DD283967A5 - Walzeinheit - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Walzeinheit mit einem Walzwerkzeug und mindestens einen gegen eine Werkstueckflaeche unter Walzkraft anlegbarem und drehbar gelagertem Walzelement sowie mit hydraulisch betaetigten Mitteln zur Erzeugung der Walzkraft und einer mit den hydraulisch betaetigten Mitteln verbundene Einrichtung zur Erzeugung eines vorbestimmten Druckes und Volumenstromes eines die Mittel zur Erzeugung der Walzkraft beaufschlagten Fluids. Es soll erreicht werden, dasz in einem Werkzeugtraeger einer Werkzeugmaschine, an der die Walzeinheit zum Einsatz kommt, als installiertes Werkzeug verbleiben oder zwischen dem Werkzeugtraeger und einem Werkzeugmagazin gewechselt werden kann. Erfindungsgemaesz wird das Walzwerkzeug und die Einrichtung zur Erzeugung des vorbestimmten Druckes als eine starr miteinander verbundene Baueinheit ausgebildet, wobei Anschluesse zur Energieversorgung der Einrichtung vorgesehen sind, die mit entsprechenden Anschluessen zur Energielieferung an einer Werkzeugmaschine an der die Walzeinheit zum Einsatz kommt, verbunden oder verbindbar sind. Fig. 1{Walzeinheit; Walzwerkzeug; Walzkraft; Walzelement; Volumenstrom; Fluid; Werkzeugmaschine; Druck; Baueinheit; Energieversorgung; Anschlusz; Hydraulikeinrichtung}

Description

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß das Walzwerkzeug und die Einrichtung zur Erzeugung des vorbestimmten Druckes als eine starr miteinander verbundene Baueinheit ausgebildet Ist, wobei Anschlüsse zur Energieversorgung der Einrichtung vorgesehen sind, die mit entsprechenden Anschlüssen zur Energielieferung an einer Werkzeugmaschine, an der die Walzeinheit zum Einsatz kommt verbunden oder verbindbar ist.

Zweckmäßigerweise können das Walzwerkzeug und die Einrichtung zur Erzeugung des gewünschten Druckes je über ein unabhängiges Gehäuse verfügen, die starr miteinander verbunden sind. Hierdurch ist eine einfachere Leistungsanpassung von Walzwerkzeug und Druckeinrichtung sowie ein einfacherer Austausch von verschlissonen Komponenten möglich.

Dabei ist es möglich, daß die Einrichtung zur Erzeugung des gewünschten Druckes als eine Pumpe ausgebildet und saugseitig an den Schmiermittelkreislauf oder Kühlmittelkreislauf der Werkzeugmaschine, an der die Einheit zum Einsatz komr.it, angeschlossen oder anschließbar ist.

Die Pumpe ist vorzugsweise mit einem Antriebsmotor verbunden oder verbindbar.

Hierbei soll die Pumpe zur Verbindung mit dem Antriebsmotor eine Antriebswelle aufweison, die mit einer entsprechenden Abtriebswelle des Antriebsmotors verbindbar oder verbunden ist. Solche Antriebseinrichtungen sind beispielsweise bei üblichen NC-Drehmaschinen oder CNC-Drehmaschinen häufig vorhanden.

Der Antriebsmotor kann dabei als Hydromotor ausgebildet sein und zur Energieversorgung an den Kühlmittelkreislauf oder Schmiermittelkreislauf der Werkzeugmaschine, an der die Einheit zum Einsatz kommt, angeschlossen oder anschließbar sein.

Eine zweckmäßige Ausführungsform besteht darin, daß did Einrichtung zur Erzeugung des gewünschten Druckes eine Hydropumpe und einen Hydromotor aufweist, wobei beide In einem gemeinsamen Gehäuse oder in seperaten, aber starr miteinander verbundenen Gehäusen angeordnet sind.

Die Einrichtung kann dabei einen Druckspeicher aufweisen. Es ist vorteilhaft, daß die Walzeinheit in Funktionsgruppen unterteilt ist, wobei jede ein eigenes Gehäuse aufweist mit mindestens einer planen Anlagefläche und wobei zur Verstellung der Walzeinheit alle Gehäuse der vorgesehenen Funktionsgruppen über dia planen Anlageflächen funktionsgerecht aneinander gelegt und miteinander verbunden sind.

Es ist möglich, die Pumpe als eine Kolbenpumpe auszubilden.

Dabei ist es vorteilhaft, wenn die Kolbenpumpe einen Kolben aufweist, der mittels eines rotierend angetriebenen oder antreibbaren Nockens oder eines Exzenters bewegbar ist.

Eine weitere Möglichkeit besteht darin, daß der Antriebsmotor ein Elektromotor ist.

Die Pumpe kann auch eine Zahnradpumpe, aber auch eine Flügelzellenpumpe sein. Zweckmäßigerweise weist die Walzeinheit einen Einspannschaft zur Aufnahme an einem Werkzeugmagazin, einem Revolverkopf oder in einer sonstigen Werkzeugaufnahme der Walzzeugmaschine, an der die Einheit zum Einsatz kommt, auf.

Vorteilhaft ist es dabei, wenn die Antriebswelle für die Zahnradpumpe ein Einspannschaft drehbar gelagert ist und mit einer Antriebswelle der Werkzeugmaschine über eine Kupplung kuppelbar ist.

Der Druckspeicher kann weiterhin als ein Federdruckspeicher ausgebildet sein.

