DE10059021C2 - Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von Werkstücken aus einem unprofilierten Längsprofil sowie deren Verwendung - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von Werkstücken aus einem unprofilierten Längsprofil sowie deren VerwendungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur
kontinuierlichen Herstellung von Werkstücken aus einem unpro
filierten Längsprofil,
sowie deren Verwendung.
Verfahren und dazugehörige Vorrichtungen zur kontinuierlichen
Herstellung von Werkstücken aus einem unprofilierten Längspro
fil aus Aluminium und/oder Aluminium enthaltenden Legierungen
sind allgemein bekannt. Allerdings haben sich solche Verfahren
und Vorrichtungen in der Praxis als ausgesprochen nachteilig
erwiesen. Beim Ziehen wie auch beim Strangpressen von Längs
profilen aus Aluminium und/oder Aluminium enthaltenden Legie
rungen entsteht an deren äußeren Oberfläche im Allgemeinen ei
ne Oxidschicht von zum Teil erheblicher Dicke. Darüber hinaus
bilden sich beim Ziehen bzw. Strangpressen in der Oberfläche
von Längsprofilen aus Aluminium (Längs-)Risse oder derglei
chen. Diese Oxidschicht- bzw. Rissbildung wird noch zusätzlich
dadurch verstärkt, als das Rohmaterial zumeist mit Anteilen
aus Schrott versetzt ist. Einerseits führen derartige Oxid
schichten als auch solche (Längs-)Risse zwangsläufig zu einer
wesentlichen Herabsetzung der Festigkeit der Längsprofile ins
gesamt. Andererseits ergeben sich aufgrund derartiger Oxid
schichten und/oder solcher (Längs-)Risse Längsprofile, die in
aller Regel nicht, zumindest in nur höchst ungenügendem Maße,
gasundurchlässig bzw. gasdicht sind. Handelsübliche oder der
zeit auf dem Markt erhältliche Längsprofile aus Vollmaterial
und/oder Hohlprofile bedürfen daher in jedem Fall einer nach
träglichen spanenden Bearbeitung, zum Beispiel Abdrehung, Säu
berung bzw. Abtragung oder Polierung der Materialoberfläche.
Abgesehen von einem daraus resultierenden Materialverlust er
höht eine solche Bearbeitung den Arbeitsaufwand und damit den
Kostenaufwand bei der Herstellung derartiger Längsprofile.
Nicht zuletzt wegen der nicht vorhandenen ausreichenden Fe
stigkeit und/oder Undichtigkeit sind Längsprofile, die zurzeit
auf dem Markt angeboten werden, selbst nach einer zusätzlichen
spanenden Bearbeitung ungeeignet, zu Werkstücken weiterverar
beitet werden zu können, die dann ihrerseits zum Beispiel zur
Montage von hydraulischen Elementen, wie (blockierbaren) Gas-
und/oder Flüssigkeitsfedern etc., Verwendung finden. Entspre
chende hydraulische Elemente nämlich benötigen sowohl eine
hohe Festigkeit als auch gleichermaßen eine absolute Gasdich
tigkeit, und zwar im Dauerlastbereich und über eine große
Zeitdauer. Auch sind bei diesen hydraulischen Elementen übli
cherweise einzelne Bauteile miteinander zu verschweißen, was
aber meistens durch den nicht unmaßgeblichen Schrottanteil
verhindert wird.
Darüber hinaus sind aus der DE 11 11 660 B ein Verfahren und
eine Vorrichtung zur Verbesserung der Dauerhaltbarkeit von
Bauelementen aus Metall bekannt. Dabei soll ausschließlich die
Oberfläche der Bauelemente in linienförmigen Mustern differen
tiell plastisch verformt werden.
Schließlich sind in der DE 31 10 433 A1 noch ein Verfahren und
eine Vorrichtung zum Umformen von insbesondere metallischen
Werkstücken, wie unter anderem Verzahnungen, Wellen, zylindri
schen Laufflächen, offenbart, um die Herstellung von Werkstüc
ken verschiedener Werkstoffe mit gleichen Werkzeugen unter
Beibehaltung der Konfiguration einer Werkzeuggeometrie zu er
möglichen.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde,
ein Verfahren und eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Her
stellung von Werkstücken mit rundem Querschnitt bzw. mit Boh
rungen oder dergleichen Ausnehmungen aus einem unprofilierten
Längsprofil bereitzustellen, das bzw. die konstruktiv ausge
sprochen einfach ist und eine Herstellung von Werkstücken von
besonders hoher Festigkeit und Härte sowie Gasdichtigkeit un
ter großer Genauigkeit und mit geringem Arbeits- und Kosten
aufwand ermöglichen, sowie deren Verwendung zur kontinuierli
chen Herstellung von Werkstücken, in Form von beispielsweise
länglichen Profilen aus Aluminium oder Aluminium enthaltenden
Legierungen zur Verfügung zu stellen.
Diese Aufgabe wird auf überraschend einfache Weise in verfah
renstechnischer Hinsicht durch die Merkmale des Anspruchs 1
gelöst.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Verfahrens nach
den Merkmalen des Anspruchs 1, bei welchem das unprofilierte
Längsprofil zunächst durch mindestens eine wenigstens teilwei
se mit einem Außenprofil versehene Walze zumindest teilweise
beaufschlagt wird, derart, dass die behandelte Oberfläche des
Längsprofils unter Druckeigenspannungen und die unter der be
handelten Oberfläche liegenden Zonen des Längsprofils unter
Zugeigenspannungen in axialer und tangentialer Richtung ge
setzt werden, das unter Druck- und Zugeigenspannungen gesetzte
Längsprofil
dann zumindest teilweise durch mindestens eine weitere
Walze spanlos mit einem Profil versehen wird und schließlich
ein zumindest teilweise mit einem Profil versehener Abschnitt
des Längsprofils zur Bildung eines profilierten Werkstücks
von dem Längsprofil abgetrennt wird, lässt sich ein besonders
einfaches Verfahren erhalten, um Werkstücke mit runder Ober
fläche, d. h. mit konvexer Oberfläche, wie Rundprofile,
und/oder mit konkaver Oberfläche, wie Hohlprofile, und/oder
Bohrungen sowie sonstigen Ausnehmungen, zum Beispiel Durch
gangsbohrungen und Sacklochbohrungen, nicht zuletzt aufgrund
einer rein spanlosen Bearbeitung ohne großen Arbeits- und Ko
stenaufwand herzustellen. Damit einhergehend erhalten die
Längsprofile und/oder daraus gebildeten Werkstücke eine beson
ders hohe Festigkeit und/oder Härte ebenso wie eine ausgespro
chen hohe Genauigkeit und Glattheit. Schließlich, und dies ist
ein zusätzlicher, zugleich besonders wesentlicher Vorteil der
Erfindung, sind die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren be
handelten Längsprofile und/oder daraus gebildeten Werkstücke
weitgehend gasundurchlässig bzw. gasdicht. Die Längsprofile
und/oder Werkstücke eignen sich daher in hervorragender Weise
zur Weiterverarbeitung zu zum Beispiel hochfesten und gasdich
ten, hydraulischen Elementen, wie (blockierbaren) Gas- und/
oder Flüssigkeitsfedern etc. Mit dem erfindungsgemäßen Verfah
ren wird weiterhin eine Säuberung der Materialoberfläche
und/oder der oberflächennahen Randzone von spröden Oxidkru
sten, beispielsweise Aluminiumoxidkrusten, und schädlichen
Verunreinigungen erreicht und Oberflächendefekte sowie Risse
beseitigt. Eine gesonderte Bearbeitung der Materialoberfläche
ist nicht erforderlich. Im Ergebnis sind die Werkstücke mit
einer materialidentischen Hülle von mehreren Hundert Mikrome
tern umgeben, die aufgrund einer erhöhten Materialfestigkeit
und resultierenden Druckeigenspannung versteifend wirkt. Die
Oberflächenrauhigkeit verbessert sich gegenüber den Werkstüc
ken unmittelbar nach dem Ziehen bzw. Strangpressen bis etwa um
den Faktor 6 bis 8. Rauhigkeitswerte von Ra < 0,1 sind dabei
die Regel. Die Werkstücke erhalten mithin eine Eigenspannung
scharakteristik, nämlich Durckeigenspannungen in der plastisch
verformten Oberfläche bzw. oberflächennahen Randzone und Zugeigenspannungen
in den darunter liegenden Gebieten, welche
einander entgegenwirken. Die aus dem Längsprofil hergestellten
Werkstücke erhalten mithin eine erheblich verbesserte Dauerfe
stigkeit. Als zusätzlicher Vorteil des Verfahrens nach der Er
findung ergibt sich infolge einer wesentlich verringerten
Oxidschichtdicke eine verbesserte Haftung, mit der Folge, dass
die Werkstücke problemlos mit galvanischen Beschichtungen ver
sehen werden können, und zwar ohne die sonst übliche Wasser
stoffversprödung. Wegen der verbesserten Haftung sind aller
dings ebenso alle nur erdenklichen Korrosionsschutzverfahren
möglich. Schließlich ist auch ein Verschweißen von nach dem
erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Längsprofilen und/
oder Werkstücken mit- bzw. untereinander ohne weiteres mög
lich. Die Belastbarkeit bzw. Haltbarkeit solcher Schweißnähte
entspricht dabei denjenigen von Schweißnähten herkömmlich ge
fertigter Längsprofile und/oder Werkstücke.
Vorteilhafte konstruktive Einzelheiten des erfindungsgemäßen
Verfahrens sind in den Ansprüchen 2 bis 20 beschrieben.
Von großer Bedeutung für eine zusätzliche Vereinfachung bei
der kontinuierlichen Herstellung des Werkstücks sind die Maß
nahmen des Anspruchs 2, wonach das Längsprofil durch die Be
aufschlagung durch die mindestens eine wenigstens teilweise
mit einem Außenprofil versehene Walze in axialer Richtung be
wegt wird. Demnach sind gesonderte verfahrenstechnische Maß
nahmen zur Weiterbeförderung des Längsprofils nach der Eigen
spannungserzeugung nicht erforderlich.
