CH637043A5 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines metallringes mit einer gewuenschten struktur und einem gewuenschten radialen durchmesser. - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines Metallringes mit einer gewünschten Struktur und einem gewünschten radialen Durchmesser, wobei ein Metallring mit einer axialen Anfangsbreite um eine Rotationsachse und zwischen ausgewählten Biegegesenken gewalzt wird, um die axiale Breite des Ringes von der axialen Anfangsbreite auf eine axiale zweite Breite progressiv zu verändern.

Metallringe werden in der Industrie in zahlreichen Anwendungen benutzt. Derartige Ringe sind besonders bei der Konstruktion von Teilen für Gasturbinentriebwerke, wie z. B. Kompressorgehäuse, Gebläsegehäuse, Brennerauskleidungen und Turbinenmäntel brauchbar. Da Hochtem-peratur-Metallegierungen, die bei der Herstellung dieser Ringe verwendet werden, relativ teuer und auch bei der Bearbeitung relativ kostspielig sind, sind in letzter Zeit neue Verfahren entwickelt worden, bei denen der Metallring durch Walzen eines ringförmigen Rohlings zwischen zwei Walzrollen gefertigt wird, bis die fertige Form und der radiasti le Durchmesser erzielt sind, ohne dass das Werkstück spanabhebend bearbeitet wird. Der anfängliche ringförmige Rohling hat im allgemeinen das gleiche Gewicht wie der fertige Ring, aber einen wesentlich kleineren Durchmesser, und die fertige Ringform und der Durchmesser werden dadurch ss erhalten, dass der Rohling zwischen zwei Walzenrollen entlang seinem gesamten Umfang gepresst bzw. gequetscht wird, um ihn so gleichzeitig zu expandieren und die gewünschte Endform auszubilden.

Bekannte Verfahren haben Führungsrollen verwendet, 60 um den Metallring während des Walzformungsverfahrens zu führen.

Diese Führungsrollen, die den ringförmigen Metallrohling nicht verformen, wie es die walzenförmigen Biegegesenke tun, sind im Abstand an gewählten Stellen auf dem Um-65 fang des ringförmigen Rohlings angeordnet und dienen dazu, den Metallring in bezug auf die Walzrollen ungefähr anzuordnen. Die bekannten Führungsrollen sprechen jedoch nicht auf Änderungen in der axialen Breite des Metallringes

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an, wenn dieser zu seiner Endform und dem fertigen radialen Durchmesser gewalzt wird. Die Änderung in der axialen Breite des Metallringes während des Walzens kann entweder eine Vergrösserung oder eine Verkleinerung der axialen Breite sein, was von der zu erzielenden Endform abhängt. Auf jeden Fall kann mit den bekannten Führungsrollen das Werkstück nicht so genau in bezug auf die Biegegesenke geführt oder angeordnet werden, wie es an sich erwünscht ist. Wenn beispielsweise die Endbreite des Metallringes kleiner ist als die Breite des ringförmigen Ausgangs-Rohlings, dann sind die bekannten Führungsrollen etwas grösser bemessen als die Breite des Ausgangs-Rohlings. Demzufolge wird während des Walzverfahrens, bei dem die Breite des Ausgangs-Rohlings abnimmt, der Spielraum zwischen dem ringförmigen Rohling und den Führungsrollen zunehmend grösser, so dass sich der ringförmige Rohling innerhalb der Grenzen der Rollenführung in einem wesentlichen Mass bewegen kann. Da die Breite des ringförmigen Rohlings zunehmend abnimmt, wächst eine unerwünschte Bewegung innerhalb der Grenzen der Führungsrollen entsprechend, und somit wird eine genaue Positionierung während des Walzverfahrens nicht erreicht. Wenn umgekehrt die Breite des Ausgangs-Rohlings kleiner ist als die axiale Breite des fertigen Metallringes, dann wird die Breite zwischen den Führungsrollen etwas grösser als die Breite des fertigen Metallringes gemacht. Infolgedessen besteht in diesem Fall ein grosser Spalt zwischen dem ringförmigen Ausgangs-Rohling und der Führungsrolle, wodurch die Führungsrolle nicht wirksam ist, um den ringförmigen Rohling während der Anfangsstufen des Walzverfahrens in bezug auf die Biegegesenke genau zu positionieren. In jedem Fall bewirkt das Fehlen einer präzisen Positionierung oder Anordnung des ringförmigen Metallrohlings in bezug auf die Biegegesenke eine Instabilität des Rohlings innerhalb der walzenförmigen Biegegesenke und kann in einem Ausmass zu einer Deformation des ringförmigen Biegegesenkes führen, die mit der durch das Walzen zu erzielenden fertigen Ringkonfiguration nicht im Einklang steht.

