DE10044378C2 - Rollenkäfig zur Führung von wenigstens einer Festwalzrolle - Google Patents
Rollenkäfig zur Führung von wenigstens einer FestwalzrolleInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Rollenkäfig zur Führung von
wenigstens einer Festwalzrolle eines Werkzeugs zum
Festwalzen von Radien oder Einstichen an Lager- oder
Hubzapfen von Kurbelwellen, wobei sich der Rollenkäfig am
Ende des langen Schenkels eines L-förmigen
Werkzeughalters abstützt und in der Längsrichtung des
langen Schenkels in einer Zunge lose geführt wird, die
vom Ende des langen Schenkels aus in eine Längsnut auf
der Unterseite des Rollenkäfigs eingreift.
Ein Festwalzwerkzeug der genannten Art ist beispielsweise
bekannt aus der Europäischen Patentanmeldung EP 0 839 607 A1.
Das bekannte Werkzeug dient zum Festwalzen von Radien
oder Einstichen an den Lager- oder Hubzapfen von
Kurbelwellen. Das Festwalzen erfolgt mit Hilfe von
Festwalzrollen, welche mit einer bestimmten Kraft in die
Radien oder Einstiche der Lagerstellen der Kurbelwelle
hinein gedrückt werden, während sich die Kurbelwelle
dreht. Die Festwalzrollen werden in sogenannten
Rollenkäfigen geführt, welche eine prismatische Form
haben und sich am Ende des langen Schenkels eines L-
förmigen Werkzeughalters abstützen. Diese Führung ist
lose, wobei eine Zunge, die vom Ende des langen Schenkels
hervorspringt, in eine Nut auf der Unterseite des
Rollenkäfigs eingreift. Die lose Verbindung ist derart
ausgestaltet, daß der Rollenkäfig und somit die
Festwalzrolle eine geringe Beweglichkeit in achsialer
Richtung, d. h. in der Längsrichtung des langen Schenkels
des L-förmigen Werkzeughalters haben.
Kurbelwellen weisen jedoch Fertigungstoleranzen auf.
Diese können darin bestehen, daß die Abstände der Radien
oder Einstiche an ein und derselben Lagerstelle gegenüber
anderen Lagerstellen unterschiedlich sind. Ebenso kann
eine Kurbelwelle Längenunterschiede im Hinblick auf die
Lage der Lagerstellen in Längsrichtung der Kurbelwelle
aufweisen.
Üblicherweise werden alle Lagerstellen einer Kurbelwelle,
wie sie in den Motoren von Kraftfahrzeugen verwendet
werden, auf einer Festwalzmaschine in einem Arbeitsgang
zugleich festgewalzt. Dazu sind in der Festwalzmaschine
mehrere Festwalzwerkzeuge in seitlichem Abstand
nebeneinander angeordnet, entsprechend den Abständen der
Lagerstellen der Kurbelwelle. In Folge von
fertigungsbedingten Längenunterschieden zwischen den
einzelnen Lagerstellen, welche in der Größenordnung von
wenigen mehreren Millimetern liegen können, führt die
feste Anordnung der Festwalzwerkzeuge innerhalb der
Festwalzmaschine dazu, daß einzelne Festwalzwerkzeuge
stärker beansprucht werden als andere. Als Folge davon
bildet sich ein unterschiedlicher Verschleiß der
Festwalzwerkzeuge heraus. Bei den Festwalzwerkzeugen
handelt es sich nämlich um Gegenstände von hoher
Präzision, die in gewissem Umfange dazu in der Lage sind,
sich auf Fertigungstoleranzen des Werkstücks
einzustellen. Dementsprechend kurz können infolge von
größeren Fertigungstoleranzen von Kurbelwellen die
Standzeiten werden, zwischen denen an einer
Festwalzmaschine einzelne oder sämtliche Werkzeuge
ausgewechselt werden müssen.
