CN116472127A

CN116472127A - 径向压力机

Info

Publication number: CN116472127A
Application number: CN202180078516.6A
Authority: CN
Inventors: A·施奈尔; C·鲍姆加特纳
Original assignee: Uniflex Hydraulik GmbH
Current assignee: Uniflex Hydraulik GmbH
Priority date: 2020-10-02
Filing date: 2021-10-04
Publication date: 2023-07-21
Also published as: WO2022069760A1; EP4221968A1; US20230234314A1; DE102020125890B3

Abstract

一种径向压力机，其包括底座(2)；以相对于压制轴(X)能够旋转的方式支承在所述底座上的空心环模(8)，所述环模具有朝所述压制轴(X)的方向渐细且相对于所述压制轴(X)旋转对称的内轮廓(10)；相对于所述压制轴(X)能够旋转的滚动体单元(9)，所述滚动体单元具有环绕所述压制轴(X)的止推环(11)以及多个围绕所述压制轴(X)布置且至少局部渐细地旋转对称的滚动体(12)。所述滚动体以可变的间距相对于所述压制轴(X)以能够旋转的方式轴向支撑在所述止推环(11)上并且能够在所述环模(8)的内轮廓(10)上滚动。使所述环模(8)和/或所述滚动体单元(9)围绕所述压制轴(X)旋转的旋转驱动器作用于所述环模和/或所述滚动体单元。此外，引起所述滚动体单元(9)和所述环模(8)沿所述压制轴相对于彼此的轴向调节的进给驱动器作用于所述滚动体单元(9)和/或所述环模(8)。

Description

径向压力机

技术领域

本发明涉及一种径向压力机，即一种用于在缩小工件的径向尺寸的情况下相对于压制轴使工件径向变形的压力机。

背景技术

借助这种径向压力机进行径向成型的典型工件是在液压软管管线的末端处安装在软管部上的连接配件。其中，将环绕软管的套筒径向向内压向插入软管中的“奶嘴”，从而将软管夹紧在奶嘴与套筒之间并且固定软管以防从配件处拉出。具有借助径向压制而接合的构件的其他典型组件为电枢元件、强电流绝缘体等。在此所提及的类型的径向压力机的其他实践相关的应用涉及到在接合过程之外进行的工件径向成型。

已知适用于上述类型的径向压制的径向压力机的不同理念和各种技术方案。例如参阅DE 20 2016 100 660U1、DE 20 2016 008 097 U1、DE 10 2016 106 650 A1、DE 102014 014 585B3、DE 10 2014 012 485 B3、DE 10 2014 008 613 A1、DE 10 2011 015 770A1、DE 10 2011015 654A1、DE 10 2009 057 726 A1、DE 10 2005 041 487 A1、DE 10 2005034 260 B3、DE 601 21 915T2、DE 298 24 688U1、DE 199 44 141C1、DE 199 40 744B4、DE101 49924A1、DE 41 35 465 A1和DE 35 13 129 A1。无论其各自的结构和其他技术特征如何，已知的径向压力机的共同点在于，借助(通常为液压的)驱动器使多个以在压制轴周围均匀分布的方式布置的横截面大致呈楔形的压制体(最常用的是八个压制体)均匀地(且通常同时)朝压制轴的方向径向移动。在此情况下，压制体在径向内侧具有(例如凹形的、实施为圆柱形的)压制面，其在成型期间与工件接触；压制面的几何形状基本上与成型后工件的目标几何形状的片段(例如八分之一)规则性地对应。就此而言要指出的是，在此所提及的径向压力机适用于不同几何形状的工件的径向成型，从(理想化的)圆柱形工件到其他严格旋转对称的工件(即垂直于工件轴线具有不同半径的圆形横截面的工件)乃至具有非圆形(例如多边形)横截面的工件。

由DE 295 00 338Ul已知一种用于将压制配件径向压制到管端上的根据另一技术理念而工作的压制设备。该压制设备包括可围绕压制配件闭合的分体式压环，其具有分布式布置在内周上的可借助进给装置径向向内移动且实施为可旋转的压辊的压制元件。根据DE 200 23234Ul的压制装置基于类似的功能和结构原理。根据EP 0 916 426 Bl，实现此理念以形成在其他情况下呈圆柱形的工件(例如金属壳体)的末端部件，其中该末端部件相对于工件的圆柱形区域而言是偏心的并且直径有所减小。

发明内容

申请人的根据上述现有技术实施的已知径向压力机(另见www.uniflex.de)在实践中已证实是非常有利的。借助这些径向压力机可以可靠且可良好重复地进行满足最高要求的径向压制。然而，在某些应用情况下，径向压力机是可取的，借助这些径向压力机可以达成类似于借助根据现有技术的传统径向压力机而达成的成型任务，但采用功率较低的驱动单元。原因之一是需要在洁净空气室中进行径向压制。为此，具有纯电动压力机驱动器的径向压力机相比于具有电动液压压力机驱动器的径向压力机而言更为适用，尽管纯电动驱动器无法与电动液压驱动器的高功率密度相媲美。

本发明用以达成上述目的的解决方案在于权利要求1中所给出的径向压力机。因此，根据本发明的径向压力机的特征在于，其包括底座、以可相对于压制轴而旋转的方式支承在所述底座上的具有朝所述压制轴的方向渐细且相对于所述压制轴旋转对称的内轮廓的空心环模以及可相对于压制轴而旋转的滚动体单元，所述滚动体单元具有环绕所述压制轴的止推环以及多个围绕所述压制轴而布置且至少局部渐细地旋转对称的滚动体，所述滚动体单元借助可变的间距以可相对于所述压制轴而旋转的方式轴向支撑在所述止推环上并且可以在所述环模的内轮廓上滚动，其中旋转驱动器作用于所述环模和/或所述滚动体单元，所述旋转驱动器使所述环模和/或所述滚动体单元围绕压制轴而旋转，此外，且其中进给驱动器作用于所述滚动体单元和/或所述环模，所述进给驱动器引起所述滚动体单元和所述环模沿所述压制轴相对于彼此的轴向调节。在减少压制尺寸(其指的是由径向成型而产生的工件径向尺寸，特别是工件直径)的范围内，通过借助进给驱动器相对于环模对滚动体单元进行轴向调节来实现滚动体的进给。

