Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Beispiels und einer zugehörigen Zeichnung näher erläutert werden. In der Zeichnung zeigen jeweils schematisch:

1 eine Zweiwalzen-Profilwalzmaschine mit aufgespanntem Werkstück in Draufsicht,

2 einen möglichen Auftreffzustand der beiden Walzwerkzeuge auf das zu bearbeitende Werkstück,

3 einen weiteren möglichen Auftreffzustand der beiden Walzwerkzeuge auf das zu bearbeitende Werkstück,

4 eine auf einer Zweiwalzen-Profilwalzmaschine nach dem herkömmlichen Verfahren fertig gewalzte eingängige Zylinderschnecke mit einer Verlagerung (Exzentrizität) zwischen Werkstück- und Verzahnungsachse,

5 die Stellung der beiden Walzwerkzeuge zum Werkstück bei Walzbeginn nach dem erfindungsgemäßen Verfahren,

6 die Stellung der Walzwerkzeuge zum Werkstück bei einer Werkstückdrehung um 90°,

7 die Stellung der Walzwerkzeuge zum Werkstück bei einer Werkstückdrehung um 180°,

8 die Stellung der Walzwerkzeuge zum Werkstück bei einer Werkstückdrehung um 270° und

9 die Stellung der Walzwerkzeuge zum Werkstück bei einer Werkstückdrehung um 360°.

Bei der in 1 dargestellten Zweiwalzen-Profilwalzmaschine bezeichnet 1 ein rotationssymmetrisches Werkstück, das zwischen zwei Zentrierspitzen 2 und 3 axial eingespannt ist. Die Zentrierspitzen 2 und 3 sind ihrerseits in Spitzenböcken 4 und 5 drehbar gelagert. Die Haltekraft für die Aufspannung des Werkstückes 1 wird von einem hydraulischen Spannzylinder 6 aufgebracht, der die hier von einem Bedienpult 7 aus gesehen vordere Zentrierspitze 2 mit dem Werkstück 1 gegen die hintere Zentrierspitze 3 drückt. Die hintere Zentrierspitze 3 ist mit einem am hinteren Spitzenbock 5 angebrachten Drehwinkelgeber 8 verbunden. Die Profilwalzmaschine umfaßt ferner zwei Walzwerkzeuge 9 und 10, die mit ihren Rotationsachsen bezüglich der hier mit 14 bezeichneten Werkstückachse parallel ausgerichtet und um 180° versetzt angeordnet sind. Für die gleichsinnige Drehbewegung der Walzwerkzeuge 9 und 10 sorgt ein Walzspindelantrieb 11. Die Rotationsbewegung wird dabei vom Walzspindelantrieb 11 über Gelenkwellen 12 und 13 auf die Walzwerkzeuge 9 und 10 übertragen. Mit Hilfe eines Hydraulikzylinders 15 können die auf Schlitten gelagerten Walzwerkzeuge 9 und 10 radial auf das Werkstück 1 zu bewegt und damit mit Walzkraft beaufschlagt oder wegbewegt werden, wobei der radiale Gleichlauf der beiden Walzwerkzeuge 9, 10 durch eine in 1 nicht dargestellte Gleichlaufeinrichtung bewirkt wird. Zur Erfassung der Winkellage der Walzwerkzeuge 9, 10 ist am Walzspindelantrieb 11 ein Drehwinkelgeber 16 vorgesehen. Die Drehwinkelgeber 8 und 16 arbeiten einer Steuereinrichtung zu, die ihrerseits mit dem Hydraulikzylinder in Wirkverbindung steht.

Das erfindungsgemäße Walzverfahren wird nachfolgend am Beispiel des Walzens eines eingängigen rechtssteigenden Zylinderschneckenprofils auf der vorstehend beschriebenen Zweiwalzen-Profilwalzmaschine mit im Uhrzeigersinn rotierenden Walzwerkzeugen 9 und 10 näher erläutert. Die Erläuterungen gelten sinngemäß auch für andere Steigungsprofile mit ungerader Gangzahl, wie 3- und 5gängige Zylinderschneckenprofile.

