AT504022B1

AT504022B1 - DEVICE FOR CHIP FORWARDING OF LONG-MOVED WORKPIECES

Info

Publication number: AT504022B1
Application number: AT0902102A
Authority: AT
Inventors: Heinz Gruber
Original assignee: Alwag Tunnelausbau Gmbh
Priority date: 2001-02-07
Filing date: 2002-02-07
Publication date: 2008-03-15
Also published as: DE10105827B4; WO2002062506A1; AT504022A5; DE10105827A1

Description

2 AT 504 022 B12 AT 504 022 B1

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur spanlosen Umformung langgestreckter Werkstücke, bestehend zumindest aus einer in Durchlaufrichtung der Werkstücke gesehenen Hintereinanderanordnung einer zur unverdrehbaren Fixierung des Werkstücks bestimmten Eingangsstation und einer gleichzeitig den Vorschub des Werkstücks bewirkenden Bearbeitungsstation.The invention relates to a device for non-cutting forming elongated workpieces, consisting at least of a seen in the direction of passage of the workpieces sequential arrangement intended for non-rotatable fixing of the workpiece input station and at the same time causing the feed of the workpiece processing station.

Es ist bekannt, rohrförmige Werkstücke in einem Kaltwalzverfahren außenseitig mit einer Profilierung, beispielsweise einem Gewinde zu versehen. Das Werkzeug einer zur Durchführung dieses Verfahrens bestimmten, bekannten Vorrichtung kann ein mit profilierten Walzen bestückter Werkzeugkopf sein, der um die Achse des Werkstücks antreibbar ist und der während der Bearbeitung nach Maßgabe der Steigung des herzustellenden Gewindes und seiner Drehzahl den Vorschub des Werkstücks in Richtung dieser Achse bestimmt. Der Werkzeugkopf ist als ringartiger, das Werkstück umgebender Grundkörper ausgebildet, in dem die ein Arbeitsprofil aufweisenden Walzen sich unter einem, von der Steigung des Gewindes abhängigen Winkel zu der genannten Achse erstrecken und in gleichförmiger Umfangsverteilung gelagert sind. Das Werkstück wird während der Bearbeitung verdrehfest eingespannt, wobei das dem Werkzeugkopf abgekehrte Ende des Werkstücks in einem entlang einer Führung geradlinig verschiebbaren Schlitten eingespannt ist, der somit entsprechend der Länge des Werkstücks einer Vorschubbewegung unterliegt. Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise aus der DE 43 13 918 C2 bekannt.It is known to provide tubular workpieces in a cold rolling process on the outside with a profiling, for example a thread. The tool of a certain known for performing this method, known device may be equipped with profiled rollers tool head which is driven about the axis of the workpiece and during machining in accordance with the pitch of the thread to be produced and its speed the feed of the workpiece in the direction of this Axis determined. The tool head is designed as a ring-like body surrounding the workpiece, in which the rollers having a working profile extend at an angle dependent on the pitch of the thread relative to said axis and are supported in a uniform circumferential distribution. The workpiece is clamped rotationally during machining, wherein the tool head facing away from the end of the workpiece is clamped in a guide along a linearly displaceable slide, which is thus subject to a feed movement corresponding to the length of the workpiece. Such a device is known for example from DE 43 13 918 C2.

Darüber hinaus ist der DE-A 22 22 376 eine ähnliche Vorrichtung zur spanlosen Umformung langgestreckter Werkstücke zu entnehmen, wobei bei dieser bekannten Ausbildung die Eingangsstation ortsfest angeordnet ist.In addition, from DE-A 22 22 376 a similar device for non-cutting forming elongated workpieces to remove, which in this known embodiment, the input station is arranged stationary.

In Abhängigkeit von der Länge der genannten Führung kann eine Vorrichtung der obengenannten Art jedoch ein beträchtliches Bauvolumen beanspruchen. Das Umformverfahren muß in Abhängigkeit von der Länge des zu bearbeitenden Werkstücks häufig diskontinuierlich durchgeführt werden, und zwar nach Maßgabe des maximalen Vorschubweges des Schlittens, welches jedoch aufgrund unvermeidbarer Stillstandszeiten des Werkzeugkopfes sowie der Verschiebezeiten des Schlittens zu beträchtlichen Verlustzeiten führt.Depending on the length of said guide, however, a device of the above type can claim a considerable construction volume. The forming process must often be carried out batchwise, depending on the length of the workpiece to be machined, in accordance with the maximum feed path of the carriage, which, however, due to unavoidable downtime of the tool head and the displacement times of the carriage leads to considerable loss times.

Verarbeitet werden mit derartigen Vorrichtungen unterschiedliche Stahlqualitäten, wobei das Werkstück bisweilen - über seine Länge gesehen - starke Eigenschaftsschwankungen aufweist. Diese Inhomogenitäten können insbesondere bei der Herstellung von Gewindeprofilen zu nicht mehr tolerierbaren Maßabweichungen führen.Different types of steel are processed with such devices, the workpiece sometimes - over its length seen - has strong property fluctuations. These inhomogeneities can lead to unacceptable deviations especially in the production of thread profiles.

