Verfahren zur Herstellung ringförmiger Metallgegenstände. Vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung ringförmiger Metallgegenstände.
Es ist oft erwünscht, dass bei ringförmi gen Gegenständen dieser Art die Walzfasern an der äussern und an der innern Fläche keine Unterbrechungen aufweisen und in einer Ebene, welche die Achse enthält, verlaufen. Ein vorgeschlagenes Verfahren zur Errei chung dieses Zweckes war das Walzen eines ringförmigen Rohlinges zwischen zwei Kali berwalzen, die um zwei parallele Achsen drehbar angeordnet sind und von denen die eine innerhalb der andern, als Hohlwalze aus gebildeten Walze, angeordnet war.
Da der Gegenstand in einem offenen Kaliber ge walzt wurde, war der Querschnitt des Gegen standes nach Beendigung des Walzvorganges unvollendet und verlangte ein weiteres IÄTalz- verfahren zusätzlich zur Bearbeitung auf einer Schleifmaschine, damit die erforder liche saubere und passende Endform erzielt wurde.
Gegenstand vorliegender Erfindung ist ein Verfahren, durch welches die gewünschte Endform solcher ringförmiger Gegenstände ohne Anwendung eines zweiten Walzverfah- rens erreichbar ist.
An Hand der beiliegenden Zeichnung tvird im folgenden das erfindungsgemässe Verfahren beispielsweise erläutert. Es zeigt: Fig. 1 einen Axialschnitt durch ein Zahn rad zeit nach dem Verfahren hergestellter Nabe und Felge vor dem endgültigen Schlei fen und vor dem Herausschneiden der Zähne und der Keilnute, Fig. 2 bis 6 Verfahrensstufen bei der Herstellung des Rades nach Fig. 1, Fig. 7 und 8 das Verfahren zum Walzen eines Naben-Rohlinges nach Fig. 5,
Fig. 9 einen Axialschnitt der nach den in den Fig. 7 und 8 veranschaulichten Walz- verfahren erzeugten Nabe, Fig. 10 und 11 das Walzen des Felgen- Rohlinges nach Fig. 6,
Fig. 12 einen Axialschnitt einer nach den in den Fig. 10 und 11 dargestellten Verfah ren erzeugten Felge und Fig. 13 und 14 Anfang bezw. Ende einer Variante des Verfahrens zum Walzen einer Radfelge.
Das in der Fig. 1 dargestellte Zahnrad weist eine Felge 20, eine Nabe 21 und die Radplatte 22 auf. Diese drei Teile werden separat hergestellt und in der Folge in irgend einer bekannten und passenden Weise zu sammengeschweisst, um ein einheitliches Ge bilde zu erzeugen.
Die Felge und die Nabe werden aus Roh lingen 23 bezw. 24 (Fig. 6 und 5) durch Walzen hergestellt und diese Rohlinge kön nen ebenfalls in jeder bekannten und passen den Weise vorbereitet werden. Vorteilhafter weise werden diese Rohlinge jedoch aus einer Metallstange erzeugt, deren Walzrichtung sich in der Axialrichtung erstreckt.
Aus dieser Stange wird eine Scheibe 25 (Fix. 2) herausgeschnitten, deren Endflächen. recht winklig zur Achse stehen und damit auch zu der Walzrichtung. Aus dieser massiven Scheibe 25 wird nach Erhitzen das zylin drische Stück 26 (Fix. 3) herausgeschnitten, wonach das ringförmige Stück 27 nach Fig. 4 verbleibt. Dieses Stück 27. wird dann in den Rohling 23 für die Felge (Fix. 6) und den Rohling 24 für die Nabe (Fix. 5) zerleg.
Die Rohlinge für die Nabe und für die Felge sind in dem Sinne gleichartig, dass die Walzfaser in jedem im wesentlichen parallel zur Achse verläuft, während jeder Ringform besitzt mit rechteckigem Querschnitt.
Der Rohling 24 (Fix. 5) für die Nabe wird durch Walzen nach einem in den Fig. 7 und 8 dargestellten Walzverfahren in die in Fig. 9 dargestellte Form gebracht.
Der Roh ling 24 wird zu diesem Zweck in Stellung auf eine zweiteilige innere Walze, die all gemein mit 28 bezeichnet ist, gebracht und welche zwei trennbare Hälften 29 und 30 aufweist, die bei 31 in der Längsrichtung ineinandergreifen. Diese Walze 28 weist seitliche Flanken 32 und 33 auf, welche mit dem Körper selbst eine Ringnute 34 bilden,
deren Querschnitt gleich dem Quer schnitt des innern Umfanges der Nabe ist vor dessen Bearbeitung auf der Maschine. Die Walze 28 mit dem darauf befindlichen Rohling für die Nabe wird dann in axialer Richtung bewegt, bis der Rohling sich inner halb der äussern Walze befindet.
