DE965991C

DE965991C - Device for hot rolling straight-toothed spur gears with at least three toothed rollers

Info

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

Description

Einrichtung zum Warmwalzen von gerade verzahnten Stirnrädern mit mindestens drei Zahnwalzen Die Erfindung geht von einer Einrichtung aus, die zum spanlosen Herstellen rundlaufender Verzahnungen dient, wobei Zahnwalzen zur Anwendung gelangen, die mit einem im Längsschnitt kreisbogenförmigen, geraden Zahnprofil versehen sind. In dieser Walzeinrichtung sind vorzugsweise drei derartige Zahnwalzen am Maschinenständer angeordnet. Diese Werkzeuge sind mit ihren Lagerungen symmetrisch und in gleichem und unveränderlichem Abstand von der Maschinenmitte, die gleichzeitig die Arbeitsmitte ist, so befestigt, daß sie nur eine Schwenkbewegung in oder entgegen der Vorschubricht:ung des Werkstückes ausführen können. Durch die bekannte Anordnung von drei Werkzeugen, die im gleichen Abstand von der Arbeitsmitte befestigt sind, zentriert sich das Werkstück an den drei Berührungspunkten immer selbst. wenn dem Werkstück auf dem Dorn genügend Spielfreiheit gelassen ist. Das Werkstück stützt sich bei derZustellbewegung gegen dieZahnwalzen an einem Bund des Dornes so ab, daß es senkrecht zur Vorschubrichtung steht. Bei dieser Einrichtung erfolgt die Zuführung des schmiedewarmen Rohlings bei entgegen der Vorschubrichtung verschwenkten Zahnwalzen, die dann in -Vorschubrichtung in den knetbaren Werkstoff eindringen und die Zahnform erzeugen.Device for hot rolling straight toothed spur gears with at least three toothed rollers The invention is based on a device that allows for chipless The purpose is to produce rotating gears, whereby toothed rollers are used, which are provided with a straight tooth profile in the shape of a circular arc in longitudinal section. In this rolling device there are preferably three such toothed rollers on the machine frame arranged. With their bearings, these tools are symmetrical and in the same way and constant distance from the machine center, which is also the working center is attached so that it only swivels in or against the feed direction: ung of the workpiece. Due to the well-known arrangement of three tools, that are attached at the same distance from the work center, the centered itself Workpiece itself at the three points of contact. If the workpiece is on the Dorn is left with sufficient clearance. The workpiece is supported during the infeed movement against the toothed rollers on a collar of the mandrel so that it is perpendicular to the feed direction stands. With this device, the warm forging blank is fed when pivoted against the feed direction Toothed rollers that then penetrate in the feed direction into the kneadable material and the tooth shape produce.

Bei den Einrichtungen, von :denen dne Erfindung ausgeht, sind die Schw°nkbewegungen der Zahnwalzen und der Werkstückvorschub über Zahnsegmente und Zahnstange gekuppelt. Die Kupplung ist jedoch, insbesondere bei mehreren Werkzeugen, konstruktiv schwierig.The institutions from which the invention is based are the Swinging movements of the toothed rollers and the workpiece feed via toothed segments and Gear rack coupled. The coupling is, however, especially with multiple tools, constructively difficult.

Nach der Erfindung werden deshalb die Reibkräfte, die beim Eindringen des -Werkzeugzahnes in den Rohling zwischen diesem und dem Werkzeug wirken, für die Erzeugung der Schwenkbewegung ausgenutzt.According to the invention, therefore, the frictional forces that occur when penetrating of the tool tooth act in the blank between this and the tool, for the generation of the pivoting movement is exploited.

Bei der Einrichtung, von der,die Erfindung ausgeht, erfolgt die Lagerung einer Zahnwalze in einem Gehäuse, das um zwei Zapfen in Vorschubrichtung schwenkbar ist. Diese Lagerung läßt sich im vorliegenden Fall nicht verwenden, da sie während des Walzens zu starken Schwingungen an den Werkzeugen führt.In the device from which the invention is based, the storage takes place a toothed roller in a housing, which can be pivoted about two pins in the feed direction is. This storage can not be used in the present case, as it is during rolling leads to strong vibrations on the tools.

Die Erfindung hat es sich deshalb fernerhin zur Aufgabe gemacht, diese durch Reibkräfte zwischen Werkstück und Werkzeug verursachten Schwingungen zu beseitigen.The invention has therefore also made it its task to this eliminate vibrations caused by frictional forces between workpiece and tool.

Zur Lösung dieser Schwierigkeit wird vorgeschlagen, jede Zahnwalze in einer Schwenksäule zu lagern, deren senkrecht zur Zahnwalzenachse liegendeDrehachse durch den Zahnwalzenmittelpunkt verläuft. DieseWerkzeuglagerung ergibt die größte Laufruhe.To solve this problem, it is proposed that each toothed roller to be stored in a swivel column, the axis of rotation of which is perpendicular to the toothed roller axis runs through the toothed roller center. This tool storage results in the largest Smoothness.

