DE10008659C5

DE10008659C5 - Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung eines Hohlteiles aus einem zylinderförmigen Rohling

Info

Publication number: DE10008659C5
Application number: DE10008659A
Authority: DE
Inventors: Juergen Kirsch; Hans-Gert Schmitz; Volker Wengenroth
Original assignee: Schmitz Hans-Gert 42499; Wengenroth Volker 42119
Current assignee: Schmitz Hans-Gert 42499; Wengenroth Volker 42119
Priority date: 1999-03-05
Filing date: 2000-02-24
Publication date: 2011-06-30
Anticipated expiration: 2020-02-25
Also published as: DE10008659A1; DE10008659B4

Abstract

Vorrichtung zur Herstellung eines Hohlteiles (14) aus einem zylinderförmigen Rohling (5), mit zwei gegenläufig verlagerbaren Walzbacken (12) zum Fertigformen der Außenkontur des Rohlings (5) durch Auswalzen zwischen den Walzbacken (12), und mit einem zentralen Dorn (9), zur Formung der Höhlung des Fertigteiles (14), welcher Dorn (9) von der Stirnfläche eines in den Walzenspalt ragenden, axial verlagerbaren Stiftes ausgebildet ist, gekennzeichnet durch einen zweiten, in Fluchtlage zum ersten Stift (9) liegenden Stift (10) zur Halterung des Rohlings (5) im Walzenspalt und einen Kurvenantrieb (8) des den Dorn ausbildenden Stiftes (9) in Richtung auf den zweiten Stift (10), mit welchem der Dorn während des Auswalzens gegen die Stirnfläche des zweiten Stiftes (10) verlagert wird, wobei die Umformbewegung der Stifte (9, 10) über zwei getrennte Kurvenantriebe (8) erfolgt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung gemäß Gattungsbegriff des Anspruchs 1 bzw. ein Verfahren gemäß Gattungsbegriff des Anspruchs 8.
Eine derartige Vorrichtung bzw. ein derartiges Verfahren ist aus der DE 197 28 736 A1 bekannt. Mit dem dort beschriebenen. Verfahren sollen Stanznieten hergestellt werden. Das dort beschriebene Umformverfahren besteht aus zwei Verfahrensschritten. In einem ersten Verfahrensschritt wird mittels eines Dornes in die Stirnfläche eines abgelenkten Drahtstücks, welches in eine Matrize eingesetzt ist, eine Eintiefung geformt. In einem zweiten Umformschritt wird dieser so hergestellte Rohling gewalzt. Hierzu werden zwei keilförmige Walzbacken verwendet, die gegenläufig angetrieben werden. In den Walzenspalt ragt ein Dorn hinein. Der Dorn ist rückwärtig gegen den Boden eines Futters mit einer Feder abgefedert. Bevor der zweite Umformschritt beginnt, wird der Dorn mit seinem Stirnende gegen der Boden der Eintiefung gebracht. Anschließend erfolgt das Auswalzen der Außenkontur, wobei der Werkstoff um den axialfest gehaltenen Dorn fließt.
Aus der DE 84 493 A ein Verfahren zum Herstellen von Hohlkörpern vorgesehen. Die hierzu verwendete Vorrichtung besitzt zwei axialfeste, in Fluchtlage zueinander liegende Dome. Zwischen diese beiden Dome wird ein scheibenförmiges Werkstück gebracht, dessen Außenkontur anschließend mittels Keilwalzen verformt wird. Dabei fließt der Werkstoff über die beiden Dorne. In der Endphase der Umformung wird das Werkstück in der Mitte getrennt, so dass zwei Hohlkörper entstehen.
Ein ähnliches Verfahren beschreibt die DD 99 521 A Auch hier liegt das zylinderförmige Werkstück zwischen zwei Dornen. Die beiden Dorne ragen in den Spalt zwischen zwei Walzbacken. Während des Walzens fließt der Werkstoff über die beiden Dome, so dass zwei Hohlräume entstehen. Auch hier wird das Werkstück in der Endphase der Ausformung in der Mitte getrennt, so dass zwei Hohlkörper entstehen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das bekannte Verfahren bzw. die bekannte Vorrichtung gebrauchsvorteilhaft weiterzubilden.
Gelöst wird die Aufgabe durch die in den Ansprüchen angegebene Erfindung.
Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass der eine, mit seiner Stirnfläche den Dorn ausbildende Stift während des Auswalzen auf die Stirnfläche des anderen Stiftes hin verlagert wird. Beide Stifte liegen nach wie vor in Fluchtlage zueinander und parallel zur Drehachse der Walzbacken. Erfindungs gemäß wird die Außenkontur des Teiles durch Walzen und die Innenkontur des Teiles durch Pressen oder Gewinde schneiden hergestellt. Die beiden Stifte bilden erfindungsgemäß Pressstempel aus. Der Herstellungsaufwand verringert sich dadurch ergheblich, da zwei verschiedene Umformvorgänge gleichzeitig durchgeführt werden. Die Maschine erhält dadurch auch eine höhere Teileausbringung und reduziert die Stückkosten. In einer bevorzugten Ausgestaltung erfolgt die axiale Umformbewegung der Stifte über zwei getrennte Kurbelantriebe. Die Kurbelantriebe können miteinander synchronisiert sein. Sie sind insbesondere mit dem Antrieb der Walzbacken synchronisiert. Bei den Walzbacken handelt es sich bevorzugt um rotierende Walzbacken. In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung erfolgt die Zuführung der von einem Draht mittels eines Schermessers abgeschnittenen Rohlinge mittels eines der beiden Stifte. Das Walzprofil steigt vorzugsweise spiralförmig an, um so die Umformung zu unterstützen. Die beiden Walzen werden bevorzugt mittels eines Zwischenrades synchronisiert. Dieses Zwischenrad besitzt vorzugsweise eine hohle Drehachse, durch welche einer der beiden Stifte ragt. Beide Stifte sind vorzugsweise rückwärtig abgefedert. Diese Federn dienen zum Beladen. Während des Pressens in Achsrichtung fahren die Stifte auf Block zu Rollenstösseln, welche von den Kurvenscheiben angetrieben werden, so dass eine nahezu federlose Kraftkette bis zum Werkstück gegeben ist.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand beigefügter Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
1 in schematischer Darstellung den Kurvenantrieb zum Antrieb der beiden Stifte,
2 eine Gesamtansicht der Vorrichtung,
3 einen Kurvenantrieb im Detail,
4 das Walzenrollenwerkzeug mit Zwischenrad und im Spaltraum liegendem Werkstück,
5 eine Detailansicht des Werkstückes im Umformspalt vor der Umformung und
6 eine Darstellung gemäß 5 nach der Umformung.
Ausgangsmaterial zur Herstellung obengenannter Massenteile ist das Halbzeug Draht 1. Über einen getakteten Einzugmechanismus 2 wird der Draht 1 in die Maschine transportiert. Ein Schermesser 3 schneidet volumengenau über eine Kurve 4 im Arbeitstakt der Machine den umzuformenden Abschnitt und schiebt ihn in eine Zuführkanal 6. Ein federbelasteter Rollenstössel 7 überträgt die Bewegung auf das Messer 3. Ein über eine Kurve 8 angetriebener Stift 9 schiebt den Drahtabschnitt 5 unter Beibehaltung seiner Lage in die Umformstation gegen einen zweiten Sift 10. Der Drahtabschnitt 5 ist somit axial eingespannt. Zwei miteinader über ein Zwischenrad 11 verbundene kontinuierlich umlaufende Formrollen 12 walzen gegenläufig profilansteigend die Kontur in die Mantelfläche des Drahtabschnittes 5. Das Profil auf den Walzwerkzeugen 12 entspricht der Negativform der Außenkontur des herzustellenden Teiles, wobei die Werkzeugkontur bezogen auf die Wekzeugdrehung spiralförmig ansteigt um die Umformung zu unterstützten.
Durch die synchrone Umformung an zwei gegenüberliegenden Punkte auf der Mantelfläche des Drahtabschnittes wird der Drahtabschnitt 5 in eine Rotation um seine Symmetrieachse versetzt, wobei sich seine Lage während der gesamten Umformung nicht verschiebt. Die beiden sich mitdrehenden Klemmstifte 9, 10 fixieren zusätzlich die Lage des Drahtabschnittes 5 während der Umformung. Dadurch ist es auch möglich, parallel zum Walzvorgang über die Klemmstifte 9, 10 den Drahtabschnitt 5 axial umzuformen. Hierzu kann einer der beiden Klemmstift 9, 10 durch eine Pressbewegung z. B. die Außenkontur eines Nietkopfes erzeugen, während der andere Stift die Innenkontur erzeugt.
