikzylinders mit grösserer Kolbenfläche und kleinerem Hub als der Kolben 32 enthält; der Zylinder 34 des letztgenannten Hydraulikzylinders ist mit einem Flansch 35 versehen, der mit dem Spindelträgerblock 7 mechanisch verriegelbar ist.

Zu diesem Zweck (vgl. auch Fig. 8) ist der Block 7 mit drei Verriegelungszapfen 36 versehen, die zur Bajonettverriegelung mit dem Flansch 35 dienen. Dieser Flansch weist zu diesem Zweck drei bogenförmige Ausnehmungen 3 7 auf, die an ihrem einen Ende so ausgebildet sind, daß sie sich ungehindert um die Köpfe der Zapfen 36 führen lassen, während der übrige Teil dieser Ausnehmungen verengt ist, so daß der Schaft der Zapfen in ihnen geführt wird. Die zur Bajonettverriegelung erforderliche Winkelbewegung erfolgt durch das Zusammenwirken eines Zahnsektors 35a, der an dem Flansch vorgesehen ist, mit einer Zahnstange 38, die in einer auf dem Sockel 28 befestigten Führung 39 gleitend verschiebbar und an den Kolben eines Hydraulikzylinders 40 angeschlossen ist, dessen Zylinder fest auf dem Sockel angebracht ist.

Die Fig. 7 und 8 lassen erkennen, daß der das Matrizenbauteil 2 6 aufnehmende Schlitten auch eine Rinne 41 für die Zuführung von Rohlingen in die Matrize enthält, beispielsweise des mit 42 bezeichneten Rohlings. Diese Rinne mündet in eine Bohrung des Matrizenbauteils 26, das den Rohling aufnehmen soll und in dem ein Stößel 43 verschiebbar angeordnet ist. Der Stößel 43 ist mit einer Stange starr verbunden, die ihrerseits in dem Kolben 32 des beweglichen Schlittens bewegbar ist und hinter diesem den

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Kolben 45 eines Hydraulikzylinders bildet, dessen Zylinder 46 an einer hinteren Deckplatte 27a des Bauteils 27 befestigt ist.

Die Zuführungsrinne 41 ist zwischen zwei Einstellführungen 4 7 verschiebbar angebracht, die auf dem Spindelträgerblock 7 befestigt ist; die Rinne weist in ihrem nicht dargestellten Abschnitt eine in an sich bekannter Weise anwendbare Sortiervorrichtung auf, die dazu dient, in einem bestimmten Zeitpunkt jeweils nur einen einzelnen Rohling in den gezeichneten Abschnitt der Rinne einzuführen.

Eine Anbringungsweise des Hydraulikzylinders 18 für die Steuerung des Vorschubs des Innenwalζdorns ist in Fig. 6 wiedergegeben, wo man erkennt, daß die Speisung der beiden Kammern des beweglichen Zylinders 20 in diesem Fall durch das Innere der Kolbenstange 22 erfolgt.

Der bewegliche Zylinder 20 bildet ausserdem noch eine Hülse 48, in der sich eine damit zusammenwirkende Anschlagschraube 49 befindet, die bei 50 in die Axialnut 51 einer sie durchsetzenden Steuerstange 52 eingeklemmt ist, die mit einem Handrad 5 3 betätigt werden kann. Durch Drehen des Handrades verschiebt sich die Schraube 49 gegenüber der Hülse 48 und wird der mögliche Lauf des Zylinders des Hydraulikzylinders eingestellt, begrenzt durch das Zusammenspiel der Anschlagschraube 49 mit einem an dem Rahmen fest angebrachten Endanschlag 54, durch welche Einstellung der Vorschubweg des Innenwalzdorns auf den verlangten Innendurchmesser der Laufrille des Wälzlagerringes eingestellt werden kann. Ausserdem arbeitet die Schraube mit einem beweglichen Anschlagselement 55 zusammen, das dazu dient, die Bewegungsrichtung des Hydraulikzylinders 18 am Ende

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des Zyklus umzusteuern und das ausserdem eine hydraulische Endanschlagdämpfung durch Drosseln des entsprechenden Fluidaustritts des Hydraulikzylinders zu erreichen erlaubt. Bei Rückkehr des Hydraulikzylinders in die gezeichnete Ruhelage arbeitet die Zahnstange 19 dann mit einem hydraulischen Endanschlagdämpfer 5 6 zusammen, der an dem Rahmen befestigt ist.