Ein Ausführungsbeispiel der Zahnwalzenlagerungsanordnung und die Steuerung der Schwenkbewegung der Zahnwalzen nach der Erfindung ist in den Abb. i bis 3 gezeigt.An embodiment of the toothed roller bearing arrangement and the control the pivoting movement of the toothed rollers according to the invention is shown in Figs.

Abb. i zeigt einen senkrecht zur Vorschubrichtung gelegten Querschnitt durch die Lagerung der Zahnwalzen; Abb. 2 zeigt einen Schnitt nach der Linie A-A der Abb. i ; Abb. 3 zeigt die eingerastete Schwenkeinrichtung, in Vorschubrichtung gesehen, entsprechend der Linie B-B der Abb. i.Fig. I shows a cross-section perpendicular to the feed direction through the storage of the toothed rollers; Fig. 2 shows a section along the line A-A Fig. i; Fig. 3 shows the locked swivel device in the direction of advance seen, according to the line B-B of Fig. i.

Auf dem Maschinenständer i sind die drei Lagerge'häuse 2 befestigt. In den Lagergehäusen :2 sind die Schwenksäulen 3 drehbar aufgenommen. Die Schwenksäulen sind gegen seitliches Herauswandern aus denLagergehäusen durch diePlatten4 und 5 gesichert. Die Schwenkwalzen sind seitlich auf der zum Werkstück weisenden Seite abgeflacht, so daß die darin auf den Wellen 6 gelagerten Zahnwalzen 7 herausragen. Die Wellen 6 und damit das Werkzeug 7 werden in nicht zur Erfindung gehörigen Weise, beispielsweise über eine nicht dargestellte Gelenkwelle, angetrieben.The three bearing housings 2 are attached to the machine stand i. In the bearing housings: 2, the pivot columns 3 are rotatably received. The swivel columns are against sideways migration out of the bearing housings through the plates 4 and 5 secured. The pivoting rollers are on the side facing the workpiece flattened so that the toothed rollers 7 mounted therein on the shafts 6 protrude. The shafts 6 and thus the tool 7 are in a manner not belonging to the invention, for example via a propeller shaft, not shown, driven.

Die Schwenksäule 3 trägt an einer Seite den Zapfen 8, um den eine Feder g gewunden ist, deren eines Federende gegen den mit dem Zapfen 8 fest verbundenen Index io anliegt und deren anderes Eiode in der Platte 5 steckt. Unter der Federwirkung wird die Schwenksäule entgegen der Vorschubrichtung des Werkstückes versohwenkt und der Index io gegen den Bund des Doppelhebels i i angelegt. Der Doppelhebel i i ist auf dem auf der Platte 5 befestigten Bolzen 12 drehbar gelagert. Ist die Sperrklinke 13 eingerastet, so ist die in der Schwenksäule 3 gelagerte Zahnwalze 7 in ,die in Abb. 3 gestrichelte Ausgangslage geschwenkt.The pivot column 3 carries on one side the pin 8 to the one Spring g is wound, one end of which is firmly connected to the pin 8 against the spring end Index io is applied and the other Eiode is in the plate 5. Under the spring action the swivel column is swiveled against the feed direction of the workpiece and the index io is applied against the collar of the double lever i i. The double lever i i is rotatably mounted on the bolt 12 fastened on the plate 5. Is the pawl 13 engaged, the toothed roller 7 mounted in the pivoting column 3 is shown in FIG Fig. 3 dashed initial position pivoted.

Wird jetzt das Werkstück gegen die Schwenkwalzen vorgeschoben, so werden diese zunächst ein kleines Stück in das Werkstück eindringen. DasWerkstück wird, demGleichgewicht derKräfte folgend, der ersten Berührung mit einemWerkzeug so lange ausweichen, bis alle drei Werkzeuge es berühren. Beim Eindringen der Werkzeuge in das Werkstück können diese an allen Punkten nur gleich tief eindringen. Würde ein Werkzeug an einem Punkt eurige Hundertstel Millimeter tiefer eingreifen als ein anderes, so würden die Verformungskräfte hier so stark anwachsen, daß das Werkstück nach den Seiten, -an denen die geringeren Kräfte wirken, ausweichen würde.If the workpiece is now advanced against the pivot rollers, so these will initially penetrate the workpiece a little bit. The workpiece following the equilibrium of forces, the first contact with a tool Evade it until all three tools touch it. When the tools penetrate they can only penetrate the workpiece to the same depth at all points. Would a tool can engage at a point your hundredths of a millimeter deeper than another, the deformation forces would increase so strongly here that the workpiece to the sides on which the lesser forces act, would evade.

