DE4400792A1 - Vorrichtung und Verfahren für das Reduzieren des Durchmessers eines zylindrischen Werkstückes - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Präzisionsschwingfräser und insbesondere auf Präzisionsschwingfräser vom Typ, welche Rohre aus Hohlmetallwerkstücken erzeugen.

Schwingfräser vom bekannten Typ werden z. B. in dem US-Patent Nr. 4,562,713 von Kondoh und US-Patent Nr. 4,930,328 von Duerring u. a. beschrieben. Solche Fräser beinhalten in typischer Weise ein bewegliches Walzengerüst, das längs entlang einem hohlen Werkstück hin- und herbewegt wird. Das Walzengerüst beinhaltet ein Paar von genuteten Rollenprägestempeln, die einen Walzenspalt definieren, durch den das Werkstück geführt wird, um radial komprimiert zu werden. Ein Dorn ist innerhalb des Werkstückes angeordnet, um das Innere des Werkstückes radial zu stützen. Das Werkstück wird fortschreitend vorwärtsbewegt und in ausgewählten Zeiten gedreht.

Die Nuten der Rollenprägestempel haben in der Umfangsrichtung fortschreitend abnehmende Breite. Die Nuten erstrecken sich typisch um den gesamten Umfang des Rollenprägestempels. In den Nuten ist eine Vertiefungstasche gebildet, welche die Umwandlung von einem kleineren Teil in einen größeren Teil definiert. Die Vertiefungstasche ist dazu vorgesehen, das Umkehren der Drehrichtung des Rollenstempels und das Vorwärtsbewegen und Drehen des Werkstückes zu erleichtern. Somit wird durch Drehen der Rollprägestempel derart, daß Stellen am Umfang der Stempel um den Winkel, der durch die Nut definiert wird, verlagert werden, wenn das Walzengerüst sich längs entlang dem Werkstück bewegt, das Werkstück einer fortschreitend anwachsenden radialen Kompression in dem Walzenspalt zwischen den Prägestempeln unterworfen, und der Durchmesser des Werkstückes wird fortschreitend reduziert bzw. verringert.

Während eines Werkstückverringerungshubes eines jeden Zyklus der Rolltätigkeit werden die Rollprägestempel so gedreht, daß der schmalste Teil der Nuten den Walzenspalt definiert. Am Endteil des Verringerungs- bzw. Reduzierungshubes, wird das Werkstück gewöhnlich zwischen den Prägestempeln in einem Walzenspalt positioniert, der durch die Vertiefungstasche definiert wird. Nachdem die Rollenprägestempel das Ende des Verringerungshubes erreichen, werden die Rollprägestempel in einer entgegengesetzten Richtung in einem Glättungshub des Zyklus der Rolltätigkeit gedreht. Während des Glättungshubes wird der Walzenspalt, der durch die Nuten definiert ist, größer, und die Oberflächen der Nuten werden von dem verringerten Werkstückdurch­ messer wegbewegt. Am Ende des Glättungshubes wird das Werkstück gewöhnlich wieder zwischen die Prägestempel in einem Walzenspalt positioniert, der durch die Vertiefungstasche definiert ist, und das Werkstück wird um einen vorbestimmten Abstand vorwärtsbewegt und axial um einen vorbestimmten Winkel gedreht.

Während des Verringerungshubes neigt das Werkstück dazu, durch die Rollenprägestempel in die Form einer Ellipse verformt zu werden, die eine größere Achse entlang des Walzenspaltes zwischen den Rollenprägestempeln hat. Das Werkstück wird vorher zu dem Glättungshub gedreht, so daß der sich steigernde Effekt von zahlreichen Verformungen des Werkstückes darin besteht, ein im wesentlichen kreisrundes Werkstück zu bilden. Wenn das Werkstück nicht gedreht wird, besteht die Wirkung der Rolltätigkeit typisch darin, ein geripptes, rohr- oder röhrenförmiges Produkt zu bilden. Es wird bevorzugt, daß der Drehwinkel des Werkstückes durch 360° nicht ohne Rest teilbar ist, und daß der Drehwinkel im allgemeinen zwischen 35° und 70° liegt.

Die Drehung des Werkstückes wird in typischer Weise durch einen oder mehrere Werkstückdreh­ apparate durchgeführt. Drehapparate beinhalten im allgemeinen eine Klemmeinrichtung, die das Äußere des Werkstückes an einigen Stellen vor oder nach der Wegstrecke der Rollen­ prägestempel ergreift. Ausführungsarten von Drehapparaten, die in typischer Weise in herkömmlichen Schwingfräsern benutzt werden, beinhalten Zuführwagendrehapparate und Einlaßdrehapparate, um das Werkstück zu drehen, wenn es zwischen die Rollen bzw. Walzen zugeführt wird. Ein Ausgangsdrehapparat ist im allgemeinen für das Drehen des Werkstückes vorgesehen, nachdem es im Durchmesser reduziert wurde und sein hinteres Ende außer Kontakt mit dem Einlaßdrehapparat gekommen ist. Ein Dorndrehapparat ist zum Drehen des Dornes vorgesehen, der innerhalb des Werkstückes angeordnet ist, wenn das Werkstück gedreht wird.

Wenn Schwingfräser an Rohrsträngen bzw. Röhrenleitungen, wie z. B. an dünnwandigen Rohrsträngen und Rohrsträngen mit kleinem Durchmesser arbeiten, verursacht die Verwendung von Drehapparaten häufig Schaden an dem Rohrstrang, wie z. B. den, daß der Rohrstrang zu fest gegriffen wird und die Rohrstrangwände gebogen oder durchgeschlagen oder das Rohr verdreht wird. Herkömmliche Schwingfräser, die einen oder mehrere Werkstückdrehapparate benutzen, haben verschiedene Nachteile. Zum Beispiel ist eine komplexe Ausstattung notwendig, um die vielfältigen Drehapparate zu synchronisieren. Ferner ist es notwendig, wenn gewünscht wird, die Größe des Werkstückes und des Produktes zu ändern, die Backengröße auf allen Drehapparaten zu verändern. Ferner verlangsamt noch die Notwendigkeit, das Werkstück am Ende des Reduktions- oder Glättungshubes zu drehen, den Betrieb des Schwingfräsers, da man im allgemeinen länger dazu braucht, das Werkstück zu drehen als es zusätzlich vorwärtszubewegen. Andere Nachteile beim Gebrauch eines Schwingfräsers, bei welchem ein Werkstück gedreht wird, treten während der Benutzung des Schwingfräsers in Verbindung mit anderen werkstückbehan­ delnden Einrichtungen auf, wie z. B. Produktwickeleinrichtungen. Wenn gewünscht wird, ein Produkt zu wickeln, muß der Wickler z. B. so gedreht werden, wie das Werkstück gedreht wird, damit das Produkt nicht verdreht wird.

Daher ist es wünschenswert, einen Schwingfräser vorzusehen, in welchem die Notwendigkeit von Drehapparaten vermieden wird, während doch ein im wesentlichen kreisrundes reduziertes Produkt erzeugt wird.

Die vorliegende Erfindung vermeidet allgemein gesagt die Notwendigkeit von Werkstück- und Dorndrehapparaten in einer Vorrichtung und Verfahren zum Reduzieren des Durchmessers eines zylindrischen Werkstückes.

Entsprechend einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist ein Schwingfräser zum Reduzieren des Durchmessers eines zylindrischen Werkstückes vorgesehen. Der Schwingfräser weist einen Rahmen und einen Aufbau auf, die Mittel für das Stützen eines Paares von Roll­ prägestempeln beinhalten, die um ihre Achsen drehbar sind. Die Rollprägestempel haben kegelförmige Umfangsnuten, die einen Walzenspalt zur Aufnahme eines Werkstückes definieren. Es sind Mittel zum Stützen des Aufbaues bezüglich des Rahmens vorgesehen. Die den Aufbau stützenden Mittel bzw. Einrichtungen erlauben dem Aufbau, um die Längsachse des Werkstückes zu drehen, und erlauben dem Aufbau, sich längs bezüglich des Rahmens zu bewegen. Es sind Mittel für das längs Hin- und Herbewegen des Aufbaues vorgesehen, einschließlich der Rollprägestempel relativ zu dem Rahmen über einen vorbestimmten Abstand über einen Reduktionshub und einen Glättungshub. Intermittierende Drehmittel sind für das Drehen der Rollprägestempel um die Längsachse des Werkstückes so vorgesehen, daß die Drehung über einen vorbestimmten Winkel erfolgt.