Zur weiteren Erhöhung der Festigkeit und Härte sowie gleich
zeitig der Genauigkeit wird das Längsprofil in besonderer Aus
gestaltung der Erfindung nach Anspruch 3 durch mindestens ei
ne, insbesondere zwei jeweils, wenigstens teilweise mit einem
Außenprofil versehene Walzen aufeinanderfolgend in entgegen
gesetzter Richtung beaufschlagt. Auf diese Weise wird die zu
behandelnde Oberfläche des Längsprofils vorzugsweise quer zur
Bewegungsrichtung des Längsprofils zuerst in einer Richtung
und dann in dazu entgegengesetzter Richtung verformt. Zusätzlich
wird das Längsprofil auf diese Weise gasdicht gemacht.
Außerordentlich bedeutsam für eine Eigenspannungserzeugung in
einem Längsprofil mit einer runden Oberfläche, zum Beispiel
eines Rund- bzw. Rohrmaterials, sind die Merkmale des An
spruchs 4, wonach das Längsprofil durch mindestens eine wenig
stens teilweise mit einem Außenprofil versehene Walze, die
parallel zum Längsprofil angeordnet und um deren Längsachse
sowie um das Längsprofil drehbar ist, beaufschlagt wird.
Von großem Interesse für eine Eigenspannungserzeugung in einem
Längsprofil mit wenigstens einer Bohrung oder dergleichen Aus
nehmung bzw. der Bohrung oder Ausnehmung selbst sind die Merk
male des Anspruchs 5, wonach eine Beaufschlagung durch minde
stens eine wenigstens teilweise mit einem Außenprofil versehe
ne Walze, die parallel zur Bohrung oder dergleichen Ausnehmung
angeordnet und um deren Längsachse sowie in der Bohrung oder
dergleichen Ausnehmung drehbar ist, erfolgt.
Des weiteren liegt es nach Anspruch 6 im Rahmen der Erfindung,
dass das Längsprofil bzw. dessen Oberfläche in Form einer au
ßen liegenden Fläche und/oder einer innen liegenden Fläche,
zum Beispiel der Innenwandung einer Bohrung, durch eine wenig
stens teilweise mit einem Außenprofil versehene Walze und we
nigstens eine, insbesondere zwei, im Wesentlichen unprofilier
te Walze/n, die um das Werkstück bzw. in der wenigstens einen
Bohrung oder dergleichen Ausnehmung angeordnet sind, beauf
schlagt wird.
Nach Anspruch 7 ist in diesem Zusammenhang erfindungsgemäß
vorgesehen, das Längsprofil durch eine Walze mit einem Außen
profil in Form von zu der Längsachse der Walze in einem Winkel
α und/oder α' angeordneten ringförmigen Wülsten und Ausnehmun
gen zu bearbeiten, wobei die zu der Längsachse der Walze in
einem Winkel α, α' angeordneten ringförmigen Wülste und Aus
nehmungen der Walze eine zueinander im Wesentlichen entgegen
gesetzte Vorlaufstellung aufweisen.
In weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens
wird das Längsprofil nach Anspruch 8 durch zwei jeweils wenig
stens teilweise mit einem Außenprofil versehene Walzen und ei
ne im Wesentlichen unprofilierte Walze, die um das Längspro
fil, insbesondere in etwa gleichem Abstand zueinander, ange
ordnet sind, beaufschlagt.
Vorzugsweise wird das Längsprofil bzw. die zu behandelnde
(Ober-)Fläche des Längsprofils dabei nach Anspruch 9 durch
zwei Walzen mit einem Außenprofil in Form von zu den Längsach
sen der Walzen in einem Winkel α bzw. α' angeordneten ringför
migen Wülsten und Ausnehmungen bearbeitet.
In diesem Zusammenhang werden die zwei Walzen nach Anspruch 10
vorzugsweise in gleicher Drehrichtung angetrieben, wenn die zu
den Längsachsen der Walzen in einem Winkel α bzw. α' angeord
neten ringförmigen Wülste und Ausnehmungen der zwei Walzen ei
ne zueinander im Wesentlichen entgegengesetzter Vorlaufstel
lung aufweisen.
Alternativ dazu werden die Walzen nach Anspruch 11 in entge
gengesetzter Drehrichtung angetrieben, wenn die zu den Längs
achsen der Walzen in einem Winkel α bzw. α' angeordneten ring
förmigen Wülste und Ausnehmungen der zwei Walzen eine zueinan
der im Wesentlichen gleiche Vorlaufstellung aufweisen.
Von ganz besonderem Interesse sind die Merkmale der Ansprüche
12 und 13, wonach das unter Eigenspannungen gesetzte Längspro
fil zusätzlich oberflächenseitig verdichtet wird, und zwar bis
zu einer Oberflächentiefe von etwa 100 µm, insbesondere von et
wa 1 bis 20 µm und vorzugsweise von etwa 1 µm. Hierdurch kann
die bereits durch die Eigenspannungserzeugung erhaltene Gas
dichtigkeit des Längsprofils und damit einhergehend der aus
dem Längsprofil herzustellenden Werkstücke selbst noch weiter
erhöht bzw. vollständig erreicht werden. Die aus dem Längspro
fil hergestellten Werkstücke können somit in vorteilhafter
Weise ohne weiteres bei der Herstellung von hydraulischen
Dämpfungselementen, wie (blockierbaren) Gas- und/oder Flüssigkeitsfedern,
verwendet werden. Derartige (blockierbare) Gas-
und/oder Flüssigkeitsfedern finden in unterschiedlichster Grö
ße, Art und Ausgestaltung beispielsweise unter anderem in
Kraftfahrzeugen, Möbeln, wie höhenverstellbaren Stühlen oder
Tischen, und vielem anderen mehr Verwendung.
In ganz vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Ver
fahrens wird das unter Eigenspannungen gesetzte Längsprofil
entsprechend den Maßnahmen des Anspruchs 14 zumindest teilwei
se durch wenigstens eine Profilwalze mit einem Profil versehen
wird. Das Profil wird an dem Längsprofil insoweit ohne jegli
che spanende Bearbeitung erzeugt.
In diesem Zusammenhang liegt es vorzugsweise im Rahmen der Er
findung, dass das unter Eigenspannungen gesetzte Längsprofil
nach Anspruch 15 durch die wenigstens eine Profilwalze mit ei
nem Zapfenprofil versehen wird.
In alternativer Ausgestaltung ist darüber hinaus nach Anspruch
16 vorgesehen, das unter Eigenspannungen gesetzte Längsprofil
zumindest teilweise durch wenigstens eine Rillenwalze mit ei
nem Gewinde zu versehen.
Dabei ist es vorzugsweise möglich, dass das durch die wenig
stens eine Profilwalze gebildete Zapfenprofil des unter Eigen
spannungen gesetzten Längsprofils zusätzlich, d. h. kumultativ,
durch die wenigstens eine Rillenwalze mit einem Gewinde verse
hen wird.
Weiterhin liegt es gemäß dem technischen Merkmal des Anspruchs
17 im Rahmen der Erfindung, ein Ende einer Bohrung oder der
gleichen Ausnehmung des Längsprofils durch wenigstens eine
Profilwalze mit einer Umbördelung zu versehen. Ohne weiteres
ist es dabei ebenso möglich, eine solche Umbördelung an dem
vorlaufenden Ende eines hohlprofilierten Längsprofils anzufor
men.
Um die spanlose Bearbeitung unter Umständen zu vereinfachen,
kann das Längsprofil nach Anspruch 18 zweckmäßigerweise zu ei
nem verkürzten Längsprofil abgelängt bzw. abgeschert werden.
Zur Oberflächenvergütung ist weiter nach Anspruch 19 vorgese
hen, dass der abgetrennte Abschnitt des Längsprofils und/oder
das verkürzte Längsprofil im Bereich der Abtrennung bzw. Ab
scherung oberflächenbehandelt wird.
Von besonders großer Bedeutung sind schließlich noch die Merk
male des Anspruchs 20, wonach das unter Eigenspannungen ge
setzte Längsprofil und/oder das Werkstück oder die wenigstens
teilweise behandelte Oberfläche bzw. die wenigstens eine be
handelte Bohrung oder dergleichen Ausnehmung des Längsprofils
und/oder des Werkstücks mit einem Überzug aus Metall, wie
Chrom, Kupfer oder dergleichen, und/oder aus einer Metallegie
rung und/oder aus einer Farbe und/oder Kunststoff beschichtet
und/oder eloxiert und/oder galvanisiert und/oder gebeizt wird.
Mittels der Erfindung lassen sich erheblich verbesserte Haf
tungseigenschaften der unter Eigenspannungen gesetzten Längs
profile und/oder Werkstücke erreichen. Dies wiederum zieht
ganz allgemein wesentliche Verbesserungen hinsichtlich einer
Beschichtung von Längsprofilen und/oder Werkstücken nach sich.
So ist es beispielsweise ohne weiteres möglich, ein längliches
Profil, wie einen Draht, mit einem Kern aus Aluminium mit ei
nem (geschlossenen bzw. durchgehenden) Mantel aus Kupfer zu
überziehen. Der Überzug aus Kupfer bleibt dabei in ausgespro
chen dauerhafter Weise und besonders abriebsfest an dem Kern
aus Aluminium haften. Eine Verwendung von Kupferdrähten aus
Vollmaterial ist nicht mehr erforderlich. Neben einer Ge
wichtsverringerung lassen sich daher vor allem erhebliche Ko
steneinsparungen erreichen. Ebenso sind durch das erfindungs
gemäße Verfahren hochbelastbare Hartchrombeschichtungen oder
dergleichen möglich, ohne dass kostenintensive Vorarbeiten
notwendig werden. Zum Beispiel kann auf ein aufwendiges und
zeitintensives Abschälen von oberflächennahen Oxidschichten
und/oder Verunreinigungen vor dem Verchromen von Längsprofilen
und/oder Werkstücken, wie Messingwellen oder ähnlichem, wie
bisher erforderlich, vollständig verzichtet werden. Gleichermaßen
ist ein abriebsfester Auftrag von beispielsweise Eloxal
farben oder eine Eloxierung bzw. Galvanisierung von Werkstüc
ken möglich.