Eine Möglichkeit der Ausbildung besteht darin, daß jedes Walzelement in einem Rollenkopf geführt, abgostützt und drehbar gelegt ist, wobei der Rollenkopf als hydrostatisches Lager für das Walzelement ausgebildet ist und mit einem Anschlußkanal an die Druckseite der Kolbenpumpe angeschlossen oder anschließbar ist.

Eine weitere Möglichkeit besteht darin, daß jedes Walzelement in einem Rollenkopf geführt, abgestützt und drehbar gelagert ist, wobei der Rollenkopf am freien Ende einer mit einem Kolben verbundenen Kolbenstange einer Kolben-Zylinder-Einheit angeordnet ist, deren Zylinderraum auf der Kolbenstange abgewandten Seite des Kolbens mit der Druckseite der Zahnradpumpe verbunden oder verbindbar ist.

In weiterer Ausbildung der Erfindung ist die Walzeinheit so gestaltet, daß das Walzwerkzeug mit einem Aufnahmeschaft für eine Arbeitsspindel einer Werkzeugmaschine verbunden ist, wobei in einem Zwischenbereich zwischen dem Walzwerkzeug und dem Aufnahmeschaft mindestens eine Kolbenpumpe mit einem Betätigungsnocken angeordnet ist, die druckseitig mit den hydraulisch betätigten Mitteln zur Erzeugung der Walzkraft und saugseitig mit Fluidliefarmitteln verbunden ist, wobei der Zwischenbereich mit dem Betätigungsnocken umfaßt ist, von einem an diesem Zwischenbereich drehbar gelagerten Ring mit einer inneren Kurvenbahn zur Betätigung des Betätigungsnockens und wobei der Ring mit einer, eine ungewollte Drehung verhindernde Drehmomentstütze verbunden ist.

Hierbei ist es zweckmäßig, einen mit dem Walzwerkzeug umlaufenden und mit der Druckseite der Kolbenpumpe verbundenen Druckspeicher anzuordnen.

Durch die orfindungsgemäße Lösung kann gleichzeitig der bei Werkzeugmaschinen immer vorhandene Kühlmittelkreislauf oder Schmiermittelkreislauf zur Energieversorgung verwendet werden, der dann gleichzeitig, falls notwendig, große Volumenströme für das Walzwerkzeug bereit stellt, während von der werkzeuginternen Einrichtung zur Erzeugung des gewünschten Druckes der notwendige hohe Fluiddruck erzeugt wird, so daß diese Einrichtung entsprechend klein gehalten werden kann, da sie keine größeren Volumenströme bewältigen muß.

Ausführungsbeispiele

Die Erfindung soll nachstehend an Ausfuhrungsbeispielen näher beschrieben werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigen:

Fig. 1: die Vorderansicht einer Walzeinheit mit hydrostatisch gelagertem Walzelement im Schnitt,

Fig. 2: die Vorderensicht einer Walzeinheit mit von einer Kolben-Zylinder-Einheit betätigtem Walzelement im Schnitt,

Fig. 3: Hydraulikschaltplan für die Walzeinheit nach Fig. 1,

Fig.4: Hydraulikschaltplan für die Walzeinheit nach Fig. 2,

Fig. 5: den Schnitt X-X nach Fig. 2,

Fig. 6: die Vorderansicht eines weiteren Ausführungsbeispieles einer Walzeinheit im Schnitt,

Fig.7: den Schnitt l-l nach Fig.6.

Dio Fig. 1 zeigt eine Walzeinheit mit einem Walzwerkzeug 1, das ein Gehäuse V besitzt mit einem in einem Rollenkopf 44' hydrostatisch gelagertem Walzelement 2. Das Walzwerkzeug Ist mit einem Sicherheitsventil 30 versehen. Mit dem Walzwerkzeug wird oin Werkstück 13 bearbeitet, vorzugsweise glattgewalzt. Die Walzeinheit ist aus Funktionsgruppen A; B; C; D; E zusammengesetzt, wobei die Funktionsgruppe A das Walzwerkzeug 1 bildet. Die Funktionsgruppe B umfaßt eine Kolbenpumpe 3, dio in einem zugeordneten Gehäuse 3' untergebracht ist. Die Kolbenpumpe 3 beaufschlagt mit ihrer Druckseite 4 einen Druckraum S des Walzwerkzeuges 1. Hierzu liegt das Gehäuse 1' direkt mit einer entsprechenden Plantläche an einer zugeordneten Planfläche des Gehäuses 3'der Kolbenpumpe 3 an. Dadurch sind Rohrleitungen oder Schläuche zwischen den beiden Funktionsgruppen A; B nicht erforderlich.

Der Druckraum 5 des Walzwerkzeuges 1 dient gleichzeitig als ein Druckspeicher 29, der im Ausführungsbeispiel als Federdruckspeicher ausgebildet ist. Hierzu weist der nicht näher bezeichnete Innenraum desselben einen von einem Druckmedium beaufschlagten Kolben 28 auf, der sich über eine Feder 54 an einem Deckel 45 abstützt. Dieser weist eine Dichtung 46 auf und ei wird durch einen Sicherungsring 47 in seiner Position gehalten. Das Druckverhalton des Druckspeichers 29 wird hierbei von der Kennlinie der Feder 54 bestimmt. Eine Dichtung 49, die z. B. als O-Ring ausgebildet sein kann, kann im Bereich der Druckverbindung zwischen den Funktionsgruppen A; B für die notwendige Dichtigkeit sorgen. Es sind jedoch auch andersartige Dichtungen möglich.