Es ist deshalb eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, um einen Metallring während seiner Fertigung zu führen. Dabei soll der Metallring insbesondere auch bei Änderungen seiner axialen Breite geführt werden, die durch das Walzen hervorgerufen werden.

Dieses erfindungsgemässe Verfahren ist durch die Merkmale des Anspruches 1 definiert, die zu seiner Durchführung notwendige Vorrichtung durch diejenige des Anspruches 7.

Die Erfindung wird nun anhand der folgenden Beschreibung und der Zeichnung von Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Fig. 1 ist eine schematische Ansicht von der Grenzfläche zwischen einem Werkstück und zwei Biegegesenken gemäss dem Stand der Technik.

Fig. 2 ist eine schematische Ansicht von der Grenzfläche zwischen einem Werkstück und zwei Biegegesenken gemäss dem Stand der Technik.

Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht der Vorrichtung gemäss einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Fig. 4 ist eine Ansicht von oben auf die eine variable Breite aufweisende Führungswalze gemäss einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Fig. 5 ist eine Seitenansicht der in Fig. 4 gezeigten Führungswalze.

Fig. 6 ist eine vergrösserte Ansicht von einem Teil der in Fig. 4 gezeigten Vorrichtung während der Anfangsstufen des Walzvorganges.

Fig. 7 ist eine vergrösserte Ansicht von einem Teil der in Fig. 4 gezeigten Vorrichtung während späterer Stufen des Walzvorganges.

Fig. 8 ist eine schematische Ansicht der Vorrichtung mit Abtastmitteln gemäss einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Es wird zunächst das der Erfindung zugrundeliegende Problem anhand der Fig. 1 und 2 erläutert, die schematisch die Orientierung eines ringförmigen Werkstückes zeigen, das in den Biegesenken für das Walzformungsverfahren angeordnet ist.

Fig. 1 zeigt ein Paar komplementäre innerer und äusserer Biegegesenke la bzw. 2a, die in einer ineinandergreifenden Lage gezeigt sind. Von dem äusseren Biegegesenk 2a ragt ein Vorsprung 3a in eine Vertiefung 4a, die in dem inneren Biegegesenk la ausgebildet ist. Innerhalb der Aussparung 4a ist das ringförmige Werkstück 5a in Eingriff mit dem inneren Biegegesenk la und dem äusseren Biegegesenk 2a, um es auf eine gewünschte Form und einen gewünschten radialen Durchmesser zu walzen. In Fig. 1 befindet sich das ringförmige Werkstück 5a in den frühzeitigen oder ersten Stufen der Walzverformung, so dass Spielräume 6a und 7a zwischen dem ringförmigen Werkstück 5a und den Seitenwänden 8a und 9a der Vertiefung 4a in dem inneren Biegegesenk 1 a bestehen. Wenn das innere Biegegesenk la und das äussere Biegegesenk 2a in Richtung aufeinander bewegt werden,

wird das ringförmige Werkstück gepresst bzw. gequetscht, wodurch seine radiale Dicke verkleinert und seine axiale Breite vergrössert wird, bis die endgültige gewünschte Form und der Durchmesser erhalten werden. Es ist jedoch ersichtlich, dass während der Anfangsstufen des Walzens, wo die Spielräume 6a und 7a gross sind, keine wesentlichen Beschränkungen auf das ringförmige Werkstück 5a ausgeübt werden, um dessen axiale Bewegung zu verhindern oder es in der Mitte der Kammer 4a zu halten.