Für eine genaue Selbstzentrierung des Werkstückes zwischen den Zahnwalzen ist es, wie bereits früher ausgeführt wurde, Voraussetzung, daß das Werkstück am Umfang eine gleichmäßige Knetbarkeit aufweist. Dies bedeutet, daß die Erwärmung des Rohlings am Umfang sehr gleichmäßig sein muß, was nur durch die bekannte induktive Erwärmung erreichbar ist. Die gleichmäßige Knetbarkeit des Werkstoffes ist auch bei induktiver Erwärmung nur dann gegeben, wenn der Rohling in der Induktionsspule umläuft. In diesem Merkmal wird jedoch nicht die Erfindung gesehen.For precise self-centering of the workpiece between the toothed rollers it is, as already stated earlier, a prerequisite that the workpiece is on Scope has a uniform kneadability. This means that the warming of the blank must be very even on the circumference, which is only possible due to the well-known inductive Warming is achievable. The even kneadability of the material is also with inductive heating only given when the blank is in the induction coil running around. However, the invention is not seen in this feature.

Ist die Zuführung des Werkstückes zu den Zahnwalzen so weit erfolgt, daß die Werkzeuge in den Rohling einzudringen beginnen, so hebt ein mit dem Zuführdorn verbundener Anschlag 14 den Hebelarm-i5 an. Hierbei schwenkt derDoppelhebel um den Bolzen i2, und die Sperrklinke 13 gibt den Index io frei. Bei weiterem Vorschub des Werkstückes beginnen die Zähne der Werkzeuge in der sich imWerkstück bildenden Verzahnung in Vorschubrichtung abzuwälzen,. da die Werkzeuge um ihre Mittelpunkte eine Schwenkbewegung ausführen.Once the workpiece has been fed to the toothed rollers so far, that the tools begin to penetrate the blank, it lifts with the feed mandrel connected stop 14 to the lever arm i5. The double lever pivots around the Bolt i2, and the pawl 13 releases the index io. With further advance of the workpiece, the teeth of the tools begin in the one that forms in the workpiece To roll off the toothing in the feed direction. because the tools are around their centers perform a swivel movement.

Der im Bogenmaß gemessene Schwenkweg im Teilkreis der Werkzeugzähne ist gleich dem Vorschubweg.The swivel path measured in radians in the pitch circle of the tool teeth is equal to the feed path.

Wird das Werkstück nach dein Einwalzen der Verzahnung zurückgenommen, so schwenken die Werkzeuge unter der Wirkung der Feder g nach vorn. Die Sperrklinke 13 tritt wieder hinter den Index io, und das Werkzeug wird in dieser ausgeschwenkten Stellung festgehalten. Ein neuer erwärmter Rohling kann jetzt den Werkzeugen zugeführt werden, und das beschriebene Arbeitsspiel beginnt von neuem.If the workpiece is taken back after rolling in the toothing, so the tools pivot forward under the action of the spring g. The pawl 13 comes back behind the index io, and the tool is swiveled out in this Position held. A new, heated blank can now be fed to the tools and the work cycle described begins anew.

Claims

PATENT CLAIMS: i. With a positively coupled rotary drive from. Workpiece and tool working device intended for hot rolling straight-toothed spur gears, in which the workpiece is machined by at least three toothed rollers at the same time, which are arranged at a rigidly set distance from the workpiece center and concentrically to this and with a longitudinal section that is centric to its center arc-shaped, straight tooth profile are provided and under the action of the workpiece feed in the plane passing through the axis of rotation of the tool and workpiece are pivoted around their center point in the direction of the workpiece being advanced and at its feed rate that the tools roll the tooth profile over the full width of the workpiece Workpiece is seated on a mandrel which allows independent radial adjustment of the 'workpiece under the action of the roller attack, characterized in that each is under the force of a tensioned spring' (9) acting against its pivoting direction e Toothed roller (7) - is held in its initial position by a detent, which, after the engagement between the workpiece and the toothed roller, especially the workpiece, is opened by the workpiece feed, whereupon the released toothed rollers counter to the spring force acting on them by the workpiece advancing be pivoted.

2. Pivoting of the toothed roller provided with an arcuate tooth profile in the slide of a device according to claim i: characterized in that each toothed roller (7) is rotatably mounted in a pivoting column (3), the vertical of which to the toothed roller axis (6) lying axis of rotation (8) through the toothed roller center point runs.

3. Storage according to claim 2, characterized by the unilaterally open, flattened, the passage of the toothed roller (7) in the direction of the workpiece permitting shape of the pivot rollers (3). d .. Device according to claims i to 3, characterized in that on one in the axis of the pivot roller (3) and firmly connected to this, a tooth-shaped elevation bearing a pin (8) rotating the pivot roller (3) and onto the toothed roller (7) acts against the - feed direction pivoting spring (9). 5. Device according to claims i to q., Characterized in that next to the outlet opening of the pin (8) from the slide (2, 4, 5) there is provided a two-armed pivot lever (ii) which is arranged in the direction of advance and rotatably (i2) One short arm of which has a notch (i3) holding the tooth-shaped elevation or the toothed roller (7) against the spring force in its initial position and. the other arm of which, when acted upon by a stop (i.4) provided on the workpiece, has an unlatching effect on the index (io). Documents considered: German Patent Specifications No. 607 66o, 3o6 o92; USA.-Patent No. 2 252 130. Earlier rights cited: German Patent 9o9 686.