Indem Gehäuse 3' der Kolbenpumpe 3 ist in an sich bekannter Weise eine Antriebswelle 6 drehbar gelagert, auf der drehfest, aber nxial unverschiebbar ein Exzenter 19 angeordnet ist. An der Umfangsfläche des Exzenters 19 liegt ein Kolben 23 an, der von einer Feder 25 immer in dieser Stellung gehalten wird. Ein Pumpenraum 22 ist über ein Rückschlagventil 24 mit einem Zylinder 27 auf der Saugseite der Kolbenpumpe 3 verbunden.

In einem umgekehrten Kolbenhub wird die Saugseite zur Druckseite und sperrt damit das Rückschlagventil 24 ab, öffnet hingegen ein Rückschlagventil 26, wodurch das Druckmedium an der Druckseite 4 der Kolbenpumpe 3 zur Belieferung des Druckraumes 5 des Walzwerkzeugs 1 bereitgestellt wird. Der Aufbau einer solchen Kolbenpumpe 3 ist an sich bekannt, so daß hierauf nicht weiter eingegangen werden muß.

Die Antriebswelle 6 der Kolbenpumpe 3 ragt in oin Gehäuse 52' eines Zwischenstücks 52 hinein und ist dort über eine Kupplung 7 mit einer Abtriebswelle 8 eines Hydromotors 9 verbunden, der in einem zugeordneten Gehäuse 9' untergebracht ist. Der Hydromotor 9 kann wie in Fig. 1 dargestellt mit Zahnrädern 17; 17' versehen sein. Es sind natürlich auch andere Bauformen desselben möglich. Das Zwischenstück 52 und der Hydromotor 9 bilden hierbei die Funktionsgruppen C; D. Ceide Funktionsgruppen C; D liegen über entsprechende Planflächen gegeneinander an, wobei die Funktionsgruppe C mit einer weiteren entsprechenden Planfläche an einer zugeordneten Planfläche der die Kolbenpumpe 3 aufweisenden Funktionsgruppe B anliegt. Zwischen den Funktionsgruppen A; B; C; D; E sind Flachdichtungen angeordnet.

Abgeschlossen wird die Walzeinheit durch die Funktionsgruppe E, die eine Abdeckung 10 bildet. Die Abdeckung 10 besteht im wesentlichen aus einem Gehäuse 10', an dem ein Einspannschaft 11' mit vorzugsweise genormton Abmessungen vorgesehen ist. Weiterhin weist das Gehäuse 10' einen Ölanschluß 12 auf, der über einen Kanal 21 zum Pumpenraum 22 der Kolbenstange 3 geführt ist. Ein weiterer Kanal 15, der ebenfalls mit dem Ölanschluß 12 in Verbindung steht, ist zu einfir Öffnung 16 des Hydromotors 9 geführt und sorgt bei entsprechender Bereitstellung eines Fluidstromes 14 für dessen Antrieb. Solche Hydromotoren 9 und die notwendige Führung des Fluidstromes 14 sind an sich bekannt, so daß auch hier auf eine detaillierte Beschreibung des Aufbaues und der Funktionsweise verzichtet werden kann.

Den hydraulischen Schaltplan zu der in Fig. 1 dargestellten Walzeinheit zeigt Fig. 3. Die Wirkungsweise ist vorstehend beschrieben. Ein zur Absicherung der Kolbenpumpe 3 notwendiges Sicherheitsventil 30 ist im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 am Walzwerkzeug 1 vorgesehen. Damit wird gleichzeitig eine Absicherung des hydrostatisch arbeitenden Walzwerkzeuges 1 erreicht, so daß dieses unabhängig von der Kolbenpumpe 3 abgesichert sein kann. Das Sicherheitsventil 30 kann dann gleichzeitig die Absicherung der Kolbenpumpe 3 mit übernehmen. Es kann jedoch auch an der Kolbenpumpe 3 eine gleichartige separate Absicherung gegen Überdruck vorgesehen sein. Hierbei kann dann natürlich umgekehrt auch diese Absicherung die Absicherung des hydrostatischen Walzwerkzeuges 1 mit übernehmen. Weiterhin ist in Fig.3 der Druckspeicher 29 als sogenannten Blasenspeicher schematisch dargestellt, während im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 der Druckspeicher 29 ein Federdruckspeicher ist. Hiermit soll angedeutet werden, daß natürlich unterschiedliche Druckspeicher 29 Anwendung finden können und die Einrichtung nicht auf eine bestimmte Druckspeicherbauart beschränkt ist.

Das Ausführungsbeispiel der Walzeinheit nach Fig. 2 zeigt einen Aufbau des Walzwerkzeuges 1 mit dem Gehäuse 1'und einen Rollenkopf 44, bei dem das Walzelement 2 auf einer Stützrolle 20 aufliegt und von dieser abgestützt wird. Das Walzelement 2 wird hierbei in an sich bekannter Weise von einem Käfig 18 geführt.