Nachteilig wirkt sich bei der bekannten Vorrichtung aus, daß die zwischen dem Schlitten und dem Werkzeugkopf bestehende Einspannlänge sich während der Bearbeitung ändert. In Abhängigkeit von der Einspannlänge ändert sich jedoch die Torsionselastizität des Werkstücks, so daß sich bei gegebener Umformgeschwindigkeit die Torsionsbeanspruchung des Werkstücks in Richtung abnehmender Einspannlängen erhöht. Die Maßhaltigkeit des Werkstücks wird infolge dieser Gegebenheiten bei werkstofflichen Inhomogenitäten erheblich belastet.The disadvantage of the known device is that the existing between the carriage and the tool head clamping length changes during processing. Depending on the clamping length, however, the torsional elasticity of the workpiece changes, so that at a given forming speed, the torsional stress of the workpiece increases in the direction of decreasing clamping lengths. The dimensional accuracy of the workpiece is considerably burdened by material inhomogeneities as a result of these circumstances.

Einer Steigerung der Arbeitsgeschwindigkeit sind durch die erreichbare Kühlung des Werkstücks und die sich mit steigender Temperatur ändernden werkstofflichen Eigenschaften des Werkstücks sowie mit Hinblick auf die Standzeit des Werkzeugs Grenzen gesetzt. Ein weiterer, durch die schlittenseitige Einspannung des Werkstücks bestimmter Nachteil besteht darin, daß aus Stabilitätsgründen extrem dünnwandige rohrförmige Werkstücke nicht bearbeitet werden können.An increase in the operating speed is limited by the achievable cooling of the workpiece and the temperature-changing material properties of the workpiece and with regard to the tool life. Another disadvantage determined by the carriage-side clamping of the workpiece is that, for stability reasons, extremely thin-walled tubular workpieces can not be machined.

Diese bekannte Vorrichtung unterliegt somit bezüglich der Art der zu bearbeitenden Werkstücke als auch des erzielbaren Durchsatzes beträchtlichen Beschränkungen, wobei ferner ein kontinuierlicher Betrieb, beispielsweise eine Bearbeitung von auf einer Haspel aufgewickeltem Ausgangsmaterial infolge der taktweisen, durch den Vorschub des Schlittens bestimmten Arbeits- 3 AT 504 022 B1 weise bei dieser bekannten Vorrichtung nicht möglich ist.This known device is thus subject to the nature of the workpieces to be machined as well as the achievable throughput considerable restrictions, further comprising a continuous operation, for example, a processing wound on a reel starting material due to the cyclic, determined by the feed of the carriage Arbeits 3 AT 504 022 B1 wise in this known device is not possible.

Es ist vor diesem Hintergrund die Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung der eingangs be-zeichneten Art dahingehend auszugestalten, daß sich bei einer Verminderung des Bauvolumens eine gegenüber dem Stand der Technik flexiblere Verwendung und ein durch eine verbesserte Maßhaltigkeit auch bei der Bearbeitung von Werkstücken mit starken werkstofflichen Eigenschaftsschwankungen charakterisiertes Arbeitsergebnis ergibt. Gelöst ist diese Aufgabe bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art im wesentlichen dadurch, daß die Eingangsstation als Rollenstation ausgebildet ist, die auf einem auf Führungen aufgelagerten Schlitten angeordnet ist, daß die Führungen eine Bewegung des Schlittens in Vorschubrichtung bzw. in Gegenrichtung zu dieser ermöglichen und daß an den Enden der Führungen Meßgeber angeordnet sind, die zur Generierung eines das Ende des Verschiebeweges oder eine Kraft beschreibenden elektrischen Signals bestimmt und eingerichtet sind.It is against this background, the object of the invention to design a device of the type be-signed to the effect that with a reduction in the volume of construction over the prior art more flexible use and improved dimensional stability even in the machining of workpieces with strong results characterized by material property fluctuations. This object is achieved in a device of the type mentioned essentially in that the input station is designed as a reel station, which is arranged on a slide mounted on guides, that the guides allow movement of the carriage in the feed direction or in the opposite direction to this and that at the ends of the guides measuring sensors are arranged, which are for generating an end of the displacement path or a force descriptive electrical signal determined and set up.

Erfindungsgemäß ist die Eingangsstation als Rollenstation ausgebildet, welche auf einem auf Führungen gelagerten Schlitten zur Ausübung einer Vorschubwirkung auf das Werkstück antreibbar ist. Die Eingangs- bzw. Rollenstation ist auf dem Schlitten angeordnet, der auf einer Führung beweglich aufgelagert ist, wobei sich an den beiden Enden der Führung Meßgeber befinden. Diese Maßnahmen dienen der Gewinnung von Informationen über das Verhältnis der über die Bearbeitungsstation einerseits und die Eingangsstation andererseits ausgeübten Vorschubwirkungen und bildet die Grundlage zur Regelung der Bewegung beider Stationen. Der Meßgeber kann im einfachsten Fall ein Endschalter sein, der lediglich das Erreichen des Endes der Führung signalisiert - in Betracht kommt jedoch auch ein Kraftmeßsensor, der geeignet ist, Unterschiede der beiden Vorschubwirkungen quantitativ zu erfassen. In jedem Fall ist die auf diesem Wege gegebene Verschiebbarkeit der Eingangsstation gering angelegt und lediglich dazu bestimmt, übliche, durch Inhomogenitäten bedingte Schwankungen auszugleichen. Nachdem der Abstand zwischen der Eingangsstation und der Bearbeitungsstation nach Maßgabe der Verschiebbarkeit des Schlittens einstellbar sein kann, kann auf diesem Wege unterschiedlicher Elastizitäten und sonstige Verformungseigenschaften der eingesetzten Werkstücke Rechnung getragen werden. Ein Wesensmerkmal der Erfindung ist in jedem Fall darin zu sehen, daß sich während der Bearbeitung zumindest nicht durch wechselnde Einspannlängen ändernde Torsionsbeanspruchungen des Werkstücks ergeben.According to the invention, the input station is designed as a roller station which can be driven on a carriage mounted on guides for exerting a feed action on the workpiece. The input or roller station is arranged on the carriage, which is movably supported on a guide, being located at both ends of the guide measuring transducer. These measures serve to obtain information about the relationship of the feed effects exerted via the processing station on the one hand and the input station on the other hand and forms the basis for controlling the movement of both stations. The encoder may be a limit switch in the simplest case, which merely signals the reaching of the end of the guide - but also comes into consideration a force measuring, which is suitable to detect differences in the two feed effects quantitatively. In any case, given in this way displaceability of the input station is low and designed only to compensate for usual, caused by inhomogeneities fluctuations. After the distance between the input station and the processing station can be adjusted in accordance with the displaceability of the carriage, different elasticities and other deformation properties of the workpieces used can be taken into account in this way. An essential feature of the invention is in any case to be seen in that during machining at least not by changing Einspannlängen changing torsional stresses of the workpiece arise.