Neben dem bereits genannten Stand der Technik ist auch
aus einem älteren Firmenprospekt der Rechtsvorgängerin
der Anmelderin ein gattungsgemässer Rollenkäfig bekannt
geworden (Kurbelwellen-Festwalzmaschine Type 7812. Firmenprospekt
C 1/0 1972. W. Hegescheidt KG Maschinenfabrik,
5140 Erkelenz). Darüber hinaus ist aus der DE 26 09 787 B2 ein
Festwalzwerkzeug bekannt, bei dem der Käfig für die
Festwalzrollen am Gehäuse des Festwalzrollenkopfes
schwenkbar angelenkt ist. Damit sind die Festwalzrollen
in der Lage, beim Festwalzen der Einstiche schwankenden
Breiten der Lagerstellen zu folgen, welche von den
Einstichen seitlich begrenzt werden. Die Schwenkbarkeit
des Rollenkäfigs wird durch ein Drehgelenk und eine
Rückstellfeder ermöglicht. Die bekannte Ausgestaltung ist
jedoch zu aufwendig und störungsanfällig, als daß sie
sich in der Praxis auf Dauer bewährt hätte.
Daraus ergibt sich die Aufgabe für die folgende
Erfindung, ein Festwalzwerkzeug derart weiterzubilden,
daß ungeachtet der Fertigungstoleranzen von Kurbelwellen
die erforderlichen Genauigkeiten beim Festwalzen der
Lagerstellen von Kurbelwellen uneingeschränkt eingehalten
werden können. Darüber hinaus soll das Festwalzwerkzeug
betriebssicher, einfach in der Handhabung und
preisgünstig sein.
Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des Patentanspruchs 1.
Es wurde nun gefunden, daß es zur Kompensation von
fertigungsbedingten Toleranzen in der Längsrichtung einer
Kurbelwelle ausreicht, die beiden Rollenkäfige eines
Festwalzwerkzeugs, worin die Festwalzrollen geführt
werden, quer zu ihrer Wirkungsrichtung beweglich
auszugestalten. Dazu erhält die Längsnut des Rollenkäfigs
eine zwischen 0,5 und 2,5 mm größere Breite als die
Zunge, welche den Rollenkäfig am Festwalzwerkzeug
festhält und am Ende des langen Schenkels des
Werkzeughalters ist wenigstens ein weiteres Organ
vorgesehen, das in eine Ausnehmung eingreift, welche auf
der dem Ende des langen Schenkels des Werkzeughalters
zugewandten Stirnseite des Rollenkäfigs vorgesehen ist.
Als besonders einfach hat sich die Ausgestaltung des
Organs als runder Zapfen erwiesen, der zugleich an seinem
vorderen Ende abgerundet ist, mit welchem er in die
entsprechende Ausnehmung des Rollenkäfigs eingreift.
Eine recht einfach gestaltete Ausnehmung im Rollenkäfig
man durch eine Sackbohrung, deren Durchmesser gegenüber
dem Durchmesser des runden Zapfens wesentlich größer ist,
und auf ihrem Grunde die Form eines Kegels aufweist. Bei
elastischer Lagerung des Zapfens am Ende des L-förmigen
Schenkels des Werkzeughalters zentriert sich der Zapfen
auf dem kegeligen Grund der Bohrung, welche die
Ausnehmung in dem Rollenkäfig darstellt, von selbst.
Diese Selbstzentrierung kann um so wirksamer erzielt
werden, wenn der Zapfen in dem langem Schenkel des L-
förmigen Werkzeughalters in axialer Richtung auch noch
elastisch gelagert ist.
Im einfachsten Falle reicht ein einzelner Zapfen aus, der
vom Ende des langen Schenkels des L-förmigen
Werkzeughalters her in den Rollenkäfig eingreift.
Vorteilhafter ist es allerdings, wenn entsprechend jeder
Festwalzrolle, die vom Rollenkäfig geführt wird, ein
eigener Zapfen zugeordnet ist. Üblicherweise werden in
einem Rollenkäfig jeweils zwei Festwalzrollen geführt.