Gemäß einem anderen Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Reduzieren des Durchmessers eines zylindrischen Werkstückes beschrieben. In dem Verfahren wird ein Werkstück zwischen ein Paar von Rollprägestempeln gebracht, die kegelförmige Umfangsnuten haben, welche einen Walzenspalt zur Aufnahme des Werkstückes definieren. Die Rollprägestempel werden längs bezüglich des Werkstückes über einen vorbestimmten Längsabstand über einen Verringerungshub und einen Glättungshub hin- und herbewegt, so daß sich die Rollprägestempel um Rollprägestempelachsen drehen. Die Rollprägestempel werden intermittierend um die Längsachsen des Werkstückes so gedreht, daß die Drehung über einen vorbestimmten Winkel geschieht.

Gemäß einem noch anderen Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird ein drehbarer Walzengerüstaufbau für einen Schwingfräser beschrieben. Der drehbare Walzengerüstaufbau umfaßt einen Prägestempelaufbau mit Achseneinrichtungen für das drehbare Stützen eines Paares von Rollprägestempeln, die kegelförmige Umfangsnuten, welche einen Walzenspalt für die Aufnahme eines Werkstückes definieren und ein Paar von Zahnrädern haben. Einrichtungen bzw. Mittel mit einem Zahnstangenaufbau sind dazu vorgesehen, den Prägestempelaufbau bezüglich eines Paares von Zahnstangen zu stützen, für das Ineingriffkommen mit dem Paar von Zahnrädern bzw. Zahnradgetrieben, so daß die Längsbewegung des Prägestempelaufbaues relativ zu den Zahnstangen die Rollprägestempel veranlaßt, sich in entgegengesetzten Richtungen zu drehen. Schließlich sind Teile der Stützeinrichtungen bzw. Stützmittel angepaßt, um drehbar befestigt zu werden, so daß die Drehung der Stützmittel die Drehung der Rollprägestempel um eine Längsachse bewirkt, die durch den Walzenspalt läuft.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform in Verbindung mit den zugehörigen Zeichnungen, in welchen gleiche Bezugszahlen gleiche Elemente bezeichnen und in welchen:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht, teilweise im Querschnitt genommen, eines Schwingfräsers nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;

Fig. 2 eine schematische Draufsicht, teilweise im Querschnitt genommen, eines Schwingfräsers nach Fig. 1 ist;

Fig. 3 eine schematische Ansicht, teilweise im Querschnitt genommen, eines Teiles des Schwingfräsers von Fig. 1 ist, entlang der Schnittlinie 3-3;

Fig. 4 eine schematische Ansicht, teilweise im Querschnitt genommen, eines Teiles des Teiles des Schwingfräsers von Fig. 3 entlang der Schnittlinie 4-4 ist;

Fig. 5 eine schematische Ansicht eines Teiles des Teiles des Schwingfräsers von Fig. 3 entlang der Schnittlinie 5-5 ist;

Fig. 6 eine schematische Seitenansicht, im Querschnitt genommen, eines Paares von Rollprägestempeln nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist; und

Fig. 7 eine schematische Seitenansicht, im Querschnitt genommen, eines Teiles eines Schwingfräsers nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform

Eine Seitenansicht im Teilquerschnitt eines Schwingfräsers 21 wird in Fig. 1 gezeigt, und eine Draufsicht des Schwingfräsers wird in Fig. 2 gezeigt. Der Schwingfräser 21 weist einen Rahmenaufbau 23 und eine Zufuhrwagenanordnung 25 auf, die auf dem Rahmenaufbau für die Zuführung eines zylindrischen Werkstückes W angebracht ist, wie in Fig. 6 gezeigt ist, wobei das Werkstück gewöhnlich aus einem Rohr mit kleinem Durchmesser oder einer Welle besteht, und der Schwingfräser 21 weist für Anwendungen, die die Reduzierung des Durchmessers eines röhrenförmigen Werkstückes beinhalten, einen Dorn auf (nicht dargestellt). Der Schwingfräser 21 weist ferner eine Walzgerüstanordnung 27 auf, die auf dem Rahmenaufbau zum Reduzieren des Durchmessers des Werkstückes getragen wird. Teile der Walzengerüstanordnung 27 sind in Längsrichtung bezüglich des Rahmenaufbaues 23 beweglich, und Teile der Walzengerüstanord­ nung sind axial bezüglich des Rahmenaufbaues drehbar. Die in Längsrichtung beweglichen Teile der Walzengerüstanordnung 27 werden in Längsrichtung in Bezug auf den Rahmenaufbau 23 mit einer Antriebsvorrichtung 29 für die hin- und hergehende Bewegung hin- und herbewegt, welche vorzugsweise auf dem Rahmenaufbau befestigt ist. Die axial drehbaren Teile der Walzengerüst­ anordnung 27 werden intermittierend in Bezug auf den Rahmenaufbau 23 mit einer Drehantriebs­ vorrichtung 31, wie in Fig. 2 gesehen wird, gedreht, welche vorzugsweise auf dem Rahmen­ aufbau befestigt ist.

Die Walzengerüstanordnung 27 wird bezüglich des Rahmenaufbaues 23 durch Teile des Rahmenaufbaues gestützt, der einen vorderen Block 33, einen rückwärtigen Block 35 und einen Endblock 37 aufweist, wobei jeder von ihnen auf der Basisplatte 39 des Rahmenaufbaues befestigt ist. Der vordere Block 33 und der hintere Block 35 sind vorzugsweise bezüglich der Basisplatte 39 durch Versteifungen 40 an den Kanten des vorderen und rückwärtigen Blockes verstrebt. Die Walzengerüstanordnung 27 weist eine im wesentlichen kreisrunde vordere Endplatte 41 auf, die drehbar auf dem vorderen Block 33 angebracht ist und nahe diesem in einem Bereich angeordnet ist, der durch den vorderen Block und den hinteren Block 35 definiert wird, und weist eine im wesentlichen kreisrunde hintere Endplatte 45 auf, die drehbar auf dem hinteren Block 35 befestigt ist und nahe diesem in dem Bereich angeordnet ist, der durch den vorderen Block und den hinteren Block definiert wird.

Wie man in Fig. 3 sieht, ist die hintere Endplatte 45 mit einem Paar von gegenüberliegenden keilförmigen, ausgeschnittenen Bereichen 45′ gebildet. Die vordere Endplatte 41 ist im wesentlichen ein Spiegelbild der hinteren Endplatte 45. Wie man in Fig. 2 sieht, sind die vordere Endplatte 41 und die rückwärtige Endplatte 45 miteinander durch eine erste Zahnstangenanord­ nung 47 und eine zweite Zahnstangenanordnung 49 miteinander verbunden. Die erste und zweite Zahnstangenanordnungen 47, 49 weisen eine erste bzw. zweite Zahnstangenstütze 51, 53 auf, die an ihren ersten und zweiten Enden an den Kanten der vorderen und rückwärtigen Endplatten 41, 45 in den ausgeschnittenen Bereichen 41′, 45′ der Endplatten befestigt sind. Wie man in Fig. 3 sieht, ist eine erste Zahnstange 55 mit einer gezahnten Fläche 57, die an einer Seite der ersten Zahnstangenstütze 51 befestigt ist, bezüglich einer zweiten Zahnstange 59 ausgerichtet, die eine gezahnte Fläche 61 hat, welche an einer Seite der zweiten Zahnstangenstütze 53 so befestigt ist, daß die gezahnten Flächen der ersten und zweiten Zahnstange einander gegenüberliegen.

Die ersten und zweiten Zahnstangen 55, 59 kommen mit dem linken bzw. rechten Zahntriebwerk 63, 65 in Eingriff. Die linken und rechten Zahntriebwerke 63, 65 werden mit den ersten bzw. zweiten Dornen oder Achsen 67, 69 verbunden, welche sich von den linken bzw. rechten Seiten 71, 73 eines Walzengerüstschlittens 75 erstrecken. Stellen auf den Teilungskreisen der linken und rechten Zahntriebwerke 63, 65 liegen in denselben Ebenen wie die Teilungslinien der zwei Zahnstangen 55, 59, um damit in Eingriff zu kommen. Der Walzgerüstschlitten 75 wird mit einer inneren Öffnung 77 gebildet, wie man in den Fig. 2, 3 und 4 sieht, wobei er sich vertikal von der Oberseite zu dem Boden des Walzgerüstschlittens erstreckt.