Eine Ausführungsform der Übersetzung zwischen dem Epizykloidengetriebe 10 und den Hülsen 4 und 6 ist in Fig. 4 mit Bezugszeichen angegeben, die denen der Fig. 1 entsprechen, und soll nur wegen der Einschaltung vonOLDHAM-Kupplungen 8a, 9a in die Antriebskette der verbundenen Getriebe 8, 9 beschrieben werden. Aus Fig. 5 entnimmt man ferner, daß die den Walzdorn tragende Spindel 1 in der Hülse 4 in doppelreihigen Wälzlagern 5 7 und 5 8 mit automatischem Spielausgleich unter axialem Schub gelagert ist, um eine verhältnismässig genaue Zentrierung zwischen dem Innenwalzdorn und der Matrize zu erreichen. Die Hülsen sind ebenfalls reibungsarm gelagert mit Hilfe von Nadellagern 59, 60 (Hülse 4 in Hülse 6) und 61,62 (Hülse 6 in dem genannten Spindelträger block 7).

An der Vorderseite des Spindelträger blocks 7 (vgl. Fig.9) befindet sich um eine Achse 63 schwenkbar angeordnet eine Ablenkklappe 64, die den fertigen Ring zwingt, in Parallellage zu sich selbst aus dem beweglichen Matrizenbauteil 2 6 heauszutreten und ohne Schwierigkeiten zum Ausgang zu gleiten (denn der ausgeworfene Ring tritt unter der Wirkung seiner Elastizität nach allen Richtungen aus und bleibt manchmal zwischen den beiden Matrizen hängen), wie weiter unten gezeigt wird, wobei die Ablenkklappe von der Kolbenstange eines Druckluftzylinders 65 betätigt wird,

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dessen Zylinder ebenfalls an dem Spindelträgerblock angelenkt ist.

Unterhalb der Ablenkklappe befindet sich eine geneigte Rinne 66 zum Wegführen der fertigen Ringe, die mit ihrer Unterseite auf dem Sockel 28 befestigt ist.

Aus Fig· 9 ist ebenso wie aus Fig. 5 zu entnehmen, daß das feststehende Bauteil 25 der Matrize spielfrei in dem Spindelträgerblock 7 mittels eines Kranzes von BlockierwinkeIn 67 zentriert ist, der in eine vordere Deckplatte 7a des Blocks geschraubt ist.

Die Folge der von der Maschine ausgeführten Arbeitsschritte wird nachstehend beschrieben, und die Steuerung dieser Schrittfolge wird anhand der angegebenen elektrohydraulischen Schaltung 24 beschrieben, deren Bestandteile in Form bekannter Symbole dargestellt sind und die nur anhand ihrer Funktionen, wie sie aus der Zeichnung zu entnehmen sind, erlätert werden sollen, um die Beschreibung kurz zu halten; eine solche Steuerung gehört im übrigen zum Allgemeinwissen jedes Fachmanns und kann im Rahmen der Erfindung vielfach geändert ausgeführt werden.

Die in Fig. 3 gezeichneten Stellungen der verschiedenen beweglichen Schlitten entsprechen dem Bereitschaftszustand des Innen walzdorns 2 in der Achse 0 und dem in Fig. 7 gezeichneten Zustand der zu öffnenden Matrize.

Phase I:

der Hydraulikmotor 3 wird von der Pumpe 23 gespeist und versetzt den Innen walzdorn 2 in Drehung; ein Durchflußregler 103 liegt in der Rückflußleitung der Pumpe. Ein einziger Fluiddruck wird für das gesamte Hydrauliknetz

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benutzt und im Bereich der Pumpe in Abhängigkeit von der erforderlichen Bearbeitungskraft geregelt. Die Folge beginnt dann mit dem Erregen der Wicklung 68 eines Elektroventils 69, das einen Verteiler 70 steuert, dessen gezeichnete Verteilung umgekehrt wird, so daß der Kolben 32 des Hydraulikzylinders den Vorschub des beweglichen Bauteils 2 6 der Matrize in Richtung auf das feststehende Bauteil 25 hervorruft.