Die axiale Umformbewegung der beiden Stifte 9, 10 erfolgt über zwei getrennte Kurvenantriebe 8, so dass beide Umformbewegungen zeitlich entkoppelt sind. Die Bewegung der Kurven 8 werden jeweils über federbelastete Rollenstössel 13 auf die Stifte 9, 10 übertragen. Die Rotation des Drahtabschnittes 5 um die Symmetrieachse erlaube es auch, parallel oder nach dem Walzvorgang z. B. ein Gewinde zu bohren.
Die Herstellung des Teiles ist abgeschlossen, wenn die Außen- und Innenkonturen voll ausgebildet sind. Beide Stifte 9, 10 fahren dann in Ihre Ausgangspositionen zurück; die Walzrollen 12 geben das Fertigteil 14 frei und kann aus dem Werkzeugraum fallen.
Der Stift 10 durchragt dabei das Zwischenrad 11 im Bereich seiner Achse. Rückwärtig des Stiftes 10 sitzt eine Feder, mittels welcher der Stift gegenüber dem zugeordneten Rollenstössel 13 abgefedert ist. Der fluchtend zum Stift 10 liegende Stift 9 kann ebenfalls gegenüber dem zugeordnet Rollstück abgefedert sein. Im Ausführungsbeispiel ist jedoch auf eine Abfederung verzichtet.
Wie der 5 und der 6 zu entnehmen ist, besitzt das Stirnende des Stiftes 9 die Negativform der Höhlung des Hohlteiles. Das Stirnende des Stiftes 10 besitzt die Negativform der Stirnseite des Hohlteiles.
Es ergibt sich folgende Funktionsweise:
Der Stift 9 wird durch eine nicht dargestellte Feder zufolge einer entsprechenden Kurvenform 8 in eine rückbezogene Stellung verbracht, so dass aus dem Zuführkanal 6 ein Rohling 5 vor die Stirnfläche des Stiftes 9 fällt. In dieser Stellung durchragt das Stirnende des gegenüberliegenden Stiftes 10 den Walzenspalt bis in den Mündungsbereich des Stiftführungskanales für den Stift 9. Sodann wird der Stift 9 durch eine entsprechende Form der Kurve 8 durch Verlagerung des Rollenstössels 13 in Richtung auf den Spalt zu verlagert. Er schiebt den vor ihm liegenden Drahtabschnitt 5 bis gegen die Stirnfläche des Stiftes 10. Zufolge der Kraft der den Stift 10 belastenden Federn wird der Rohling 5 dann in Klemmsitz zwischen den Stirnflächen 2 der Stifte 9, 10 gehalten.
Während der weiteren Verlagerung des Rohlings 5 in Achsrichtung wird die Feder des Stiftes 10 weiter gespannt. Einhergehend damit kann aber auch der zugehörige Rollenstössel 13 des Stiftes 10 zurückverlagert werden bis der Rohling in der korrekten Stellung zwischen den beiden Umformrollen 12 liegt (5).
In dieser Stellung ist die den Stift 10 abstützende Feder gespannt und der Stift 10 liegt auf Block gegen den Rollstössel 13.
Wenn jetzt die Formrollen 12 drehen, walzen sie zufolge ihres ansteigenden Profils die Außenkontur des Rohlings 5. Einhergehend mit dieser Radialbeaufschlagung wird der Stift 9 in Achsrichtung auf den Stift 10 zuverlagert. Dies erfolgt durch eine entsprechende Kurvenausbildung der Kurvenscheibe 8. Im Ausführungsbeispiel behält der Stift 10 seine Lage bei. Die Axialverlagerung des Stiftes 9 erfolgt so lange, bis das verjüngte Endstück des Stiftes 9 in das Werkstück eingepresst ist. Zufolge dieser Axialbeaufschlagung bildet sich auch die gewölbte Stirnfläche des Fertigteiles 14 aus.
Der Ausstoß des Werkstückes aus der Walzenspalte kann ebenfalls durch den Stift 9 erfolgen. Der Stift 10 wird dann zufolge einer auf dem Rollenstössel 13 wirkenden Feder und einer entsprechenden Kurvenform der Steuerkurve 8 vollständig zurückgezogen, damit das Fertigteil 14 in der in 6 gezeigten Darstellung nach links ausgestoßen werden kann.