Die unter Eigenspannungen gesetzten Längsprofile und/oder
Werkstücke und/oder deren Beschichtungen können dabei abhängig
von den jeweilig zu erreichenden Materialeigenschaften bzw.
-vorgaben in besonders vorteilhafter Weise aus Aluminium
und/oder (einer) Legierungen daraus bestehen. Vorzugsweise
bieten sich Aluminium und/oder Aluminium enthaltende Legierun
gen, wie zum Beispiel AlMg4,5Mn, AlMgSi0,5, AlMgSi, AlMg5,
AlZn4,5Mg, AlCuMg, AlCuMg2, AlZnMgCu0,5, AlZnMgCu1,5,
AlCuMgPb, an.
Diese Aufgabe wird weiterhin in vorrichtungstechnischer Hin
sicht auf überraschend einfache Weise durch die Merkmale des
Anspruchs 21 gelöst.
Demnach umfasst die Vorrichtung
zur kontinuierlichen Herstellung von Werkstücken aus einem un
profilierten Längsprofil mit einer runden
Oberfläche eine Einrichtung zur Erzeu
gung von Eigenspannungen in dem unprofilierten Längsprofil mit
drei parallel und um das Längsprofil angeordneten Walzen, wel
che wenigstens teilweise mit einem das Längsprofil beaufschla
genden Außenprofil in Form von zu der Längsachse der Walze in
einem Winkel angeordneten ringförmigen Wülsten und Ausnehmun
gen versehen und jeweils einzeln um deren Längsachsen sowie
gemeinsam um das Längsprofil drehbar sind, eine Einrichtung
zur spanlosen Ausbildung eines Profils an dem unter Eigenspan
nungen gesetzten Längsprofil mit mindestens einer weiteren
Walze und eine Einrichtung zur Abtrennung eines mit einem Pro
fil versehenen Abschnittes des Längsprofils zur Bildung eines
profilierten Werkstücks von dem Längsprofil. Die erfindungsge
mäße Vorrichtung zeichnet sich somit durch eine besonders ein
fache und kompakte Konstruktion insgesamt aus. Die erfindungs
gemäße Vorrichtung stellt zudem eine ausgesprochen hohe Ferti
gungsgenauigkeit bei der Herstellung von Werkstücken mit besonders
hoher Festigkeit und Härte sowie großer Genauigkeit
sicher. Zugleich erhalten die mit der erfindungsgemäßen Vor
richtung hergestellten Werkstücke eine absolute Gasdichtig
keit. Nicht zuletzt aufgrund einer spanlosen Bearbeitung er
möglicht die erfindungsgemäße Vorrichtung eine wesentliche
Verminderung des Arbeits- und Kostenaufwandes bei der kontinu
ierlichen Herstellung solcher Werkstücke mit einer runden
Oberfläche.
Diese Aufgabe wird weiterhin in vorrichtungstechnischer Hin
sicht auf überraschend einfache Weise durch die Merkmale des
Anspruchs 22 gelöst.
Demnach weist eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstel
lung von Werkstücken aus einem unprofilierten Längsprofil mit
wenigstens einer Bohrung oder dergleichen Ausnehmung unter anderem ebenfalls
eine Einrichtung zur Erzeugung von Eigenspannungen in dem un
profilierten Längsprofil, eine Einrichtung zur spanlosen Aus
bildung eines Profils an dem unter Eigenspannungen gesetzten
Längsprofil mit mindestens einer weiteren Walze und eine Ein
richtung zur Abtrennung eines mit einem Profil versehenen Ab
schnittes des Längsprofils zur Bildung eines profilierten
Werkstücks von dem Längsprofil auf. Die Vorteile die sich mit
einer solchen Vorrichtung erreichen lassen, sind im Wesentli
chen zu den vorgenannten Vorteilen im Zusammenhang mit der
Ausführungsform einer Vorrichtung zur Herstellung von Werk
stücken mit runder Oberfläche, wie eine einfache Bauweise, ei
ne Herstellung von Werkstücken mit besonders hoher Festigkeit
und Härte, hundertprozentiger Gasdichtigkeit sowie großer Ge
nauigkeit, ein geringer Arbeits- und Kostenaufwand etc., iden
tisch.
Vorteilhafte konstruktive Einzelheiten der erfindungsgemäßen
Vorrichtung sind in den Ansprüchen 23 bis 31 beschrieben.
Von großer Bedeutung für eine Eigenspannungserzeugung in
Längsprofilen sind die Merkmale der Ansprüche 23 und 24, wo
nach die Einrichtung zur Eigenspannungserzeugung mindestens
eine Walze, insbesondere zwei, Walzen mit einem das Längspro
fil beaufschlagenden Außenprofil aufweist, während die übrigen
Walzen, insbesondere eine Walze, unprofiliert ausgebildet
sind/ist.
Aufgrund der Merkmale der Ansprüche 25 bis 27 ist in vorteil
hafter Weise eine Beaufschlagung des Längsprofils durch das
Außenprofil der mindestens einen, insbesondere zwei, Walzen
aufeinanderfolgend in entgegengesetzter Richtung, d. h. eine
zweifache Verformung im Wesentlichen etwa quer oder auch
schräg zur Bewegungsrichtung des Längsprofils, ermöglicht.
Von besonders großem Interesse sind zudem die technischen
Merkmale des Anspruchs 28, wonach der Einrichtung zur Eigen
spannungserzeugung eine Einrichtung zur Verdichtung der Ober
fläche des unter Eigenspannungen gesetzten Längsprofils nach
geordnet ist. Durch eine solche Einrichtung kann die ohnehin
bereits durch die Eigenspannungserzeugung (weitgehend) gas
dicht gebildete Oberfläche des Längsprofils eine gänzlich gas
undurchlässige Außenoberfläche erhalten.
Weiterhin liegt es im Rahmen der Erfindung, dass die Einrich
tung zur spanlosen Ausbildung eines Profils an dem unter Ei
genspannungen gesetzten Längsprofil nach Anspruch 29 wenig
stens eine Profilwalze umfasst und/oder nach Anspruch 30 we
nigstens eine Rillenwalze zur Bildung eines Gewindes aufweist.
Zweckmäßigerweise ist nach Anspruch 31 eine Schneideeinrich
tung zur Ablängung bzw. Abscherung des Längsprofils vorgese
hen.
Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens und den dazugehörigen
Vorrichtungen ist es schließlich nach Anspruch 32 noch mög
lich, besonders Werkstücke aus Aluminium und/oder Aluminium
enthaltenden Legierungen, wie AlMg4,5Mn, AlMgSi0,5, AlMgSi,
AlMg5, AlZn4,5Mg, AlCuMg, AlCuMg2, AlZnMgCu0,5, AlZnMgCu1,5,
AlCuMgPb, herzustellen. Werkstücke aus zum Beispiel Aluminium
oder (einer) Aluminium enthaltenden Legierungen haben sich
dabei in letzter Zeit aufgrund der verschiedenen vorteilhaften
Eigenschaften, wie Korrosionsbeständigkeit, geringe spezifi
sche Dichte, etc., als besonders geeignet herausgestellt. Ins
besondere auf dem Gebiet des Kraftfahrzeugbaus finden diese
Materialien immer häufiger Verwendung. Die diesen Materialien
anhängenden Nachteile, wie zum Beispiel bisher nicht ausrei
chende Festigkeit, arbeits- und kostenintensive Vor- bzw.
Nachbehandlung der Materialoberfläche aufgrund vorhandener
Oxidschichten und (Längs-)Risse, sowie ausgesprochen große To
leranzbereiche etc., lassen sich mit dem erfindungsgemäßen
Verfahren und den dazugehörigen. Vorrichtungen auf ausgespro
chen einfache Weise beseitigen.
So können nach Anspruch 33 profilierte, insbesondere gehärtete
und/oder beschichtete, Werkstücke mit runder Oberfläche aus
Vollmaterial, insbesondere von Stangen, Kolbenstangen, Achsen,
Wellen, Kurbelwellen, Nockenwellen oder sonstigen länglichen
Bauteilen, mit oder ohne Zapfen und/oder mit oder ohne Gewin
deabschnitten, hergestellt werden.
In zweckmäßiger Weise eignen sich das Verfahren und die Vor
richtung nach der Erfindung entsprechend Anspruch 34 ganz be
sonders zur Herstellung von, insbesondere gasdichten, hydrau
lischen Feder- bzw. Dämpfungselementen, vorzugsweise von
(blockierbaren) Gas- und/oder Flüssigkeitsfedern, bevorzugt
aus Aluminium und/oder Aluminium enthaltenden Legierungen.
Ebenso können das Verfahren und die Vorrichtung nach der Er
findung gemäß Anspruch 35 zur kontinuierlichen Herstellung von
profilierten, insbesondere gehärteten und/oder beschichteten,
Werkstücken mit Bohrungen oder dergleichen Ausnehmungen, ins
besondere von Durchgangsbohrungen und/oder Sacklochbohrungen,
aus rohrförmigem Material, insbesondere von Rohren, Verwendung
finden.