Damit eine ausreichende Beweglichkeit des Rollenkäfigs
quer zu seiner Wirkungsrichtung gewährleistet ist, haben
die Ausnehmungen, in welche die Enden der Zapfen
eingreifen, jeweils einen größeren Durchmesser als die
Zapfen selbst. Die Durchmesserunterschiede liegen, wie
bei den Breitenunterschieden zwischen Nut und Zunge, in
der Größenordnung zwischen 0,5 und 2,5 mm.
Nachfolgend wird die Erfindung an einem
Ausführungsbeispiel näher beschrieben. Es zeigen jeweils
in natürlicher Größe die
Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Werkzeughalter
und einen Rollenkäfig,
Fig. 1a einen vergrößerten Ausschnitt der Fig. 1 im
doppeltem Maßstab,
Fig. 2 eine Draufsicht auf den Ausschnitt der Fig. 1,
Fig. 2a eine vergrößerte Ansicht der Fig. 2 im Maßstab
2 : 1 und
Fig. 3 eine Vorderansicht von Rollenkäfig und
Werkzeughalter der Fig. 1.
Ein Werkzeug 1, zum Festwalzen von Radien oder Einstichen
an Lager- oder Hubzapfen von Kurbelwellen (jeweils nicht
gezeigt) weist unter anderem neben zwei Festwalzrollen 2
zwei Rollenkäfige 3 und 4 auf, worin die Festwalzrollen 2
jeweils auf einem Abschnitt ihres Umfangs geführt werden.
Der Rollenkäfig 4, der im Verlauf der weiteren
Beschreibung allein betrachtet wird, führt die
Festwalzrolle 2 in einer Ausnehmung 5, welche auf einer
seiner Stirnseiten 6 eingelassen ist. Mit der der
vorderen Stirnseite 6 gegenüberliegenden hinteren
Stirnseite 7 stützt sich der Rollenkäfig 4 am Ende 8 des
langen Schenkels 9 eines L-förmigen Werkzeughalters 10
ab.
In Richtung des Doppelpfeiles 11 ist der Rollenkäfig 4 an
dem langem Schenkel 9 frei beweglich, wobei diese
Beweglichkeit allerdings in einem Bereich unterhalb von 1 mm
liegt, solange das Festwalzwerkzeug neu ist. Dazu wird
der Rollenkäfig 4 von einer Zunge 12 gehalten, welche vom
Ende 8 des langen Schenkels 9 aus dem langem Schenkel 9
hervorspringt. Zu diesem Zweck weist der Rollenkäfig 4
auf seiner Unterseite 13 eine Längsnut 14 auf, in welche
die Zunge 12 eingreift. Die Längsnut 14 ist wesentlich
breiter als die Zunge 12, wodurch der Rollenkäfig 4 eine
begrenzte Beweglichkeit in Richtung des Doppelpfeils 15
erhält, d. h. quer zur Erstreckung des langen Schenkels 9.
Der Breitenunterschied zwischen der Längsnut 14 und der
Zunge 12 liegt zwischen 0,1 bis 2,5 mm.
Wie in der Vergrößerung der Fig. 1a und 2a deutlich
erkennbar, sind in dem Ende 8 des langen Schenkels 9
jeweils zwei Zapfen 16 und 17 eingelassen; sie haben
jeweils einen runden Querschnitt und stützen sich auf
einer Feder 18 elastisch ab, dabei sind sie in axialer
Richtung 11 beweglich. An ihren vorderen Enden weisen die
Zapfen 16 und 17 jeweils eine Abrundung 19 auf, mit der
sie jeweils in eine Ausnehmung 20 eingreifen, die an der
rückseitigen Stirnseite 7 des Rollenkäfigs 4 vorgesehen
ist. Bei der Ausnehmung 20 handelt es sich um eine
einfache Sackbohrung, deren inneres Ende jeweils die Form
eines Kegels 21 hat. Entsprechend dem Breitenunterschied
zwischen Längsnut 14 und Zunge 12 ist der Durchmesser der
Ausnehmung 20 zwischen 0,1 und 2,5 mm größer als der
Durchmesser der Zapfen 16 und 17.