Bei diesem Vorschub wird der unverändert stehenbleibende Stößel 43 von der Rinne 41 überholt, die vor ihn den Rohling 42 in Bereitstellung herabfallen läßt. Der Flansch 35 des beweglichen MatrizenSchlittens schiebt sich mit seinen Ausnehmungen 37 über die Verriegelungszapfen 3 6. Der bewegliche Schlitten betätigt am Ende seines Weges den Schalter 71, wodurch die Wicklung 72 eines Magnetventils 73 erregt wird, dessen gezeichnete Verteilung umgekehrt wird, so daß der Hydraulikzylinder 40 durch Verschieben der Zahnstange 3 8 das mechanische Übergreifen des Flansches 35 als Bajonett über die Zapfen 3 6 herbeiführt. Am Ende der Bewegung wird ein Schalter 74 betätigt, der die Erregung der Wicklung 75 eines Magnetventils 76 auslöst, dessen gezeichnete Verteilung sich umkehrt, so daß der Hydraulikzylinderkolben 33 mit grossem Durchmesser, der das Matrizenbauteil 26 trägt, mit erhöhter Kraft die Schließung der Matrize 25, 2 6 durch Anlegen des Flansches 35 des Zylinders 34 gegen die Köpfe der Verriegelungszapfen 3 6 herbeiführt. Ein Druckschalter 102 läßt den Schließdruck des Hydraulikzylinders erkennen, denn die sehr geringe Bewegungsweite des Kolbens 33 läßt die Anwendung von Endkontakten nicht zu. Dieser Vorgang des Schliessens der beiden Matrizenbauteile mittels eines hohen hydraulischen Druckes, der zu einer mechanischen Bajonettverrie-

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gelung führt, gestattet bei kurzem Weg und damit verhältnismässig schnell und bei geringem Raumbedarf eine hohe Schließkraft auszuüben, wobei Werkstücke erhalten werden, die an der Verbindung zwischen dem feststehenden Bauteil 25 und dem bewegten Bauteil 2 6 der Matrize frei von Grat sind, und die auf die übrige Maschine übertragenen Kräfte begrenzt sind. Der Schalter 74 steuert ausserdem die Erregung der Wicklung 7 7 eines Magnetventils 78, dessen Verteilung umgesteuert wird und daher den Vorschub des Kolbens 45 des Steuerzylinders für den Stößel 43 bewirkt, welcher Stößel den Rohling 42 in den Walzhohlraum stößt, der von den Matrizenbauteilen 25, 26 gebildet wird. Am Ende der Bewegung des Stößels 43 wird ein Schalter 79 betätigt, der die Erregung der Wicklung 80 eines Magnetventils 81 auslöst, das einen Verteiler 82 steuert, dessen gezeichnete Verteilung umgekehrt wird, so daß der Hydraulikzylinder 18 über einen Durchlaßregler 102 in dem Sinne gespeist wird, daß ein Vorschub des Innenwalzdorns 2 erfolgt, der den Rohling 42 gegen den Rand der Matrize drückt. Der Hydraulikzylinder betätigt in diesem Augenblick mittels eines an der Hülse 48 starr befestigten Nockens einen Wischkontakt 83, der die Erregung der Wicklung 84 des Magnetventils 78 auslöst, dessen Verteilung unter Umkehrung den Stößel 43 zurückwandern läßt; Durchlaßbegrenzer 105 überwachen die Versorgung des Hydraulikzylinders mit dem Kolben 45. Damit ist das Ende der Phase I in dem Diagramm 2 erreicht, dargestellt im übrigen in Fig. 11, wo der Rohling 42, der durch Ablängen eines Rohres mit dem Kreismesser entstanden ist, den Querschnitt eines verformten Trapezes besitzt, wie er in Fig. 11 gezeichnet ist.