Der übliche Walzvorgang nach dem Stand der Technik läuft so ab, daß die Walzwerkzeuge 9, 10 in Rotation versetzt werden und danach über den Hydraulikzylinder 15 der radiale Vorlauf der Walzwerkzeuge 9, 10 ausgelöst wird. Beim Auftreffen der rotierenden Walzwerkzeuge 9, 10 auf das stillstehende Werkstück 1 können je nach Lage des Werkstücks 1 zu den Walzwerkzeugen 9, 10 bereits unterschiedliche Zustände des Kontaktes der Walzwerkzeuge 9, 10 mit dem Werkstück 1 eintreten. So zeigt 2 den Zustand, bei dem das linke Walzwerkzeug 9 das Werkstück 1 mit fünf Kontaktstellen 17 und das rechte Walzwerkzeug 10 das Werkstück 1 nur mit vier Kontaktstellen 17 berührt. Es kann jedoch bei Walzbeginn auch ein Zustand eintreten, bei dem die Zahl der Kontaktstellen 17 beider Walzwerkzeuge 9, 10 mit dem Werkstück 1 gleich ist, wie es 3 darstellt. Beim Einstechen der rotierenden Walzwerkzeuge 9, 10 in das Werkstück 1 wird dieses ebenfalls in Rotation versetzt, wobei sich während jeder Werkstückumdrehung, unabhängig vom Anfangszustand, beim eingängigen Zylinderschneckenprofil zweimal der Zustand der Gleichheit und zweimal der Zustand der maximalen Ungleichheit der Zahl der Kontaktstellen 17 bzw. der maximalen Kontaktlängendifferenz zwischen der Kontaktlänge des Walzwerkzeugs 9 mit dem Werkstück 1 einerseits und der Kontaktlänge des Walzwerkzeugs 10 mit dem Werkstück 1 andererseits einstellt. Wenn während des Walzvorganges eine kontinuierliche Einstechbewegung der Walzwerkzeuge 9, 10 mit unbeeinflußtem Walzkraftverlauf erfolgt, so wie es beim Walzverfahren nach dem Stand der Technik geschieht, entsteht ein gewalztes Werkstück 1' gemäß 4, bei dem die Werkstückachse 14 einen Versatz 18 zur Verzahnungsachse 19 des Schneckenprofils 20 aufweist.

Um einen solchen Versatz 18 und damit Rundlaufabweichungen des gewalzten Schneckenprofils 20 zu vermeiden, wird erfindungsgemäß wie folgt vorgegangen. Nachdem das zwischen den mitlaufenden Zentrierspitzen 2, 3 aufgespannte Werkstück 1 mit Hilfe in der Zeichnung nicht dargestellter Mittel, z.B. einen federnden oder einen optischen Anschlag oder vorzugsweise durch ein Längenmeßsystem, in eine definierte axiale Lage bezüglich der Walzwerkzeuge 9, 10 verfahren worden ist, werden zunächst die Walzwerkzeuge 9, 10 in ihrer Ausgangsposition, d.h. ohne Werkstückkontakt, um einen Winkel gedreht, der bei Walzbeginn einen Zustand wie er in 3 dargestellt ist, d.h. eine gleiche Anzahl von Kontaktstellen 17 der Walzwerkzeuge 9, 10 am Werkstück 1, gewährleistet. Die Drehbewegung der Walzwerkzeuge 9, 10 wird dabei vom Drehwinkelgeber 16 erfaßt. Nach Drehung der Walzwerkzeuge in ihre Ausgangsposition wird die Werkzeugrotation abgeschaltet. Die stillstehenden Walzwerkzeuge 9, 10 werden sodann radial soweit auf das Werkstück 1 zubewegt, bis die leicht eingedrungenen Walzwerkzeuge 9, 10 den Rotationsantrieb des Werkstücks 1 übernehmen können (5). In dieser Stellung mit gleicher Zahl von Kontaktstellen 17 an beiden Werkstückseiten wird die Werkzeugrotation, im Beispiel im Uhrzeigersinn, zugeschaltet. Gleichzeitig werden die Walzwerkzeuge 9, 10 mit Walzkraft beaufschlagt (wie es in der Zeichnung die Pfeile 21 symbolisieren), so daß diese weiter in das Werkstück 1 eindringen. Im Verlaufe der weiteren Werkstückdrehung wird die Größe der Walzkraft 21 wieder verringert und zwar so, daß diese bei einer Werkstückdrehung von 90° Null oder zumindest nahezu Null ist, so daß in dieser Stellung mit ungleicher Zahl von Kontaktstellen 17 bzw. mit einer maximalen Kontaktlängendifferenz keine radiale Einstechbewegung der Walzwerkzeuge 9, 10 erfolgt (6). Nach Durchlaufen dieser Stellung wird die Walzkraft 21 wieder erhöht, derart, daß diese bei einer weiteren Werkstückdrehung um 90° wieder ihren maximalen Wert erreicht, also bei einem Drehwinkel, bei dem die Walzwerkzeuge 9, 10 die gleiche Zahl von Kontaktstellen 17 zum Werkstück 1 aufweisen bzw. die Kontaktlängendifferenz Null wird (7). Wie in 8 dargestellt, ist nach einer weiteren viertel Umdrehung des Werkstückes 1 wieder ein Zustand mit maximaler Kontaktlängendifferenz erreicht, bei dem die Walzkraft 21 abgesenkt sein muß und kein tieferes Einstechen der Walzwerkzeuge erfolgen darf. Nach einer vollen Werkstückumdrehung ist gemäß 9 wieder die Ausgangsstellung, jedoch mit engerem Walzspalt der Walzwerkzeuge 9, 10 und mit auf das Werkstück 1 aufgewalztem Schneckenprofil einer bestimmten Tiefe erreicht. Auch in diesem Zustand erfolgt die Beaufschlagung des Systems Werkzeug/Werkstück mit Walzkraft 21 und damit ein weiteres Eindringen der Walzwerkzeuge 9, 10 in das Werkstück 1. In diesem periodischen Wechsel zwischen Beaufschlagung mit Walzkraft 21 und Absenken derselben, d.h. radialem Einstechen einerseits und radialem Bewegungsstillstand der Walzwerkzeug 9, 10 andererseits, wird der Walzvorgang während der nächsten Werkstückumdrehungen solange weitergeführt, bis die gewünschte Tiefe des Schneckenprofils 20 erreicht und damit die Einstechphase beendet ist.