Im Zusammenwirken mit der Abrundung 19 der Zapfen 16 und
17 bewirkt die Kegelform 21 der Ausnehmung 20, daß der
Rollenkäfig 4 in seiner Bewegungsrichtung 15 jeweils eine
mittlere, d. h. zentrierte Stellung einnehmen kann. Aus
dieser Stellung wird er sodann in Richtung des Pfeiles 15
ausgelenkt, sobald Fertigungstoleranzen an den
Lagerstellen einer Kurbelwelle dieses erforderlich
machen. Dabei ist zur Auslenkung des Rollenkäfigs 4 in
Richtung des Doppelpfeils 15 jeweils nur eine geringe
Kraft notwendig, weil die Zapfen 16 und 17 innerhalb des
Endes 8 des L-förmigen Werkzeughalters 10 elastisch
gelagert sind. Die Folge dieser Beweglichkeit ist ein
geringerer Verschleiß des Rollenkäfigs 4 und der
Festwalzrollen 2 durch Ungenauigkeiten am Werkstück.
1
Festwalzwerkzeug
2
Festwalzrolle
3
Rollenkäfig
4
Rollenkäfig
5
Ausnehmung
6
Stirnseite
7
Stirnseite
8
Ende
9
langer Schenkel
10
Winkel
11
L-förmiger Werkzeughalter
12
Zunge
13
Unterseite
14
Längsnut
15
Beweglichkeit
16
Zapfen
17
Zapfen
18
Feder
19
Abrundung
20
Ausnehmung
21
Kegelform
Claims (7)
1. Rollenkäfig zur Führung von wenigstens einer
Festwalzrolle eines Werkzeugs zum Festwalzen von
Radien oder Einstichen an Lager- oder Hubzapfen von
Kurbelwellen, wobei sich der Rollenkäfig am Ende des
langen Schenkels eines L-förmigen Werkzeughalters
abstützt und in der Längsrichtung des langen
Schenkels in einer Zunge lose geführt wird, die vom
Ende des langen Schenkels aus in eine Längsnut auf
der Unterseite des Rollenträgers eingreift,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Längsnut (14) des Rollenkäfigs (4) eine zwischen
0,5 und 2,5 mm grössere Breite hat als die Zunge (12)
und am Ende (8) des langen Schenkels (9) wenigstens
ein weiteres Organ (16, 17) vorgesehen ist, das in
eine Ausnehmung (20) eingreift, die auf der dem Ende
(8) zugewandten Stirnseite (7) des Rollenkäfigs (4)
vorgesehen ist.
2. Rollenkäfig nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß das Organ ein
Zapfen (16, 17) mit rundem Querschnitt ist.
3. Rollenkäfig nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, daß der Zapfen
(16, 17) in dem langen Schenkel (9) in axialer
Richtung beweglich gelagert ist.
4. Rollenkäfig nach Anspruch 3, dadurch
gekennzeichnet, daß der Zapfen
(16, 17) in dem langen Schenkel (9) elastisch
gelagert ist.
5. Rollenkäfig nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Zapfen (16, 17) an seinem in den Rollenkäfig (4)
eingreifenden Ende eine Abrundung (19) aufweist.
6. Rollenkäfig nach Ansprüchen 1 und 5,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Ausnehmung (20) auf der Stirnseite (7) des
Rollenkäfigs (4) als Sackbohrung ausgebildet ist, die
einen gegenüber dem Durchmesser des Zapfens (16, 17)
wesentlich größeren Durchmesser hat und auf ihrem
Grunde die Form eines Kegels (21) aufweist.
7. Rollenkäfig nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß
eine Mehrzahl von Zapfen (16, 17) und Ausnehmungen
(20) vorgesehen ist, entsprechend der jeweiligen
Anzahl und Anordnung von Festwalzrollen (2) in dem
Rollenkäfig (4).
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