Es wird möglich, daß das Werkstück, welches in der Eingangsstation verdrehtest gehalten ist, faktisch einer konstanten Einspannlänge zwischen der Bearbeitungsstation und der Eingangsstation unterliegt, wodurch Probleme, die mit sich ändernden Einspannlängen, z.B. sich ändernden Torsionsbeanspruchungen Zusammenhängen, vermieden werden können. Der Arbeitsprozeß kann somit über die gesamte Länge des Werkstücks kontinuierlich durchgeführt werden und es entfällt auf diesem Wege ein nach Maßgabe der absoluten Länge des Werkstücks ansonsten erforderliches taktweises, durch einen vorübergehenden Stillstand der Bearbeitungsstation und ein zyklisches Verfahren des die verdrehsichere Einspannung des Werkstücks bewirkenden Schlittens entlang einer Führung gekennzeichnetes Arbeitsverfahren. Dies führt bereits bei ansonsten unveränderten Verhältnissen zu einer Durchsatzsteigerung und eröffnet ferner auch eine sinnvolle Möglichkeit zur kontinuierlichen Bearbeitung von beispielsweise draht- oder bandstahlartigem, von einer Haspel während der Bearbeitung abgewickeltem Material, welches nach erfolgter Bearbeitung mittels einer der erfindungsgemäßen Vorrichtung in Durchlaufrichtung nachgeordneten Trennvorrichtung nach Maßgabe diskreter, vorgebbarer Längen zugeschnitten wird.It is possible that the workpiece, which is held rotated in the entry station, is in fact subject to a constant chucking length between the processing station and the entry station, thereby avoiding problems associated with changing chucking lengths, e.g. changing torsional stresses can be avoided. The working process can thus be carried out continuously over the entire length of the workpiece and it eliminates in this way along the extent of the absolute length of the workpiece otherwise required tactical, by a temporary stoppage of the processing station and a cyclic process of the rotation-proof clamping of the workpiece causing slide along a guided tour. This leads already in otherwise unchanged conditions to an increase in throughput and also opens up a meaningful possibility for continuous processing of, for example, wire or bandstahlartigem, unwound from a reel during processing material, which after processing by means of a device according to the invention downstream in the direction of separation device Tailored to discrete, specifiable lengths.

Gemäß den Merkmalen des Anspruchs 2 bis 4 ist in der Eingangsstation bzw. Rollenstation eine Rollenanordnung vorgesehen, wobei über wenigstens ein Paar achsparalleler Rollen, deren Achsen senkrecht zur Achse des langgestreckten Werkstücks verlaufen, ein Vorschub auf das Werkstück in Richtung auf die Bearbeitungsstation ausgeübt wird und dieses gleichzeitig verdrehsicher gehalten ist. Zumindest eine der beiden Rollen ist in Richtung auf die andere Rolle hin parallel verschiebbar und in jeder Verschiebeposition fixierbar. Die Rollen sind jeweils 4 AT 504 022 B1 mit zumindest einer Ringnut versehen, wobei sich zwei gegenüberliegende Ringnuten der beiden Rollen einer Rollenanordnung zu einem Einspannprofil für das zu bearbeitende Werkstück komplettieren. Dieses Einspannprofil ist an die Abmessungen des Werkstücks angepaßt und mit der Maßgabe angelegt, daß einerseits eine unverdrehbare Fixierung des Werkstücks gegeben ist, andererseits infolge der Drehung der Rollen ein Vorschub auf das Werkstück übertragbar ist. Im einfachsten Fall ist eine Rollenanordnung lediglich durch ein Paar Ringnuten und demzufolge durch ein Einspannprofil gekennzeichnet - in Betracht kommen jedoch auch mehrere, nebeneinander befindliche, in dieser Weise gebildete Einspannprofile. Im Rahmen einer Rollenstation kann lediglich eine Rollenanordnung der oben beschriebenen Art vorgesehen sein - zur Verbesserung der Führungs- und Einspannwirkung können jedoch auch zwei oder mehr in Durchlaufrichtung geringfügig beabstandete Rollenanordnungen vorgesehen sein. Letztere Maßnahme ist insbesondere bei der Verarbeitung von drahtartigem, von einer Haspel abgewickeltem Ausgangsmaterial von großem Vorteil, wenn vor der Bearbeitung eine Richtwirkung auf dieses Material ausgeübt werden soll. Diese Art der Einspannung und Führung des Ausgangsmaterials ermöglicht eine Bearbeitung von Vollstabmaterial und von rohrförmigem Material, wobei sogar extrem dünnwandiges rohrförmiges Material verarbeitbar ist.According to the features of claim 2 to 4, a roller assembly is provided in the input station or roller station, wherein via at least one pair of axially parallel rollers whose axes are perpendicular to the axis of the elongated workpiece, a feed is exerted on the workpiece in the direction of the processing station and this is held against rotation at the same time. At least one of the two rollers can be displaced parallel in the direction of the other roller and can be fixed in any displacement position. The rollers are each provided with at least one annular groove, with two opposite annular grooves of the two rollers of a roller assembly to complete a clamping profile for the workpiece to be machined. This clamping profile is adapted to the dimensions of the workpiece and created with the proviso that on the one hand a non-rotatable fixation of the workpiece is given, on the other hand, as a result of the rotation of the rollers, a feed to the workpiece is transferable. In the simplest case, a roller assembly is characterized only by a pair of annular grooves and consequently by a clamping profile - but are also contemplated several, juxtaposed, formed in this way clamping profiles. In the context of a roller station, only a roller arrangement of the type described above may be provided - however, to improve the guiding and clamping action, two or more roller arrangements slightly spaced in the direction of passage may also be provided. The latter measure is particularly advantageous in the processing of wire-like, unwound from a reel starting material of great advantage if a directivity to this material should be exercised before processing. This type of clamping and guiding of the starting material allows processing of solid rod material and of tubular material, even extremely thin-walled tubular material being processable.