Dem Werkstoff Aluminium bzw. Aluminium enthaltenden Legierun
gen erschließen sich durch das Verfahren und/oder die Vorrich
tung nach der Erfindung aufgrund einer erheblich gesteigerten
Festigkeit und Härte, einer hundertprozentigen Gasdichtigkeit,
einer verbesserten Dauerfestigkeit, einer nur mehr geringen
Toleranzgröße und hohen Glattheit sowie einer verbesserten
Haftung für galvanische Beschichtungen oder sonstige korrosi
ons- und oxidierungsverhindernde Materialien bisher nicht zu
gängliche Anwendungsmöglichkeiten. Dadurch wird zugleich die
Vielseitigkeit des Werkstoffes Aluminium bzw. der Aluminium
enthaltenden Legierungen und deren bereits seit langem be
kannten Vorteile noch weiter verbessert.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich
aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsfor
men der Erfindung sowie anhand der Zeichnungen. Hierbei zei
gen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform
einer erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung zur
kontinuierlichen Herstellung von Werkstücken aus ei
nem unprofilierten Längsprofil,
Fig. 2A und 2B eine schematische Querschnittsansicht durch
eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Einrich
tung zur Eigenspannungserzeugung in einem Längsprofil
einer Vorrichtung nach der Fig. 1 und eine schemati
sche Draufsicht auf drei Walzen der erfindungsgemäßen
Einrichtung entsprechend der Fig. 2A, jeweils in ver
größerter Darstellung,
Fig. 3A, 3B und 3C schematische Seitensichten auf die
Ausführungsformen der drei Walzen der erfindungsgemä
ßen Einrichtung zur Eigenspannungserzeugung nach den
Fig. 2A und 2B, jeweils in vergrößerter Darstellung,
Fig. 4A und 4B eine teilweise schematische Querschnittsan
sicht durch eine weitere Ausführungsform einer erfin
dungsgemäßen Einrichtung zur Eigenspannungserzeugung
einer Vorrichtung entsprechend der Fig. 1 und eine
schematische Draufsicht auf drei Walzen der erfindungsgemäßen
Einrichtung entsprechend der Fig. 4A,
jeweils in vergrößerter Darstellung,
Fig. 5A und 5B eine schematische Querschnittsansicht durch
eine andere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen
Einrichtung zur Eigenspannungserzeugung einer Vor
richtung entsprechend der Fig. 1 und eine schemati
sche Draufsicht auf drei Walzen der erfindungsgemäßen
Einrichtung entsprechend der Fig. 5A, jeweils in ver
größerter Darstellung,
Fig. 6 eine schematische Querschnittansicht durch eine Aus
führungsform einer erfindungsgemäß ausgebildeten Ein
richtung zur Verdichtung eines Längsprofils einer
Vorrichtung nach der Fig. 1,
Fig. 7 eine schematische Querschnittansicht durch eine Aus
führungsform einer erfindungsgemäß ausgebildeten Ein
richtung zur spanlosen Ausbildung eines Profils an
einem Längsprofil einer Vorrichtung nach der Fig. 1,
Fig. 8 eine schematische Querschnittansicht durch eine ande
re Ausführungsform einer erfindungsgemäß ausgebilde
ten Einrichtung zur spanlosen Ausbildung eines Pro
fils an einem Längsprofil einer Vorrichtung nach der
Fig. 1, und
Fig. 9A bis 9E schematische Darstellungen eines Ausfüh
rungsbeispiels eines möglichen Verfahrensablauf zur
kontinuierlichen Herstellung von Werkstücken aus ei
nem Längsprofil mittels einer Vorrichtung nach der
Erfindung.
Bei der nachfolgenden Beschreibung von verschiedenen Ausfüh
rungsbeispielen einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 zur
kontinuierlichen Herstellung von Werkstücken 12, 12' aus einem
Längsprofil 14 mit einer runden Oberfläche 16, beispielsweise
mit rundem Querschnitt in Form von einem Rundmaterial, und von
Werkstücken 12" aus einem Längsprofil 14' mit wenigstens ei
ner Bohrung 16' oder dergleichen Ausnehmung, wie einer Durch
gangsbohrung und/oder einer Sacklochbohrung, sind einander
entsprechende, gleiche Bauteile jeweils mit identischen Be
zugsziffern versehen.
Bei einem Längsprofil 14 mit runder Oberfläche 16 kann es sich
gleichermaßen um ein Längsprofil mit konvexer Oberfläche, wie
zum Beispiel einer Außenoberfläche von Vollmaterial, und/oder
um ein Längsprofil mit konkaver Oberfläche, wie zum Beispiel
einer Innenoberfläche von Vollmaterial, und/oder einer Kombi
nation daraus, wie zum Beispiel einer Außen- und Innenoberflä
che eines Hohlprofils, handeln. Insoweit aber kann ein Längs
profil 14' mit einer Bohrung 16' oder dergleichen Ausnehmung
unter Umständen gleichbedeutend mit einem Längsprofil 14 mit
runder, d. h. konkaver, Oberfläche 16 in Form von Rohrmaterial
oder sonstigem Hohlprofil sein.
In der Fig. 1 ist schematisch eine Ausführungsform einer er
findungsgemäßen Vorrichtung 10 zur kontinuierlichen Herstel
lung von Werkstücken 12, 12', 12" aus einem unprofilierten
Längsprofil 14, 14' mit einer runden Oberfläche 16 bzw. Boh
rung 16' oder dergleichen Ausnehmung gezeigt.
Zum besseren Verständnis werden anhand der Fig. 1 sämtliche
dargestellten Einrichtungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung
10 bzw. die damit zusammengehörigen Verfahrensschritte erläu
tert, obschon für das Verfahren und/oder die Vorrichtung 10
nach der Erfindung nur ein Teil dessen notwendig ist.
Das unprofilierte Längsprofil 14, 14' wird zunächst einer Ein
richtung 18 zur Erzeugung von Eigenspannungen in dem Längspro
fil 14, 14' zugeführt. Durch die Eigenspannungserzeugungsein
richtung erhält das Längsprofil zum einen eine erhöhte Festig
keit und wird zum anderen gasdicht.
Entsprechend den Fig. 2A und 2B umfasst die Eigenspannungser
zeugungseinrichtung 18 drei Walzen 20, 20', 20", die parallel
und um das unprofilierte Längsprofil 14 in etwa gleichem Ab
stand, d. h. jeweils um 120° versetzt, zueinander angeordnet
sind. Die drei Walzen 20, 20', 20" weisen bei dem in den Fig.
2 bis 5B gezeigten Ausführungsbeispiel der Einrichtung 18 je
weils einen gleichen Durchmesser auf. Insoweit sind deren
Längsachsen 22, 22', 22" auf einem gemeinsamen Teilkreis ge
legen und damit jeweils zu dem unprofilierten Längsprofil 14
gleich beabstandet. Der Durchmesser der drei Walzen 20, 20',
20" kann aber ebenso variieren.
Die Walzen 20, 20', 20" sind wenigstens teilweise mit einem
die Oberfläche 16 des Längsprofils 14 beaufschlagenden Außen
profil 24, 24' versehen. Bei der Ausführungsform der Einrich
tung 18 nach den Fig. 2A bis 3C sind die Walzen 20 und 20' mit
einem solchen Außenprofil 24, 24' versehen. Die Walze 20" ist
demgegenüber unprofiliert ausgebildet. Grundsätzlich ist es
jedoch ebenso möglich, anstelle von zwei Walzen 20, 20' ledig
lich eine Walze mit einem derartigen die Oberfläche 16 des
Längsprofils 14 beaufschlagenden Außenprofil auszustatten
(vgl. die Fig. 4A, 4B). Auch ist es denkbar, alle drei paral
lel und um das unprofilierte Längsprofil 14, 14' in etwa glei
chem Abstand zueinander angeordneten Walzen 20, 20', 20" mit
einem solchen die Oberfläche 16 des Längsprofils 14, 14' be
aufschlagenden Außenprofil zu versehen (nicht gezeigt).
Das die Oberfläche 16 des Längsprofils 14 beaufschlagende Au
ßenprofil 24, 24' der zwei Walzen 20, 20' ist in Form von
ringförmigen Wülsten 26 und dazwischen angeordneten Ausnehmun
gen 28 ausgebildet, die zu der Längsachse 22, 22' der jeweili
gen Walze 20, 20" in einem Winkel α angeordnet sind. Mithin
verlaufen die Wülste 26 und Ausnehmungen 28 der beiden Walzen
20, 20' in Längsrichtung der Walzen 20, 20' schräg. Die ring
förmigen Wülste 26 ragen dabei über den Außendurchmesser der
Walzen 20, 20' hinaus.
In vorteilhafter Weise sind die zwei Walzen 20, 20' wenigstens
teilweise mit einem Außenprofil 24, 24' versehen, das die
Oberfläche 16 des Längsprofils 14, 14' aufeinanderfolgend in
entgegengesetzter Richtung beaufschlagt, d. h. die Oberfläche
16 des Längsprofils 14 zunächst in einer Richtung und dann in
der dazu entgegengesetzten Richtung verformt.
Bei der in den Fig. 2A bis 3C dargestellten Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Eigenspannungserzeugungseinrichtung 18
sind die Wülste 26 und Ausnehmungen 28 des Außenprofils 24,
24' der beiden Walzen 20, 20' zu diesem Zweck zueinander umge
kehrt, d. h. etwa kreuzweise, angeordnet. Obschon der Winkel α
des Außenprofils 24 der Walze 20 zu dem Winkel α' des Außen
profils 24' der Walze 20' betragsmäßig identisch ist, unter
scheiden sich die Winkel α bzw. α' demnach in ihrem Vorzei
chen, sind mithin einmal positiv und einmal negativ, oder um
gekehrt. Der Winkel α, α' liegt dabei in einem Bereich zwi
schen 2° und 85°, vorzugsweise zwischen 2° und 60° und ganz
besonders bevorzugt zwischen 2° und 10° einschließlich.
Es ist allerdings dazu alternativ oder kumulativ möglich, dass
sich die Winkel α, α' der Steigung der ringförmigen Wülste 26
und Ausnehmungen 28 voneinander betragsmäßig unterscheiden,
dass zum Beispiel der Winkel α 30° und der Winkel α' 45° be
tragen. Auch jede andere Kombination kann vorgesehen sein.
Nach der Fig. 2B sind die Wülste 26 bzw. Ausnehmungen 28 an
der Walze 20 von rechts nach links und an der Walze 20' von
links nach rechts vorlaufend ausgebildet. Um eine Bewegung des
Längsprofils 14, 14' bei einer solchen im Wesentlichen entge
gengesetzten Vorlaufstellung der Wülste 26 und Ausnehmungen 28
der zwei zueinander benachbarten Walzen 20, 20' sicherzustel
len, sind die zwei Walzen 20, 20' daher in gleicher Drehrich
tung antreibbar.