Zwei Lagergehäuse 79 werden durch eine obere Öffnung 77′ oder eine Bodenöffnung 77′′ des Walzgerüstgehäuses 75 in die innere Öffnung 77 eingeführt und werden angrenzend an eine linke Wand 81 der inneren Öffnung eines über das andere angeordnet, wie man in Fig. 5 sieht, und zwei Lagergehäuse werden angrenzend an eine rechte Wand 83 der inneren Öffnung eines über das andere angeordnet. Die erste Achse 67 erstreckt sich durch einen Schlitz 81′, wie man in den Fig. 1, 3 und 4 sieht, in der linken Seite 71 des Walzgerüstschlittens 75 und ist bezüglich des Walzgerüstschlittens in Lagern 79′ in zwei niedrigeren der Lagergehäuse 79 drehbar befestigt. Die zweite Achse 69 erstreckt sich durch einen Schlitz 83′ in die rechte Seite 73 des Walzgerüst­ schlittens 75 und ist bezüglich zu dem Walzgerüstschlitten in Lagern 79′ in zwei oberen der Lagergehäuse 79 drehbar befestigt.

Wie man in den Fig. 3, 4 und 6 sieht, sind der erste und zweite Rollenprägestempel 89, 91 fest an der ersten bzw. zweiten Achse 67, 69 befestigt, und sie sind im Durchmesser wenig größer als die Teilungskreise der linken und rechten Zahntriebwerke 63, 65. Wie man in den Fig. 3 und 6 sieht, sind die ersten und zweiten Rollenprägestempel 89, 91 in der Inneren Öffnung 77 des Walzgerüstschlittens 75 so angeordnet, daß die äußeren Umfänge des ersten und zweiten Rollenprägestempels aneinander anstoßen. Der erste und zweite Rollenprägestempel 89, 91 können mit der ersten und zweiten Achse 67, 69 als ein Stück gebildet sein. Der erste und zweite Rollenprägestempel 89, 91 sind mit kegelförmigen Umfangsnuten 93, 95 gebildet, welche eine Walzenspaltzone 97 definieren, durch welche ein Werkstück hindurchgeht. Der erste und zweite Rollprägestempel 89, 91 sind bezüglich einander so ausgerichtet, daß identisch große Teile von kegelförmigen Nuten 93, 95 einander gegenüberliegen.

In einer bevorzugten Aufbaumethode der Walzengerüstanordnung 27, werden die Roll­ prägestempel 89, 91, die Lager 79′ und die Lagergehäuse 79 und das linke und rechte Zahntriebwerk 63, 65 zuerst auf den Achsen 67, 69 positioniert. Dann wird der Rollenprägestem­ pel 89 durch die Bodenöffnung 77′′ des Walzgerüstschlittens so eingeführt, daß die erste Achse in den Schlitz 81′ gleitet, und der Rollenprägestempel 91 wird durch die obere Öffnung 77′ des Walzgerüstschlittens so eingeführt, daß die zweite Achse in den Schlitz 83′ gleitet. Die Lagergehäuse 79 werden dann mit Bolzen (nicht dargestellt) miteinander verschraubt, welche sich durch die Bohrungen 80 in den Lagergehäusen erstrecken, wie man in Fig. 5 sieht.

Wie man in den Fig. 2 und 3 sieht, ist die erste und zweite Zahnstangenstütze 51, 53 vorzugsweise auch in ihren Seiten mit einer Reihe von ausgenommenen Zonen bzw. Bereichen 169 unter 90° zu den Seiten gebildet, an welchen die erste und zweite Zahnstange 55, 59 befestigt sind. Lagerräder 171 sind drehbar in den ausgenommenen Zonen bzw. Bereichen 169 so befestigt, daß sich Teile der Räder leicht aus dem ausgenommenen Bereich heraus erstrecken. Die Lagerräder 171 sind vorzugsweise in den ausgenommenen Bereichen 169 mit Schrauben 173 befestigt, die auch dazu dienen, die erste und zweite Zahnstange 55, 59 an der ersten und zweiten Zahnstange 51, 53 zu befestigen. Die Lagerräder 171 stoßen an die linke und rechte Seite 71, 73 des Walzgerüstschlittens 75 an, um das Aufrechterhalten der Bewegung des Walzgerüstschlittens in einer geraden Linie während der Längsbewegung des Schlittens zu erleichtern. Wie man in Bezugnahme auf die Fig. 3 sieht, erleichtern die Lagerräder 171 das Vermeiden der Drehung im Gegenuhrzeigersinn des Walzgerüstschlittens 75 bezüglich der ersten und zweiten Zahnstangenanordnung 47, 49. Die Zahnstangen 55, 59 stoßen gegen die Zahntriebwerke 63, 65 und erleichtern das Vermeiden von Drehen im Uhrzeigersinn des Walzgerüstschlittens 75 bezüglich der ersten und zweiten Zahnstangenanordnung 47, 49. Teile 173′ der Schrauben 173 werden vorzugsweise in Nockeneingriff gebracht (nicht dargestellt), um die Einstellung der Lage der Lagerräder 171 bezüglich des Walzgerüstschlittens 75 zu erleichtern.

Wie man unter Bezugnahme auf die Fig. 2, 3 und 6 sieht, wird, wenn der Walzgerüstschlitten 75 in Längsrichtung bezüglich der ersten und zweiten Zahnstangenanordnung 47, 49 mit den Zähnen 57, 61 der ersten und zweiten Zahnstange 55, 59 bewegt wird, die mit dem linken und rechten Zahntriebwerk 63, 65 in Eingriff kommen, der erste und zweite Rollprägestempel 89, 91 so gedreht, daß identisch große Teile der kegelförmigen Nuten 93, 95 immer einander gegenüberliegen. Wenn der Walzgerüstschlitten 75 in Längsrichtung bezüglich der ersten und zweiten Zahnstangenanordnung 47, 49 gegen die vordere Endplatte 41 bewegt wird, wird der erste Rollprägestempel 89 im Uhrzeigersinn gedreht, und der zweite Rollprägestempel 91 wird im Gegenuhrzeigersinn so gedreht, daß die sich gegenüberliegenden kegelförmigen Nuten 93, 95 einen zunehmend größeren Walzenspalt 97 definieren, bis danach Stellen 99 an dem größten arbeitenden Teil der kegelförmigen Nuten einander gegenüberliegen und Vertiefungstaschen oder Umwandlungsbereiche 102, die im allgemeinen größer sind als die Stellen, die den größten arbeitenden Teil der Nuten definieren, einander gegenüberliegen. Wenn der Walzgerüstschlitten 75 in Längsrichtung bezüglich der ersten und zweiten Zahnstangenanordnung 47, 49 gegen die hintere Endplatte 45 bewegt wird, wird der erste Rollprägestempel 89 im Gegenuhrzeigersinn gedreht, und der zweite Rollprägestempel 91 wird im Uhrzeigersinn so gedreht, daß die sich gegenüberliegenden kegelförmigen Nuten 93, 95 einen fortschreitend kleineren Walzenspalt 97 definieren, bis danach Stellen 101 an dem kleinsten Teil der kegelförmigen Nuten einander gegenüberliegen und die Vertiefungstaschen oder Umwandlungszonen 102 einander gegenüber­ liegen. Wenn ein Werkstück in den Walzenspalt 97 positioniert wird und der Walzgerüstschlitten 75 in Längsrichtung bezüglich der ersten und zweiten Zahnstangenanordnung gegen die hintere Endplatte 45 bewegt wird, wird der Durchmesser des Werkstückes in dem allmählich kleiner werdenden Walzenspalt reduziert bzw. verringert.

Gewöhnlich erstrecken sich die kegelförmigen Nuten 93, 95 um im wesentlichen den gesamten Umfang des ersten und zweiten Rollprägestempels 89, 91, so daß, wie man in Fig. 6 sieht, die Stellen 99 an den größten arbeitenden Teilen der Nuten von den kleinen Enden 101 der Nuten durch die Vertiefungstaschen oder Umwandlungsteile 102 der Nuten getrennt werden. Die Vertiefungstaschen oder Umwandlungszonen 102 erstrecken sich im allgemeinen über einen Winkel von zwischen 65° und 110° und erleichtern das Umkehren der Richtung und das Drehen der Rollenprägestempel 89, 91 und das Vorwärtsbewegen des Werkstückes am Ende der Verminderungs- und Glättungshübe, da der Walzenspalt 97, der durch die Vertiefungstaschen oder Umwandlungszonen definiert wird, größer ist als das Werkstück. Die Vertiefungstaschen oder Umwandlungszonen 102 dienen ferner dazu, den Kontakt des kleinen Endes 101 der Nuten 93, 95 mit dem Werkstück am Ende des Glättungshubes zu vermeiden. Es ist auch bekannt, Nuten zu formen, die ausgedehnte gerade Längen haben (nicht dargestellt), die sich im allgemeinen an dem kleinen Ende der Nuten befinden, um das Werkstückglätten zu erleichtern.