Der Rollenkopf 44 ist am freien Ende einer Kolbenstange 42 befestigt, an deren anderem Ende ein Kolben 41 angeordnet ist, der in einem Zylinderraum 40 in an sich bekannter Weise verschiebbar angeordnet ist. Auf der der Kolbenstange 42 angewandten Seite ist der Zylinderraum 40 verschlossen von dem Deckel 45 mit der vorzugsweise als O-Ring ausgebildeten Dichtung 46. Der Sicherungsring 47 hält den Deckel 45 in seiner Position. Im Deckel 45 eingebaut ist ein Drosselventil 61. Der Kolben 41 weist eine Dichtung 48 auf, rrvt der der Kolben 41 gegen die Wandung des Zylinderraumes 40 abgedichtet ist. Um die Kolbenstange 42 ist koaxial in oinem Einbauraum 55 der Teil des Zylinderraumes 40 ist eine Feder 54 angeordnet, die mit ihrer Kraft den Kolben 41 ständig nach unten drückt und damit die Kolbenstange 42 einfahren will. Die Ausfahrbewegung der Kolbenstange 42 wird durch eine Druckbeaufschlagung des Kolbens 41 auf seiner der Kolbenstange 42 abgewandten Seite erreicht, in dem diese mit einem Druckmedium beaufschlagt wird. Dadurch wird die Kolbenstange 42 mit dem Rollenkopf 44 in Richtung des Werkstückes 13 bewegt. Das Walzwerkzeug 1 in dem Ausführungsbeispiel nach Fig.2 ist da nit in der Lage, einen größeren Zwischenraum zwischen Werkstück 13 und Walzwerkzeug 1 zu überbrücken als dieses bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 der Fall ist.

Dem Walzwerkzeug 1 in dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2, das dort eine Funktionsgruppe F bildet, folgt eine weitere Funktionsgruppe G in Form einer Zahnradpumpe 34 mit einem Gehäuse 34'. Wenn eine solche Zahnradpumpe 34 verwendet wird, kann das Drosselventil 61 ganz geschlossen sein oder entfallen. Dem Gehäuse 34' schließt sich nun wieder ein Gehäuse 59 einer Abdeckung 10" an, wobei dieses Gehäuse 59 gleichzeitig einen Einspannschaft 11 aufweist für eine Werkzeugaufnahme 57. Die Werkzeugaufnahme 57 ist der Werkzeugmaschine zugeordnet auf der die Walzeinheit zum Einsatz kommt.

Im Einspannschaft 11 ist drehbar eino Antriebswelle 32 für Zahnräder 39; 39' dor Zahnradpumpe 34 in Lagern 38; 38' gelagert. Die notwendige Dichtigkeit zwischen den Funktionsgruppen F; G; H wird hergestellt durch die Flachdichtungen 51 und soweit erforderlich, durch Dichtungen 49 z, B. in Form von O-Ringen. Im Gehäuse 59 ist weiter ein nach außen geführter Ölanschluß 36 vorgesehen, an dem die entsprechende Versorgungsleitung der zugehörigen Werkzeugmaschine angeschlossen wird. Ein Kanal 36 führt hierbei den Fluidstrom 14 über einen Kanal 37 der Zahnradpumpe 34 zu. In dieser wird der notwendige Druck des Fluidstromes 14 aufgebaut und dieser dann auf der Druckseite 4 in den Zylinderraum 40 des Walzwerkzeuges 1 geführt. Ein Sicherheitsventil 30 ist von der Druckseite 4 her nach außen geführt und sichert die Zahnredpumpe 34 gegen Überlastung. DerWeg dos Druckfluids 14 vom Ölanschluß 35 über die Kanäle 36; 37 zu den Zahnrädern 39; 39'sowie von diesen zur Druckseite 4 ist in Fig.5 übersichtlich dargestellt.

Für den Antrieb des Ausführungsbeispiels nach Fig. 2 kann die Antriebswelle 32 der Walzeinheit über eine Kupplung 33 mit einer Antriebswelle 60 eines Elektromotors 58 verbunden sein. Der Elektromotor 58 ist in der zugeordneten Werkzeugmaschine als Antriebseinrichtung ohnehin vorhanden. Gleiches gilt für die Abtriebswelle 60. Die CNC-gesteuerten Werkzeugmaschinen verfügen üblicherweise nicht nur über einen Antrieb der Hauptspindel sondern auch über weitere, vom Antrieb der Hauptspindel abgeleitete oder separat angetriebene Spindeln, mit denen bei Bedarf entsprechend eingesetzte Werkzeuge, wie ein Walzwerkzeug 1 nach Fig. 2, angetrieben werden kann.