Wenn demgegenüber allerdings die Vorlaufstellung der Wülste 26
und Ausnehmungen 28 im Wesentlichen gleich ist, sind die zwei
zueinander benachbarten Walzen 20, 20" dann in entgegenge
setzter Drehrichtung antreibbar (nicht dargestellt).
Das Längsprofil 14, 14' wird bei der Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Einrichtung 18 nach der Fig. 2B in Richtung
des Pfeiles 30 durch die Walzen 20, 20', 20" von rechts nach
links bewegt.
Die Walzen 20, 20' weisen zwei Enden 32, 34 auf, welche wie
deutlich aus den Fig. 2B, 3A und 3B hervorgeht, das jeweilige
Außenprofil 24, 24' begrenzen. Das in Bewegungsrichtung des
Längsprofils 14, 14' gemäß Pfeil 30 anströmseitige Ende 32 und
abströmseitige Ende 34 der Walzen 20, 20' sind dabei unprofi
liert bzw. glatt ausgebildet. Das anströmseitige Ende 32 der
Walze 20, 20' weist einen geringfügig kleineren Außendurchmes
ser auf, um etwaige Ungleichmäßigkeiten des dem Außenprofil
24, 24' zuzuführenden Längsprofils 14, 14' auszugleichen bzw.
vorab eine gewisse Richtfunktion auszuüben. Das abströmseitige
Ende 34 der Walzen 20, 20' weist hingegen einen geringfügig
größeren Durchmesser auf, um das aus dem Bereich des Außenpro
fils 24, 24' kommende Längsprofil 14, 14' auf ein konstantes
Maß, nämlich auf das tatsächliche bzw. gewünschte Soll-Maß des
Längsprofils 14, 14', mit ausgesprochen glatter Oberfläche
bzw. geringem Toleranzmaß zu bringen. Die Walze 20" hingegen
ist entsprechend der Fig. 3C durchgehend mit einer glatten
Oberfläche versehen.
Die Walzen 20, 20', 20" sind bei dieser Ausführungsform wei
terhin jeweils einzeln um deren Längsachsen 22, 22', 22"
drehbar ausgebildet, wie insbesondere in der Fig. 2A gezeigt
ist. Wie bereits erwähnt, sind dabei die beiden Walzen 20, 20'
mit gegenläufigem Außenprofil 24, 24' jeweils in gleicher
Drehrichtung, die Walze 20" mit ausschließlich glatter Ober
fläche in dazu entgegengesetzter Drehrichtung angetrieben. Die
Drehrichtung der Walze 20" mit ausschließlich glatter Ober
fläche kann allerdings beliebig gewählt werden.
Die Walzen 20, 20', 20" sind von einer Antriebseinrichtung
und einem Antriebskopf oder dergleichen Antriebsanordnung auf
genommen (nicht dargestellt). Die Antriebseinrichtung ist zum
Drehen der Walzen 20, 20', 20" jeweils einzeln um deren
Längsachsen 22, 22', 22" vorgesehen. Der Antriebskopf dient
zum Drehen der Walzen 20, 20', 20" gemeinsam um das Längspro
fil 14, 14'.
Das anströmseitige Ende 32 der Walzen 20, 20', 20" ist ent
sprechend den Fig. 3A bis 3C mit einem Profil 36, beispiels
weise einem Vierkantprofil, in einer entsprechend geformten,
im Wesentlichen passgenauen Ausnehmung (nicht gezeigt) von der
hydraulischen Antriebseinrichtung drehfest aufgenommen. Das
abströmseitige Ende 34 der Walzen 20, 20', 20" ist hingegen
jeweils über einen Zapfen 38 in Ausnehmungen (ebenfalls nicht
gezeigt) des Antriebskopfes drehbar aufgenommen.
Die Antriebseinrichtung und/oder der Antriebskopf der drei
Walzen 20, 20', 20" ist/sind bei der Ausführungsform der Ei
genspannungserzeugungseinrichtung 18 nach der Erfindung hy
draulisch oder pneumatisch steuerbar. Ein solcher Antrieb der
drei Walzen 20, 20', 20" ermöglicht eine stufenlose Steue
rung, um jeglichen Schlupf zu vermeiden und somit eine ständig
glatte Oberfläche 16 des Längsprofils 14, 14' bei dessen Be
handlung zu erhalten.
Die Antriebseinrichtung umfasst dabei insgesamt drei gesonder
te, vorzugsweise hydraulisch betriebene, Antriebsmotoren, wel
che endseitig jeweils einer der Walzen 20, 20', 20" zugeord
net sind. Es ist jedoch auch möglich, lediglich die beiden
profilierten Walzen 20, 20' mittels eines solchen Antriebsmo
tors anzutreiben.
Der Antriebskopf oder dergleichen Antriebsanordnung steht mit
beispielsweise einem Schneckenantrieb (nicht gezeigt) in Wirk
eingriff. Zur Vermeidung jeglichen Schlupfes sind der Schnec
kenantrieb und somit der Antriebskopf ebenfalls über einen An
triebsmotor hydraulisch oder pneumatisch angetrieben. Über die
Geschwindigkeit des Schneckenantriebs, die gleichermaßen die
Drehgeschwindigkeit des Antriebkopfes und damit die gemeinsame
Drehbewegung der Walzen 20, 20', 20" um das Längsprofil 14,
14' vorgibt, wird gleichermaßen der Vorschub des Längsprofils
14, 14' durch die erfindungsgemäße Eigenspannungserzeugungseinrichtung
18 bestimmt.
Nicht zuletzt aufgrund der Tatsache, dass das Längsprofil 14,
14' keiner Drehbewegung unterzogen wird, eine Eigenspannungs
erzeugung in dem Längsprofil 14, 14' vielmehr durch die sich
jeweils einzeln um deren Längsachsen 22, 22', 22" sowie ge
meinsam um das Längsprofil 14, 14' drehenden Walzen 20, 20',
20" erfolgt, lassen sich Vorschubgeschwindigkeiten von bis zu
etwa 100 Meter/Minute erreichen. Trotz einer solchen weitaus
verbesserten Leistung der Eigenspannungserzeugungseinrichtung
18 lässt sich eine ausgesprochen hohe Genauigkeit des letzt
endlich durch das abströmseitige Ende 34 der Walzen 20, 20',
20" auf das gewünschte Maß gebrachte Längsprofil 14, 14' er
reichen. So sind beispielsweise Genauigkeiten von bis zu we
nigstens etwa 1/10 mm möglich, und zwar ohne gesonderte Nach
bearbeitung.
Durch die gegenläufige bzw. auch als kreuzweise zu bezeichnen
de Ausrichtung der Wülste 26 und Ausnehmungen 28 des Außenpro
fils 24, 24' der Walzen 20, 20' wird das Längsprofil 14, 14'
einer Längsbewegung unterworfen, ohne jedwede Drehbewegung.
Entsprechend der Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Eigen
spannungserzeugungseinrichtung 18 nach der Fig. 1 lässt sich
eine ausgesprochen vielseitige Einsatzmöglichkeit der Einrich
tung 18 erreichen. So ist es möglich, Walzen 20, 20', 20" mit
unterschiedlicher Länge, mit unterschiedlichem Durchmesser wie
auch unterschiedlichem Außenprofil 24, 24', d. h. durch Anord
nung der Wülste 26 und Ausnehmungen 28 mit unterschiedlicher
Steigung, in unterschiedlicher Anzahl der Wülste 26 und Aus
nehmungen 28, mit unterschiedlichem Zwischenabstand etc., je
nach Abmessungen, Materialeigenschaften etc. des jeweiligen
Längsprofils 14, 14' individuell zu verwenden.
Entsprechend den Fig. 3A bis 3C sind die Walzen 20, 20', 20"
mehrteilig ausgebildet. So umfassen die Walzen 20, 20', 20"
jeweils eine Welle 40 mit einem im Bereich des Profils 36 vor
gesehen Anschlag 42. Die Welle 40 nimmt eine Hülse 44 entweder
mit dem Außenprofil 24, 24', dem anströmseitigen Ende 32 und
dem abströmseitigen Ende 34 oder mit insgesamt glatter Ober
fläche auf. Die Hülse 44 ist über einen Nutenkeil 46 an der
Welle 40 drehgesichert angebracht. In axialer Richtung ist die
Hülse 44 auf der Welle 40 durch den Anschlag 42, einen Ring 48
und eine Mutter 50 gesichert. Aufgrund einer solchen Mehrtei
ligkeit ist es möglich, ohne weiteres die Hülse 44 bei Ver
schleiß oder Defekt des Außenprofils 24, 24' der Walzen 20,
20', 20" ohne Aufwand auszutauschen. Eine solche Mehrteilig
keit hat zudem den Vorteil, dass die Welle 40 und die Hülse 44
unterschiedlichen Herstellungsweisen unterzogen werden können,
so dass letztendlich die Welle 40 eine hohe Zähigkeit und die
Hülse 44 mit dem Außenprofil 24, 24' der Walzen 20, 20', 20"
eine große Härte und damit hohe Verschleißfestigkeit aufwei
sen.
Bei der Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung 18
entsprechend den Fig. 4A und 4B ist lediglich eine Walze, näm
lich die Walze 20", wenigstens teilweise mit einem Außenpro
fil 24, 24' versehen, das die Oberfläche 16 des Längsprofils
14, 14' aufeinanderfolgend in entgegengesetzter Richtung be
aufschlagt, d. h. die Oberfläche 16 des Längsprofils 14, 14'
zunächst in einer Richtung und dann in der dazu entgegenge
setzten Richtung verformt.
Bei der Eigenspannungserzeugungseinrichtung 18 nach den Fig.
4A und 4B sind die Wülste 26 und Ausnehmungen 28 des Außenpro
fils 24, 24' der Walze 20''' zu diesem Zweck zueinander umge
kehrt, d. h. etwa kreuzweise, angeordnet. Obschon der Winkel α
des Außenprofils 24 zu dem Winkel α' des Außenprofils 24' der
Walze 20''' betragsmäßig identisch ist, differieren die Winkel
α bzw. α' demnach in ihrem Vorzeichen. Die Walze 20''' dreht
sich um deren Achse 22'''. Die zwei Walzen 20" sind unprofi
liert ausgebildet.