Die Eingangsstation bzw. Rollenstation kann mit einem Antrieb zur Bewirkung eines Vorschubs für das Werkstück ausgerüstet sein, wie dies Anspruch 5 entnehmbar ist. Ein solcher Antrieb ist von großem Vorteil mit Hinblick auf eine Entlastung der Lager der Antriebswalzen des Werkzeugkopfes, über welche ansonsten eine axiale Reaktionskraft aufgenommen werden müßte. In Abhängigkeit von den gestaltlich und/oder werkstofflich bedingten Umformeigenschaften des Werkstücks kann dieser Antrieb jedoch auch entfallen, so daß die Vorschubkraft auch alleine über dem Werkzeugkopf aufgebracht werden kann.The input station or roller station can be equipped with a drive for effecting a feed for the workpiece, as claim 5 can be removed. Such a drive is of great advantage with regard to a relief of the bearings of the drive rollers of the tool head, via which otherwise an axial reaction force would have to be absorbed. Depending on the shape and / or material-related forming properties of the workpiece, however, this drive can also be omitted, so that the feed force can also be applied alone on the tool head.

Gemäß den Merkmalen der Ansprüche 6 und 7 ist eine Steuerungseinrichtung vorgesehen, die zumindest mit dem Antrieb der Rollenstation und den Meßgebern in Wirkverbindung steht und die u.a. dazu bestimmt ist, den über die Eingangsstation entwickelten Vorschub an die sonstigen Anforderungen des Arbeitsprozesses anzupassen. Letzteres kann z.B. darin bestehen, die Vorschubwirkungen der Bearbeitungsstation und der Eingangsstation aneinander anzupassen.According to the features of claims 6 and 7, a control device is provided which is at least operatively connected to the drive of the roller station and the measuring sensors and the u.a. intended to adapt the feed developed via the entry station to the other requirements of the work process. The latter can e.g. consist in adapting the feed effects of the processing station and the input station to each other.

Die Merkmale der Ansprüche 8 und 9 sind auf weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Vorrichtung gerichtet. Insbesondere kann hiernach ausgangsseitig eine weitere Rollenstation vorgesehen sein, die konstruktiv der eingangsseitigen Rollenstation entspricht. Ausgangsseitig kann jedoch auch eine beliebige sonstige zur Führung des bearbeitenden Werkstücks bestimmte, ortsfeste oder auch verschiebbare Station vorgesehen sein.The features of claims 8 and 9 are directed to further advantageous embodiments of the device. In particular, according to the output side, a further roller station can be provided, which structurally corresponds to the input-side roller station. On the output side, however, any other stationary or displaceable station intended for guiding the machined workpiece can also be provided.

Die Achsen der mehrerer Rollenanordnungen der eingangs- und/oder ausgangsseitigen Rollenstationen können entsprechend den Merkmalen der Ansprüche 10 und 11 jeweils eine gleiche horizontale oder vertikale Orientierung aufweisen. In Betracht kommen jedoch horizontale und/oder vertikale Achsanordnungen der Rollenanordnungen einer Rollenstation.The axes of the plurality of roller assemblies of the input and / or output side roller stations may each have a same horizontal or vertical orientation according to the features of claims 10 and 11. However, horizontal and / or vertical axle arrangements of the roller arrangements of a roller station can be considered.

Es sind weitere Ausgestaltungen des Prinzips der Rollenstationen möglich. So können in einer Rollenstation gegebenenfalls mit geringfügigem Abstand hintereinander - in Durchlaufrichtung gesehen - Rollen nach Maßgabe beliebiger, lediglich in einer Vertikalebene gelegener Achsen gelagert sein, die mit Ringnuten versehen sind, die sich zu einem Einspannprofil für das Werkstück komplettieren.There are further embodiments of the principle of the role stations possible. Thus, in a roll station optionally with a slight distance one behind the other - seen in the direction of passage - rollers are mounted in accordance with any, only located in a vertical plane axes, which are provided with annular grooves, which complement each other to a clamping profile for the workpiece.