In Fig. 2 sind ein Paar innerer und äusserer komplementärer Biegegesenke lb bzw. 2b gezeigt, die in einer ineinandergreifenden Relation gezeigt sind. Während Fig. 1 ein Walzverfahren zeigt, bei dem die Breite des ringförmigen Rohlings während des Walzens zunimmt, zeigt Fig. 2 ein Walzverfahren, bei dem die Breite des ringförmigen Rohlings während des Walzens abnimmt. Ein Vorsprung 3b ragt von dem äusseren Biegegesenk 2b in eine Vertiefung 4b, die in dem inneren Biegegesenk lb angeordnet ist. Das Werkstück 5b ist in der Aussparung 4b eingeschlossen und steht mit dem inneren Biegegesenk lb und dem äusseren Biegegesenk 2b in Eingriff, damit das ringförmige Werkstück 5b zu der gewünschten Form und dem gewünschten radialen Durchmesser gewalzt wird. In Fig. 2 befindet sich das ringförmige Werkstück 5b in den frühzeitigen oder ersten Stufen des Walzens, so dass Spielräume 6b und 7b zwischen dem ringförmigen Werkstück 5b und den Seitenwänden 8b und 9b der Aussparung 4b in dem Biegegesenk lb bestehen. Somit verhindern selbst in diesen frühzeitigen Stufen des Walzverfahrens die Spielräume 6b und 7b eine präzise axiale Positionierung des ringförmigen Werkstückes 5b in der Aussparung 4b. Wenn dann der Walzvorgang fortschreitet, wird die axiale Breite des Werkstückes 5b sogar noch zunehmend kleiner, die Spielräume 6b und 7b wachsen progressiv, und demzufolge wird die präzise axiale Positionierung des Werkstückes 5b in der Aussparung 4b noch weiter behindert bzw. verhindert.

Somit wird deutlich, dass bei den in den Fig. 1 und 2 gezeigten, bekannten Walzverfahren die Änderungen in der axialen Breite des ringförmigen Werkstückes eine genaue und präzise Positionierung des ringförmigen Werkstückes in bezug auf die Biegegesenke verhindern. Infolgedessen kann eine unerwünschte Bewegung des Rohlings während des

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Verfahrens eine Deformation des ringförmigen Rohlings durch die Biegegesenke in einer Weise bzw. in einem Aus-mass zur Folge haben, die mit der durch das Walzen zu erzielenden fertigen Ringform nicht im Einklang steht. Beispielsweise kann eine präzise axiale Symmetrie des Werkstückes zerstört werden, oder spezielle Deformationen von gewissen Bereichen des Werkstückes können verschoben werden.

Es werden nun anhand von Fig. 3 das Verfahren und die Vorrichtung gemäss der Erfindung beschrieben. Ein ringförmiger Rohling oder ein Ring 10 ist zwischen zwei Biegegesenken 12 und 14 und senkrecht zu einer Achse Y-Y angeordnet, die die Rotationsachse des Rohlings oder Ringes 10 ist. Im allgemeinen werden während des Walzens die Biegegesenke 12 und 14, die beide rotieren, relativ zueinander bewegt und pressen bzw. quetschen zwischen sich den Ring 10, um so den Ring 10 zu einer gewünschten Querschnittsform zu verformen und seinen Durchmesser zu vergrössern. Mit anderen Worten, der Ring wird um eine erste Rotationsachse zwischen gewählten Paaren von Biegegesenken 12 und 14 gewalzt, um so die axiale Breite des Ringes von einer axialen Anfangsbreite zu einer zweiten axialen Breite progressiv zu verändern.

Eine vollständigere Beschreibung des Walzformverfahrens ist in der US-PS 3 999 416 gegeben. Im allgemeinen verwendet das Walzformverfahren eine geeignete Ringkonfiguration als Ausgangsmaterial. Der Ausgangsring kann dadurch gebildet werden, dass ein Band oder Stab aus Metall zu einer Ringform gewalzt wird und anschliessend die Enden miteinander verbunden werden, um einen Ring zu bilden. Zur Verbindung der Enden kann jedes bekannte Verfahren verwendet werden, das eine relativ glatte und saubere Verbindung erzeugt. Kleinere Unregelmässigkeiten an der Verbindung können in nachfolgenden Walzvorgängen beseitigt werden. Die Anfangsringkonfiguration kann auch durch andere Verfahren gebildet werden, beispielsweise durch Extrudieren einer Metallbramme zur Ausbildung eines Zylinders, der anschliessend in Ringstrukturen zerschnitten wird. Das Gewicht des Anfangsringes muss sorgfältig gewählt werden, damit es exakt gleich dem Gewicht der gewünschten fertigen Ringstruktur ist, da bei der Ausbildung des fertigen Ringes kein Material verlorengeht. Der Anfangsdurchmesser des Ausgangsringes sollte wesentlich kleiner (üblicherweise die Hälfte) sein als derjenige der gewünschten fertigen Ringstruktur.