Die äussere Walze weist zwei Teile 36 und 37 auf, die nach einer Agialschnittebene trennbar sind, damit die fertiggestellte hTabe nach Beendi- gung des Walzverfahrens freigegeben werden kann. Die äussere Walze weist eine kreisför mige Üffnung 38 auf, deren Innenseite eine Ringnute 39 besitzt mit seitlichen Flanken 40 und 41, welche zusammen dem Quer schnitt des äussern Umfanges der fertigen Nabe 21 entsprechen.
Wenn der Rohling 24 sich symmetrisch gegenüber der äussern Walze befindet, werden die innere und die äussere Walze in Umdrehung gesetzt, vor zugsweise über gemeinsam angetriebene Zahnräder, worauf die innere Walze 28 in Radialriähtung bewegt wird, derart, dass der Rö$ling 24 gegen die äussere Walze ange- presst wird. Die beiden Walzen werden zu sammen angetrieben, bis das Walzen beginnt, worauf nur das eine angetrieben wird, wäh rend das andere durch Reibung vom ersteren mitgenommen wird.
In dem Masse, als der Walzvorgang foi4- schreitet, nimmt der Rohling im Durchmes ser zu, im Querschnitt jedoch ab, bis er die Form und die Abmessungen nach Fig. 8 erreicht, in welchem Zeitpunkt die fertige Nabe in geschlossenem Walzkaliber weiter gewalzt wird, so dass deren Querschnitt dem Querschnitt des Kalibers entspricht, wäh rend sein äusseres Profil genau ringförmig gehalten wird durch die äussere Walze 36, 37.
Zur Freigabe der Nabe werden die Teile 29 und 30 in der Agialrichtung getrennt und die äussern Walzenteile 36 und 3 7 in der Radialrichtung.
Die Felge wird genau in derselben Weise gewalzt, wobei der Rohling 23 (Fix. 6) in Fig. 10 in einer Stellung gezeigt ist, vor dem Beginn des Walzens, während die erzeugte Felge nach Beendigung des Walzverfahrens in den Fig. 11 und 12 gezeigt ist.
Die Felge 20 und die Nabe 21 können, wie oben angegeben, zum einheitlichen Zahn rad gemäss Fig. 1 durch irgendein bekanntes und passendes Verfahren vereinig werden.
In den Fig. 13 und 14 ist eine Variante des Walzverfahrens für eine Radfelge dar gestellt. Gemäss diesem Verfahren wird ein ringförmiger Felgen-Rohling 42 (Fix. 13) auf einer innern Walze angebracht und die letztere in der R.adialrichtung bewegt, um den Rohling gegen die äussere Walze 44 zu bringen, welcher in diesem Falle nicht zwei teilig zu sein braucht, da die fertige Felge 45 (Fix.
14) von geringerem Durchmesser ist als der innere Durchmesser der äussern Walze 44, um einen Betrag, der genügend gross ist, um die Entfernung der fertigen Felge zu ge statten, ohne die äussere Walze zu trennen.
Dieses Walzverfahren ist dem oben be schriebenen gleichartig, mit der Ausnahme, dass bei der Vollendung des Walzens der Felge 45 diese, mit der äussern Walze 44 nur längs der Linie des Kontaktes beider Walzen in Berührung steht. Der Durchmes ser der fertigen Felge. wird erhalten und beibehalten, indem diejenige Metallmenge für den Rohling vor dessen Walzen gewählt wird, die notwendig ist für die fertige Felge.
In beiden Fällen ist es notwendig, zufolge der Abnahme der Distanz der Walzenachsen während des Walzens das Verhältnis der Drehzahlen der beiden Walzen entsprechend zu verändern.
Bei dem Auswalzverfahren gemäss den Fig. 13 und 14 wird die Kreisringform der Felge durch Zentrifugalwirkung derart auf rechterhalten, dass, nach Formung des Fel- g Genquerschnittes zwischen den beiden @'@al- zengliedern, durch Fortsetzung der raschen Drehung der innerhalb des Hohlraumes der äussern Walze freihängenden Felge um ihre eigene Achse die dabei auftretende Flieh kraft bestrebt ist,
der noch formbaren Masse der Felge Kreisringform zu verleihen bezw. .. letztere aufrechtzuerhalten.
Wenn der Gegenstand gewalzt ist, ver langt derselbe nur noch eine abschliessende Behandlung z. B. durch Schleifen.
Bei einem nach diesem Verfahren aus gewalzten Gegenstand verläuft die Walz- faser in der Nähe der Oberfläche des innern und des äussern Umfanges des ringförmigen Gegenstandes parallel mit diesen Oberflächen in einer Ebene, welche die Achse des Gegen standes enthält. Ein solcher Verlauf der Walzfaser ist für viele ringförmige Gegen stände erwünscht, wie z. B. für Transport räderfelgen und Kugellager- oder Wa.lzen- lagerlaufringe.