Schließlich unterscheidet sich das Ausführungsbeispiel der er
findungsgemäßen Eigenspannungserzeugungseinrichtung 18 nach
den Fig. 5A und 5B noch von der Ausführungsform nach den Fig.
2A bis 3C dadurch, dass die Walzen 20, 20', 20" zur Oberflä
chenbehandlung einer Oberfläche bzw. Innenwandung einer Boh
rung 16' oder dergleichen Ausnehmung, beispielsweise einer
Durchgangsbohrung und/oder Sacklochbohrung, wie die Zylinder
bohrungen, in einem Motorblock eines Kraftfahrzeuges des
Längsprofils 14' verwendet sind.
Ohne im Einzelnen dargestellt zu sein, ist es jedoch alterna
tiv möglich, lediglich eine Walze 20''' entsprechend den Fig.
4A, 4B mit einem Außenprofil 24 und/oder 24' und/oder weitere
profilierte Walzen 20, 20' entsprechend den Fig. 2A bis 3C zu
dem Zweck der Eigenspannungserzeugung des Längsprofils 14'
bzw. von der Innenwandung einer Bohrung 16' vorzusehen (nicht
gezeigt).
Die Walzen 20, 20', 20", die beispielsweise jeweils von einem
Schaft 52, 52', 52" oder dergleichen getragen sind (andeu
tungsweise dargestellt), stützen sich zugleich sämtlich an der
Innenwandung der Bohrung 16' des Längsprofils 14' ab. Dies ist
um so vorteilhafter, als die Walzen 20, 20', 20" bei vor al
lem einer Eigenspannungserzeugung einer Sacklochbohrung frei
tragend gelagert sind.
Ohne im Einzelnen dargestellt zu sein, ist es jedoch alterna
tiv möglich, lediglich eine Walze 20''' einzusetzen. Vorzugs
weise sollten aber wenigstens zwei Walzen 20, 20', 20", 20'''
zum Einsatz kommen, wovon dann wenigstens eine profiliert ist.
Diese beiden Walzen sollten einander gegenüberliegend angeord
net sein, wobei deren beider Außendurchmesser auf dem Innen
durchmesser der Bohrung 16' abrollen könnte, um zusätzlich ei
ne Abstützfunktion bei der Eigenspannungserzeugung zu errei
chen. Hierdurch lässt sich die hohe Fertigungsgenauigkeit des
Längsprofils 14' nach der Eigenspannungserzeugung noch weiter
verbessern.
Zurückkommend auf die Fig. 1 ist der Einrichtung 18 zur Eigen
spannungserzeugung in dem Längsprofil 14, 14' optional ein
Haspel 54 nachgeordnet, auf den das Längsprofil 14, 14' nach
der Eigenspannungserzeugung in der erfindungsgemäßen Einrich
tung 18, gegebenenfalls zum Transport an andere Stelle, aufge
wickelt werden kann.
Nach der Einrichtung 18 zur Erzeugung von Eigenspannungen in
dem Längsprofil 14, 14' bzw. nach dem Haspel 54 ist eine Ein
richtung 56 zur Verdichtung der Oberfläche 16, 16' des Längs
profils 14, 14' angeordnet. Mittels der Verdichtungseinrich
tung 56 kann die Oberfläche 16, 16' des unter Eigenspannungen
gesetzten Längsprofils 14, 14' zusätzlich bis zu einer Ober
flächentiefe von etwa 500 µm, insbesondere von etwa 1 bis 20 µm
und vorzugsweise von etwa 1 µm verdichtet werden.
Wie in der Fig. 6 beispielhaft dargestellt ist, umfasst die
Einrichtung 56 zur Verdichtung der Oberfläche 16, 16' des
Längsprofils 14' wenigstens eine, vorzugsweise jedoch mehrere
um das Längsprofil 14', das als Hohlprofil ausgebildet ist,
angeordnete Verdichtungswalzen 58, 58'. Die Verdichtungswalzen
58, 58' beaufschlagen die äußere, konvex ausgebildete Oberflä
che 16 des Längsprofils 14', um diese zu verdichten und damit
teilweise oder vollständig gasundurchlässig bzw. gasdicht zu
machen.
Entsprechend der in der Fig. 6 gezeigten Ausführungsform ist
zusätzlich ein an sich bekannter Rollkopf 60 vorgesehen, der
an einer Drehachse 62 oder dergleichen drehbar angeordnet ist.
Der Rollkopf 60 ist mit Drehkörpern 64, beispielsweise mit Na
deln, versehen, um die Drehbewegung an bzw. auf der inneren,
konkav ausgebildeten Oberfläche 16' des Rollkopfes 60 zu un
terstützen.
Auf diese Weise werden bei Bewegung des Längsprofils 14' in
Richtung des Pfeiles 65 gleichzeitig die äußere Oberfläche 16
und die innere Oberfläche 16' des Längsprofils 14' durch die
Verdichtungseinrichtung 56 verdichtet. Die Verdichtung wird
noch zusätzlich dadurch begünstigt, dass die Walzen 58, 58'
und der Rollkopf 60 das Längsprofil 14' in zueinander entge
gengesetzter Richtung beaufschlagen, sich mithin quasi gegenseitig
abstützen.
Bei der Ausführungsform der in der Fig. 1 dargestellten Vor
richtung 10 ist der Verdichtungseinrichtung 56 eine Schneide
einrichtung 66 zugeordnet. Die Schneideeinrichtung 66 unter
teilt das Längsprofil 14, 14' zur Vereinfachung des weiteren
Arbeitsablaufes in kleinere Einheiten. Eine solche Ablängung
kann allerdings auch selbstverständlich an beliebiger anderer
Stelle erfolgen. Daher ließe sich die Schneideeinrichtung 66
ohne weiteres auch zum Beispiel vor der Eigenspannungserzeu
gungseinrichtung 18 oder nach dem Haspel 54 etc. anordnen. Je
doch ist es ebenso denkbar, mehrere solcher Schneideeinrich
tungen 66 in der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 zu integrie
ren.
Der Schneideeinrichtung 66 bei der in der Fig. 1 gezeigten
Ausführungsform der Vorrichtung 10 nach der Erfindung ist wie
derum eine Einrichtung 68 zur spanlosen Ausbildung eines Pro
fils an dem unter Eigenspannungen gesetzten und bei der vor
liegenden Ausführungsform anschließend oberflächenseitig ver
dichteten Längsprofil 14, 14' nachgeordnet.
Wie die Fig. 7 zeigt, umfasst die Einrichtung 68 zur spanlosen
Ausbildung eines Profils wenigstens eine Profilwalze 70. Bei
dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind zwei einander ge
genüberliegende Profilwalzen 70 vorgesehen, welche das Längs
profil 14, das hier in Form von Vollmaterial vorliegt, in ent
gegengesetzter Richtung mit Druck beaufschlagen. Die Profil
walzen 70 bilden ein Profil an dem Längsprofil 14, das in
Richtung des Pfeiles 72 durch die Vorrichtung 10 bewegt wird.
So wird das Längsprofil 14 bei dem dargestellten Ausführungs
beispiel mit einem Zapfenprofil 74 und einer Vielzahl von
ringförmigen Wülsten 76 und Ausnehmungen 78 versehen.
Darüber hinaus weist die Einrichtung 68 zur spanlosen Ausbil
dung eines Profils an dem unter Eigenspannungen gesetzten
Längsprofil 14 entsprechend der Fig. 7 zusätzlich wenigstens
eine Rillenwalze 80 zur Bildung eines Gewindes 81 auf. Auch
hier sind wenigstens zwei einander gegenüber liegende Rillen
walzen 80 vorgesehen, die sich gegenseitig abstützen. Über die
zwei oder mehreren Rillenwalzen 80 lassen sich beliebige Ge
winde 81 in das Längsprofil 14 schneiden. Nach der Fig. 7 wird
der vorstehende Zapfen 74 mit einem Gewinde 81 ausgestattet.
Ohne im Einzelnen beschrieben zu sein, ist es jedoch ebenso
denkbar, einen Abschnitt des Längsprofils 14, 14' mit einem
Gewinde 81 zu versehen, der nicht zuvor einer Formgebung durch
die Profilwalze/n 70 unterzogen wurde. Schließlich ist es auch
möglich, die Rillenwalze/n 80 nicht in der Einrichtung 68 zur
spanlosen Ausbildung eines Profils zu integrieren, sondern in
einer gesonderten, dieser nachgeschalteten Einrichtung (nicht
dargestellt) vorzusehen.
Schließlich ist der Einrichtung 68 zur spanlosen Ausbildung
eines Profils bei der Ausführung der erfindungsgemäßen Vor
richtung 10 nach der Fig. 1 eine weitere Schneideeinrichtung
82 nachgeordnet, um das oder die aus dem Längsprofil 14, 14'
geformten Werkstücke 12, 12', 12" auf entsprechendes Maß ab
zulängen bzw. von benachbarten Werkstücken 12 letztendlich zu
trennen. Das Werkstück 12 ist bei dem vorliegenden Ausfüh
rungsbeispiel nach der Fig. 7 als sogenanntes Bodenstück aus
gebildet.
Die abgelängten bzw. voneinander getrennten Werkstücke 12,
12', 12" oder abgetrennten Abschnitte des Längsprofils 14,
14' werden schließlich noch in einer Einrichtung 84 zur Ober
flächenbehandlung im Bereich von deren Abtrennung oberflächen
behandelt, beispielsweise entgratet und geschliffen, poliert,
geschwabbelt oder sonstwie geglättet.
Wie aus der Fig. 8 hervorgeht, kann das Längsprofil 14, 14' in
beliebiger Weise durch die eine oder mehrere Profilwalzen 70
(nicht gezeigt) formgestaltet werden. So ist zum Beispiel eine
Umbördelung 86 an dem vorlaufenden Ende 88 eines Längsprofils
14', das als Hohlprofil oder Rohr ausgebildet ist oder eventu
ell auch eine Bohrung oder dergleichen aufweist, durch Profil
walzen 70 angeformt. Das Längsprofil 14' wird so zu einem
Werkstück 12', beispielsweise einem Abschlussrohr oder Ähnli
chem, geformt.