由此，本发明完全脱离于所有既定的径向压力机所遵循的概念，此理念的(见上文)特征在于径向移动的压制体，在径向成型期间，这些压制体分别以(通常是凹形的)压制面贴靠在工件上；在此情况下，在压制体与工件之间通常存在相对静止的接触。作为替代方案，根据本发明，通过在工件的表面上以及在环模的内轮廓上滚动的滚动体来进行径向成型，其中为了逐渐缩小压制尺寸，通过滚动体单元相对于环模的轴向位移来实现滚动体的径向进给，所述环模的内轮廓沿压制轴渐细。并非像传统压制体那样以其凹形压制表面相对大面积地贴靠在待成型的工件上，在根据本发明的径向压力机中，使工件成型的、至少局部地渐细的滚动体仅通过相对较小的表面(通常接近线接触)与工件接触，在此情况下，滚动体的渐细部的定向相对于压制轴与环模的内轮廓的渐细部的定向相同。在此情况下，如下文还将进一步详细示出的那样，可以特别是通过滚动体的几何形状来影响接触面的几何形状，从而可以实现矩形的接触面，但也可以实现例如梯形的接触面。不同于传统的径向压力机(见上文)，滚动体的接触面在工件的表面上“游移”；因此，在本发明的实现方案中，并非在离散的若干平面(例如就8爪径向压力机而言是4个平面)中进行径向压制，而是进行环绕式的径向成型。这样就能借助与采用既定径向压力机时相比显著减小的作用力来提供工件成型所需的压力。这又允许使用与采用传统径向压力机时相比效率显著减小的径向压力机驱动器来完成预设的径向压力机任务。因此，例如可以借助根据本发明的径向压力机来进行各种典型的径向压制成型，其中，使环模和/或滚动体单元围绕压制轴而旋转的旋转驱动器以及引起滚动体单元和环模沿压制轴相对于彼此的轴向调节的进给驱动器实施为相对较紧凑的纯电动驱动器。至少在这种直接使用电动驱动器的情况下，因为省去了从机械能到液压能的能量转换并且进而省去了与此相关的转换损失，所以也可以实现有所提高的效率和非常好的能效。

在个别情况下，本发明的另一重要优势在于，可以对工件进行径向成型，使得这些工件在径向成型结束时是理想的严格旋转对称的，方式在于，在采用理想的圆柱形几何形状的情况下，这些工件具有理想的圆形横截面(或者在采用另一严格旋转对称的几何形状的情况下，具有不同的理想的圆形横截面)。借助传统的径向压力机通常无法实现上述方案，因为在压制过程中，在两个相邻的压制体之间(通过被向外排挤的材料)形成连接板，在这些连接板下甚至会形成或多或少较为明显的“隧道”。在极端情况下，这种不均匀性甚至会造成开裂或产生其他损害。就此而言，根据本发明的径向压力机也证实是优于现有技术的。

要指出的是，在根据本发明的径向压力机的应用中，工件的径向成型视情况也可以限制在工件表面的沿轴向彼此隔开的各个区域上。在此情况下，滚动体并非在工件的整个周边上滚动，而是(视情况振荡地)仅在部分区域上滚动。因此，如果在滚动体的环绕过程中，由于环模与滚动体单元之间相应的有节奏的相对轴向运动，这些滚动体的进给有节奏地增加和减少，则根据本发明的径向压力机可以针对性用于制造非圆形的工件。

在此情况下，该说明信息表示滚动体的渐细几何形状并非必须在其整个轴向长度的范围内延伸，根据该说明信息，滚动体至少局部地渐细。确切而言，滚动体例如也可以在其轴向长度的一部分上以圆柱形的方式实施或者视情况甚至有所扩展，正如针对具有(对称或不对称的)冠状或桶状几何形状的滚动体那样。重要之处在于，滚动体恰好在渐细的区域中与环模的沿相同方向渐细的内轮廓滚动接触。此外，从上文可以看出，在本发明的范围内，环模的内轮廓不必在其整个轴向延伸度的范围内渐细；确切而言，在轴向长度的一部分上渐细就足够了，其中该渐细区域可用于与滚动体进行滚动接触。因此，根据权利要求所述的说明信息指的是环模至少局部地恰好以这种方式设计，根据该说明信息，环模具有朝压制轴的方向渐细且相对于压制轴旋转对称的内轮廓。

为了避免误解，应预先指出的是，滚动体在环模的内轮廓上“滚动”的说明信息——就完美滚动而言——无法表明在相应滚动体与环模的内轮廓之间的接触区域中不存在滚动体的表面和环模相对于彼此的相对运动。确切而言，至少可以局部受限地(沿周向)实现这种相对运动(见下文)。此外，同样为了避免误解，要指出的是，作用于滚动体单元且使其围绕压制轴而旋转的旋转驱动器(作为止推环的旋转驱动器的替代或补充方案)也可以以主要使各个滚动体(或至少其中的一部分)旋转的驱动器的形式实施，其中这些滚动体因由此而施加在其上的固有旋转而在工件上滚动。如果工件如同适用于各种典型的径向压力机应用的那样，以旋转固定的方式保持，则通过在工件上以及在环模的内轮廓上滚动的滚动体使滚动体单元的止推环和环模相对于压制轴而旋转。然而，如果将工件的旋转考虑在内，则具体视径向压力机的个性化技术方案而定，滚动体单元的止推环或环模可以是旋转固定的。