Dor Hydraulikschaltplan des Ausführungsbeispieles der Walzeinheit nach Fig. 2 ist in Fig.4 dprgestellt. Bei beiden Alisführungsbeispielen kann der E^:nspannschaft 11; 11' in reinen Abmessungen genormt sein. Beim Aioeitseinsatz auf einor Werkzeugmaschine wird der Einspannschaft 11; 11' mit der Werkzeugaufnahme 57 (Fig. 2) einer Werkzeugmaschine in Wirkverbindung gebracht und fest eingespannt. Im Falle des Ausiuhrungsbeispieles nach Fig. 1 wird der Ölanschluß 12 zugleich beim Einspannen der Walzeinheit in einen Werkzeugträger oder in die Werkzeugaufnahme 57 mit dem Schmiermittelkreislauf dieser Werkzeugmaschine dicht verbunden. Hierzu können im Bereich der Werkzeugmaschine 57 einer solchen Maschine bereits in an sich bekannter Weise Anschlüsse einss Schmiermittelkreislaufs vo/handen sein, die benutzt werden können. Soll nun das Walzwerkzeug lan einem rotierenden Werkstück 13 eine Walzbearbeitung durchführen, dann wird die Walzeinheit in der Werkzeugaufnahme 57 über die Maschinensteuerung gesteuert in Arbeitsstellung gebracht und das Wolzelement 2 zum Werkstück 13 so positioniert, daß ein lockerer Kontakt zwischen dem Walzelement 2 und dem Werkstück 13 vorliegt, jedoch keine nennenswerten Kräfte zwischen beiden auftreten. Der Schmiermittelkreislauf der Werkzeugmaschine wird dann aktiviert und der Fluidstrom 14 strömt durch den Ölanschluß 12 in den Kanal 15 des Hydromotors9. Der Fluidstrom 14 tritt durch die Öffnung 16 in das Gehäuse 9' des Hydromotors 9 ein und beaufschlagt die Zahnräder 17; 17', die dann die Strömungsenergie des Fluidstromes 14 in Rotationsenergie umwandeln. Die Abtriebswelle 8 des Zahnrades 17 treibt dann über die Kupplung 7 die Antriebswelle 6 der Kolbenpumpe 3 an, die den Exzenter 19 aufweist. Der durch den Ölanschluß 12 einströmende Fluidstrom 14 strömt durch den Kanal 15 und den Kanal 21 in den Pumpenraum 22, der den Exzenter 19 und den Kolben 23 umhüllt. Der Fluidstrom 14 erreicht so daß Rückschlagventil 24 oder auch Sau jventil der Kolbenpumpe 3. Wird die Antriebswelle 6 der Kolbenpumpe 3 durch den Hydromotor 9 angetrieben, bewegt sich der Kolben 23 unter Federdruck der Feder 25 am Exzenter 19, gehalten im Zylinde - 27 hin und her. Beim Saughub des Kolbens 23 öffnet das Rückschlagventil 24 und Fluid wird angesaugt. Beim Druckhub des Kolbens 23 schließt das Rückschlagventil 24 und das Rückschlagventil 26, welches als Druckventil nicht öffnet sich und gibt den Austritt aus der Kolbenpumpe 3 zur Druckseite 4 frei.

Beide als Saugventil und Druckventil dienende Rückschlagventile 24; 26 können natürlich auch eine andere Ventilform aufweisen. Es tritt nun das Fluid in den Druckraum 5 des Walzwerkzeuges 1 ein. Das nun auf einen wesentlich höheren Druck als der Schmiermittelkreislauf der Werkzeugmaschine aufweisende Fluid beaufschlagt das hydrostatisch gelagerte Walzelement 2 und erzeugt die gewünschte Walzkraft. Das Walzelement 2 legt sich unter der Walzkraft an das Werkstück 13 an. Beim Einströmen des Fluids in den Druckraum 5 des Walzwerkzeuges 1 wird der Kolben 28 des Druckspeichers 29 gegen die Federkraft der Feder 54 nach unten gedruckt und speichert so das Fluid unter Druck, um Druckunregelmäßigkeiten, die aus der Bauart der Kolbenpumpe 3 herrühren, auszugleichen. Wird eine Zahnradpumpe anstelle der Kolbenpumpe 3 eingesetzt, könnte der Druckspeicher 29 entfallen. Wie bereits beschrieben wird dia Feder 54, die den Kolben 28 federnd abstützt, ihrerseits auf der freien Seite von dem Deckel 45 abgestützt, der, wie ebenfalls bereits beschrieben, von dem Sicherungsring 47 im Gehäuse gehalten ist. Die ganze in Fig. 1 dargestellte Walzeinheit kann in Form von als Zuganker 50; 50' ausgebildeten und lediglich durch Linien angedeuteten, durchgehenden Schrauben starr zusammengehalten sein. Alle Funktionsgruppen A; B; C; D; E werden so fest und dicht aufeinander gepreßt und bilden einen starren, massiven Block, der recht klein baut. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 wird der Pumpenantrieb mit einem üulichen Werkzeugantrieb der zugeordneten Werkzeugmaschine verbunden. Der Werkzeugantrieb der Werkzeugmaschine ist in Fig. 2 durch uie Abtriebswelle 60 und den Elektromotor 58 dargestellt. Auch hier wird der Ölanschluß 35 zugleich beim Einspannen der Walzeinheit in d^!e Werkzeugaufnahme 57 mit dem Schmiermittelkreislauf derzugeordneten Werkzeugmaschine verbunden. Um eine Bearbeitung des Werkstückes 13 durchzuführen, wird die Waheinheit im Werkzeugträger oder in der Werkzeugaufnahme 57 gehalten und über ο 9 Maschinensteuerung gesteuert in Arbeitsstellung gebracht, so, daß das Walzelement 2 zur zu bearbeitenden Oberfläche des Workstücks 13 einen geringen Abstand einnimmt. Der Schmiermittelkreislauf der Werkzeugmaschine wird dann aktiviert und der Fluidstrom 14 strömt durch den Ölanschluß 35 in den Kanal 36 der Zahnradpumpe 34 und tritt in den Kanal 37 ein, der vom Innenraum ihres Gehäuses 34' gebildet wird. Durch die über die Antriebswelle 32 angetriebenen Zahnräder 39; 39' wird das einströmende Fluid auf einen für das Betreiben des Walzwerkzeuges 1 geeigneten Druck gebracht und strömt durch die Druckseite 4 in den Zylinderraum 40, wodurch der Kolben 41 mit der Kolbenstange 42 gegen die Federkraft der Feder 43 verschoben wird. Hierdruch wird das Walzelement 2, welches vom Rollenkopf 44 getragen wird, gegen das rotierende Werkstück 13 gepreßt, wodurch sich die erforderliche Walzkraft aufbaut. Eine Entlüftungsbohrung 53 sorgt dafür, daß im Einbauraum 55 für die Feder 43 kein unerwünschter Gegendruck entsteht.