Gemäß den Merkmalen des Anspruchs 12 sind die Drehzahlen der Antriebe der Bearbeitungsstation und der Rollenstation nach Maßgabe eines wählbaren Verhältnisses angelegt. Über eine als SPS-Steuerung konzipierte Steuerungseinrichtung kann somit ein gleicher Vorschub beider Antriebe vorgegeben werden. Es besteht auch die Möglichkeit, durch Einstellung von Drehzahl-bzw. Vorschubdifferenzen das Werkstück unter Zug- bzw. Druckbeanspruchung zu setzen.According to the features of claim 12, the rotational speeds of the drives of the processing station and the roller station are applied in accordance with a selectable ratio. By means of a control device designed as a PLC control, an equal feed of both drives can thus be specified. There is also the possibility by setting speed or. Feed differences to set the workpiece under tensile or compressive stress.

Mit der Erfindung wird somit eine Vorrichtung zur Verfügung gestellt, die insbesondere in Ver- 5 AT 504 022 B1 bindung mit dem im Verhältnis zu demjenigen der Bearbeitungsstation steuerbaren Vorschub der Eingangsstation vielfältige Anpassungsmöglichkeiten an stoffliche und gestaltliche Eigenschaften des Werkstücks eröffnet.The invention thus provides a device which, in particular in connection with the feed of the input station which can be controlled in relation to that of the processing station, opens up a wide variety of possibilities for adapting material and design properties of the workpiece.

Die Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf das in den Zeichnungen schematisch wiedergegebene Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Es zeigen:The invention will be explained in more detail below with reference to the embodiment shown schematically in the drawings. Show it:

Fig. 1: eine Prinzipdarstellung des globalen Aufbaus der erfindungsgemäßen Vorrichtung;Fig. 1: a schematic diagram of the global structure of the device according to the invention;

Fig. 2: eine Darstellung des Werkzeugkopfes entsprechend einer Schnittebene ll-ll der Fig. 1; Fig. 3. eine Darstellung der eingangsseitigen Rollenstation der Vorrichtung in einem Axialschnitt;FIG. 2 shows an illustration of the tool head corresponding to a sectional plane II-II of FIG. 1; FIG. 3 shows a representation of the input-side roller station of the device in an axial section;

Fig. 4 eine Darstellung einer Ansicht der Rollenstation entsprechend einer Blickrichtung IV der Fig. 3;4 is an illustration of a view of the roller station according to a viewing direction IV of FIG. 3;

Fig. 5 eine Teildarstellung der Auflagerung der eingangsseitigen Rollenstation in einer horizontalen Schnittebene entsprechend einer Blickrichtung V der Fig. 1.5 shows a partial view of the bearing of the input-side roller station in a horizontal sectional plane corresponding to a viewing direction V of FIG. 1.

Mit 1 ist in Fig. 1 ein spanlos zu bearbeitendes, langgestrecktes Werkstück bezeichnet, bei welchem es sich um ein Rohr handeln kann, welches zumindest außenseitig über seine gesamte Länge gleichförmig mit einer gewindeartigen Verformung zu versehen ist, beispielsweise in der Form eines Rundgewindes. Das Werkstück durchläuft die Vorrichtung während der Bearbeitung in Richtung des Pfeiles 2 und erfährt eingangs- und ausgangsseitig geeignete Unterstützungen, die grundsätzlich beliebig ausgebildet sein können, die jedoch abweichend von dem eingangs dargelegten Stand der Technik in keinerlei funktioneller, insbesondere in keinerlei Antriebsverbindung mit der gezeigten Vorrichtung stehen.1 designates an elongated workpiece which is to be machined without cutting and which may be a tube which is uniformly provided with a thread-like deformation at least on the outside over its entire length, for example in the form of a round thread. The workpiece passes through the device during processing in the direction of arrow 2 and undergoes input and output suitable supports, which may be formed basically arbitrary, but notwithstanding the above-mentioned prior art in any functional, in particular in any drive connection with the shown Device stand.

Die wesentlichen Komponenten der Vorrichtung sind eine eingangsseitige Rollenstation 3, eine Bearbeitungsstation 4 und eine ausgangsseitige Rollenstation 5, die sämtlich auf einem gemeinsamen Maschinengestell 6 aufgelagert sind. Die genannten Stationen sind auf dem Maschinengestell 6 in Durchlaufrichtung 2 des Werkstücks 1 unmittelbar hintereinander angeordnet, wobei die Bearbeitungsstation 4 fest und zumindest die eingangsseitige Rollenstation 3 geringfügig in Durchlaufrichtung bzw. in Gegenrichtung zu dieser Richtung geradlinig verschiebbar ist.The essential components of the device are an input-side roller station 3, a processing station 4 and an output-side roller station 5, all of which are supported on a common machine frame 6. The said stations are arranged on the machine frame 6 in the direction of passage 2 of the workpiece 1 directly behind one another, wherein the processing station 4 fixed and at least the input side roller station 3 is slightly displaceable in the direction of passage or in the opposite direction to this direction.