In der sich anschließenden Kalibrierphase des Werkstücks 1, in der kein weiteres Einstechen der Walzwerkzeuge 9, 10 erfolgt, ist dieser periodische Wechsel der Größe der Walzkraft 21 nicht mehr erforderlich.

Im vorstehend beschriebenen Beispiel ist die Zahl der Walzkraftbeaufschlagungen und die Zahl der Walzkraftabsenkungen je Werkstückumdrehung jeweils gleich der doppelten Gangzahl des zu walzenden Profils; dies ist die maximal mögliche Zahl der Walzkraftänderungen während einer Werkstückumdrehung. Selbstverständlich ist es auch denkbar und liegt im Rahmen der Erfindung, daß die Zahl der Walzkraftbeaufschlagungen und die Zahl der Walzkraftabsenkungen je Werkstückumdrehung auch kleiner als die doppelte Gangzahl des zu walzenden Profils gewählt wird und/oder daß nicht während jeder Werkstückumdrehung in der Einstechphase die auf das Werkstück einwirkende Walzkraft periodisch abgesenkt wird bzw. ein periodischer radialer Bewegungsstillstand der Walzwerkzeuge erfolgt.

Bei Aufnahme des Werkstücks 1 in mitlaufende Zentrierspitzen 2, 3 werden zweckmäßigerweise die vom mit der Zentrierspitze 3 verbundenen Drehwinkelgeber 8 gewonnenen Signale für die Steuerung der Einstechbewegung der Walzwerkzeuge 9, 10 bzw. für die Walzkraftbeaufschlagung und Walzkraftabsenkung verwendet. Alternativ oder auch zusätzlich können in diesem Fall auch die Signale des am Walzspindelantrieb 11 plazierten Drehwinkelgebers 16 verarbeitet werden. Für den Fall, daß das Werkstück 1 zwischen festen, nicht mitlaufenden, Zentrierspitzen aufgenommen ist, sind die Signale des mit dem Walzspindelantrieb 11 verbundenen Drehwinkelgebers 16 der Steuerung des Walzvorganges zugrunde zu legen.

Im vorstehend erläuterten Ausführungsbeispiel wird davon ausgegangen, daß während der Einstechbewegung der Walzwerkzeuge 9, 10 in das Werkstück 1 keine oder nur eine vernachlässigbare kleine Axialbewegung des Werkstückes 1 zu den Walzwerkzeugen 9, 10 erfolgt. In Abhängigkeit von der Auslegung der Walzwerkzeugdurchmesser kann es beim Walzen von Werkstücken mit großer Steigerung und großer Profiltiefe bei der Einstechbewegung der Walzwerkzeuge 9, 10 auf Grund von Steigungswinkeldifferenzen zwischen Werkzeug- und Werkstückprofilen zu einer größeren Axialbewegung des Werkstückes 1 zu den Walzwerkzeugen 9, 10 kommen.

Die Absenkungen der Walzkraft müssen dann nicht, wie in den 6 und 8 gezeigt, bei Drehwinkeln von 90° und 270° und die Beaufschlagungen mit der Walzkraft 21 nicht bei 180° (7) und 360° (8) erfolgen, sondern abhängig von Größe und Richtung der Axialbewegung des Werkstückes 1 bei etwas größeren oder kleineren Drehwinkeln des Werkstückes 1. In diesem Fall ist es erforderlich, die Axialbewegung des Werkstückes 1 mit einem Längenmeßsystem zu erfassen und die vom Längenmeßsystem erzeugten Signale der Axialbewegung ebenso wie die vom Drehwinkelgeber 8, 16 erzeugten Signale der Steuereinrichtung zuzuführen, die mit dem Walzspindelschlittenantrieb in Wirkverbindung steht.