Der Ausgangsring wird aufeinanderfolgend zwischen ausgewählten Paaren von kreisförmigen Gesenken gewalzt, die aus einer geeigneten Metallegierung hergestellt sind, um den Ring zu formen, dessen Durchmesser laufend vergrös-sert wird. Ferner können die Walzvorgänge bei kalten Ringstrukturen durchgeführt werden, oder es können Heiss-walztechniken in den ersten Walzstufen verwendet werden, um sich der axialen Kontur in den ersten Walzdurchläufen schneller anzunähern.

Die Anzahl der erforderlichen Biegegesenke-Sätze hängt von dem Grad der gewünschten Verformung und der Härtungstendenz des verwendeten Materials ab. Jedes Paar der Biegegesenke muss sorgfaltig ausgewählt sein, um die maximale Materialbewegung ohne Bruch des Ringes zu erzielen.

In Fig. 3 sind Führungsmittel variabler Breite in der Form von im Abstand voneinander angeordneten Führungsteilen Rollensätze 16 und 18 sehr nahe und in einem be-triebsmässigen Eingriff mit dem Kreisring 10 angeordnet. Die Führungsrollensätze 16 und 18 halten den Ring in einer vorbestimmten Position oder Lage in bezug auf die Biegegesenke 12 und 14 während der Veränderungen der axialen Breite des Ringes 10, während der Ring 10 während des Walzformungsvorganges zunehmend verformt und radial vergrössert wird. Wie aus dem folgenden noch deutlicher wird, begrenzen die Führungsrollensätze 16 und 18 eine Kammer mit einer variablen axialen Breite, die gemäss den fortschreitenden Änderungen in der axialen Breite des Kreisringes 10 veränderbar ist. Mit anderen Worten, diese Mittel variabler Breite sind gemäss den Änderungen in der axialen Breite des Ringes 10 variabel, und sie können den Ring 10 in einer vorbestimmten Lage halten.

In den Fig. 4 und 5 sind eine Draufsicht und eine Ansicht von oben von einem Teil des einen Führungsrollensatzes 16 variabler Breite gezeigt. Der in den Fig. 4 und 5 nicht gezeigte Teil des Führungsrollensatzes bezieht sich auf den Mechanismus zum Herausziehen oder Vorschieben des gesamten Führungsrollensatzes von dem Ring 10 weg und auf diesen zu. Dieser Mechanismus kann einen bekannten Aufbau besitzen. Der Führungsrollensatz 18 besitzt den gleichen Aufbau wie der Satz 16 und braucht deshalb nicht näher beschrieben zu werden.

Der Führungsrollensatz 16 wird von einem hohlen Gehäuse 22 getragen, in dem ein insgesamt mit 24 bezeichneter Betätigungsmechanismus enthalten ist. Der Betätigungsmechanismus 24 greift an zwei in Abstand angeordneten Führungsrollen 26,28 an, die für eine Rotation auf einer an dem Gehäuse 22 befestigten Welle 30 gelagert sind. Wie aus dem folgenden noch deutlicher wird, kann der Betätigungsme-chanismus 24 den Raum oder die Breite zwischen den Rollen 26,28 während des Walzens selektiv verändern, gemäss den Änderungen in der Breite des Ringes 10 (der in den Fig. 4 und 5 nicht gezeigt ist). Die Führungsrollen 26 und 28 sind also zur Ausbildung einer Kammer 27 im Abstand voneinander angeordnet, in der sich das Werkstück befindet. Die Kammer 27 ist wenigstens teilweise begrenzt durch nach innen gerichtete, im Abstand angeordnete Oberflächen 29 und 31 auf den Führungsrollen 26 bzw. 28. Der Betätigungsmechanismus 24 kann den Abstand zwischen den Oberflächen 29 und 31 verändern, und somit wird die Breite der Kammer 27 in gleicherweise variiert.

Der Betätigungsmechanismus 24 wird von einer langgestreckten Betätigungswelle 32 gebildet, die in eine Durchführung 34 eingeschraubt ist, welche an dem Gehäuse 22 befestigt ist. Das eine Ende 36 der Welle 32 ist in einem Stützglied 37 aufgenommen, das in einem Antriebskeil 38 angeordnet ist, wodurch die Welle 32 mit dem Antriebskeil 38 in Eingriff steht. Bei Drehung der Betätigungswelle 32 innerhalb der Durchführung 34 wird die Welle 32 in das Gehäuse 22 hinein vorgeschoben oder aus diesem herausgezogen, was von der Drehrichtung abhängt. Ein Vorschub der Welle 32 in das Gehäuse 22 hinein dient dazu, den Antriebskeil 38 zu verschieben, der sich zwangsläufig innerhalb des Gehäuses 22 bewegt bzw. verschiebt. Im einzelnen ist der Antriebskeil 38 mit zwei langgestreckten Mitnehmern 40,42 versehen, die in zwei Führungsnuten 44,46 liegen, die auf entsprechende Weise im Gehäuse 22 angeordnet sind, wodurch der Antriebskeil 38 gezwungen ist, sich in der Richtung dieser Nuten 44 und 46 hin und her zu verschieben.