Mit 7 ist der Antrieb der Bearbeitungsstation bezeichnet, der in Wirkverbindung mit einem in Fig. 2 gezeigten Werkzeugkopf 8 steht. Dieser Werkzeugkopf 8 ist global als ringzylindrisches, um eine Achse 9 drehbar gelagertes Bauteil ausgebildet, welche Achse sich gleichachsig zu der Längsachse des zu bearbeitenden Werkstücks 1 erstreckt. Er dient der Lagerung von drei Arbeitswalzen 10, deren Achsen nach Maßgabe der Gewindesteigung zu der Achse 9 unter einem Winkel angestellt sind. Diese Arbeitswalzen 10 sind im Umfangsbereich ringartig nach Maßgabe des herzustellenden Gewindes profiliert, wobei dieses Profil mit der Außenseite des Werkstücks 1 im Eingriff steht.7 designates the drive of the processing station, which is in operative connection with a tool head 8 shown in FIG. This tool head 8 is designed globally as a ring-cylindrical component rotatably mounted about an axis 9, which axis extends coaxially to the longitudinal axis of the workpiece 1 to be machined. It serves for the storage of three work rolls 10, whose axes are made in accordance with the thread pitch to the axis 9 at an angle. These work rolls 10 are profiled annularly in the peripheral region in accordance with the thread to be produced, this profile is in engagement with the outside of the workpiece 1.

Der Werkzeugkopf 8 ist außenseitig in ein Gehäuse eingebunden, in welches ferner eine zeichnerisch nicht wiedergegebene Kühleinrichtung integriert ist, die insbesondere im Bereich der Arbeitswalzen 10 eine Kühlwirkung entwickelt, nachdem es in Abhängigkeit von der Arbeitsgeschwindigkeit zu einer beträchtlichen Wärmeentwicklung kommt, die ohne Kühlung die Standzeit der Arbeitswalzen 10 verkürzen würde. Derartige Kühleinrichtungen sind als solche bekannt und es wird hierauf im Folgenden nicht näher eingegangen werden.The tool head 8 is integrated on the outside in a housing, in which further a not graphically reproduced cooling device is integrated, which develops a cooling effect, in particular in the area of the work rolls 10, after it comes in dependence on the operating speed to a considerable heat development, the life without cooling the work rolls 10 would shorten. Such cooling devices are known as such and will not be discussed in detail below.

Das zu bearbeitende Werkstück 1 ist während der Bearbeitung koaxial zu dem Werkzeugkopf 8 gehalten und wird durch diesen hindurchgeführt. Demzufolge sind die Arbeitswalzen 10 in gleichförmiger Umfangsverteilung in dem Werkzeugkopf 8 gelagert. Die Zahl der Arbeitswalzen 10 - in peripherer Richtung gesehen - kann variieren und es können auch mehr als drei Walzen vorgesehen sein. Auch können - in Durchlaufrichtung 2 gesehen - mehrere Walzenanordnungen, bestehend jeweils aus drei oder mehr Arbeitswalzen 10 von der in Fig. 2 gezeigten Art 6 AT 504 022 B1 vorgesehen sein, wobei die gesamte Umformarbeit stufenweise nach Maßgabe der Zahl der aufeinander folgenden Walzenanordnungen durchgeführt wird und wobei sich die Profilierungen der aufeinanderfolgenden Walzenanordnungen demzufolge voneinander unterscheiden.The workpiece 1 to be machined is held coaxially with the tool head 8 during machining and is guided therethrough. As a result, the work rolls 10 are supported in a uniform circumferential distribution in the tool head 8. The number of work rolls 10 - seen in the peripheral direction - may vary and more than three rolls may be provided. Also can - seen in the direction of passage 2 - several roller assemblies, each consisting of three or more work rolls 10 of the type shown in Fig. 2 AT 504 022 B1 be provided, the entire forming work is carried out stepwise in accordance with the number of successive roller assemblies and wherein the profiles of the successive roller assemblies thus differ from each other.

Wie anhand der Figuren 1 und 5 erkennbar ist, ist die eingangsseitige Rollenstation 3 auf einem Schlitten 11 aufgelagert, der seinerseits entlang zweier sich parallel und mit Abstand zueinander in Vorschubrichtung 2 erstreckender schienenartiger Führungen 12 verschiebbar ist. Diese Verschiebbarkeit ist lediglich geringfügig und es sind an den Enden beider Führungen 12 jeweils Kraftmessgeber 13 angeordnet, die zumindest zur Generierung eines, das Anliegen des Schlittens an diesen Gebern beschreibenden elektrischen Signals eingerichtet sind. Auf die Zweckbestimmung dieser Kraftmessgeber 13 im Rahmen des Erfindungsgegenstands wird im Folgenden noch näher eingegangen werden.As can be seen with reference to FIGS. 1 and 5, the input-side roller station 3 is mounted on a carriage 11, which in turn is displaceable along two rail-like guides 12 which extend parallel to one another and at a distance from one another in the feed direction 2. This displacement is only slight and there are arranged at the ends of both guides 12 each force transducer 13, which are set up at least to generate a, the concern of the carriage to these donors descriptive electrical signal. The purpose of this force transducer 13 in the context of the subject invention will be discussed in more detail below.