Für alle oben beschriebenen Walzverfah- ren benötigen die Rohlinge vor Beginn des Walzens eine Erhitzung auf eine Tempera tur, vorzugsweise eine solche, die eine Been digung des Verfahrens ohne Wiedererhitzung gestattet. Eine solche Erhitzung kann auf jedem bekannten und passenden Wege vor genommen werden, z. B. kann der Rohling in einem elektrischen Induktionsofen oder durch Gasheizung oder unter Verwendung von Strahlrohren usw. erhitzt werden. Das Verfahren lässt sich auch anwenden zum Fertigstellen von Gegenständen, die annä hernd auf ihren Fertigzustand hergestellt wurden. So z.
B. kann ein Gegenstand, wel cher annähernd auf seine Fertigmasse her gestellt wurde, auf die Fertigmasse gebracht werden, indem er z. B. in einem elektrischen Induktionsofen erhitzt und dann einem Wal zen in geschlossenem Kaliber unterworfen wird. Es kann auch ein Gegenstand mit fer tiger Form einer Spezialbehandlung unter worfen werden, wie z. B. einer Oberflächen behandlung oder einer andern. Veränderung der Struktur durch Erhitzen, die eine Form veränderung zur Folge hat, wonach der Gegenstand durch Walzen im geschlossenen Profil wieder auf seine ursprüngliche Form gebracht werden kann.
Aus der Zeichnung ist ersichtlich, dass die zwei Walzen einander längs Linien be rühren, welche sich über die Stirnflächen der Walzenstücke erstrecken, wobei die bei den Walzen an ihren Arbeitsflächen Ring nuten von solchem Profil besitzen, dass sie zusammen ein geschlossenes Kaliber bilden, das dem Querschnitt des Walzstückes ent spricht. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass ein Grat, falls ein solcher beim Walzen ent steht, an den Stirnflächen des Walzstückes gebildet wird, von wo er durch eine einfache Nacharbeit, wie z. B. durch Abschleifen, leicht entfernt werden kann.
Process for making ring-shaped metal objects. The present invention relates to a method of making annular metal articles.
It is often desirable that in annular objects of this type, the rolled fibers on the outer and inner surfaces have no interruptions and run in a plane which contains the axis. A proposed method to achieve this purpose was the rolling of an annular blank between two Kali berwalzen, which are rotatably arranged about two parallel axes and one of which was arranged within the other, formed as a hollow roller from roller.
Since the object was rolled in an open caliber, the cross-section of the object was incomplete after the rolling process was complete and required a further IÄTalzververfahren in addition to processing on a grinding machine, so that the required clean and suitable final shape was achieved.
The present invention relates to a method by which the desired final shape of such ring-shaped objects can be achieved without the use of a second rolling process.
The method according to the invention is explained below, for example, with reference to the accompanying drawing. It shows: Fig. 1 an axial section through a toothed wheel time after the method manufactured hub and rim before the final grinding and before cutting out the teeth and the keyway, Fig. 2 to 6 process stages in the manufacture of the wheel of FIG 7 and 8 show the method for rolling a hub blank according to FIG. 5,
9 shows an axial section of the hub produced by the rolling process illustrated in FIGS. 7 and 8, FIGS. 10 and 11 the rolling of the rim blank according to FIG. 6,
Fig. 12 is an axial section of a rim produced according to the procedural Ren shown in FIGS. 10 and 11 and FIGS. 13 and 14 beginning respectively. End of a variant of the method for rolling a wheel rim.
The gear wheel shown in FIG. 1 has a rim 20, a hub 21 and the wheel plate 22. These three parts are manufactured separately and subsequently welded together in some known and appropriate manner to form a unitary Ge.
The rim and the hub are made of blanks 23 respectively. 24 (Figs. 6 and 5) are produced by rolling and these blanks can also be prepared in any known and suitable manner. However, these blanks are advantageously produced from a metal rod, the rolling direction of which extends in the axial direction.
A disk 25 (Fix. 2) is cut out of this rod, its end faces. are at right angles to the axis and thus also to the rolling direction. From this massive disc 25, the cylin drical piece 26 (Fix. 3) is cut out after heating, after which the annular piece 27 of FIG. 4 remains. This piece 27. is then divided into the blank 23 for the rim (Fix. 6) and the blank 24 for the hub (Fix. 5).
The blanks for the hub and for the rim are similar in the sense that the rolled fiber in each runs essentially parallel to the axis, while each has a ring shape with a rectangular cross-section.