Der Antriebskeil 38 ist mit zwei Nockenflächen 48, 50 versehen, die auf entsprechende Weise mit zwei Abtastrollen 52, 54 in Eingriff kommen, die auf langgestreckten Hebeln 56 bzw. 58 drehbar angebracht sind. Der Hebel 56 weist zwei Endabschnitte 60, 62 auf, wobei die Abtastrolle 52 auf dem Endabschnitt 60 drehbar angeordnet ist. Der Endabschnitt 62 ragt aus dem Gehäuse 22 heraus und steht mit der Führungsrolle 26 in Eingriff. Der Hebel 56 ist in dem Gehäuse 22 auf einem Zapfen 64 an einem Punkt zwischen den Endabschnitten 60 und 62 drehbar angebracht. Der Hebel 58 ist mit zwei Endabschnitten 66, 68 versehen, wobei die Abtastrolle 54 auf dem Endabschnitt 66 drehbar angebracht ist. Der Endabschnitt 68 ragt aus dem Gehäuse 22 heraus und

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kommt mit der anderen Führungsrolle 28 in Eingriff. Der Hebel 58 ist in dem Gehäuse 22 auf einem Zapfen 70 drehbar angebracht, der an einem Punkt zwischen den Endabschnitten 66, 68 angeordnet ist.

Ein Rückführungsmechanismus 72 umfasst ein Basisteil 74, das an dem Gehäuse 22 befestigt ist, und zwei im Abstand angeordnete Stössel 76, 78, die teilweise in einer Aussparung 80 im Basisteil 74 angeordnet sind. Zwischen den im Abstand angeordneten Stösseln 76,78 ist eine Rückführungsfeder 82 angeordnet, um die zwei Stössel 76, 78 voneinander weg und in Eingriff mit den Hebeln 56 bzw. 58 zu drücken.

Wenn die Welle 32 gedreht und dadurch in das Gehäuse 22 geschoben wird, wird der Antriebskeil 38 in Richtung der Abtastrollen 52 und 54 verschoben. Die Keilwirkung aufgrund des Eingriffes der Abtastrollen 52 und 54 mit den Nockenflächen 50 bzw. 48 bewirkt, dass die Abtastrollen 52, 54 voneinander weg gedrückt werden. Wenn also die Abtastrolle 52 auf der Nockenfläche 50 nach oben gleitet, wird sie in Fig. 4 nach links verschoben, wodurch der Hebel 56 im Gegenuhrzeigersinn um den Schwenkzapfen 64 gedreht wird. In ähnlicher Weise wird die Abtastrolle 54, wenn sie auf der Nockenfläche 48 nach oben gleitet, in Fig. 4 nach rechts verschoben, wodurch sich der Hebel 58 im Uhrzeigersinn um den Schwenkzapfen 70 dreht.

Eine Drehung des Hebelarmes 56 im Gegenuhrzeigersinn und des Hebels 58 im Uhrzeigersinn bewegt die Führungsrollen 26 und 28 aufeinander zu, wodurch der axiale Abstand zwischen den Oberflächen 29 und 31 und demzufolge die Breite der Kammer 27 verkleinert wird. So verschiebt also der Hebel 56 die Rolle 26 nach rechts, während der Hebel 58 die Rolle 28 nach links verschiebt. Somit ist der Führungsrollensatz 16 mit einer Kammer 27 variabler Breite versehen, durch die Änderungen in der Breite des Ringes 10 aufgenommen werden können. Bei einer Drehung der Welle 32 in einer Richtung, um sie aus dem Gehäuse 22 herauszuziehen, ist die durch die Rückführungsfeder 82 erzeugte Vorspannkraft ausreichend, damit die Stössel 76 und 78 die Hebel 56 und 58 im Uhrzeigersinn bzw. Gegenuhrzeigersinn antreiben, wodurch der Abstand zwischen den Führungsrollen 26 und 28 zunehmen kann. Auf diese Weise wird dann die Breite der Kammer 27 vergrössert.