Der Walzgerüstschlitten 75 wird gewöhnlich in Längsrichtung bezüglich der ersten und zweiten Zahnstangenanordnung 47, 49 durch die hin- und herbewegende Antriebsvorrichtung 29 über einen Abstand bewegt, der nahezu gleich dem Teil eines Bogens auf dem Umfang der Prägestempel 89, 91 ist, welcher durch die kegelförmigen Nuten 93, 95 definiert wird, der, wie oben erwähnt, im allgemeinen gleich dem Umfang der Rollprägestempel ist Nahe der vordersten Stelle in der Bewegung des Walzgerüstschlittens 75 bezüglich der ersten und zweiten Zahnstangenanordnung 47, 49, wenn der Walzgerüstschlitten sich dicht an der vorderen Endplatte 41 befindet, erreicht der Walzenspalt 97 seine größte arbeitende Größe. Nahe der hintersten Stelle in der Bewegung des Walzgerüstschlittens 75 bezüglich der ersten und zweiten Zahnstangenanordnung, erreicht der Walzenspalt seine kleinste Größe, im wesentlichen wenn der Walzgerüstschlitten sich am dichtesten an der hinteren Endplatte 45 befindet. Wie weiter unten noch erklärt wird, ist es wünschenswert, dem Walzgerüstschlitten 75 zu erlauben, sich gegen die vordere und hintere Endplatte 41, 45 so zu bewegen, daß sich die kegelförmigen Nuten 93, 95 an den Stellen 99, 110 vorbeidrehen, an welchen sie am stärksten arbeitende und kleinste Walzenspalte 97 definieren, so daß die Vertiefungstasche oder Umwandlungsteile 102 der Nuten einander gegenüberliegen und das Werkstück mit dem Walzenspalt nicht in Kontakt steht.

Wie man in Fig. 4 sieht, ist der Walzgerüstschlitten 75 mit einer Eingangsöffnung 103 an dem vorderen Ende 105 des Walzgerüstschlittens ausgebildet, um einem Werkstück zu erlauben, sich in den Walzgerüstschlitten und in den Walzenspalt 97 zu erstrecken. Der Walzgerüstschlitten 75 ist auch mit einer Auslaßöffnung 107 an einem hinteren Ende 109 des Walzgerüstschlittens gebildet, um dem Produkt mit reduziertem Durchmesser zu erlauben, sich von dem Walzenspalt 97 aus dem Walzgerüstschlitten herauszuerstrecken. Die Eintrittsöffnung 103, der Walzenspalt 97 und die Auslaßöffnung 107 sind axial ausgerichtet.

Wie man in den Fig. 1 und 4 sieht, ist eine Führungswelle 111 mit einer axialen Bohrung 113 an dem vorderen Ende 105 des Walzgerüstschlittens 75 angebracht. Wie man in Fig. 4 sieht, ist die Führungswelle 111 so angebracht, daß die axiale Bohrung 113 axial mit der Eingangsöff­ nung 103 ausgerichtet ist. Ein Werkstück wird durch die Zuführwagenanordnung 25 in die axiale Bohrung 113 so gestoßen, daß es in die Eintrittsöffnung 103 und dem Walzenspalt 97 zugeführt wird, wie weiter unten erklärt werden wird. Die Führungswelle 111 ist vorzugsweise mit einem Ende 115 mit Außengewinde gebildet, welches in eine Bohrung 117 mit Innengewinde in dem vorderen Ende 105 des Walzgerüstschlittens 75 geschraubt wird. Nach der Anbringung der Führungswelle 111 an dem Walzgerüstschlitten 75 wird die Führungswelle im wesentlichen von einer Bewegung bezüglich des Walzgerüstschlittens abgehalten.

Wie man in Fig. 7 sieht, erstreckt sich die Führungswelle 111 durch eine nicht drehbare Hülse 118, die in eine zentrale Öffnung 119 eingepaßt ist, welche in der vorderen Endplatte 41 gebildet ist. Ein Teil 42 der vorderen Endplatte 41 ist in einer Öffnung 121 angeordnet, die in dem vorderen Block 33 gebildet ist. Der Teil 42 der vorderen Endplatte 41, die Hülse 118 und die Führungswelle 111 erleichtern das Stützen der Walzgerüstanordnung 27 in Bezug auf den Rahmen 23. Die Führungswelle 111 erleichtert ferner das unflexible Führen eines Werkstückes in die Eingangsöffnung 103, wie in Fig. 4 zu sehen ist. Die Führungswelle 111 ist axial drehbar und in Längsrichtung gleitbar bezüglich des vorderen Blockes 33 und der vorderen Endplatte 41 in der Hülse 118. Der vordere Block 33 ist vorzugsweise mit einem Lager 33′ versehen, welches in der Öffnung 121 angeordnet ist, um die axiale Drehung des Teiles 42 zu erleichtern. Wie man in Fig. 2 sieht, ist die Drehantriebsvorrichtung 31 vorzugsweise mit der Führungswelle 111 so gekoppelt, daß die drehenden Teile der Walzgerüstanordnung 27 intermittierend in Bezug auf den Rahmenaufbau 23 und das Werkstück gedreht werden, wie weiter unten genauer beschrieben wird.

Wie man in den Fig. 1 und 4 sieht, ist eine Verbindungsstange 123, die eine axiale Bohrung 125 hat, an dem hinteren Ende 109 des Walzgerüstschlittens 75 vorzugsweise derart angebracht, daß sie axial bezüglich des Walzgerüstschlittens drehbar ist. Wie man in Fig. 4 sieht, ist die Verbindungsstange 123 an dem Walzgerüstschlitten 25 so angebracht, daß die axiale Bohrung 125 axial mit der Auslaßöffnung 107 ausgerichtet ist. Das Werkstück mit vermindertem Durchmesser verläßt den Walzgerüstschlitten 75 durch die Auslaßöffnung 107 und wird durch die axiale Bohrung 125 vorwärts bewegt, wie weiter unten noch beschrieben wird. Die Verbindungs­ stange 123 ist mit einem mit einem Flansch versehenen Ende 127 gebildet, welches in einer mit Innengewinde versehene Bohrung 129 in dem hinteren Ende 109 des Walzgerüstschlittens 75 eingepaßt ist. Eine mit Außengewinde versehene Schwenkschraubenmutter 131 paßt rundum die Verbindungsstange 123 und wird in die mit Innengewinde versehene Bohrung 129 so geschraubt, daß die Verbindungsstange drehbar an dem Walzgerüstschlitten 75 so angebracht ist, daß das Walzgerüst drehbar ist, wenn die Verbindungsstange nicht axial gedreht wird.

Wie man in Fig. 7 sieht, erstreckt sich die Verbindungsstange 123 durch eine Hülse 132, die in eine zentrale Öffnung 133 nicht drehbar eingepaßt ist, welche in der hinteren Endplatte 45 gebildet ist. Ein Teil 46 der hinteren Endplatte 45 ist in einer Öffnung 135 angeordnet, die in dem hinteren Block 35 gebildet ist. Die Verbindungsstange 123 erstreckt sich durch die Hülse 132 und eine Öffnung 137 in dem Endblock 37, wie man in den Fig. 1 und 2 sieht, und ist in Längsrichtung bezüglich der Hülse und der hinteren Endplatte, des hinteren Blockes und des Endblockes gleitbar. Der hintere Block 35 ist vorzugsweise mit Lagern 35′ versehen, die in der Öffnung 135 für die Erleichterung der axialen Drehung der hinteren Endplatte 45 angeordnet sind.

Die Verbindungsstange 123, die Hülse 132 und der Teil 46 der hinteren Endplatte 45 erleichtern das Stützen der Walzgerüstanordnung 27 bezüglich des Rahmenaufbaues 23. Die Verbindungs­ stange erleichtert auch das inflexible Führen eines Werkstückes mit verringertem Durchmesser von der Auslaßöffnung 107, wie man in Fig. 4 sieht. Wie man in den Fig. 1 und 2 sieht, ist die Antriebsvorrichtung 29 zum Hin- und Herbewegen mit der Verbindungsstange so gekoppelt, daß die in Längsrichtung beweglichen Teile der Walzgerüstanordnung 27 bezüglich des Rahmens 23 und des Werkstückes hin- und herbewegt werden, wie genauer weiter unten beschrieben wird.