同样应预先明确指出的是，可以使用根据本发明的径向压力机来制造工件，在这些工件中设有局部的收缩部或类似的表面凹陷。为此，滚动体朝其轴线的方向可以以相应较短的方式实施和/或造型，或者具有非渐细的几何形状。工件的表面结构也可以通过滚动体的对应结构而示出；就此而言，滚动体例如可以具有较小的表面凹陷，从而在工件上形成对应的表面隆起(例如球形突出部)。

根据本发明的第一优选改进方案，所述滚动体以及所述环模的内轮廓具有基本上呈截锥形的基本形状，其中“基本上”表示重要之处并非在于数学上精确的截锥几何形状。因此，在该改进方案的范围内，例如也可以采用接近截锥体但具有略微凸起或收缩的表面的滚动体，而且在个别情况下，这些滚动甚至是非常有利的。根据滚动体的这种“基本上呈截锥形的基本形状”的示例性的有利技术方案，滚动体的“锥角”在其沿自身轴线的延伸度的范围内连续变化。在此情况下特别优选地，具有基本上呈截锥形的基本形状的滚动体的双锥角基本上相当于环模的锥角的一半。径向压力机的这种结构尤其适用于压制具有完全或至少大致呈圆柱形的表面的工件，其中径向压力机的尺寸可以相对较小。此外，具有截锥形基本形状的滚动体也包括这类在其延伸度的伸展部分的范围内严格地呈截锥形、但在下位区域(例如邻近一端或两端)中与上述形状有所偏离(例如呈圆形、圆柱形、倒角或类似形状)的滚动体。如果滚动体并非在端部以与截锥有所偏差的方式造型，而是在两端之间的任一位置处造型，则相应地适用上述方案；就此而言，滚动体例如可以具有(至少)一个环周的沟槽，从而在工件的径向成型过程中，在该工件上形成(至少)一个对应的环周肋部。因此，在滚动体和环模内轮廓的基本上呈截锥形的基本形状的范围内，可以采用各种细节上有所不同的技术方案，这些技术方案经证实对于径向压力机的不同应用情况而言是有利的。

因此，根据第一特别优选的技术方案，所述环模的内轮廓和所述滚动体在几何上可以精确地呈截锥形。由此产生滚动体的精确且明确定义的位置，从而实现成型的特别高的可重复性。然而，具体视个性化的几何比例而定，滚动体相对于工件和环模的(或多或少较为明显的)表面相对运动是不可避免的；滚动体在工件表面和环模内表面上的纯滚动运动无法实现。

为了减少相关的“刮擦”和与此相关的不利影响，在环模的内轮廓视情况又采用几何上精确的截锥形实施方案的情况下，根据另一特别优选的技术方案，所述滚动体可以略呈冠状。这样一来，滚动体在工件和环模上的接触压力在其轴向延伸度的范围内并不均匀；确切而言，该接触压力在滚动体的一半长度上或多或少具有最大值并且朝向其两个端面而递减。此点在采用这类配置的情况下经证实是特别有利的，其中，在压制直径逐渐减小的情况下，工件在成型期间相对于滚动体轴向(视情况多次向前和向后)移动，使得瞬时成型区域在工件上(视情况向前和向后)“游移”，以便逐渐覆盖工件的整个成型区域。在此，滚动体的略呈冠状的实施方案可以顺应滚动体和工件相对于彼此的轴向相对运动。但在采用这类配置的情况下，其中这些滚动体检测工件的整个成型区域，而工件和滚动体单元不会相对于彼此发生这种轴向运动，滚动体的略呈冠状的实施方案也是有利的，即以便借助槽形成型区域的边缘而递减的应力在工件中产生应力分布，此举对工件的使用寿命具有积极影响。也可以以如下方式使用通过滚动体的几何形状(结合待成型工件的几何形状)来影响滚动体与工件之间的接触面形状的方案：为了避免局部的负载峰值，设定基本上呈矩形的接触面。

根据另一特别优选的技术方案，也可以通过以下方式来减少上述“刮擦”或由此产生的可能的不利影响：在这些滚动体视情况又采用几何上精确的截锥形实施方案的情况下，环模的内表面在腰部略微弯曲，即与精确的锥面相比朝向轴线的方向上略微向内收缩。由此也引起环模上的滚动体(在其轴向延伸的范围内)的接触压力的不均匀分布。在此情况下，为了相对于环模对滚动体单元进行轴向调节，滚动体的进给在径向方向上表现为(具体视环模内表面的弯曲程度而定)滚动体轴相对于压制轴的攻角的或多或少较为明显的变化，进而表现为由整个滚动体定义的成型区域的几何形状(例如通过从略呈锥形过渡到圆柱形)的变化。此举可用于针对性地影响径向压制的过程，例如通过在完全径向压制期间针对性地逐步移动工件成型的瞬时区域。

就环模而言，其可以以一体式的方式实施。然而，本发明的一种特别优选的技术方案的特征在于环模的多个部件的实施方案，即所述环模包括支承环和可更换地容置在所述支承环中且限定内轮廓的嵌件。借助这种实施方案可以实现多个特别实用的优点。因此，在出现磨损的情况下(参见上文所讨论的滚动体可能出现的“刮擦”)，可以用最少的材料和最短的时间对径向压力机进行修复或翻新。该优点已经可以通过可更换的(例如或多或少呈漏斗状的)实施为深拉件的滑动轴承板来实现，其中在此情况下，可以特别简单地示出环模的具有凹槽、钻孔等(见下文)的内表面的实施方案。

此外，就环模的适用的多个部件式结构而言，径向压力机可以通过将嵌件更换为具有另一内部几何形状的另一嵌件而已极低的耗费来适应不同的压制任务(例如工件的不同起始直径和/或末端直径)，使得滚动体的通过环模和滚动体单元相对于彼此的轴向可移动性而提供完整的径向进给可用于工件的有效径向成型。