Die Verwendung der Zahnradpumpe 34 bei dem Ausführungsbeispiei der Walzeinheit nach Fig. 2 macht es möglich, auf einen Druckspeicher 29 zu verzichten. Die Verwendung einer solchen Zahnradpumpe 34 ist allerdings nicht zwingend. Es könnte auch eine Kolbenpumpe 3 wie in Fig. 1 verwendet werden. Für diesen Fall muß das Drosselventil 61 geringfügig geöffnet sein, damit bei Stillstand der Kolbenpumpe 3 im Zylinderraum 40 ein Druckabbau erfolgen kann, der bei Verwendung einer Zahnradpumpe 34 über die Leckage derselben erfolgt. Bei weiterer Öffnung des Drosselventils 61 kann dieses in Zusammenwirkung mit der

Pumpendrehzahl als Druckregeleinheit dienen, da der Durcnsatz durch das Drosselventil 61 in weiten Bereichen abhängig ist vom Druckgefälle an der Drosrel. Zum Beispiel bei einer Kolbenpumpe entstoht bei geschlossener Drossel auch bei niedriger Drehzahl der volle Pumpendruck. Wird nun die Drossel geöffnet, fällt, abhängig vom Öffnungsquerschnitt dor Druck. Er kann nun wieder gesteigert werden durch Erhöhung der Pumpendrehzahl.

Die Fig.6; 7 zeigen nun ein Ausführungsbeispiel einer Walzeinheit im Längsschnitt, bei dem das Walzwerkzeug 1 mit einem Aufnahmeschaft 62 verbunden ist, der für eine Aufnahme in einer Maschinenspindel 71 einer Werkzeugmaschine 63, beispielsweise einer Fräsmaschine gestaltet ist. Der Aufnahmeschaft 62 kann in an sich bekannter Weise gestaltet sein. Auf dem der Maschinenspindel 71 abgowandten Ende des Aufnahmeschaftes 62 ist zwischen dem Walzwerkzeug 1 und dem Walzelemcnt 2 und dem ger annten Ende des Aufnahmeschaftes 62 ein Zwischenbereich 64 vorgesehen. Dieser ist mit dem Aufnahmeschaft 62 fest verbunden, und weist eine Kolbenpumpe 65 suf. Hierzu kann in dem Zwischenberoich 64 beispielsweise eine Radialbohrung 72 (Fig. 7) vorgesehen sein, in welche ein Kolbon 73 eingesetzt ist. Der Kolben 73 stoht unter der Vorlast einer Feder 74 (Fig.7), die sich einerseits am genannten Zwischenbereich 64 und andererseits an einem Kragen 75 des Kolbens 73 abstützt.

DitjRadielbohrung 72 steht saugseitig über ein Rückschlagventil 76 in Verbindung mit einer Versorgungsleitung 78, über welche das notwendige Fluid beispielsweise vom Kreislauf der Werkzeugmaschine herangeführt wird.

Druckseitig ist, wie bei Kolbenpumpen 65 üblich, einm weiteres Rückschlagventil 77 vorgesehen, durch welches hindurch das Fluid zum Walzwerkzeug 1 geliefert wird, welches im Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 als Rollenkopf mit hydrostatisch gelagerter Walzelement 2 ausgebildet ist. Eine zum Rollenkopf führendo Druckleitung 79 ist hierbei über eine Verbindungsleitung 80 mit einem Druckspeicher 70 verbunden, der ebenfalls im Zwischenbereich 64 angeordnet ist und sich daher mit dem Walzwerkzeug und der Maschinenspindel 71 gemeinsam dreht.

Der Druckspeicher 70 kann hierbei als Federdruckspeicher ausgebildet sein, wie bereits im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 beschrieben.

Der Zwischenbereich 64 ist über einen Teil seiner Längserstreckung oder Breite umfaßt von einem Ring 67 der in dem Zwischenbereich 64, beispielsweise über Wälzlager 81, drehbar gelagert ist. Seitlich angeordnete Kragen 82; 83 sorgen für ene axiale Unverschiebbarkeit. Der Ring 67 wie in Fig.7 näher dargestellt ist, weist auf seiner Innenseite eine innere Kurvenbahn 68 auf, an welcher ein Betätigungsnocken 66 des Kolbens 73 anliegt und von der Feder 74 in Anlage gehalten wird. Auf seiner Außenseite verfügt der Ring 67 über eine Drehmomentstütze 69, die sich an einem beliebigen Halteteil 84 der Werkzeugmaschine 63 abstützt. Wird nun die Maschinenspindel 71 in Drehung versetzt, so dreht sich der gesamte beschriebene Aufbau, mit Ausnehme des Ringes 67, mit. Hierdurch läuft der Betätigungsnocken 66 des Kolbens 73 der Kolbenpumpe 65 auf der inneren Kurvenbahn 68 des Ringes 67 entlang und wird hierdurch in eine radiale Schwingbewegung, also in die notwendige Pumpbewegung, versetzt. Das notwendige Fluid wird durch die Versorgungsleitung 78 zugeführt und von der Kolbenpumpe auf den notwendigen Druck für das Walzwerkzeug 1 gebracht. Die hierbei bei einer Kolbenpumpe 65 immer auftretenden Druckschwankungen werden vom Druckspeicher 70 aufgefangen. Das Walzwerkzeug 1 kann nun mit seinem Walzelement 2 beispielsweise gegen eine Planfläche 85 bines nicht näher bezeichneten Werkstückes geführt werden und dort eine Glattwalzbearbeitung durchführen. Hierbei beschreibt das Walzelement 2 aufgrund seiner exzentrischen Lage zur Drehachse der Walzeinheit auf der Planfläche 85 einen Kreis. Eine lineare Vorschubbewegung der Walzeinheit in Vorschubrichtung eines Pfeiles 87 durch entsprechende Verschiebung der Maschinenspindel 71 sorgt für eine Überlagerung dieser Kreise, so daß mit einer solchen Walzeinheit als Werkzeug eine ebene Fläche eines Werkstückes Bahn für Bahn glattgewalzt werden kann. Es ist bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel nach Fig. 6; 7 durchaus möglich, die Versorgungsleitung 78 nicht zentral durch die Maschinenspindel 71 und den Aufnahmeschaft 62 zu führen, sondern stattdessen außen an die Drehmomentstütze 69 anzuschließen, die dann entsprechend hohl ist und die über eine strichpunktiert dargestellte Leitung 88 durch einen Zwischenraum 89 hindurch wieder zur Kolbenpumpe 65 geführt wird.