In den Fig. 6 und 7 ist ein Rollensatz 16 variabler Breite zusammen mit dem Ring 10 in frühen bzw. späten Stufen des Walzformungsverfahrens gezeigt. In den ersten Verfahrensstufen hat der Ring 10 eine axiale Breite x. Wenn das Walz-formungsverfahren fortschreitet, wird der Ring 10 zwischen den Biegegesenken 12 und 14 (in den Fig. 6 und 7 nicht gezeigt) gewalzt, wodurch sein Durchmesser wesentlich zunimmt, während in dem Werkstück eine gewünschte Kontur ausgebildet wird. Während dieser fortschreitenden Walzvorgänge wird die axiale Breite des Ringes 10 von der Anfangsbreite x zu der Endbreite x' vergrössert. Wie aus den Fig. 6 und 7 zu ersehen ist, gestattet die vorliegende Erfindung,

dass die Rollen 26 und 28 den Änderungen in der Breite des Ringes 10 während jeder Stufe des Walz Verfahrens folgen. Somit können die Rollen 26 und 28 den Ring 10 in einer präzisen Lage in bezug auf die Biegegesenke 12 und 14 halten, wenn die axiale Breite des Ringes 10 von der Breite x auf die Breite x' zunimmt.

In einigen Fällen kann es wünschenswert sein, einen sehr kleinen Spielraum zwischen der Oberfläche 29 auf der Rolle 26 und dem Ring und zwischen der Oberfläche 31 auf der Rolle 28 und dem Ring einzuhalten. Der Zweck der Ausbildung eines derartigen Spielraumes besteht darin, die Reibung zwischen dem Ring 10 und den Rollen 26 und 28 zu senken. Es wurde gefunden, dass, wenn ein solch geringer Spielraum beibehalten werden soll, die Zwecke und Ziele der vorliegenden Erfindung nicht gestört werden. Das bedeutet, dass selbst bei bestehenden kleinen Spielräumen die Rollen 26, 28 wirksam sind, den Ring 10 in einer präzisen Lage in bezug auf die Biegegesenke 12 und 14 zu halten.

Wie bereits ausgeführt wurde, wird die axiale Breite der variablen Führungswalze oder, mit anderen Worten, der Abstand zwischen den Rollen 26 und 28 gemäss Änderungen in der axialen Breite des Ringes durch Drehen der Welle 32 variiert. Die Welle 32 kann manuell betätigt werden, z.B.

durch die Bedienungsperson für die Walzmaschine über ein Handrad, einen rechtwinkligen Antrieb und ein Untersetzungsgetriebe, von denen in den Figuren zwar keine Einrichtung gezeigt ist, die aber allgemein bekannt sind. Demzufolge stellt die Bedienungsperson die Position der Welle 32 und damit die die Rollen 26 und 28 voneinander trennende Breite gemäss einem vorgewählten Plan bzw. Programm manuell ein, das der Bedienungsperson als geeignet bekannt ist, um für einen Abstand zwischen den Rollen 26, 28 zu sorgen, der gleich der axialen Breite des Ringes 10, wenn dieser in dem Formgebungsverfahren gewalzt wird. Auf diese Weise stellt die Bedienungsperson dann den Abstand zwischen den Rollen 26, 28 manuell ein, um die Änderungen in der axialen Breite des Werkstückes aufzunehmen.