任何在径向压制期间用于保持工件的装置都可以有利地安装在径向压力机的底座上。如果在径向压制期间，滚动体必须在工件上(视情况多次)进行轴向移动(见上文)，则该保持装置允许所保持的工件相对于底座在预设的范围内轴向移动，为此，可以有利地设有两个(可能是可调的)止挡部。

根据本发明的另一优选的改进发展，所述滚动体可旋转地支承在轴承件上，所述轴承件在止推环上(优选防脱出地在止推环的底切导引件中)以可在滑动面上移动的方式被导引。在此情况下，上述滑动面特别优选实施在可更换的滑动轴承板的表面上。这样就能通过更换滑动轴承板以最低的耗费确保滚动体的均匀的低摩擦进给，此点在径向压力机的最佳工作性能中得以体现，即在实现径向成型的良好可重复性的情况下实现高质量的径向压制。这些滑动面可以垂直于压制轴而延伸，这些滑动面可以是平整的，但也可以或多或少地弯曲。然而，尤为有利的是，这些滑动面倾斜于压制轴，即与环模的内轮廓的渐细部朝向相反的方向，但在理想情况下比后者更陡。因此，在环模的基本上呈截锥形的内轮廓的半锥角例如在10°至20°之间的情况下，这些滑动面相对于压制轴的攻角可以在80°至85°之间。在本发明的一种具有滚动体的尤为低摩擦的进给的技术方案的范围内，也可以采用轴承件在止推环上的流体动力支承。如果还对工件进行“湿式”径向成型，即在对成型区施加(润滑和/或冷却)液体的情况下进行径向压制，则特别是将轴承件在压力流体垫上的这种“湿式”支承考虑在内。

尤其是就这类(由于滚动体的表面在环模内轮廓上的上述局部刮擦)可以沿周向作用于滚动体的力而言，经证实是有利的是，根据本发明的另一优选改进方案，所述止推环是滚动体保持架的一部分，所述滚动体保持架具有包括豁口的壁部，在这些豁口中，这些滚动体旋转支承在其两个端面上。为了进给滚动体，每个滚动体的两个端面枢轴承结构在此分别包括一个轴承件，所述轴承件在滚动体保持架的对应导引件中以可在滑动面上移动的方式被导引。

本发明的另一优选改进方案的特征在于，所述底座以壳体式的方式实施，其中所述底座的外套区段至少部分地环绕所述环模。在此情况下，壳体式底座为径向压力机的旋转部件提供保护，正如其将操作人员受伤的风险降至最低那样。理想地，壳体式底座(视情况借助顶盖或类似部件)尽可能或全面封闭，使得所有旋转部件完全被包围或至少被覆盖。径向压力机的从壳体式底座突出的部件(例如特别是进给驱动器的部件)理想地旋转固定/抗旋。因此，根据一种优选的技术方案，所述进给驱动器可以包括与压制轴同轴的压力管，该压力管通过轴向轴承作用于止推环并且在底座上通过旋转固定的直线导引件以可沿压制轴移动方式被导引。视情况，工件可以穿过压力管引入位于这些滚动体之间的加工室中。根据本发明的一种优选改进方案，进入加工室以装填工件的替代或补充方案在于，所述底座与环模的对应于内轮廓的较小直径的端面相邻地具有围绕压制轴而延伸的豁口。在个别情况下，即使从成型产品的质量角度来看，通过穿过开口为加工室装填工件也是特别有利的。如果径向压力机是自动化生产线的一部分，则加工室的两侧可及性可能具有特别明显的优势；因为从过程效率的角度来看，从径向压力机的一侧装填工具并从另一侧取出工件的工件处理流程是非常有利的。

根据本发明的另一优选改进方案，设有奇数个滚动体，使得两个滚动体不会彼此截然相反。此举经证实在径向压制的质量方面非常有利；因为由此大幅降低了未定义的工作状态和负载状态的风险。在相同的背景下，有利的是，该滚动体单元具有预紧弹簧，这些预紧弹簧将这些滚动体向外预紧以贴靠在环模上。对于典型的应用实例而言，经证实采用三个、五个或七个滚动体是非常有利的，其中优选设有五个滚动体；并且这些滚动体的平均(外部)直径优选在环模的平均(内部)直径的15％至30％之间，特别优选在20％至25％之间。

对于不同的应用情况而言有利的是，所述滚动体的表面或多或少是理想地平滑的，例如被抛光。然而，这并非总是适用的。确切而言，本发明的另一优选改进方案的特征在于，所述滚动体的表面被造型。因此，对于由特定材料构成的工件的径向成型而言有利的是，所述滚动体具有球形突出部状的造型，这种造型确保压制力或多或少地点式集中，其中通过在工件的表面多次滚动来实现平整。在个别情况下，其他造型也可能具有积极的作用。对于滚动体在径向成型过程中有所简化的进给而言，滚动体的螺旋线状造型经证实是有利的。通过针对性地粗化滚动体表面也可以减少工件上的轴向顶撑力。在相关滚动体的相应圆周内环状封闭地延伸的微齿有利于实现滚动体与环模之间的压紧配合并且由此(在旋转驱动器作用于环模的情况下)防止滚动体锁止。