Mit dem Gegenstand der Erfindung ist es erstmals gelungen eine Walzeinheit so zu gestalten, daß eine hydraulische Betätigung des Werkzeuges möglich ist, wobei die gesamte Einheit gleichzeitig so klein gehalten werden kann, daß sie als Werkzeug auf Werkzeugmaschinen, wie z. B. CNC-gesteuerten Drehautomaten einsetzbar ist und dort in den üblichen Werkzeugaufnahmen oder Werkzeugmagazinen gehalten werden kann. Eine Verbindung mit irgendwelchen gesonderten maschinenfremden Zusatzaggregaten ist nicht mehr erforderlich.

Claims (19)

1. Walzeinheit mit einem Walzwerkzeug und mindestens einem gegen eine Werkstückfläche unter Walzkraft anlegbarem und drehbar gelagertem Walzelement sowie mit hydraulisch betätigten Mitteln zur Erzeugung der Walzkraft und einer mit den hydraulisch betätigten Mitteln verbundenen Einrichtung zur Erzeugung eines vorbestimmten Druckes und Volumenstromes eines die Mittel zur Erzeugung der Walzkraft beaufschlagenden Fluides, dadurch gekennzeichnet, daß das Walzwerkzeug (1) und die Einrichtung zur Erzeugung des vorbestimmten Druckes als eine starr miteinander verbundene Baueinheit ausgebildet ist, wobei Anschlüsse zur Energieversorgung der Einrichtung vorgesehen sind, die mit entsprechenden Anschlüssen zur Energielieferung an einer Werkzeugmaschine an der die Walzeinheit zum Einsatz kommt, verbunden oder verbindbar sind.

2. Walzeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Walzwerkzeug (1) und die Einrichtung zur Erzeugung des gewünschten Druckes je über ein unabhängiges Gehäuse (V; 3'; 9'; 10'; 34'; 52; 59) verfügen, die starr miteinander verbunden sind.

3. Walzeinheit nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß dia Einrichtung zur Erzeugung des gewünschten Druckes als eine Pumpe ausgebildet und saugseitig an den Schmiermittelkreislauf oder Kühlmittelkreislauf der Werkzeugmaschine, an der die Einheit zum Einsatz kommt, angeschlossen oder anschließbar ist.

4. Walzeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe mit einem Antriebsmotorverbunden oder verbindbar ist.

5. Walzeinheit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe zur Verbindung mit dem Antriebsmotor eine Antriebswelle (6; 32) aufweist, die mit einer entsprechenden Abtriebswelle (8; 60) des Antriebsmotors verbindbar oder verbunden ist.

G. Walzeinheit nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsmotor als Hydromotor (9) ausgebildet ist und zur Energieversorgung an den Kühlmittelkreislauf oder Schmiermittelkreislauf der Werkzeugmaschine, an der die Einheit zum Einsatz kommt, angeschlossen oder anschließbar ist.

7. Walzeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Erzeugung des gewünschten Druckes eine Hydropumpe und einen Hydromotor (9) aufweist, wobei beide in einem gemeinsamen Gehäuse oder in separaten, aber starr miteinander verbundenen Gehäusen (3'; 9'; 52') angeordnet sind.

8. Walzeinheit nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung einen Druckspeicher (29) aufweist.

9. Walzeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzeinheit in Funktionsgruppen (A; B; C; D; E; F; G; H) unterteilt ist, wobei jede ein eigenes Gehäuse (V; 3'; 9'; 10'; 34'; 52'; 59) aufweist mit mindestens einer planen Anlagefläche und wobei zur Herstellung der Walzeinheit alle Gehäuse (V; 3'; 9'; 10'; 34'; 52'; 59)dervorgesehenen Funktionsgruppen (A; B; C; D; E; F; G; H) über die planen Anlageflächen funktionsgerecht aneinander gelegt und starr miteinander verbunden sind.

10. Walzeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe als eine Kolbenpumpe (3) ausgebildet ist.

11. Walzeinheit nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenpumpe (3) einen Kolben (23) aufweist, dar mittels eines rotierend angetriebenen oder antreibbaren Nockens oder eines Exzenters (19) bewegbar ist.

12. Walzeinh jit nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsmotor ein Elektromotor (58) ist.

13. Walzeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe eine Zahnradpumpe (34) ist.

14. Walzeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzeinheit einen Einspannschaft (11; 1V) zur Auf nähme an einem Werkzeugmagazin, einem Revolverkopf oder in einer sonstigen Werkzeugaufnahme (57) der Werkzeugmaschine, an der die Einheit zum Einsatz kommt, aufweist.