Wie man in Fig. 1 sieht, weist die Antriebsvorrichtung 29 zum Hin- und Herbewegen gemäß der vorliegenden bevorzugten Ausführungsform eine Zahnstange 139 auf, die an der Verbindungs­ stange 123 befestigt ist und ein Zahnrad 141, welches mit der Zahnstange kämmt, das an einer Welle 143 befestigt ist, die drehbar auf dem Rahmenaufbau 23 befestigt ist. Das Zahnrad 141 wird durch eine Antriebsvorrichtung 144, wie z. B. eine Kurbelarmanordnung oder ein Drehstellantrieb so gedreht, daß das Zahnrad zuerst in eine Richtung und dann in die entgegengesetzte Richtung dreht. Die Verbindungsstange 123 wird vorzugsweise von axialer Drehung abgehalten, die Zahnstange 139 kann jedoch mit Zähnen versehen sein, die rund um den gesamten Umfang der Verbindungsstange so angeordnet sind, daß axiale Drehung der Verbindungsstange die Fähigkeit der Antriebsvorrichtung 29 zum Hin- und Herbewegen das Hin- und Herbewegen der Walzgerüst­ anordnung 27 nicht beeinflußt. Es sind vorzugsweise Mittel vorgesehen, um das Drehen der Verbindungsstange 123 bezüglich des Zahnrades 141 zu verhindern, so wie z. B. eine längsgerichtete Nut (nicht dargestellt), die außen an der Verbindungsstange gebildet ist, und einen Stift (nicht dargestellt), der innerhalb der Öffnung 137 des Endblockes 37 so angeordnet ist, daß der Stift in die Nut paßt und die Drehung des Verbindungsrades verhindert wird. Gewöhnlicherwei­ se haben jedoch die Zahnstange 139 und das Zahnrad 141 eine genügende Breite, so daß sie dazu dienen, die Drehung der Verbindungsstange 123 zu verhindern.

Die abwechselnde rotierende Richtung des Zahnrades 141 bewegt die Zahnstange 139 in abwechselnde Längsrichtungen, so daß die Verbindungsstange 123, der Walzgerüstschlitten 75 und die darin befestigten Komponenten und die Führungswelle 111 bezüglich des Rahmenauf­ baues 23, der ersten und zweiten Zahnstangenanordnung 47, 49 und der vorderen und rückwärtigen Endplatte 41, 45 hin- und herbewegt werden. Wie oben erwähnt wurde, bewegen sich der Walzgerüstschlitten 75 und andere in Längsrichtung bewegliche Teile der Walzgerüst­ anordnung 27 normalerweise um einen Abstand hin und her, der nahezu gleich der Länge der kegelförmigen Nuten 93, 95 ist, die im allgemeinen gleich dem Umfang der Rollenprägestempel 89, 91 ist. Entsprechend wird das Zahnrad 141 so gedreht, daß der Abstand, über welchen die in Längsrichtung beweglichen Teile der Rollgerüstanordnung 27 sich hin- und herbewegen, nahezu gleich der Länge der kegelförmigen Nuten 93, 95 ist.

In der Praxis werden, wie oben erwähnt und wie später weiter unten erklärt wird, die in Längsrichtung beweglichen Teile der Walzgerüstanordnung 27 vorzugsweise angepaßt, daß sie so bewegt werden, daß wenn die in Längsrichtung beweglichen Teile der Walzgerüstanordnung der vorderen Endplatte 41 am nahesten sind, die Rollenprägestempel 89, 91 so ausgerichtet sind, daß der Walzenspalt 97 durch die Stellen 102 auf den kegelförmigen Nuten 93, 95 definiert wird, welche die Vertiefungstasche oder das Übergangsteil definieren, wenn sie gerade die Stellen 99 auf den kegelförmigen Nuten passiert haben, die den größten arbeitenden Teil der Nuten definieren. Es wird bevorzugt, daß der Durchmesser des größten arbeitenden Walzenspaltes 97, der dem Walzenspalt entspricht, der definiert wird, wenn die Stellen 99 einander gegenüberliegen, nahezu denselben Durchmesser des Werkstückes hat, welches zugeführt wird. Ferner wird, wenn die in Längsrichtung beweglichen Teile der Walzgerüstanordnung 27 der hinteren Endplatte 45 am nahesten sind, der Walzenspalt 97 wieder durch die Punkte auf den kegelförmigen Nuten 93, 95 entlang der Vertiefungstasche oder des Übergangsteiles 102 definiert, wobei die Rollen­ prägestempel 89, 91 sich gerade an den Stellen 101 auf den kegelförmigen Nuten vorbei gedreht haben, die den kleinsten Walzenspalt definieren. Zusätzlich zu der vorangegangenen bevorzugten Ausführungsform sind selbstverständlich andere Mittel zum Hin- und Herbewegen der Rollen­ prägestempel 89, 91 entlang einem Werkstück wohl bekannt, wie z. B. die Benutzung eines linearen Induktionsmotors.

Die drehbaren Teile der Walzgerüstanordnung 27, die die Führungswelle 111, den Walzengerüst­ schlitten 75 und die darin befestigsten Teile, die vordere und rückwärtige Endplatte 41, 45 und die erste und zweite Zahnstangenanordnung 47, 49 aufweisen, werden vorzugsweise durch die Drehantriebsvorrichtung 31 gedreht, wenn der Walzenspalt 97 größer ist als das Werkstück in dem Walzenspalt. Dies geschieht im allgemeinen, wenn die Vertiefungstaschen oder Übergangs­ zone 102 der kegelförmigen Nuten 93, 95 den Walzenspalt 97 definieren, wenn der Walzgerüst­ schlitten 75 der vorderen Endplatte 41 oder der rückwärtigen Endplatte 45 am nahesten ist. Die Drehantriebseinrichtung 31 ist vorzugsweise dazu geeignet, die drehenden Teile der Walzgerüst­ anordnung 27 am Ende des Glättungshubes, am Ende des Verminderungshubes oder am Ende des Glättungshubes und am Ende des Verminderungshubes zu drehen. Die Drehantriebsein­ richtung 31 kann also dazu geeignet sein, die drehenden Teile der Walzgerüstanordnung 27 während einiger kurzer Abschnitte der Verminderungs- und Glättungshübe zu drehen, wenn das Werkstück nicht mit den Nuten 93, 95 in den Rollprägestempeln 89, 91 in Kontakt ist, d. h. wenn der Walzenspalt 97 noch durch die sich gegenüberliegenden Vertiefungstaschen oder Übergangszonen 102 definiert wird.

Die Drehantriebseinrichtung 31 dreht vorzugsweise die Führungswelle 111 über einen vorbestimmten Winkel, der seinerseits das Drehen der drehbaren Teile der Walzgerüstanordnung 27 verursacht. Die Führungswelle 111 ist wie oben bemerkt, so an dem Walzgerüstschlitten 75 befestigt, daß ihre Bewegung bezüglich des Walzgerüstschlittens verhindert wird. Die Führungswelle 111 ist auch, wie oben erwähnt, in Längsrichtung bezüglich der vorderen Endplatte 41 in der Hülse 118 gleitbar. Wie oben erwähnt, wird der Walzgerüstschlitten 75 jedoch von der Drehung bezüglich der ersten und zweiten Zahnstangenanordnung 47, 49 infolge der Lagerräder 171 auf der ersten und zweiten Zahnstangenstütze 51, 53 abgehalten, welche, wie man in Fig. 3 sieht, die Drehung im Gegenuhrzeigersinn durch Kontakt mit dem Walzgerüstschlitten 75 verhindern, und infolge der Zahnstangen 55, 59, welche die Drehung im Uhrzeigersinn verhindern, wenn sie mit dem ersten und zweiten Zahntriebwerk 63, 65 in Eingriff kommen. Drehen der Führungswelle 111 bewirkt daher das Drehen der vorderen Endplatte 41, der ersten und zweiten Zahnstangenanordnung 47, 49, der rückwärtigen Endplatte 45 und des Walzgerüstschlittens 75 sowie der darin befestigten Teile.

Der Schwingfräser 21 ist vorzugsweise mit Mitteln 145 versehen, wie z. B. einem Zahnradkasten oder einem elektronischen Kontrollsystem, welches mit der hin- und herbewegenden Antriebsein­ richtung 29 so synchronisiert ist, daß die Drehantriebseinrichtung 31 die drehenden Teile der Walzgerüstanordnung 27 an geeigneten Stellen während des Hin- und Herbewegens der Walzgerüstanordnung dreht. In einer derzeit bevorzugten Ausführungsform, wie man in Fig. 2 sieht, weist die Drehantriebseinrichtung 31 einen Antrieb 147, wie z. B. ein Zahnrad, Zahnstange, Riemen- oder Kettenantrieb auf, die durch einen Motor 148 angetrieben werden, welcher mit einem Zahnrad, Riemenscheibe oder Zahnriemenrad 149 in Eingriff kommt, welches auf der Führungswelle 111 befestigt ist. Das Zahnrad, Riemenscheibe oder Zahnriemenrad 149 wird mit der Führungswelle 111 so verkeilt, daß das Zahnrad, Riemenscheibe oder Zahnriemenrad geeignet ist, in Längsrichtung, aber nicht drehend bezüglich der Führungswelle zu gleiten, und so, daß der Antrieb 147 nicht beschädigt wird, wenn die Führungswelle in Längsrichtung hin- und herbewegt wird. Die Drehantriebseinrichtung 31 kann jedoch jede Anzahl von Mitteln für das Drehen der drehenden Teile der Walzgerüstanordnung 27 aufweisen, wie z. B. die Befestigung eines ringförmigen Rotors eines Servomotors an einer der vorderen oder rückwärtigen Endplatten 41, 45, welche das gewünschte Ende der Drehung der Rollprägestempel 89, 91 rund um das Werkstück zu gewünschter Zeit erreichen.