就环模的内轮廓的表面而言，至少接近理想平滑(如抛光)的实施方案对于各种常规的应用而言是有利的。然而，有所偏差的技术方案在此也可能证实是有利的。一种在这方面特别优选的改进方案的特征在于，所述环模的内轮廓是开槽的，具体方式特别是在于，所述内轮廓具有一个或至少一个呈螺旋状的凹槽。在此情况下，可以沿凹槽从滚动体的运行区去除磨屑、污物等，而不会由此影响滚动体的顺利运行，其中相关凹槽为此特别是也可以连接到抽吸装置上。移除磨屑、污物等不仅可以提高工件的尺寸精度和其他生产质量；而且对径向压力机的使用寿命也具有积极影响。在上述方面，根据本发明的另一替代性的优选计数方案，在所述环模的内轮廓上打孔也可能经证实是有利的，其中相关孔洞在此也特别优选连接到抽吸装置上。此举可以在径向压力机中特别有效地实现，其中，环模(如上所述)由多部分构成，其包括支承环和可更换地容置在所述支承环中且定义内轮廓的嵌件。该嵌件可以通过支承环与嵌件之间适用的环形空腔进行“背后通风”，在嵌件中实施的钻孔连接到相关的环形空腔上，以移除磨屑或污物。甚至将局部凹陷(类似的凹坑)引入环模的内轮廓的表面中也是有利的。因为污物会沉积在该处；通过定期清洁来清除污物。

在本发明的范围内，对于实现旋转驱动器而言，可以将多个变体考虑在内，旋转驱动器使滚动体在非旋转的工件上滚动。从结构方面来看，经证实有利的是，所述旋转驱动器仅作用于环模。在此情况下(类似于行星齿轮传动装置中的情况)，滚动体单元以相应有所降低的转速一同被带动。但是，旋转驱动器也可以仅作用于滚动体单元(即止推环和/或滚动体)，其中在此情况下(同样类似于行星齿轮传动装置中的情况)，环模以相应有所提高的转速一同被带动。此外，也可以考虑使旋转驱动器同时作用于滚动体单元和环模。在此情况下，通过借助相应的控制装置影响这两个组件的旋转方向和转速，也可以影响工件的可能的旋转。虽然此举就典型的应用实例而言是个例外，但在个别情况下也是有利的。如果旋转驱动器仅作用于或者至少也作用于环模，则从静态的角度以及从制造精度方面来看特别有利的是，所述环模在底座上的轴承结构包括两个空间上分离的轴承单元，其中旋转驱动器在环模上的作用点位于两个轴承单元之间。

就实现进给驱动器而言，在本发明的范围内，可以将多个变体考虑在内。从结构方面来看，经证实有利的是，所述进给驱动器仅作用于滚动体单元，其中所述环模相对于底座轴向固定。然而就此而言，在个别情况下，进给驱动仅作用于环模的反转也可能经证实是有利的，其中在此情况下，所述滚动体单元相对于底座轴向固定。最后，也可以采用一种技术方案，具体如下：所述滚动体单元和所述环模都可以相对于底座轴向移动，其中所述进给驱动器同时作用于滚动体单元和环模。

根据上文所阐述的本发明的一种改进方案，可以使用基本上呈圆柱形或至少局部扩展的滚动体来代替至少局部渐细的滚动体。如此实施的径向压力机适用于制造径向成型的工件，这些工件在径向成型区中不应获得圆柱形的几何形状，确切而言，而是应获得锥形的几何形状。为此还将在附图说明中(参见针对图4和图5的说明)进行详细说明。此点相应地适用于上文所阐述的本发明的另一改进方案，具体如下：所述环模并不是旋转的，而是相对于底座旋转固定的。与上文所阐述的基本理念相比，对于本发明的这两种改进方案而言，在从属权利要求中给出的详细说明的各种优选技术方案经证实是有利的。

在进一步改进的形式中，本发明的在上文所阐明的范围内所基于的具有类似优点的基本理念可以以如下方式进行改进(参见图5和权利要求27)：所述环模的又朝压制轴的方向渐细的内轮廓并不是旋转对称的，而是具有多个用于滚动体的袋状容置部，这些容置部围绕压制轴均匀布置并且倾斜于压制轴，其中所述滚动体又并非在环模的内轮廓上滚动，而是以可分别围绕其自身的轴线旋转且可沿相关袋状容置部的轴线移动的方式滑动地支承在容置部中。在此，流体支承经证实是有利的。在此情况下，这些袋状容置部特别是可以具有部分圆柱形的表面，其圆柱轴倾斜于压制轴。在此情况下，这些圆柱轴在压制轴上的共用交点处彼此相交。在此情况下，这些滚动体也可以以至少局部渐细的方式实施。然而，此举并不是必须的。这些滚动体例如也可以成圆柱形，如果径向成型区中的工件并不应获得圆柱形几何形状，而是应获得圆锥形的几何形状，则上述方案就尤为有利。与上文进一步所阐述的基本理念相比，对于本发明的改进方案而言，在从属权利要求中给出的详细说明的各种优选技术方案经证实是有利的。独立且明确地表述(即不作为根据权利要求1所述的发明定义的改进方案)，本发明的上述相关实现可以定义为径向压力机，其包括

-底座，

-以可相对于压制轴而旋转的方式支承在所述底座上的空心环模，所述环模具有朝所述压制轴的方向渐细且以非旋转对称的方式实施的内轮廓，所述内轮廓具有多个用于滚动体的袋状容置部，所述容置部围绕所述压制轴均匀布置并且倾斜于所述压制轴，以及

-可相对于所述压制轴而旋转的滚动体单元，所述滚动体单元具有环绕所述压制轴的止推环以及多个围绕所述压制轴而布置且视情况以至少局部渐细的方式实施的滚动体，所述滚动体借助可变的间距以可相对于所述压制轴而旋转的方式轴向支撑在所述止推环上并且以可分别围绕其自身的轴线旋转且可沿相关袋状容置部的轴线移动的方式滑动地支承在所述容置部中，

其中使所述环模和/或所述滚动体单元围绕压制轴而旋转的旋转驱动器作用于所述环模和/或所述滚动体单元，此外，其中引起所述滚动体单元和所述环模沿所述压制轴相对于彼此的轴向调节的进给驱动器作用于所述滚动体单元和/或所述环模。