The blank 24 (fix. 5) for the hub is brought into the shape shown in FIG. 9 by rolling using a rolling process shown in FIGS. 7 and 8.
The raw ling 24 is for this purpose in position on a two-part inner roller, which is all referred to as 28, and which has two separable halves 29 and 30 which interlock at 31 in the longitudinal direction. This roller 28 has lateral flanks 32 and 33 which form an annular groove 34 with the body itself,
whose cross-section is equal to the cross-section of the inner circumference of the hub before it is processed on the machine. The roller 28 with the blank for the hub thereon is then moved in the axial direction until the blank is located within the outer roller.
The outer roller has two parts 36 and 37, which can be separated according to an axial cut plane, so that the finished bar can be released after the rolling process has ended. The outer roller has a circular opening 38, the inside of which has an annular groove 39 with lateral flanks 40 and 41, which together correspond to the cross section of the outer circumference of the finished hub 21.
When the blank 24 is symmetrically opposite the outer roller, the inner and outer roller are set in rotation, preferably via jointly driven gears, whereupon the inner roller 28 is moved in radial direction, such that the tube 24 against the outer roller is pressed. The two rollers are driven together until rolling begins, whereupon only one is driven while the other is carried along by friction from the former.
As the rolling process progresses, the blank increases in diameter, but decreases in cross-section, until it reaches the shape and dimensions according to FIG. 8, at which point the finished hub continues to be rolled in a closed rolling pass, so that its cross-section corresponds to the cross-section of the caliber, while its outer profile is kept exactly ring-shaped by the outer roller 36, 37.
To release the hub, the parts 29 and 30 are separated in the axial direction and the outer roller parts 36 and 37 in the radial direction.
The rim is rolled in exactly the same way, the blank 23 (Fix. 6) being shown in FIG. 10 in a position before the start of rolling, while the rim produced after the rolling process has been completed is shown in FIGS. 11 and 12 is.
As indicated above, the rim 20 and hub 21 can be combined into the unitary gear as shown in FIG. 1 by any known and suitable method.
13 and 14, a variant of the rolling process for a wheel rim is provided. According to this method, an annular rim blank 42 (fix. 13) is attached to an inner roller and the latter is moved in the radial direction in order to bring the blank against the outer roller 44, which in this case does not have to be in two parts needs, because the finished rim 45 (Fix.
14) is of a smaller diameter than the inner diameter of the outer roller 44, by an amount which is large enough to equip the removal of the finished rim without separating the outer roller.
This rolling process is similar to that described above, with the exception that when the rolling of the rim 45 is completed, it is in contact with the outer roller 44 only along the line of contact between the two rollers. The diameter of the finished rim. is obtained and maintained by choosing that amount of metal for the blank before it is rolled, which is necessary for the finished rim.
In both cases it is necessary, as a result of the decrease in the distance between the roll axes during rolling, to change the ratio of the speeds of the two rolls accordingly.
In the rolling process according to FIGS. 13 and 14, the circular ring shape of the rim is maintained by centrifugal action in such a way that, after the rim has been formed, the cross-section of the rim between the two members is continued by continuing the rapid rotation of the inside the cavity outer roller freely hanging rim around its own axis the centrifugal force that occurs is striving,
to give the still malleable mass of the rim circular ring shape or. .. to maintain the latter.
When the object is rolled, the same only requires a final treatment z. B. by grinding.
In an object rolled by this method, the rolled fiber runs in the vicinity of the surface of the inner and outer circumference of the annular object, parallel with these surfaces in a plane which contains the axis of the object. Such a course of the rolled fiber is desirable for many annular objects, such. B. for transport wheel rims and ball bearing or roller bearing races.
For all of the rolling processes described above, the blanks need to be heated to a temperature before rolling begins, preferably one that allows the process to be completed without reheating. Such heating can be done in any known and appropriate way, e.g. B. the blank can be heated in an electric induction furnace or by gas heating or using radiant tubes, etc. The method can also be used to complete objects that have been produced approximately to their finished state. So z.
B. an object wel cher was made approximately to its finished mass ago, be brought to the finished mass by z. B. heated in an electric induction furnace and then subjected to a rolling zen in a closed caliber. It can also be an object with fer term form a special treatment under, such. B. a surface treatment or another. Modification of the structure by heating, which results in a change in shape, after which the object can be brought back to its original shape by rolling in the closed profile.
From the drawing it can be seen that the two rollers touch each other along lines which extend across the end faces of the roller pieces, the rollers having ring grooves on their working surfaces of such a profile that they together form a closed caliber that corresponds to the Cross section of the rolled piece ent speaks. This has the advantage that a burr, if such is ent during rolling, is formed on the end faces of the rolled piece, from where it can be removed by a simple rework, such as. B. by grinding, can be easily removed.