Die Rollenstation 3 ist durch mehrere, in Durchlaufrichtung 2 hintereinander angeordnete, untereinander gleich beschaffene Rollenanordnungen 14 gekennzeichnet, wobei sich die Achsen der beiden jeweiligen Rollen 15, 15' einer jeden Rollenanordnung senkrecht zur Vorschubrichtung 2 erstrecken. Sämtliche Rollen 15, 15' der Rollenstation 3 werden über einen Antrieb 16 mit Hinblick auf die Bewirkung eines Vorschubs bei dem Werkstück 1 angetrieben, wobei dieser Antrieb mit einer Steuerungseinrichtung 17 in Wirkverbindung steht. Als Antrieb 16 kann grundsätzlich jeder drehzahlregelbare Antrieb Verwendung finden. In der Zeichnung erstrecken sich die Achsen der Rollen 15, 15' horizontal - dies ist nicht unbedingt erforderlich und es kommt gleichermaßen auch eine vertikale Erstreckung der Rollen in Betracht. Ferner können mehr als drei Rollenanordnungen 14 in Durchlaufrichtung 2 hintereinander vorgesehen sein, wobei zusätzlich einzelne der Rollenanordnungen unterschiedliche Achsenorientierungen aufweisen können. Beispielsweise können die Achsen einer ersten Rollenanordnung sich horizontal und diejenigen einer zweiten Rollenanordnung sich vertikal erstrecken.The roller station 3 is characterized by a plurality of successively arranged in the direction of passage 2, mutually identical roller assemblies 14, wherein the axes of the two respective rollers 15, 15 'of each roller assembly extend perpendicular to the feed direction 2. All rollers 15, 15 'of the roller station 3 are driven by a drive 16 with regard to the effecting of a feed on the workpiece 1, wherein this drive is in operative connection with a control device 17. As drive 16, basically any variable-speed drive can be used. In the drawing, the axes of the rollers 15, 15 'extend horizontally - this is not absolutely necessary and it is equally a vertical extension of the rollers into consideration. Furthermore, more than three roller assemblies 14 may be provided one behind the other in the direction of passage 2, wherein in addition individual ones of the roller assemblies may have different axis orientations. For example, the axes of a first roller assembly may extend horizontally and those of a second roller assembly may extend vertically.

Die beiden Rollen 15, 15' einer jeden Rollenanordnung 14 sind mit wenigstens einer Anordnung einander gegenüberliegender, im Querschnitt dreieckförmiger Ringnuten 18 versehen, die mit der Maßgabe dimensioniert sind, dass der Querschnitt des Werkstücks 1 von zwei derartigen Ringnuten 18 teilweise umfasst wird. Dementsprechend sind auch die Achsen der Rollen voneinander beabstandet. Zumindest eine der beiden Rollen 15, 15' ist in Richtung auf die Achse der anderen Rolle hin sowie in Gegenrichtung hierzu parallel verschiebbar in der Rollenstation 3 gelagert, so dass jedenfalls die Möglichkeit einer Anpassung an unterschiedliche Durchmessermaße der zu bearbeitenden Werkstücke 1 gegeben ist. Aufgrund der dreieckförmigen Querschnittsgestaltung der Ringnuten 18 besteht an den Stellen 19, 19' ein linienförmiger Kontakt zwischen den Flanken der Ringnuten einerseits und dem Werkstück 1 andererseits. Von wesentlicher Bedeutung ist, dass eine zentrierende Bewegung der Rollen 15, 15' bzw. einer der beiden Rollen mit der Maßgabe eingerichtet ist, dass sich die zentrale Längsachse des auf diesem Wege gegebenen Einspannprofils der Rollenstation 3 stets gleichachsig mit der Längsachse des Werkzeugkopfes 8 erstreckt.The two rollers 15, 15 'of each roller assembly 14 are provided with at least one arrangement of opposed, triangular in cross-section annular grooves 18 which are dimensioned with the proviso that the cross-section of the workpiece 1 of two such annular grooves 18 is partially included. Accordingly, the axes of the rollers are spaced from each other. At least one of the two rollers 15, 15 'is mounted in the direction of the axis of the other role and in the opposite direction parallel displaceable in the reel station 3, so that in any case the possibility of adaptation to different diameters of the workpieces to be machined 1 is given. Due to the triangular cross-sectional configuration of the annular grooves 18, there is a linear contact between the flanks of the annular grooves on the one hand and the workpiece 1 at the points 19, 19 'on the other hand. It is essential that a centering movement of the rollers 15, 15 'or one of the two rollers is set up with the proviso that the central longitudinal axis of the given in this way clamping profile of the roller station 3 always coaxially with the longitudinal axis of the tool head 8 extends ,

Die ausgangsseitige Rollenstation 5 kann zumindest hinsichtlich einer Unterbringung von Rollen, sowie der Anordnung der Rollen relativ zu dem Werkstück 1 einen gleichen konstruktiven Aufbau wie die eingangsseitige Rollenstation 3 aufweisen.The output-side idler station 5 can have a same structural design as the input-side idler station 3, at least with regard to accommodating rollers, and the arrangement of the rollers relative to the workpiece 1.