附图说明

下面结合在附图中示出的多个实施例对本发明进行详细说明。其中

图1为根据本发明的第一径向压力机的轴向剖面透视图，

图2为根据本发明的第二实施例的径向压力机的局部图；

图3为本发明的一个实现方案的改进形式，

图4为本发明的另一实现方案的改进形式，

图5为本发明的又一实现方案的改进形式，

图6为本发明的又一优选实施方式，

图7为本发明的另一的实施方式，

图8为图7所示的径向压力机的部分区域的放大图，

图8a为图8的细节剖面图。

具体实施方式

图1所示为用于对(示例性地通过环件1示出的)工件W进行径向成型的径向压力机，其包括以壳体的形式实施的具有底部3、外套区段4和顶盖5的底座2，借助第一滚动轴承6和第二滚动轴承7以可相对于压制轴X而旋转的方式支承在底座2上的空心环模8以及可相对于压制轴X而旋转的滚动体单元9作为主要组件。在此情况下，环模8具有截锥形(半锥角约15°)几何形状的在压制轴X的方向上渐细且相对于压制轴X旋转对称的内轮廓10。滚动体单元9包括环绕压制轴X的止推环11和五个围绕压制轴X而布置的呈截锥形的滚动体12(双锥角约为15°的滚动锥体13)，这些滚动体可以在环模8的内轮廓10上滚压。

在此情况下，滚动锥体13可旋转地支撑在止推环11上，即距压制轴X的距离可变。为此，每个滚动锥体13均借助所对应的轴承14可旋转地支承在轴承件15上，该轴承件又以可在滑动面16上移动的方式在止推环11上被导引。在此情况下，布置在侧向包围轴承件15的导引件17的底部处且倾斜于压制轴X的滑动面16实施在可更换的U形滑动轴承板18的表面上。

进给驱动器作用于滚动体单元9，该进给驱动器沿压制轴X引起滚动体单元的轴向调节。进给驱动器包括与压制轴X同轴的压力管19，止推环11通过圆锥滚子轴承20支撑在压力管上，并且该压力管通过直线导引件21以可沿压制轴X移动(但旋转固定)的方式在底座2的顶盖5上被导引。(未示出的、例如实施为法兰安装在底座2的顶盖5上的电动主轴驱动器的)线性致动器作用于压力管19。

旋转驱动器作用于环模8，该旋转驱动器使环模围绕压制轴X而旋转。旋转驱动器包括(未示出的、例如实施为法兰安装在底座2的外套区段4上的电动机的)旋转致动器和将该旋转致动器与环模8耦合的传动带22，其中底座2的外套区段4具有用于传动带22的(未示出的)豁口。在此情况下，传动带22在第一滚动轴承6与第二滚动轴承7之间环绕环模8，第一滚动轴承形成环模8的径向支撑且实施为球轴承23并且第二滚动轴承形成环模8的轴向/径向支撑且实施为圆锥滚子轴承24。在此情况下，第二滚动轴承7的内圈25布置在底座2的底部3的环形凸起27上，该环形凸起环绕底座2的围绕压制轴X而延伸的中心豁口26。

图2在相关局部的范围内示出在滚动体单元9方面相对于图1有所改进的实施方式。在此，止推环11为滚动体保持架28的一部分，滚动体保持架具有环状壁部29，其具有数目与滚动体12的数目相当的豁口30。在这些豁口30中的每个中，滚动体12可旋转地支承在其两个端面上。为此，又基本上呈截锥形的滚动体12在端面处分别具有轴颈31，其卡入圆锥滚子轴承32的内圈中，圆锥滚子轴承的外圈容置在轴承座33中。可更换的圆筒状滑动轴承板34放置在轴承座上，滑动轴承板在界定滚动体保持架28的对应豁口30的滑动面16上滑动。在此情况下，杯圆筒状滑动轴承板34就其尺寸而言与豁口30的尺寸相匹配，以便朝压制轴X的方向以侧向地，即沿周向，远离压制轴的方式实现沿滑动面16进行的位移。

根据图2的实施例的所有进一步的方面均可由本领域技术人员从上述对图1所示第一实施例的说明中得出，因此，为避免重复，参阅上述对图1所示第一实施例的说明。最多要强调的是，图2和图1一样能够清楚地表明，尽管作用于滚动锥体的力是平衡的，但由于滚动锥体13相对紧贴在环模8的(凹形)内轮廓10上，相关的相应接触区域中的表面压力明显低于工件W的(凸形)外轮廓上的相关滚动锥体13的相应接触区域中的表面压力。换句话说，通过工件W上的几何比例相对于环模8与滚动锥体13之间存在的压力产生相应增大的径向压力，进而实现相应较高的成型效果。在此情况下，与环模8上的滚动锥体13的接触区一样，工件W上的滚动锥体13的接触区通常也朝滚动锥体13的尖端方向略微渐细，此点视需要在技术上可以用于在该方向上有所增大的压力。

根据图3，在相对于本发明的图1和图2所示实施例的改进方案中，旋转驱动器并非作用于环模8.1，而是作用于滚动体单元9.1。就此而言，传动带22在此缠绕成型在滚动体单元9.1的止推环11.1上的套筒35，该套筒还用于通过两个滚动轴承36以相对于压制轴X可旋转的方式对滚动体单元9.1进行支承。相反，在相对于本发明的图1和图2所示实施例的改进方案中，进给驱动器在此又并非作用于滚动体单元9.1，而是作用于环模8.1。在一个示例性的具体方案中，进给驱动器在此以液压的方式实施，具体方式在于，设置在环模8.1的外周上的环形凸缘37密封地在底座2.1的圆柱形钻孔38中被导引并且将其分成两个可通过流体接头39进行供给的朝相反方向的液压工作腔40。就此而言，在该具体技术方案中，环模8.1并非设计用于围绕压制轴X而旋转，从而使工件W因在工件和环模8.1的内轮廓10.1上滚动的滚动体12.1的作用而旋转。然而，显而易见的是，为了避免工件W的旋转，环模8.1围绕压制轴X的旋转易于实现，具体方式例如在于(参见图5)，环模8.1可旋转地容置在轴承套筒中，该轴承套筒又沿压制轴X以可借助进给驱动器进行调节的方式容置在底座2.1中。