15. Walzeinheit nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswelle (32) für die Zahnradpumpe (34) im Einspannschaft (11) drehbar gelagert und mit einer Antriebswelle der Werkzeugmaschine über eine Kupplung (33) kuppelbar ist.

16. Walzeinheit nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckspeicher (29) ein Federdruckspeicher ist.

17. Walzeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Walzelement (2) in einem Rollenkopf (44') geführt, abgestützt und drehbar gelagert ist, wobei der Rollenkopf (44') als hydrostatisches Lager für das Walzelement (2) ausgebildet ist und mit einem Anschlußkanal an die Druckseite (4) der Kolbenpumpe (3) angeschlossen oder anschließbar ist.

18. Walzeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Walzelement (2) in einem Rollenkopf (44) geführt, abgestützt und drehbar gelagert ist, wobei Her Rollenkopf (44) an freien Ende einer mit einem Kolben (41) verbundenen Kolbenstange (42) einer Kolben-Zylinder-Einheit angeordnet ist, deren Zylinderraum (40) auf der der Kolbenstange (42) abgewandten Seite des Kolbens (41) mit der Druckseite (4) der Zahnradpumpe (34) verbunden oder verbindbar ist.

19. Walzeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Walzwerkzeug (1) mit einem Aufnahmesc'iaft (62) für eine Arbeitsspindel einer Werkzeugmaschine (63) verbunden ist wobei in einem Zwischenbereich (64) zwischen dem Walzwerkzeug (1) und dem Aufnahmeschaft (62) mindestens eine Kolbenpumpe (65) mit einem Betätigungsnocken (66) angeordnet ist, die druckseitig mit den hydraulisch betätigten Mitteln zur Erzeugung der Walzkraft und saugseitig mit Fluidliefermitteln verbunden ist, wobei der Zwischenbereich (64) mit dem Betätigungsnocken (66) umfaßt ist, von einem an diesem Zwischenbereich (64) drehbar gelagerten Ring (67) mit einer inneren Kurvenbahn (68) zur Betätigung des Betätigungsnockens (66) und wobei der Ring (67) mit einer, einer ungewollten Drehung verhindernde Drohmomentstütze (69) verbunden ist.

20. Walzeinhe'' nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit dem Walzwerkzeug (1) umlaufender und mit der Druckseite der Kolbenpumpe (65) verbundener Druckspeicher (70) angeordnet ist.

Hierzu 5 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Walzeinheit mit einem Walzwerkzeug und mindestens einem gegen eine Werkstückfläche unter Walzkraft anlegbaren und drehbar gelagerten Walzelement sowie mit hydraulisch betätigten Mitteln zur Erzeugung der Walzkraft und einer mit den hydraulisch betätigten Mitteln verbundenen Einrichtung zur Erzeugung eines vorbestimmten Druckes und Volumenstromes eines die Mittel zur Erzeugung der Walzkraft beaufschlagenden Fluides.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Es sind derartige Walzeinheiten bekannt und haben sich im praktischen Einsatz gut bewährt. Sie werden beispielsweise ganz allgemein auf Spritzendrehmaschinen für das Glattwalzen von Drehteilen eingesetzt. Je nach Bedarf wird eine solche Walzeinheit vom Bediener manuell auf dem Maschinensupport eingespannt und nach Gebrauch wieder entfernt. Zur Versorgung weist die Walzeinheit neben dem Walzwerkzeug auch eine Hydraulikeinrichtung auf, die über Rohre oder Schläuche mit dem Walzwerkzeug verbunden ist und zur Erzeugung des notwendigen Druckes mit einer eigenen Pumpen-Motor-Einheit versehen ist, so daß eine Walzeinheit entsteht aus Walzwerkzeug, Einrichtung zur Erzeugung des notwendigen Hydraulikdrucks und Verbindungsmittel zwischen dieser Einrichtung und dem Walzwerkzeug. Derartige hydraulisch beaufschlagten Walzwerkzeuge eignen sich damit nicht für einen Einsatz auf solchen Maschinen, bei denen ein automatischer oder manuell gesteuerter Werkzeugwechsel während der Bearbeitung eines Werkstückes erfolgt. Bei (Ίη bekannten Walzeinheiten ist es ebenso wie bei anderen hydraulisch betätigten Werkzeugen notwendig, diese für jede Bearbeitung des Werkstückes separat anzubauen und nach Beendigung der Bearbeitung wieder auszubauen.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht darin eine Walzeinheit so auszubilden, daß ein universeller Einsatz derselben bei Senkung der Hilfszeiten für den Werkzeugwechsel möglich ist.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde^eine Walzeinheit mit einem Walzwerkzeug und mindestens einem gegen eine Werkstückfläche unter Walzkraft anlegbaren und drehbar gelagerten Walzelement sowie mit hydraulisch betätigten Mitteln zur Erzeugung der Walzkraft und einer mit den hydraulisch betätigten Mitteln verbundenen Einrichtung zur Erzeugung eines vorbestimmten Druckes und Volumenstromes eines die Mittel zur Erzeugung der Walzkraft beaufschlagenden Fluides, zu schaffen, die in einem Werkzeugrevolver oder im Werkzeugträger einer Werkzeugmaschine, an der die Walzeinheit zum Einsatz kommt, als installiertes Werkzeug verbleiben oder zwischen einem an sich bekannten Werkzeugrevolver oder Werkzeugträger und einem der Werkzeugmaschine zugeordneten Werkzeugmagazin gewechselt werden kann.