Auf diese Annäherungsphase folgen drei Arbeitsphasen, nämlich;

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Phase II: .

der Innenwalzdorn 2 dringt in den Rohling 42 unter konstantem Druck ein, bis Kontakt über die gesamte Walzfläche hergestellt ist, durch allmählich abnehmenden Vorschub nach Aufzehrung der elastischen Deformation des Rohlings (Beginn der Phase in Fig. 12 dargestellt, Ende der Phase in den Fig. 13 und 15).

Phase III;

der Rohling wird unter konstantem Druck in der Matrize durch einen zusätzlichen, allmählich abnehmenden Vorschub gewalzt, bis der Rohling die Matrize mit seiner Aussenflache vollständig ausfüllt (dargestellt durch die Fig. 14 und 16)'.

Phase IV:

seitliches Stauchen des Rohlings unter konstantem Druck durch einen dritten, allmählich abnehmenden Vorschub, anschliessend Kalibrierwalzen ohne Vorschub auf die Endabmessungen des Ringes·

Phase V:

langsames Zurückgehen und dabei Absorbierung der Zwangsverformungen und Kalibrierung. Am Ende der Phase IV wird von der Anschlagschraube 49 (über das erwähnte Organ 55) ein Endkontakt 85 betätigt. Dieser Schalter steuert die Erregung der Wicklung 8 6 des Magnetventils 81, das den Verteiler 82 steuert, dessen Verteilung wieder in die gezeichnete Stellung zurückkehrt und über den Hydraulikzylinder 18 die Rücknahme des Innenwalzdorns entsprechend der Phase V in Fig. 2 steuert. Zu diesem Zweck sind in dem Kreis ein Magnetventil 106 und ein Verzögerungsventil 10 7 für die Regelung der niedrigen Rückfuhrungsgeschwindigkeit des Werkzeugs zu Beginn des Rückführungsweges

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vorgesehen, wobei das Magnetventil 10 6 einem Durchsatzregler 108 zugeordnet ist, der die maximale Rückführungsgeschwindigkeit des Werkzeugs einstellt. Der Hydraulikzylinder 40 betätigt am Ende der Entriegelungsbewegung einen Schalter 90, der die Erregung der Wicklung 91 des Magnetventils 69 auslöst, das den Verteiler steuert, dessen Verteilung wieder in die gezeichnete Stellung zurückkehrt und die Rückführung des Kolbens 3 2 veranlaßt und damit auch das Öffnen der Matrize. Der gleiche Schalter 90 steuert auch die Steuerung eines nicht gezeichneten Magnetventils zur Betätigung des Hydraulikzylinders 65, der die Ablenkklappe 64 vor den Innenwalzdorn absenkt.

Am Ende der Rückzugsbewegung des Kolbens 32 des die Matrize tragenden beweglichen Schlittens bringt das Hauptbauteil 26 der Matrize den von ihm mitgeführten gewalzten Ring in Kontakt mit dem Stößel 43, der den Ring auswirft.

Der bewegliche Schlitten wirkt am Ende der Rückzugsbewegung auf einen Schalter 92, der das Steuermagnetventil für den Hydraulikzylinder 65 so anregt, daß die Ablenkklappe 64 wieder angehoben wird. Der Stößel 43 und die Stange 44 weisen sie von einem Ende zum anderen durchsetzende zentrale Leitungen 43a, 44a auf, durch die von der Rückseite der Stange her eine Flüssigkeit eingeführt und an der Vorderseite ausgespritzt werden kann, die zum Waschen, Kühlen und Schmieren der Matrize dient. Nach dem Zuführen eines neuen Rohlings durch die Rinne 41 kann ein neues Arbeitsspiel, das dem eben beschriebenen genau entspricht, beginnen.

Ein handbetätigtes Vierwegeventil 110, das durch ein

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Absperrventil 111 mit der Pumpe 23 in Verbindung steht, steuert den Hydraulikzylinder für die Kippbewegung der bewglichen, die 'Matrize tragenden Vorrichtung nach den Fig. 7 und 10. Durchsatzbegrenzer 112 verbinden das Ventil 110 mit dem Zylinder 31 des Hydraulikzylinders .

An einem Manometer 113 kann der gemeinsame Druck des Steuerfluids im Bereich der Pumpe 23 überwacht werden.