根据图3的径向压力机的所有进一步的方面均可由本领域技术人员从上述对图1和图2所示实施例的说明中得出，因此，为避免重复，参阅上述对图1和图2所示实施例的说明。

图4所示改进方案与图3所示改进方案的不同之处基本上仅在于滚动体12.2的形状。因为滚动体的形状在此呈圆柱形。由此，径向变形的工件W在成型区中并非具有圆柱形形状，而是与环模8.2的锥形内轮廓对应地具有锥形形状。此外，特别是就滚动体单元9.2连同止推环11.2和底座2.2的其他方面而言，参阅上述对图1-3的说明。

图5所示改进方案在理念上依据于图4所示改进方案。关键区别与环模8.3有关，具体如下：环模8.3的内轮廓10.3在此并不是旋转对称的；确切而言，其具有用于滚动体12.3的袋状容置部41，这些容置部围绕压制轴X均匀布置并且相对于压制轴X而倾斜。因此，同样呈圆柱形的滚动体12.3并非在环模8.3的内轮廓10.3上滚动，而是围绕其自身的轴线在相关的容置部41中旋转，为此，容置部的内表面与部分包围所对应的滚动体12.3的圆柱段相对于。环模8.3通过两个滚动轴承42可旋转地容置在轴承套筒43中，轴承套筒又以可沿压制轴X移动的方式容置在底座2.3中。进给驱动器也示例性地以液压的方式实施，具体方式在于，设置在轴承套筒43的外周上的环形凸缘44密封地在底座2.3的圆柱形钻孔45中被导引并且将其分成两个可通过流体接头46进行供给的朝相反方向的液压工作腔47。然而，显而易见的是，也可以如同在根据图3和图4的径向压力机中已示出的那样，很容易地实现电动进给驱动(例如通过电动主轴驱动器)。在该径向压力机中，滚动体单元9.3和环模8.3以相同的旋转方向和相同转速围绕压制轴X而旋转，当然，其前提在于工件W保持在防止其围绕压制轴X而旋转的支架中。

根据图6和图7的两个有所改进的实施方式均可由本领域技术人员从其他实施例的上述详细说明中得出，在这些实施方式的预期用途中，待成型的工件通常可以以相对于(同样为壳体式的)底座2位置固定且旋转固定的方式进行固定。省去了关于径向压力机的工作方式和各个组件的功能的不必要的重复。然而，尤其要注意可通过电动机M借助带传动装置(参见传动带22)而围绕压制轴X旋转的滚动体单元9在安装在底座2的下部顶盖5上的空心轴颈48上的可旋转的、消除径向力和轴向力的支承。根据图2所示理念，滚动体单元9的一部分是具有豁口的滚动体保持架28。在这些豁口中，两个轴承件49以可朝向压制轴X和远离该压制轴移动的方式支承在所对应的滑动导引件上，相应所对应的滚动锥体13以可围绕其轴线A旋转的支承在这两个轴承件上。可以清除地看到滚动体保持架28的由下部50和固定其上的上部51构成的两分式结构，其中下部50的配设有滑动导引件的端面用作止推环11。

就此而言要强调的是，具有(外部)电动机的驱动器的所示实施方案仅为一种可能的技术方案，电动机通过带传动装置与被驱动部件耦合。也可以以相同的方式将其他驱动理念考虑在内。例如可以采用借助力矩电动机而实现的(集成式)空心轴驱动器，其输出端直接与止推环或环模耦合。也可以采用滚动体的直接旋转驱动。

根据图5所示理念，环模8以可围绕压制轴X自由旋转的方式支承在空心活塞状轴承套筒43中，该轴承套筒可以通过底座2的圆柱形钻孔45中的两个液压工作腔47的相应供给进行轴向调节，以便实现滚动锥体13的径向进给。在此情况下，借助对角作用的凸肩将环模8的实施为圆锥滚子轴承52的(上部)轴承结构的外圈和内圈支撑轴承套筒43和环模8上能够将特别大的轴向力从轴承套筒43传递至环模8。这相应地适用于滚动体单元9在空心轴颈48上的同样轴向负载的支承。

在此情况下，图6和图7还示出两个设计特点。根据图6，环模8的内轮廓10在数学上并非呈精确的截锥形，而是(参见半径R)略呈冠状。根据图7，环模8的内轮廓10具有螺旋式或螺旋状设置的凹槽53，其用于排出磨屑、污物等。

在以放大图示出根据图7的径向压力机的部分区域的图8和图8a中可以特别清楚地看到滚动锥体13在滚动体保持架28中的导引。可以看到轴承件49在滑动轴承板53上的滑动支承。同样示出轴承件如何通过两个形式为螺旋压缩弹簧的复位弹簧54而径向向外径向预紧，使得滚动锥体13持续贴靠在环模8的内轮廓10上。在此情况下，复位弹簧54(出于图示的原因，在图8a中仅部分示出)容置在大致呈圆柱形形状的空腔55中，这些空腔分别通过两个半圆柱体而定义。其中，第一半圆柱体56实施在各个轴承件49的侧面并且径向地在外部由底部57界定；另一对应的半圆柱体58实施在滚动轴承保持架28上并且径向地在内部由底部59界定。因此，容置在相应空腔55中的复位弹簧54一方面支撑在相关半圆柱体56的底部57上，另一方面支撑在对应半圆柱体58的底部59上。此外，本领域技术人员可从其他图式的上述说明中知悉图8和图8a的细节。

Claims

1.一种径向压力机，其包括

-底座(2)，

-以相对于压制轴(X)能够旋转的方式支承在所述底座上的空心环模(8)，所述环模具有朝所述压制轴(X)的方向渐细且相对于所述压制轴(X)旋转对称的内轮廓(10)，以及