Claims

Vorrichtung zur Herstellung eines Hohlteiles (14) aus einem zylinderförmigen Rohling (5), mit zwei gegenläufig verlagerbaren Walzbacken (12) zum Fertigformen der Außenkontur des Rohlings (5) durch Auswalzen zwischen den Walzbacken (12), und mit einem zentralen Dorn (9), zur Formung der Höhlung des Fertigteiles (14), welcher Dorn (9) von der Stirnfläche eines in den Walzenspalt ragenden, axial verlagerbaren Stiftes ausgebildet ist, gekennzeichnet durch einen zweiten, in Fluchtlage zum ersten Stift (9) liegenden Stift (10) zur Halterung des Rohlings (5) im Walzenspalt und einen Kurvenantrieb (8) des den Dorn ausbildenden Stiftes (9) in Richtung auf den zweiten Stift (10), mit welchem der Dorn während des Auswalzens gegen die Stirnfläche des zweiten Stiftes (10) verlagert wird, wobei die Umformbewegung der Stifte (9, 10) über zwei getrennte Kurvenantriebe (8) erfolgt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Walzbacken (12) von zwei miteinander über ein Zwischenrad (11) verbundene gegenläufig umlaufende Formrollen (12) gebildet sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Schermesser (3) zum Abschneiden des Drahtrohlinges (5), welcher mittels eines der beiden Stifte (9, 10) zugeführt wird.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegung der Stifte (9, 10) mit der Rotation der ein spiralförmig ansteigendes Profil aufweisenden Walzwerkzeuge (12) synchronisiert ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Formrollen (12) kontinuierlich umlaufen.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenrad (11) eine hohle Drehachse aufweist, durch welche einer der beiden Stifte (9, 10) ragt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stifte (9, 10) rückwärtig abgefedert sind.
Verfahren zur Herstellung eines Hohlteiles (14) aus einem zylinderförmigen Rohling (5), wobei die Fertigformung durch Auswalzen zwischen zwei Walzbacken (12) und die Verwendung eines zentralen Dorns (9) zur Erzeugung der Höhlung erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass der zylinderförmige Rohling (5) mittels eines in Fluchtlage zum Stift (9) liegenden zweiten Stift (10) im Walzenspalt (5) gehalten wird und dass der mit seiner Stirnfläche den Dorn ausbildende Stift (9) während des Auswalzens axial umformend auf die Stirnfläche des zweiten Stiftes (10) hin verlagert wird, wobei die axiale Umformbewegung der Stifte (9, 10) über zwei getrennte Kurvenantriebe (8) erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführung des von einem Draht (1) mittels eines Schermessers (3) abgeschnittene Drahtrohlings (5) mittels eines der beiden Stifte (9, 10) erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegung der Stifte (9, 10) mit der Rotation der ein spiralförmig ansteigendes Profil aufweisenden Walzwerkzeuge (12) synchronisiert ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass dem Drahtrohling (5) ein Gewinde eingeschnitten wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass als Walzbacken (12) über ein Zwischenrad (11) verbundene gegenläufig umlaufende Formrollen (12) verwendet werden.