Als eine Alternative zu der vorstehend beschriebenen Handsteuerung kann auch eine automatische Steuerung des variablen Führungsrollensatzes verwendet werden. In Fig. 8 ist eine schematische Darstellung eines automatischen variablen Führungsrollensatzes gegeben. Allgemein ist der dann gezeigte variable Führungsrollensatz der gleiche wie der in den Fig. 4 und 5 gezeigte, jedoch sind zusätzlich Abtastmittel in der Form von zwei Sensoren 90 und 92 eines Wandler/ Betätigungsgliedes 94 und eines Gestängeteiles 96 vorgesehen. Die Sensoren 90 und 92 geben ein Signal ab, das die Position des Ringes 10 relativ zu den Führungsrollen anzeigt. Mit anderen Worten können die Sensoren 90 und 92 Änderungen in der axialen Breite des Ringes 10 abtasten. Genauer gesagt, im Falle einer Zunahme in der axialen Breite des Ringes 10 während des Walzens wird der Abstand zwischen den nach innen gerichteten, im Abstand angeordneten Oberflächen 29 und 31 auf den Führungsrollen 26 bzw. 28 etwas grösser eingestellt als die axiale Anfangsbreite des Ringes 10. Wenn die Walzverformung beginnt, wird der Ring 10 einer Kraft von den Biegegesenken ausgesetzt, die eine Vergrösserung der axialen Breite des Ringes 10 bewirkt. Wenn das Walzverfahren fortschreitet, nimmt die axiale Breite des Ringes 10 eventuell auf eine ausreichende Breite zu, bei der der Ring 10 die Oberflächen 29 und 31 berührt, um auf diese Weise eine axiale Kraft auf die Führungsrollen 26 und 28 auszuüben. Die Sensoren 90 und 92 tasten die auf die Führungsrollen 26 und 28 übertragene Kraft ab und übertragen daraufhin Signale zum Wandler/Betätigungsglied 94. Bei Empfang der Signale von sowohl dem Sensor 90 als auch dem Sensor 92 steuert das Wandler/Betätigungsglied 94 die Führungsrollen 26 und 28, indem es das Gestängeteil 96 in einer Weise verschiebt, dass die Welle 32 und der Antriebskeil 38 in einer Richtung bewegt werden, in der der Abstand zwischen den Führungsrollen 26 und 28 vergrössert wird, bis wieder ein kleiner Spielraum zwischen dem Ring 10 und den Oberflächen 29 und 31 ausgebildet ist. Auf diese Weise spricht die Einrichtung variabler Breite auf die Sensoren 90 und 92 an.

Wenn sich also die axiale Breite des Ringes 10 derart vergrössert hat, dass er eine axiale Kraft auf jede Führungsrolle 26 bzw. 28 ausübt, übertragen die Sensoren 90 und 92 elektrische Signale zum Wandler/Betätigungsglied 94. Bei Empfang der elektrischen Signale von jedem der Sensoren 90 und 92 dreht das Wandler/Betätigungsglied 94 das Gestängeteil 96 leicht im Gegenuhrzeigersinn (bei den in Fig. 8 gezeigten

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Relationen), wodurch der Antriebskeil 38 durch das Gestängeteil 96 leicht nach oben bewegt wird. Die Aufwärtsbewegung des Antriebskeiles 38 führt dazu, dass der Hebel 58 sich im Gegenuhrzeigersinn um den Zapfen 64 dreht, wodurch der Abstand zwischen den Führungsrollen 26,28 leicht zunehmen kann, so dass wieder der Spielraum zwischen den Rollen 26,28 und dem Ring 10 hergestellt wird.

Wenn das Walzformungsverfahren fortschreitet, nimmt die axiale Breite des Ringes 10 weiterhin zu, bis der Ring 10 wieder die Oberflächen 29 und 31 auf den Rollen 26, 28 berührt, woraufhin die Sensoren 90 und 92 wieder in Betrieb gesetzt werden, um eine weitere Trennung zwischen den Rollen 26 und 28 herbeizuführen. Auf diese Weise wird dann die Trennung zwischen den Rollen 26 und 28 automatisch oder sukzessiv um kleine Beträge während des gesamten Walzformungsverfahrens in Abhängigkeit von den Sensoren 90 und 92 automatisch variiert, wodurch eine automatische Anpassung an das axiale Wachstum des Ringes 10 erfolgt.

Falls es erwünscht ist, den Ring 10 in einer Weise zu verformen, dass seine axiale Breite verkleinert wird, kann die vorstehend beschriebene Vorrichtung angepasst werden, damit sie für aufeinanderfolgende Verkleinerungen in dem Abstand zwischen den Rollen 26 und 28 sorgt. Genauer gesagt, kann die Vorrichtung derart angeordnet werden, dass die Oberflächen 29 und 31 zunächst mit dem Ring 10 in Eingriff s stehen. Wenn das Walzen beginnt, tasten die Sensoren 90 und 92 eine Trennung des Ringes 10 von entweder der Oberfläche 29 oder der Oberfläche 31 ab. Bei einer derartigen Trennung kann das Wandler/Betätigungsglied 94 eine Bewegung des Gestängeteiles 96 im Uhrzeigersinn bewirken, io wodurch der Antriebskeil 38 sich nach unten bewegt, wodurch die Trennung zwischen den Rollen 26 und 28 verkleinert wird, bis wieder ein Eingriff zwischen den Oberflächen 29 und 31 und dem Ring 10 hergestellt ist.