-相对于所述压制轴(X)能够旋转的滚动体单元(9)，所述滚动体单元具有环绕所述压制轴(X)的止推环(11)以及多个围绕所述压制轴(X)布置且至少局部渐细地旋转对称的滚动体(12)，所述滚动体以可变的间距相对于所述压制轴(X)以能够旋转的方式轴向支撑在所述止推环(11)上并且能够在所述环模(8)的内轮廓(10)上滚动，

其中使所述环模(8)和/或所述滚动体单元(9)围绕所述压制轴(X)而旋转的旋转驱动器作用于所述环模和/或所述滚动体单元，以及/或者，引起所述滚动体单元(9)和所述环模(8)沿所述压制轴相对于彼此的轴向调节的进给驱动器作用于所述滚动体单元(9)和/或所述环模(8)。

2.根据权利要求1所述的径向压力机，其特征在于，所述环模(8)的内轮廓(10)以及所述滚动体(12)具有基本上呈截锥形的基本形状。

3.根据权利要求2所述的径向压力机，其特征在于，所述滚动体(12)的双锥角基本上相当于所述环模(8)的内轮廓(10)的锥角的一半。

4.根据权利要求2或3所述的径向压力机，其特征在于，所述环模(8)的内轮廓(10)以及所述滚动体(12)在几何上精确地呈截锥形。

5.根据权利要求2或3所述的径向压力机，其特征在于，所述滚动体(12)略呈冠状，特别是在于，所述滚动体的锥角在所述滚动体沿自身轴线的延伸度的范围内连续变化。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的径向压力机，其特征在于，所述滚动体(12)能够旋转地支承在轴承件(15)上，所述轴承件在所述止推环(11)上以在滑动面(16)上能够移动的方式被导引。

7.根据权利要求6所述的径向压力机，其特征在于，所述滑动面(16)通过可更换的滑动轴承板(18)的表面而实施。

8.根据权利要求6或7所述的径向压力机，其特征在于，所述滑动面(16)倾斜于所述压制轴(X)。

9.根据权利要求6至8中任一项所述的径向压力机，其特征在于，所述轴承件(15)防脱出地在所述止推环(11)的底切导引件(17)中被导引。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的径向压力机，其特征在于，所述底座(2)以壳体的方式实施，其中所述底座的外套区段(4)至少部分地环绕所述环模(8)。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的径向压力机，其特征在于，所述进给驱动器包括与所述压制轴(X)同轴的压力管(19)。

12.根据权利要求11所述的径向压力机，其特征在于，所述压力管(19)在所述底座上通过直线导引件(21)以沿所述压制轴(X)能够移动的方式被导引。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的径向压力机，其特征在于，设有奇数个滚动体(12)。

14.根据权利要求1至13中任一项所述的径向压力机，其特征在于，所述滚动体单元(9)具有预紧弹簧，所述预紧弹簧将所述滚动体(12)向外预紧以贴靠在所述环模(8)的内轮廓(10)上。

15.根据权利要求1至14中任一项所述的径向压力机，其特征在于，所述滚动体(12)的表面被造型。

16.根据权利要求15所述的径向压力机，其特征在于，设有螺旋线状的造型。

17.根据权利要求15所述的径向压力机，其特征在于，所述滚动体(12)具有球形突出部表面。

18.根据权利要求15所述的径向压力机，其特征在于，所述滚动体(12)具有在相应圆周内环状封闭地延伸的微齿。

19.根据权利要求1至18中任一项所述的径向压力机，其特征在于，所述旋转驱动器仅作用于所述环模(8)。

20.根据权利要求1至19中任一项所述的径向压力机，其特征在于，所述进给驱动器仅作用于所述滚动体单元(9)。

21.根据权利要求1至20中任一项所述的径向压力机，其特征在于，所述环模(8)在所述底座(2)上的轴承结构包括两个空间上分离的轴承(6、7)，其中所述旋转驱动器在所述环模(8)上的作用点位于所述两个轴承(6、7)之间。

22.根据权利要求1至21中任一项所述的径向压力机，其特征在于，所述底座(2)具有围绕所述压制轴(X)延伸的豁口(26)，其与所述环模(8)的对应于所述内轮廓(10)的较小直径的端面邻近。

23.根据权利要求1至22中任一项所述的径向压力机，其特征在于，所述环模以多个部件构建，以此方式所述环模包括支承环和可更换地容置在所述支承环中且限定所述内轮廓的嵌件。

24.根据权利要求1至23中任一项所述的径向压力机，其特征在于，所述止推环(11)是滚动体保持架(28)的一部分，所述滚动体保持架具有包括豁口(30)的壁部(29)，在所述豁口中，所述滚动体(12)能够旋转地支承在其两个端面上。

25.根据权利要求1所述的径向压力机，其特征在于，使用基本上呈圆柱形的滚动体(12.2；12.3)或至少局部扩展的滚动体来代替至少局部渐细的滚动体(12)。

26.根据权利要求1所述的径向压力机，其特征在于，所述环模(8.1；8.2)无法相对于所述压制轴(X)旋转，而是相对于所述底座(2.1；2.2)旋转固定。

27.根据权利要求1所述的径向压力机，其特征在于，所述环模(8.3)的朝所述压制轴(X’)的方向渐细的内轮廓(10.3)不是旋转对称的，而是具有多个用于所述滚动体(12.3)的袋状容置部(41)，所述容置部围绕所述压制轴(X)均匀布置并且倾斜于所述压制轴(X)，其中旋转对称但并非必须局部渐细的滚动体(12.3)不是在所述环模(8.3)的内轮廓(10.3)上滚动，而是分别以围绕其自身轴线能够旋转且沿相关袋状容置部(41)的轴线能够移动的方式滑动地支承。