Die Drehantriebseinrichtung 31 ist geeignet, die drehenden Teile der Walzgerüstanordnung 27 über einen oder mehrere vorbestimmte Winkel zu drehen, vorzugsweise über Winkel zwischen 35° und 70°. Die Drehantriebseinrichtung 31 ist vorzugsweise auch geeignet, die drehenden Teile der Walzgerüstanordnung 27 in der Richtung im Uhrzeigersinn sowie im Gegenuhrzeigersinn zu drehen, so daß die Drehantriebseinrichtung die drehenden Teile der Walzgerüstanordnung zuerst über einen oder mehrere vorbestimmte Winkel in eine Richtung und dann über einen oder mehrere vorbestimmte Winkel in die entgegengesetzte Richtung dreht.

Eine oder mehrere feststehende Dornklemmen 151, 151′ sind zum Stützen eines Dornes (nicht dargestellt) in dem Werkstück auf dem Rahmen 23 befestigt. Der Dorn hat einen äußeren Durchmesser, der wenig kleiner ist als der innere Durchmesser des Werkstückes vor seiner Ankunft an dem Walzgerüstschlitten 75 und verkleinert sich bis zu einem äußeren Durchmesser, der nahezu dieselbe Größe hat wie der innere Durchmesser des Werkstückes nach der Reduzierung. Die Zufuhrwagenanordnung 25 weist eine "Vertiefung" auf oder die Werkstück­ klemme 153 ist gleitend auf der Gleitanordnung 155 für die Bewegung in Längsrichtung bezüglich des Rahmens 23, befestigt.

Die Dornklemmen 151, 151′ sind mit Bohrungen 157, 157′ gebildet, und die Werkstückklemme 153 ist mit einer Bohrung 159 versehen. Die Bohrungen 157, 157′, 159 sind mit der axialen Bohrung 113 der Führungswelle 111, dem Walzenspalt 97 in dem Walzgerüstschlitten 75 und der axialen Bohrung 125 der Verbindungsstange 123 so ausgerichtet, daß der Dorn und das Werkstück axial mit der Längsachse ausgerichtet sind. Mittel, wie z. B. Kopfschrauben oder automatische, luftbetätigte Klemmen (nicht dargestellt) sind für das stationäre Halten des Dorns in den Bohrungen 157, 157′ der Dornklemmen 151, 151′ und für das stationäre Halten des Werkstückes in der Bohrung 159 der Werkstückklemme vorgesehen.

Die Zufuhrwagenanordnung 25 weist eine Antriebsanordnung 161 für das Klemmen eines Werkstückes auf, um die Werkstückklemme 153 gegen die Führungswelle 111 zu bewegen, damit die Werkstücke in die axiale Bohrung 113 der Führungswelle, durch den Walzenspalt 97 in dem Walzgerüstschlitten 75 und aus der axialen Bohrung 125 der Verbindungsstange vorwärtsbewegt werden und damit die Werkstückklemme 153 in eine Startposition zurückgeführt wird, in welcher ein neues Werkstück in die Werkstückklemme geladen wird. Gewöhnlich werden mehrere Werkstücke eins nach dem anderen in der Bohrung 159 der Werkstückklemme 153, der axialen Bohrung 113 der Führungswelle 111, dem Walzgerüstschlitten 75 und der axialen Bohrung 125 der Verbindungsstange 123 so angeordnet, daß die Antriebsanordnung 161 für das Klemmen des Werkstückes die Werkstückklemme 153, in der ein hinteres Werkstück gehalten wird, vorwärtsbewegt, wobei das hintere Werkstück das hintere Ende eines früheren Werkstückes stößt, usw.

Die Antriebsanordnung 161 für das Klemmen des Werkstückes weist vorzugsweise einen Antrieb, wie z. B. einen Motor 163 für das intermittierende Drehen eines Schneckentriebes 165 auf, der drehbar auf der Gleitanordnung 155 so befestigt ist, daß er sich im Uhrzeigersinn oder im Gegenuhrzeigersinn bezüglich der Gleitanordnung dreht. Der Schneckentrieb 165 erstreckt sich durch eine Gewindebohrung 167 in der Werkstückklemme 153 derart, daß wenn der Schnecken­ trieb mehrere Drehungen oder einen Teil einer Drehung in einer Richtung gedreht wird, die Werkstückklemme zunehmend vorwärts bewegt wird, und daß, wenn der Schneckentrieb in der entgegengesetzten Richtung gedreht wird, die Werkstückklemme zurückgeführt wird. Die Antriebsanordnung 161 für die Werkstückklemme ist vorzugsweise geeignet, ein Werkstück zu drehen oder zunehmend an dem Ende des Verminderungshubes, am Ende des Glättungshubes, sowohl am Ende des Verminderungs- als auch des Glättungshubes, oder zu jeder Zeit, wenn der Walzenspalt 97, der durch die Nuten 93, 95 der Rollenprägestempel 89, 91 gebildet ist, sich nicht in Kontakt mit dem Werkstück befindet, vorwärts zu bewegen. Die Antriebsanordnung 161 für die Werkstückklemme wird vorzugsweise mit Synchronisierungsmitteln 145 synchronisiert, wie z. B. einem Getriebekasten oder einem elektronischen Steuersystem für das Steuern des Motors 163, so daß er den Schneckentrieb 165 nur zu geeigneten Zeiten dreht.

Werkstückvortriebmechanismen des Types, die für die Benutzung bei dem Schwingfräser 21 der vorliegenden Erfindung geeignet sind, sind bekannt. Ein solcher Mechanismus wird in der US- Patentschrift Nr. 4,955,220 beschrieben, die insoweit zum Gegenstand dieser Anmeldung gemacht wird, als sie einen solchen Mechanismus offenbart.

Ein Werkstück, das entlang der Öffnung 113 in der Führungswelle 111, durch den Walzenspalt 97 und entlang der Öffnung 125 in der Verbindungsstange 123 so vorwärtsbewegt wird, daß es nicht länger in der Bohrung 159 in der Werkstückklemme 153 gehalten wird, erstreckt sich vorzugsweise teilweise aus dem Ende der Verbindungsstange heraus und wird durch Mittel 175 für das Halten des Werkstückes so geklemmt, daß es sich nicht dreht, wenn die drehenden Teile der Walzgerüstanordnung 27 sich drehen und daß das hintere Ende des Werkstückes noch in dem Walzenspalt ist. Die Haltemittel 175 erlauben den Werkstücken mit reduziertem Durchmesser die Öffnung in der Verbindungsstange 123 zu verlassen, und sie haben vorzugsweise die Form eines Ständers 177, der mit einer Bohrung 179 versehen ist, die eine solche Größe hat, daß genügend Reibung zwischen den Wänden der Bohrung und dem Werkstück besteht, um das Drehen des Werkstückes zu vermeiden, während die längsgerichtete Bewegung des Werkstückes erlaubt wird.

Eine bevorzugte Betriebsart des Schwingfräsers 21 nach der vorliegenden Erfindung wird nun beschrieben. Unter Bezugnahme auf den in den Fig. 1 und 2 gezeigten Schwingfräser 21 wird der Walzgerüstschlitten 75 in eine Position bewegt, die den Beginn des Verminderungshubes definiert, in welcher der Walzgerüstschlitten sich an der Stelle befindet, an welcher er am nahesten der vorderen Endplatte 41 ist, und in welcher die Vertiefungstaschen oder Übergangs­ zonen 102 auf den Nuten 93, 95 der Rollenprägestempel 89, 91 den Walzenspalt 97 definieren.