Wesentlich ist, dass das Werkstück 1 dadurch, dass die Rollen 15, 15' der Rollenstation 3 aufeinander zu bewegt werden, das Werkstück in dem, durch die einander gegenüberliegenden, ein Einspannprofil bildenden Ringnuten 18 hinsichtlich seiner Längsachse unverdrehbar gehalten ist. In Abhängigkeit von der, über den Antrieb 7 vorgegebenen Drehzahl des Werkzeugkopfes 8 in Richtung des Pfeiles 21 sowie der durch das Profil der Arbeitswalzen 10 vorgegebenen Steigung des Gewindeprofils ergibt sich eine Vorschubbewegung des Werkstücks in Vorschubrichtung 2. Der Antrieb 16 der Rollenstation 3 ist dahingehend angelegt, dass die Rollen 15, 15' sämtlicher Rollenanordnungen 14 synchron in den jeweiligen Umdrehungsrichtungen 20, 20' angetrieben werden, und zwar mit der Maßgabe, dass ein gleichförmiger Vorschub des Werk-It is essential that the workpiece 1 by the fact that the rollers 15, 15 'of the roller station 3 are moved toward each other, the workpiece in the, formed by the opposing, a clamping profile forming annular grooves 18 is held non-rotatably with respect to its longitudinal axis. Depending on the speed of the tool head 8 in the direction of the arrow 21 as dictated by the drive 7 and the pitch of the thread profile predetermined by the profile of the work rolls 10, a feed movement of the workpiece in the feed direction 2 results. The drive 16 of the reel station 3 is designed to do so in that the rollers 15, 15 'of all the roller arrangements 14 are driven synchronously in the respective directions of rotation 20, 20', with the proviso that a uniform feed of the workpieces is achieved.

Claims

7 AT 504 022 B1 piece 1 in the direction of the tool head 8 out, so that on the predetermined by the drive 7 and the tool head feed and the predetermined via the drive 16 rotational speed of the rollers 15, 15 'is determined. The position of the carriage 11 and thus of the roller station 3 along the guides 12 thus results in dependence on the ratio of the force exerted on the drives of the processing station 4 and the reel station 3 feed effects. In the simplest case, the input station or the reel station 3 can also be fixedly mounted or fixedly adjustable along guides 12, in particular if no drive is provided for the input station. For this purpose, a possible movement of the roller station 3 is detected on the guides 12 via the force transducer 13 located there and evaluated by the control device 17. If this evaluation leads to a forward or a follow-up of the rotational speed of the rollers 15, 15 'in relation to a desired speed preset via the workstation, the drive 16 is controlled via the control device 17 with regard to a synchronization of the rollers 15, 15'. The workpiece 1 is held non-rotatably in the reel station 3 and at the same time experiences an axially directed guiding effect, without the need, as in the case of the prior art described above, of actually requiring the length of the workpiece to be able to move the unrotatable clamping of the workpiece causing the carriage. The distance between the, the non-rotatable fixing of the workpiece 1 causing Einspannpunkts on the one hand and the workstation on the other hand is short and, in particular compared to the prior art, almost constant. This means that all, with a resulting during machining clamping length problems that occur especially for those steel grades whose material properties are highly inhomogeneous be avoided. The rollers used in the roller stations 4, 5 may be work rolls 10 into which the ring grooves intended for the formation of clamping profiles are milled or otherwise machined. On this adjustment, which otherwise occur with regard to the adjustment of an axial alignment of the roller and processing station, can be performed comparatively easily, an advantage which is particularly important in a transition to other dimensions of the workpiece 1 of importance. 1. Apparatus for chipless forming of elongated workpieces, comprising at least one successive arrangement of the workpieces seen in succession arrangement of a non-rotatable fixing of the workpiece intended input station and at the same time the feed of the workpiece causing processing station, characterized in that the input station as a roller station (3) is formed, which is arranged on a mounted on guides (12) slide (11), that the guides (12) allow movement of the carriage in the feed direction (2) or in the opposite direction to this and that at the ends of the guides (12 ) Measuring sensors are arranged, which are designed and set up to generate an electrical signal describing the end of the displacement path or a force.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that in the roller station (3) at least one roller assembly (14) consisting of two mutually parallel to one another and perpendicular to the longitudinal axis of the workpiece (1) extending towards each other movable rollers (15,15 ') is provided. δ ΑΤ 504 022 Β1

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the input station (3) is applied to the effect that on the workpiece (1) a feed movement in accordance with the predetermined over the processing station (4) feed movement is transferable.

4. Apparatus according to claim 2 or 3, characterized in that the two rollers (15, 15 ') of a roller assembly (14) are each provided with at least one annular groove (18), each with an annular groove (18) of the opposite role (15, 15 ') completed to a certain non-rotatable fixation of the workpiece clamping profile.

5. Device according to one of the preceding claims 2 to 4, characterized in that the / the roller assemblies (14) of the roller station (3) is associated with a drive (16).

6. Apparatus according to claim 5, characterized in that the drive (16) and the measuring sensor with a control device (17) are in operative connection.

7. Apparatus according to claim 6, characterized in that the control device (17) is set up with the proviso that the over the drive (16) developed and applied to the workpiece (1) feed is substantially adapted to those over the Processing station (4) is developed.

8. Device according to one of the preceding claims 1 to 7, characterized in that the input station (3) and the processing station (4) on a common machine frame (6) are arranged.

9. Device according to one of the preceding claims 1 to 8, further characterized by an output side roller station (5), which is characterized as the input side roller station (3) by roller assemblies (14) which are adapted to form a feed to the workpiece.

10. Device according to one of the preceding claims 2 to 9, characterized in that all the roller assemblies (14) of a roller station (3, 5) have a same, in particular horizontal arrangement of the axes of the rollers (15,15 ').

11. Device according to one of the preceding claims 2 to 9, characterized in that a part of the roller assemblies (14) at least one roller station (3, 5) has a horizontal and another part of a vertical arrangement of the axes of the rollers.

12. Device according to one of the preceding claims 6 to 11, characterized in that the control device (17) is set with the proviso that the rotational speeds of the drives (7) of the processing station and (16) of the roller station (3) according to a selectable ratio are created. For this purpose 5 sheets of drawings