In Fig, 10 ist die um ungefähr 45° geneigte Lage des Spindelträgerblocks 7 zu erkennen, der hiernach mit einer Schmierungsanordnung für die Lagerungen des Blocks durch Zuführen von Schmiermittel aus einer im oberen Teil des Blocks vorgesehenen und in Fig. 5 mit 9 3 bezeichneten Schmiermitte lversorgung; die Rückführung des Schmiermittels nach oben erfolgt mit einer nicht gezeichneten Pumpe. Dank dieser geneigten Anordnung ist der Platzbedarf der Maschine am Boden nicht so groß und wird die Geschwindigkeit bei der Zuführung der Rohlinge herabgesetzt, wobei diese aber doch an den topf der Zuführungsvorrichtung gelegt wird. Die Werkstücke können somit nicht verkehrt zugeführt werden.

Einspeisungsstellen für Drucköl zur Demontage sind vorgesehen bei:

-- einer öffnung 95 am Einsteckende eines Walzdorntragteüs 9 6 in die Spindel 1, das durch Gewinde mit einer Zugachse 9 7 für die Bewegung des Walzdorntragteils mittels eines Hydraulikzylinders 101 verbunden ist;

- der Öffnung 98 am Einsteckende der Spindel in ihr

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Wälzlager neben dem Walzdorn;

- und einem am hinteren Ende der Spindel 1 angebrachten Hydraulikzylinder 99, in dessen Zylinder die mit einer inneren Zuführungsleitung 100 versehene Zugachse 97 einen Kolben 101 trägt, wodurch die Montage und Demontage des Walzdorntragteils 9 6 ermöglicht wird.

Der Antrieb des Walzwerkzeugs erfolgt mittels des Motors 3 über die Achse 9 7, den Hydraulikzylinder 101, Stifte des Hydraulikzylinders 101 an der Spindel 1, die Spindel 1 und dann den Walzdornträger 9 6 durch Einklemmen in der Spindel 1.

Zur Montage wird bei 95 und bei 100 öl eingedrückt (das Werkzeug wird auf einem Schmiermittelfilm gezogen).

Zur Demontage wird das öl in die öffnung 95 gedrückt, während die Leitung 100 zur Aussenluft offen steht (sobald der Ölfilm unter Druck zwischen die Spindel 1 und den WaIzdornträger gebracht ist, tritt das hinten nicht gehaltene Walzwerkzeug wegen der Konizität des Walzdornträgers heraus).

Patentansprüche;

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Claims

Patentansprüche ;

1.)Maschine zum Profilwalzen von Wälzlageraussenrxngen in einer aussenliegenden Matrize mit Hilfe eines Profilwalzwerkzeugs, das auskragend in einem zu walzenden Ringrohling arbeitet und das am Ende einer Spindel angebracht ist, die exzentrisch in einer ersten Hülse angeordnet ist, die ihrerseits in einer in dem Maschinenrahmen umlaufenden, gegenüber der ersten Hülse exzentrisch angebrachten zweiten Hülse angeordnet ist, wobei die beiden Hülsen unter der Wirkung eines Drehantriebs und einer eine Winkelversetzung herbeiführenden Einrichtung stehen, die die aus Spindel und Walzwerkzeug bestehende Bauteilgruppe in Drehung versetzen und den Vorschub des Profi!walzwerkzeugs steuern kann,

dadurch gekennzeichnet, daß die Spindel (1) und das Profilwalzwerkzeug (2 ) miteinander verbunden und durch einen Motor (3) mit einer solchen Geschwindigkeit in Drehung versetzt werden, daß die scheinbare Geschwindigkeit des sich gegen den Rohling C+2) legenden Profxlwalzwerkzeugs praktisch Null ist, und daß die Antriebsmittel ein Ep iz y klo xdenge trie be (10) aufweisen, das mit zweien seiner umlaufenden Teile mit den genannten Hülsen (4,6) verbunden ist, wobei diese beiden Teile mit einem dritten Teil des Getriebes zusammenwirken, das von der genannten Einrichtung zur WinkelverSetzung beeinflußt wird, und aus einem auf die gemäß dem verlangten Vorschub des Profilwalzwerkzeugs (3) gesteuerte Winkellage ansprechenden Reakt ions teil (15) ι

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2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Winkelversetζung des genannten Reaktionsteils (15) einen Hydraulikzylinder mit nach Druck und Durchsatz geregelter Einspeisung aufweist.

3. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerungen für die Antriebseinrichtung für die Drehung der Hülsen (4, 6) als Wälzlager (5 9, 60, 61, 62) ausgeführt sind, und daß jedes Antriebsorgan für die Hülsen mindestens ein homokinetisches Gelenk aufweist.

4. Maschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen der Lagerungen der kinematischen Kette gegenüber der Vertikalen geneigt sind, derart, daß die Schmierung dieser Lagerungen durch Herabfließen aus einer an der höchsten Stelle der Maschine gelegenen Versorgungsstelle erfolgt.

5. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die das Walzwerkzeug (2) tragende Spindel (1) in der ersten Hülse (4) auf doppelreihigen Wälzlagern (57, 58) gelagert ist, deren Versetzung bei auftretendem Axialdruck die Beseitigung des Spiels in den Spindellagern bewirkt.

6, Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Einlasse von Drucköl zur Demontage an der Einsteckstelle eines WaIzdornträgers (96) in die Spindel (1), in dieser

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letzteren an ihrem neben dem Walzdorn (2) gelegenen Wälzlager (5 7) und in einem am Ende der Spindel (1) befindlichen Hydraulikzylinder (101) vorgesehen sind.

7. Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hydraulikzylinder (18) einen durch eine handbetätigte Schraube (49) einstellbaren Endanschlag aufweist, der den Vorschub des Innenwalzdorns (2) auf den verlangten Innendurchmesser des Ringes einzustellen gestattet.

8. Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückführung des Walzwerkzeugs auf niedrige Geschwindigkeiten eingestellt ist wegen der Umkehrbarkeit der kinematischen Kette und der Drosselung der Hydraulikkreise bei der Rückführung der Zahnstange (19).

Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein an dem Maschinenrahmen feststehendes Matrizenbauteil (25) und eine bewegliche Vorrichtung vorgesehen sind, die ein von einem beweglichen Schlitten gehaltenes, sich öffnendes Matrizenbautei1 ( 26) aufweist, ferner Schließ- und Verriegelungseinrichtungen (32, 35, 3 6, 37) für die Matrize, eine Rinne (41) für die Zuführung von Rohlingen (42) sowie einen zentral angeordneten Stößel (43) zum Einsetzen der Rohlinge (42) und zum Auswerfen der fertig gewalzten Ringe.

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10, Maschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Schließen und Verriegeln der Matrize einen Hydraulikzylinder mit großer Querschnittsfläche und kurzem Hub auf waist, der sich gegen eine mechanische, mit Zapfen und Bajonetteingriff arbeitende Verriegelung legt, wobei eine Translations- und anschliessende Rotationsbewegung des beweglichen Schlittens mit Hilfe entsprechender Hydraulikzylinder vorgenommen wird.

11. Maschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Einsetz- und Auswerf stößel (4 3) Leitungen vorgesehen sind, um die Matrize mit einer Wasch-, Kühl- und Schmierflüssigkeit versorgen zu können.

12. Maschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführungsrinne (41) eine Sortiervorrichtung aufweist, die dafür sorgt, daß bei jedem Arbeitszyklus jeweils nur ein einzelner Rohling eingeführt wird.

13. Maschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine bewegliche Ablenkklappe (64) vorgesehen ist, die sich zwischen den fertiggewalzten Ring und den Innenwalzdorn (2) legt, nachdem die Matrize (25, 26) geöffnet und bevor der Ring ausgeworfen ist.

14. Maschine nach Anpruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das feststehende Matrizenbauteil (25) in dem Spindel trägerblock (7) mittels eines Kranzes von BlockierwinkeIn (67)

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15, Maschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte bewagliche Vorrichtung um eine Schwenkachse (29) bewegbar angebracht ist, um die Achse des beweglichen Schlittens der Matrize in eine vertikale Lage bringen zu können, damit die beiden feststehenden bzw, beweglichen Matrizenbauteile zur Wartung abgenommen werden können und das Walzwerkzeug ausgetauscht werden kann.

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