Der Dorn in der Bohrung 157 einer vordersten Dornklemme 151 ist ungeklemmt und ein Werkstück (nicht dargestellt) wird über den Dorn gleitend bewegt, während der Dorn stationär in der Bohrung 157′ der anderen Dornklemme 151′ gehalten wird, die nahe dem vorderen Block 33 angeordnet ist. Wenn das Werkstück über den Dorn gleitend zu einer Stelle bewegt wird, wenn der Dorn durch die vorderste Dornklemme 151 geklemmt werden kann, ist die Dornklemme 151′ nahe dem vorderen Block 33 ungeklemmt, so daß das Werkstück durch ihre Bohrung 157′ über den Dorn gleitet. Das Werkstück erstreckt sich durch die axiale Bohrung 113 der Führungswelle 111 und in den Walzenspalt 97 in dem Walzgerüstschlitten 75 hinein zu einer Stelle nahe der vorderen Endplatte 41 und wird in der Bohrung 159 der Werkstückklemme geklemmt. Der Dorn erstreckt sich durch den inneren Durchmesser des Werkstückes am Ende des Werkstückes vorbei zu einer Stelle nahe der hinteren Endplatte 45.

Die Antriebsvorrichtung 29 für das Hin- und Herbewegen veranlaßt die in Längsrichtung beweglichen Teile der Walzgerüstanordnung 27, d. h. die Führungswelle 111, den Walzgerüst­ schlitten 75 und die Verbindungsstange 123, sich in einem Verminderungshub so zu bewegen, daß der Walzgerüstschlitten sich gegen die zweite Endplatte 45 bewegt. Wie man z. B. in Fig. 6 sieht, wird der Walzenspalt 97 während des Verminderungshubes fortlaufend kleiner, bis die Stellen 101 am kleinsten Teil der kegelförmigen Nuten 93, 95 der Rollenprägestempel 89, 91 einander gegenüberliegen und der Durchmesser des Werkstückes um den Dorn herum reduziert ist, welcher die inneren Wände des Werkstückes stützt. Der Verminderungshub setzt sich dann fort, bis die Stellen 101 einander gegenüberliegen, und das Ende des Verminderungshubes wird definiert, wenn die Vertiefungstasche oder Übergangszonen 102 der Nuten einander gegenüber­ liegen.

Am Ende des Verminderungshubes wird das Werkstück allmählich durch die Zuführwagenanord­ nung 25 um einen vorbestimmten Abstand nach vorne bewegt. Im wesentlichen zur selben Zeit werden die drehenden Teile der Walzgerüstanordnung 27, d. h. die Führungswelle 111, das Walzgerüstgehäuse 75, die vorderen und rückwärtigen Endplatten 41, 45 und die ersten und zweiten Zahnstangenanordnungen 47, 49 rund um das Werkstück um einen ersten vorbestimmten Winkel durch die Drehantriebseinrichtung 31 gedreht. Nachdem die drehenden Teile der Walzgerüstanordnung 27 um den ersten vorbestimmten Winkel durch die Drehantriebseinrichtung 31 gedreht wurden, beginnt die Antriebseinrichtung 29 für das Hin- und Herbewegen die in Längsrichtung beweglichen Teile der Walzgerüstanordnung 27 um den Glättungshub so zu bewegen, daß der Walzgerüstschlitten 75 gegen die vordere Endplatte 41 bewegt wird, bis das Ende des Glättungshubes nach der Stelle erreicht wird, bei welcher die Stellen 99 an dem größten Teil der kegelförmigen Nuten 93, 95 der Rollprägestempel 89, 91 einander gegenüberliegen und die Vertiefungstaschen oder Übergangszonen 102 der Nuten einander gegenüberliegen und das Werkstück außer Kontakt mit den Nuten ist oder durch die Nuten nur lose gehalten wird.

Am Ende des Glättungshubes, wenn das Werkstück vorübergehend mit den kegelförmigen Nuten 93, 95 außer Kontaktist, wird das Werkstück wieder um einen vorbestimmten Abstand durch die Zuführwagenanordnung um entweder denselben Abstand wie vorher oder um irgendeinen anderen gewünschten Abstand zunehmend nach vorne bewegt. Im wesentlichen zur selben Zeit werden die drehenden Teile der Walzgerüstanordnung 27 um das Werkstück herum um einen zweiten vorbestimmten Winkel durch die Drehantriebseinrichtung 31 gedreht. Der Dorn wird während der Vorwärtsbewegung des Werkstückes stationär gehalten, so daß sich das Ende des Dornes immer im wesentlichen an der Stelle befindet, wo der Verminderungshub endet und der Glättungshub beginnt.

Nachfolgende Verminderungs- und Glättungshübe setzen sich im wesentlichen in derselben Weise fort. An den Enden der Verminderungs- und Glättungshübe definieren die Vertiefungstaschen oder Übergangszonen 102 den Walzenspalt 97, und das Werkstück ist außer Kontakt mit den Nuten 93, 95. Wenn das Werkstück mit den Nuten 93, 95 am Ende der Verminderungs- und Glättungshübe außer Kontakt ist, werden die drehenden Teile der Walzgerüstanordnung 27 im Gegenuhrzeigersinn oder im Uhrzeigersinn rund um das Werkstück gedreht, und das Werkstück wird zunehmend durch die Zuführwagenanordnung 25 nach vorne bewegt. Die drehenden Teile der Walzgerüstanordnung können um verschiedene gewünschte Winkel am Ende der Verminderungs-Glättungshübe gedreht werden, und das Werkstück kann um verschiedene gewünschte Beträge am Ende der Verminderungs- und Glättungshübe vorwärtsbewegt werden.

Wenn die Zuführwagenanordnung 25 nicht länger fähig ist, ein Werkstück vorwärtszubewegen, weil sich die Werkstückklemme 153 in ihrer vordersten Stellung befindet, wird der Schwingfräser 21 angehalten, das Werkstück wird von der Werkstückklemme gelöst, und der Werkstückklemm­ antrieb 161 bringt die Werkstückklemme wieder in ihre hinterste Position zurück. Der Dorn wird von der vordersten Dornklemme 151 abgeklemmt und in die Dornklemme 151′ nahe des vorderen Blockes 33 so geklemmt, daß er stationär gehalten wird. Ein neues Werkstück wird über den Dorn gleitend bewegt und in der Bohrung 159 der Werkstückklemme 153 angebracht, sobald der Dorn von der Dornklemme 151′ nahe dem vorderen Block 33 gelöst und in die vorderste Dornklemme 151 wieder geklemmt ist. Das neue Werkstück stößt das alte Werkstück, wenn die Werkstück­ klemme 153 durch den Werkstückklemmantrieb 161 zunehmend nach vorne bewegt wird. Das alte Werkstück wird durch die Haltemittel 177 am Drehen gehindert.

In einem Verfahren nach der Erfindung zum Reduzieren des Durchmessers eines zylindrischen Werkstückes wird das Werkstück durch die Zuführwagenanordnung 25 zwischen die Rollen­ prägestempel 89, 91 gebracht, die kegelförmige Umfangsnuten 93, 95 haben, welche einen Walzenspalt 97 für die Aufnahme des Werkstückes definieren. Das Werkstück wird in einer Lage bezüglich der Rollenprägestempel 89, 91 durch eine Werkstückklemme 153 der Zuführwagen­ anordnung 25 gehalten, welche zunehmend durch Antriebsmittel 161 nach vorne geführt wird. Die Rollenprägestempel 89, 91 werden durch die Antriebseinrichtung 29 zum Hin- und Herbewegen, in Längsrichtung bezüglich des Werkstückes entlang einem vorbestimmten Abstand über einen Verminderungshub und einen Glättungshub hin- und herbewegt. Die Rollenprägestempel 89, 91 werden durch die Drehantriebseinrichtung 31 intermittierend so gedreht, daß die Drehung um einen vorbestimmten Winkel um die Längsachse des Werkstückes herum erfolgt. Wie bei einer bestimmten Anwendung gewünscht wird, werden die Rollenprägestempel 89, 91, wenn das Werkstück mit den Nuten nicht in Kontakt ist, im allgemeinen an den Stellen am Ende des Glättungshubes, am Ende des Verminderungshubes oder am Ende sowohl des Verminderungs­ als auch des Glättungshubes gedreht, wenn der Walzenspalt 97 durch die Vertiefungstaschen oder Übergangsteilen 102 der Nuten 93, 95 definiert wird. Die Rollenprägestempel 89, 91 werden um die Längsachse des Werkstückes herum im Uhrzeigersinn, im Gegenuhrzeigersinn oder sowohl im Uhrzeiger- als auch im Gegenuhrzeigersinn gedreht.