In Abweichung von den vorstehend beschriebenen Aus-15 führungsbeispielen der Erfindung können für den automatisierten variablen Führungsrollensatz auch verschiedene andere elektrische, hydraulische, pneumatische Wandler/Betätigungsglieder oder Kombinationen davon verwendet werden. Auch können die Sensoren anders als sehr nahe an den 2o Führungsrollen 26,28 angeordnet werden.

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2 Blatt Zeichnungen

Claims (12)

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   PATENTANSPRÜCHE

   1. Verfahren zur Herstellung eines Metallringes mit einer gewünschten Struktur und einem gewünschten radialen Durchmesser, wobei ein Metallring mit einer axialen Anfangsbreite um eine Rotationsachse und zwischen ausgewählten Biegegesenken gewalzt wird, um die axiale Breite des Ringes von der axialen Anfangsbreite auf eine axiale zweite Breite progressiv zu verändern, dadurch gekennzeichnet, dass der Ring durch ein Paar von axial voneinander einen Abstand aufweisenden, neben dem Ring angeordneten Führungsteilen in einer vorbestimmten Lage in bezug auf die Biegegesenke gehalten wird, dass Änderungen in der axialen Breite des Ringes durch Abtastmittel abgetastet werden, und dass die axiale Breite des Ringes aufgrund dieser Abtastung verändert wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Führungsteile ein Paar von Führungsrollen eingesetzt wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite der Führungsteile gemäss den Änderungen der axialen Breite des Ringes verändert wird, wobei der Ring stets in seiner vorbestimmten Lage gehalten wird.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsteile eine Kammer variabler Breite ausbilden.
5. 5. Verfahren nach den Ansprüchen 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammer wenigstens teilweise durch die Führungsrollen begrenzt wird.
6. 6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite der Kammer gemäss Änderungen in der Breite des Ringes verändert wird.
7. 7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch zwei relativ gegeneinander bewegbare Walzbiegegesenke (12,14), zwischen denen der Metallring (10) mit der axialen Anfangsbreite aufnehmbar und rotierbar ist, zum progressiven Verändern der axialen Breite von dieser Anfangsbreite auf die zweite Breite, durch zwei im Abstand voneinander angeordnete Führungsteile (26,28), die dazu bestimmt sind, den Ring neben sich in einer vorbestimmten Lage in bezug auf die Walzbiegegesenke (12,14) zu halten, und durch Mittel zum Verändern des Abstandes zwischen den im Abstand voneinander angeordneten Führungsteilen (26, 28) gemäss den Änderungen in der axialen Breite des Ringes, welche Mittel dazu bestimmt sind, den Abstand zwischen den Führungsteilen zu vergrössern,

   s wenn die axiale Breite des Ringes zunimmt, und ihn zu verkleinern, wenn die axiale Breite des Ringes abnimmt.
8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsteile (26,28) durch ein Paar von Führungsrollen gebildet sind.

   io 9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass Abtastmittel (90,92) zum Abtasten von Änderungen in der axialen Breite des Ringes vorgesehen sind.
9. 10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Veränderung des Abstandes zwi-

   i5 sehen den Führungsrollen (26,28) an die Abtastmittel (90, 92) angeschlossen sind.
10. 11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtastmittel (90, 92) ein Signal liefern, das eine Anzeige für die Position des Ringes (10) in bezug auf die

    20 Führungsrollen (26,28) ist, und eine Betätigungseinrichtung (94,96, 32, 56, 58) die Führungsrollen in Abhängigkeit von dem Signal steuert.
11. 12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungseinrichtung den Abstand zwi-

    25 sehen den Führungsrollen gemäss dem Signal verändert.
12. 13. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Verändern des Abstandes zwischen den Führungsteilen ein Gehäuse (22), einen darin bewegbaren Antriebskeil (38) mit Nockenflächen (48, 50), eine in

    30 das Gehäuse (22) hinein- bzw. herausbewegbare Welle (32), die am Antriebskeil (38) betrieblich abgestützt ist, und ein Paar von je zwei Endabschnitte (60, 62; 66, 68) aufweisenden, am einen Endabschnitt eine an die entsprechende Nokkenfläche anliegende Abtastrolle (52, 54) tragenden und

    35 drehbar im Gehäuse gelagerten Hebeln (56, 58) umfassen, deren andere Endabschnitte mit den Führungsteilen (26,28) in Eingriff sind, wobei sich die Hebel entsprechend der Bewegung des Antriebskeils (38) drehen, um den genannten Abstand zu verändern.

    40 14. Vorrichtung nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch einen Rückführungsmechanismus (72) für die beiden Hebel (56, 58).