Das Werkstück wird durch die Werkstückklemmeinrichtung 161 nach vorne bewegt, welche die Werkstückklemme 153 nach vorne bewegt, die ein Werkstück hält. Das gehaltene Werkstück bewegt alle früheren Werkstücke, die sich schon in dem Schwingfräser 21 befinden, vorwärts, wenn das vordere Ende des gehaltenen Werkstückes nach vorne bewegt wird und das hintere Ende des früheren Werkstückes berührt. Die Werkstücke werden nach vorne bewegt, wenn sich die Werkstücke in dem Walzenspalt 97 mit den kegelförmigen Nuten 93, 95 nicht in Berührung befinden, z. B. am Ende des Verminderungshubes, am Ende des Glättungshubes oder sowohl am Ende des Verminderungshubes als auch am Ende des Glättungshubes.

Obwohl die vorliegende Erfindung in Verbindung mit einer ihrer bevorzugten Ausführungsform beschrieben wurde, so weiß doch der Fachmann, daß Abweichungen, Austausch und Veränderungen, die nicht speziell beschrieben sind, durchgeführt werden können, ohne daß der Geist und Umfang der Erfindung verlassen wird, wie in den anliegenden Ansprüchen definiert ist.

Claims (28)

1. Vorrichtung zum Reduzieren des Durchmessers eines zylindrischen Werkstückes, gekennzeichnet durch:
einen Rahmen (23);
eine Anordnung, die Einrichtungen zum Stützen eines Paares von um ihre Achse drehbaren Rollenprägestempel (89, 91) aufweist, wobei die Rollenprägestempel (89, 91) kegelförmige Umfangsnuten (93, 95) haben, die einen Walzenspalt (97) für die Aufnahme eines Werkstückes definieren;
Einrichtungen zum Stützen der Anordnung bezüglich des Rahmens (23), wobei die Stützeinrichtungen für die Anordnung der Anordnung erlauben, sich um die Längsachse des Werkstückes zu drehen, und der Anordnung erlauben, sich in Längsrichtung bezüglich des Rahmens (23) zu bewegen;
Einrichtungen für das Hin- und Herbewegen der Anlage in Längsrichtung, welche die Rollenprägestempel (89, 91) bezüglich des Rahmens (23) über einen vorbestimmten Abstand über einen Verminderungshub und einen Glättungshub aufweist; und
intermittierenden Dreheinrichtungen zum Drehen der Rollenprägestempel (89, 91) um die Längsachse des Werkstückes derart, daß die Drehung über einen vorbestimmten Winkel verläuft.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Einrichtungen zum Unterstützen der Anordnung bezüglich der Rollenprägestempel (89, 91) axial drehbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die intermittierende Dreheinrichtung die Rollenprägestempel (89, 91) am Ende des Glättungshubes dreht.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die intermittierende Dreheinrichtung die Rollenprägestempel (89, 91) am Ende des Reduktionshubes dreht.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die intermittierende Dreheinrichtung die Rollenprägestempel (89, 91) am Ende des Glättungshubes und am Ende des Verminderungshubes dreht.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die intermittierende Dreheinrichtung geeignet ist, die Rollenprägestempel (89, 91) im Uhrzeigersinn und im Gegenuhrzeigersinn zu drehen.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen zum zunehmenden Vorwärtsbewegen eines Werkstückes durch den Walzenspalt (97) vorgesehen sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen für das Zurückhalten des Werkstückes gegen Drehung um seine Achse vorgesehen sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung für die zunehmende Vorwärtsbewegung das Werkstück am Ende des Verminderungshubes vorwärtsbewegt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel zum zunehmenden Vorwärtsbewegen das Werkstück am Ende des Glättungshubes vorwärtsbewegt.

11. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel zum zunehmenden Vorwärtsbewegen das Werkstück am Ende des Verminderungshubes und am Ende des Glättungshubes vorwärtsbewegt.

12. Verfahren zum Reduzieren des Durchmessers eines zylindrischen Werkstückes, gekennzeichnet durch folgende Schritte:
Zuführen eines Werkstückes zwischen ein Paar von Rollenprägestempeln (89, 91), die kegelförmige Umfangsnuten (93, 95) haben, welche einen Walzenspalt (97) zur Aufnahme des Werkstückes definieren;
Hin- und Herbewegen in Längsrichtung der Rollenprägestempel (89, 91) bezüglich des Werkstückes über einen vorbestimmten Längsabstand über einen Verminderungshub und einen Glättungshub so, daß die Rollenprägestempel (89, 91) um Rollenprägestempel­ achsen drehen;
intermittierendes Drehen der Rollenprägestempel (89, 91) um die Längsachse des Werkstückes derart, daß die Drehung über einen vorbestimmten Winkel erfolgt.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollenprägestempel (89, 91) am Ende des Glättungshubes gedreht werden.

14. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollenprägestempel (89, 91) am Ende des Verminderungshubes gedreht werden.

15. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollenprägestempel (89, 91) am Ende des Glättungshubes und am Ende des Verminderungshubes gedreht werden.

16. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollenprägestempel (89, 91) im Uhrzeigersinn und im Gegenuhrzeigersinn gedreht werden.

17. Verfahren nach Anspruch 12, ferner gekennzeichnet durch den Schritt des zunehmenden Vorwärtsbewegens des Werkstückes durch den Walzenspalt (97).

18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkstück am Ende des Verminderungshubes zunehmend vorwärtsbewegt wird.

19. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkstück am Ende des Glättungshubes zunehmend nach vorwärts bewegt wird.

20. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkstück zunehmend am Ende des Verminderungshubes und am Ende des Glättungshubes vorwärtsbewegt wird.

21. Verfahren nach Anspruch 12, ferner durch den Schritt gekennzeichnet, daß eine Winkeldrehung des Werkstückes zu rückgehalten wird.

22. Drehbare Walzgerüstanordnung (27) für einen Schwingfräser (21), gekennzeichnet durch:
eine Prägestempelanordnung, die Achseneinrichtungen für das drehbare Stützen eines Paares von Rollenprägestempeln (89, 91) aufweist, welche kegelförmige Umfangsnuten (93, 95) haben, die einen Walzenspalt (97) zur Aufnahme eines Werkstückes und ein Paar von Zahnrädern (141) definieren; und
Einrichtungen, die eine Zahnstangenanordnung (47) für das Stützen der Prägestempel­ anordnung bezüglich eines Paares von Zahnstangen (139) aufweisen zum in Eingriff Kommen mit dem Paar von Zahnrädern (141), so daß die längsgerichtete Bewegung der Prägestempelanordnung bezüglich der Zahnstangen (139) die Rollenprägestempel (89, 91) veranlaßt, in entgegengesetzter Richtung zu drehen, wobei mindestens Teile der Unterstützungseinrichtungen geeignet sind, drehbar befestigt zu sein, so daß Drehung der Unterstützungseinrichtungen die Drehung der Rollenprägestempel (89, 91) um die Längsachse herum bewirkt, wobei diese durch den Walzenspalt (97) gehen.

23. Drehbare Walzengerüstanordnung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterstützungseinrichtungen ein Teil aufweisen, das geeignet ist, durch Dreheinrichtungen zum Drehen der Rollenprägestempel (89, 91) um die Längsachse gedreht zu werden.

24. Drehbare Walzengerüstanordnung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterstützungseinrichtungen ein Teil aufweisen, welches geeignet ist, durch Mittel zum Hin- und Herbewegen für das Hin- und Herbewegen der Prägestempelanordnung längs bezüglich der Zahnstangenanordnung angetrieben zu werden.

25. Drehbare Walzengerüstanordnung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel geeignet ist, bezüglich der Stützeinrichtungen zu drehen.

26. Drehbare Walzengerüstanordnung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützeinrichtungen ein zweites Teil aufweisen, welches geeignet ist, durch Dreheinrich­ tungen zum Drehen der Rollenprägestempel (89, 91) um die Längsachse angetrieben zu werden.

27. Vorrichtung zum Reduzieren des Durchmessers eines zylindrischen Werkstückes, gekennzeichnet durch:
Einrichtungen zum Zuführen eines Werkstückes zwischen ein Paar von Prägerollen­ stempeln (89, 91), die kegelförmige Umfangsnuten (93, 95) besitzen, welche einen Walzenspalt (97) zur Aufnahme des Werkstückes definieren;
Einrichtungen für das Hin- und Herbewegen in Längsrichtung der Rollenprägestempel (89, 91) bezüglich des Werkstückes über einen vorbestimmten Längsabstand über einen Verminderungshub und einen Glättungshub derart, daß die Rollenprägestempel (89, 91) um Rollenprägestempelachsen drehen;
Einrichtungen für das intermittierende Drehen der Rollenprägestempel (89, 91) um die Längsachse des Werkstückes, so daß die Drehung über einen vorbestimmten Winkel erfolgt.

28. Vorrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen stationären Dorn aufweist, der geeignet ist, die inneren Wände des Werkstückes zu stützen.