In den Fig. 9A bis 9E ist eine noch andere Formgestaltung des
Längsprofils 14, das wiederum als Vollmaterial vorliegt, ge
zeigt. Ein Abschnitt eines Längsprofils 14 entsprechend der
Fig. 9A, das in der Schneideeinrichtung 66 einer Kürzung un
terworfen wurde, wird durch Profilwalzen 70 mittig auf einen
Durchmesser heruntergewalzt, der wesentlich kleiner ist als
der Durchmesser der äußeren Oberfläche 16. Sodann werden an
die zwei einander abgewandten Enden des gekürzten Längsprofils
14 entsprechend der Fig. 9C mittels weiterer Profilwalzen 70
Zapfen 74 angeformt. Die Zapfen 74 werden anschließend jeweils
über Rillenwalzen 80 mit einem Gewinde 81 versehen, was in der
Fig. 9D angedeutet ist. Das mit einem Profil versehene Längs
profil 14 wird daraufhin in dem mittigen Abschnitt getrennt,
wodurch zwei einzelne einander entsprechende Werkstücke 12",
zum Beispiel Kolbenstangen oder Ähnliches, gebildet werden.
Die Fig. 1 veranschaulicht einen Verfahrensablauf, in welchem
eine kontinuierliche Herstellung von Werkstücken 12, 12', 12"
gemäß dem Verfahren und der dazugehörigen Vorrichtung nach der
Erfindung integriert ist.
Das Verfahren und die Vorrichtung 10 nach der Erfindung eignen
sich besonders gut für die Massenproduktion von Werkstücken,
die aus unprofilierten, länglichen Profilen gebildet sind, wie
zum Beispiel Kopfstützbügeln in Kraftfahrzeugen oder ähnli
chem, die vorzugsweise aus Aluminium oder Aluminium enthalten
den Legierungen bestehen. Insbesondere zeichnen sich derartig
hergestellte Kopfstützen einerseits durch eine ausgesprochen
hohe Festigkeit, andererseits aber auch eine gewisse Verform
barkeit aus, so dass gerade bei Frontalzusammenstößen bisher
zu verzeichnende Kopfverletzungen der Fahrzeuginsassen vermie
den werden können.
In besonders geeigneter Weise finden das Verfahrens und/oder
die Vorrichtung 10 Verwendung, um profilierte, insbesondere
gehärtete und/oder beschichtete, hochfeste und/oder gasdichte
Werkstücke 12, 12" mit runder Oberfläche 16 aus Vollmaterial,
bevorzugt von Stangen, Kolbenstangen, Achsen, Wellen, Kurbel
wellen, Nockenwellen oder sonstigen länglichen Bauteilen, mit
oder ohne Zapfen und/oder mit oder ohne Gewindeabschnitten
etc., kontinuierlich herstellen.
Ebenso lassen sich das Verfahren und/oder die Vorrichtung 10
zur kontinuierlichen Herstellung von profilierten, insbesonde
re gehärteten und/oder beschichteten, hochfesten und/oder gas
dichten Werkstücken 12' mit Hohlquerschnitt 16' bzw. Bohrungen
oder dergleichen Ausnehmungen, insbesondere von Durchgangsboh
rungen und/oder Sacklochbohrungen, aus rohrförmigem Material,
insbesondere von Rohren, verwenden.
In besonders vorteilhafter Weise gestatten das Verfahren
und/oder die Vorrichtung 10 nach der Erfindung somit eine kon
tinuierliche Herstellung von, insbesondere hochfesten und/oder
gasdichten, hydraulischen Feder- bzw. Dämpfungselementen, vor
zugsweise von (blockierbaren) Gas- und/oder Flüssigkeitsfe
dern, bevorzugt aus Aluminium und/oder Aluminium enthaltenden
Legierungen. So lassen sich mit ein und demselben Verfahren
bzw. ein und derselben Vorrichtung einfach und ohne konstruk
tiven Aufwand unterschiedlichste Bauteile erhalten und zu ei
ner Konstruktionseinheit montieren oder sogar miteinander ver
schweißen.
Beispielsweise kann das Werkstück 12 in Form eines gasundurch
lässigen Bodenstücks, das anhand der Fig. 7 beschrieben ist,
in das Werkstück 12' in Form eines Rohres mit einer Umbörde
lung 86, das im Zusammenhang mit der Fig. 8 erläutert ist,
eingesetzt werden. Die Werkstücke 12, 12' werden dann mitein
ander verschweißt. Die Schweißnaht 90 verläuft dabei im Be
reich der Umbördelung 86. Die so gebildete Baueinheit lässt
sich zum Beispiel als Innenrohr einer Gasfeder oder derglei
chen hydraulischen Federelementes verwenden. Das Werkstück
12", das in den Fig. 9A bis 9E näher dargestellt ist,
schließlich kann als Kolbenstange ebenfalls in eine Gasfeder
oder dergleichen hydraulischen Federelement eingebracht und
darin gasdicht montiert werden.
Claims (35)
1. Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Werkstücken
(12, 12', 12") aus einem unprofilierten Längsprofil (14,
14'), bei welchem das unprofilierte Längsprofil (14, 14')
zunächst durch mindestens eine wenigstens teilweise mit ei
nem Außenprofil (24, 24') versehene Walze (20, 20', 20")
zumindest teilweise beaufschlagt wird, derart, dass die be
handelte Oberfläche (16, 16') des Längsprofils (14, 14')
unter Druckeigenspannungen und die unter der behandelten
Oberfläche (16, 16') liegenden Zonen des Längsprofils (14,
14') unter Zugeigenspannungen in axialer und tangentialer
Richtung gesetzt werden, das unter Druck- und Zugeigenspan
nungen gesetzte Längsprofil (14, 14') dann zumindest teil
weise durch mindestens eine weitere Walze (70, 80) spanlos
mit einem Profil versehen wird und schließlich ein zumin
dest teilweise mit einem Profil versehener Abschnitt des
Längsprofils (14, 14') zur Bildung eines profilierten Werk
stücks (12, 12', 12") von dem Längsprofil (14, 14') abge
trennt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das
Längsprofil (14, 14') durch die Beaufschlagung durch die
mindestens eine wenigstens teilweise mit einem Außenprofil
(24, 24') versehene Walze (20, 20', 20") in axialer Rich
tung bewegt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
dass das Längsprofil (14, 14') durch mindestens eine, ins
besondere zwei jeweils, wenigstens teilweise mit einem Au
ßenprofil (24, 24') versehene Walzen (20, 20', 20''') aufeinanderfolgend
in entgegengesetzter Richtung beaufschlagt
wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn
zeichnet, dass das Längsprofil (14, 14') mit einer runden
Oberfläche (16) durch mindestens eine wenigstens teilweise
mit einem Außenprofil (24, 24') versehene Walze (20, 20',
20'''), die parallel zum Längsprofil (14, 14') angeordnet
und um deren Längsachse (22, 22', 22''') sowie um das
Längsprofil (14, 14') drehbar ist, beaufschlagt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn
zeichnet, dass das Längsprofil (14, 14') mit wenigstens ei
ner Bohrung (16') oder dergleichen Ausnehmung durch minde
stens eine wenigstens teilweise mit einem Außenprofil (24,
24') versehene Walze (20, 20'), die parallel zur Bohrung
(16') oder dergleichen Ausnehmung angeordnet und um deren
Längsachse (22, 22') sowie in der Bohrung (16') oder der
gleichen Ausnehmung drehbar ist, beaufschlagt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet,
dass das Längsprofil (14, 14') durch eine wenigstens teil
weise mit einem Außenprofil (24, 24') versehene Walze (20,
20', 20''') und wenigstens eine, insbesondere zwei, im We
sentlichen unprofilierte Walze/n (20"), die um das Längs
profil (14, 14') bzw. in der wenigstens einen Bohrung (16')
oder dergleichen Ausnehmung angeordnet sind, beaufschlagt
wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das
Längsprofil (14, 14') durch eine Walze (20''') mit einem
Außenprofil (24, 24') in Form von zu der Längsachse (22''')
der Walze (20''') in einem Winkel (α, α') angeordneten
ringförmigen Wülsten (26) und Ausnehmungen (28) bearbeitet
wird, wobei insbesondere die zu der Längsachse (22''') der
Walze (20''') in einem Winkel (α, α') angeordneten ring
förmigen Wülste (26) und Ausnehmungen (28) der Walze (20,
20') eine zueinander im Wesentlichen entgegengesetzte Vorlaufstellung
aufweisen.
8. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet,
dass das Längsprofil (14, 14') durch zwei jeweils wenig
stens teilweise mit einem Außenprofil (24, 24') versehene
Walzen (20, 20') und eine im Wesentlichen unprofilierte
Walze (20"), die um das Längsprofil (14, 14') bzw. in der
wenigstens einen Bohrung (16') oder dergleichen Ausnehmung
angeordnet sind, beaufschlagt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das
Längsprofil (14, 14') durch zwei Walzen (20, 20') mit einem
Außenprofil (24, 24') in Form von zu den Längsachsen (22,
22') der Walzen (20, 20') in einem Winkel (α, α') angeord
neten ringförmigen Wülsten (26) und Ausnehmungen (28) bear
beitet wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die
zwei Walzen (20, 20') in gleicher Drehrichtung angetrieben
werden, wenn die zu den Längsachsen (22, 22') der Walzen
(20, 20') in einem Winkel (α, α') angeordneten ringförmi
gen Wülste (26) und Ausnehmungen (28) der zwei Walzen (20,
20') eine zueinander im Wesentlichen entgegengesetzte Vor
laufstellung aufweisen.
11. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die
zwei Walzen (20, 20') in entgegengesetzter Drehrichtung an
getrieben werden, wenn die zu den Längsachsen (22, 22') der
Walzen (20, 20') in einem Winkel (α, α') angeordneten
ringförmigen Wülste (26) und Ausnehmungen (28) der zwei
Walzen (20, 20') eine zueinander im Wesentlichen gleiche
Vorlaufstellung aufweisen.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch ge
kennzeichnet, dass das unter Eigenspannungen gesetzte
Längsprofil (14, 14') oberflächenseitig verdichtet wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass
die Oberfläche (16, 16') des unter Eigenspannungen gesetz
ten Längsprofils (14, 14') bis zu einer Oberflächentiefe
von etwa 100 µm, insbesondere von etwa 1 bis 20 µm und vor
zugsweise von etwa 1 µm verdichtet wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch ge
kennzeichnet, dass das unter Eigenspannungen gesetzte
Längsprofil (14, 14') zumindest teilweise durch wenigstens
eine Profilwalze (70) mit einem Profil versehen wird.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass
das unter Eigenspannungen gesetzte Längsprofil (14, 14')
durch die wenigstens eine Profilwalze (70) mit einem Zap
fenprofil (74) versehen wird.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch ge
kennzeichnet, dass das unter Eigenspannungen gesetzte
Längsprofil (14, 14') zumindest teilweise durch wenigstens
eine Rillenwalze (80) mit einem Gewinde (81) versehen wird.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch ge
kennzeichnet, dass ein Ende (80) einer Bohrung (16') oder
dergleichen Ausnehmung eines Längsprofils (14, 14') oder
das vorlaufende Ende (88) eines hohlprofilierten Längspro
fils (14, 14') durch wenigstens eine Profilwalze (70) mit
einer Umbördelung (86) versehen wird.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch ge
kennzeichnet, dass das Längsprofil (14, 14') zu einem ver
kürzten Längsprofil (14, 14') abgelängt wird.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch ge
kennzeichnet, dass der abgetrennte Abschnitt des Längspro
fils (14, 14') und/oder das verkürzte Längsprofil (14, 14')
im Bereich der Abtrennung oberflächenbehandelt wird.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch ge
kennzeichnet, dass das unter Eigenspannungen gesetzte
Längsprofil (14, 14') und/oder das Werkstück (12, 12',
12") oder die wenigstens teilweise behandelte Oberfläche
(16) bzw. die wenigstens eine behandelte Bohrung (16') oder
dergleichen Ausnehmung des Längsprofils (14, 14') und/oder
des Werkstücks (12, 12', 12") mit einem Überzug aus Me
tall, wie Chrom, Kupfer oder dergleichen, und/oder aus ei
ner Metallegierung und/oder aus einer Farbe und/oder aus
Kunststoff beschichtet und/oder eloxiert und/oder galvani
siert und/oder gebeizt wird.
21. Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von Werkstüc
ken (12, 12', 12") aus einem unprofilierten Längsprofil
(14, 14') mit einer runden Oberfläche (16) zur Durchführung
des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 20, die eine
Einrichtung (18) zur Erzeugung von Eigenspannungen in dem
unprofilierten Längsprofil (14, 14') mit drei parallel und
um das Längsprofil (14, 14') angeordneten Walzen (20, 20',
20", 20'''), welche wenigstens teilweise mit einem das
Längsprofil (14, 14') beaufschlagenden Außenprofil (24,
24') in Form von zu der Längsachse (22, 22', 22''') der
Walze (20, 20', 20''') in einem Winkel (α, α') angeordne
ten ringförmigen Wülsten (26) und Ausnehmungen (28) verse
hen und jeweils einzeln um deren Längsachsen (22, 22',
22", 22''') sowie gemeinsam um das Längsprofil (14, 14')
drehbar sind, eine Einrichtung (68) zur spanlosen Ausbil
dung eines Profils an dem unter Eigenspannungen gesetzten
Längsprofil (14, 14') mit mindestens einer weiteren Walze
(70, 80) und eine Einrichtung (82) zur Abtrennung eines mit
einem Profil versehenen Abschnittes des Längsprofils (14,
14') zur Bildung eines profilierten Werkstücks (12, 12',
12") von dem Längsprofil (14, 14') umfasst.
22. Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von Werkstüc
ken (12, 12', 12") aus einem unprofilierten Längsprofil
(14, 14') mit wenigstens einer Bohrung (16') oder derglei
chen Ausnehmung zur Durchführung des Verfahrens nach einem
der Ansprüche 1 bis 20, die eine Einrichtung (18) zur Er
zeugung von Eigenspannungen in dem unprofilierten Längsprofil
(14, 14') mit mindestens zwei, insbesondere drei, par
allel und in der Bohrung (16') oder dergleichen Ausnehmung
angeordneten Walzen (20, 20', 20", 20'''), welche wenig
stens teilweise mit einem die Bohrung (16') oder derglei
chen Ausnehmung beaufschlagenden Außenprofil (24, 24') in
Form von zu der Längsachse (22, 22', 22''') der Walze (20,
20', 20''') in einem Winkel (α, α') angeordneten ringför
migen Wülsten (26) und Ausnehmungen (28) versehen und je
weils einzeln um deren Längsachsen (18, 22', 22", 22''')
sowie gemeinsam in der Bohrung (16') oder dergleichen Aus
nehmung des Längsprofils (14, 14') drehbar sind, eine Ein
richtung (68) zur spanlosen Ausbildung eines Profils an dem
unter Eigenspannungen gesetzten Längsprofil (14, 14') mit
mindestens einer weiteren Walze (70, 80) und eine Einrich
tung (82) zur Abtrennung eines mit einem Profil versehenen
Abschnittes des Längsprofils (14, 14') zur Bildung eines
profilierten Werkstücks (12, 12', 12") von dem Längsprofil
(14, 14') umfasst.
23. Vorrichtung nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeich
net, dass die Einrichtung (18) zur Eigenspannungserzeugung
mindestens eine Walze, insbesondere zwei, Walzen (20, 20',
20") mit einem das Werkstück (12, 12") beaufschlagenden
Außenprofil (24, 24') aufweist.
24. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass
die übrigen Walzen, insbesondere eine Walze (20"), unpro
filiert ausgebildet sind/ist.
25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 21 bis 24, dadurch ge
kennzeichnet, dass die mindestens eine, insbesondere zwei,
Walzen (20, 20', 20''') wenigstens teilweise mit einem das
Werkstück (12, 12") aufeinanderfolgend in entgegengesetz
ter Richtung beaufschlagenden Außenprofil (24, 24') verse
hen sind.
26. Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass
die eine Walze (20''') mit einem Außenprofil (24, 24') in
Form von zu der Längsachse (22''') der Walze (20''') in ei
nem Winkel (α, α') angeordneten ringförmigen Wülsten (26)
und Ausnehmungen (28) mit einer zueinander im Wesentlichen
entgegengesetzten Vorlaufstellung versehen ist.
27. Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass
zwei zueinander benachbarte Walzen (20, 20') mit einem Au
ßenprofil (24, 24') bei im Wesentlichen entgegengesetzter
Vorlaufstellung der Wülste (26) und Ausnehmungen (28) in
gleicher Drehrichtung und bei im Wesentlichen gleicher Vor
laufstellung der Wülste (26) und Ausnehmungen (28) in ent
gegengesetzter Drehrichtung antreibbar sind.
28. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 21 bis 27, dadurch ge
kennzeichnet, dass der Einrichtung (18) zur Eigenspannungs
erzeugung eine Einrichtung (56) zur Verdichtung der Ober
fläche des unter Eigenspannungen gesetzten Längsprofils
(14, 14') nachgeordnet ist.
29. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 21 bis 28, dadurch ge
kennzeichnet, dass die Einrichtung (66) zur spanlosen Aus
bildung eines Profils an dem unter Eigenspannungen gesetz
ten Längsprofil (14, 14') wenigstens eine Profilwalze (70)
umfasst.
30. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 21 bis 29, dadurch ge
kennzeichnet, dass die Einrichtung (68) zur spanlosen Aus
bildung eines Profils an dem unter Eigenspannungen gesetz
ten Längsprofil (14, 14') wenigstens eine Rillenwalze (80)
zur Bildung eines Gewindes (81) umfasst.
31. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 21 bis 30, dadurch ge
kennzeichnet, dass eine Schneideeinrichtung (66, 82) zur
Ablängung des Längsprofils (14, 14') vorgesehen ist.
32. Verwendung eines Verfahrens und/oder einer Vorrichtung nach
einem der vorhergehenden Ansprüche zur kontinuierlichen
Herstellung von Werkstücken (12, 12', 12") aus Aluminium
und/oder Aluminium enthaltenden Legierungen, wie AlMg4,5Mn,
AlMgSi0,5, AlMgSi, AlMg5, AlZn4,5Mg, AlCuMg, AlCuMg2,
AlZnMgCu0,5, AlZnMgCu1,5, AlCuMgPb, daraus.
33. Verwendung eines Verfahrens und/oder einer Vorrichtung nach
einem der vorhergehenden Ansprüche zur kontinuierlichen
Herstellung von profilierten, insbesondere gehärteten
und/oder beschichteten, Werkstücken (12, 12', 12") mit
runder Oberfläche (16) aus Vollmaterial, insbesondere von
Stangen, Kolbenstangen, Achsen, Wellen, Kurbelwellen, Noc
kenwellen oder sonstigen länglichen Bauteilen, mit oder oh
ne Zapfen und/oder mit oder ohne Gewindeabschnitten.
34. Verwendung des Verfahrens und/oder der Vorrichtung nach ei
nem der vorhergehenden Ansprüche zur Herstellung von, ins
besondere gasdichten, hydraulischen Feder- bzw. Dämpfungs
elementen, vorzugsweise von Gas- und/oder Flüssigkeitsfe
dern, bevorzugt aus Aluminium und/oder einer Aluminium ent
haltenden Legierung.
35. Verwendung eines Verfahrens und/oder einer Vorrichtung nach
einem der Ansprüche 1 bis 3 und 5 bis 20 sowie 22 bis 31
zur kontinuierlichen Herstellung von profilierten, insbe
sondere gehärteten und/oder beschichteten, Werkstücken
(12') mit Bohrungen (16') oder dergleichen Ausnehmungen,
insbesondere von Durchgangsbohrungen und/oder Sacklochboh
rungen, aus rohrförmigem Material, insbesondere von Rohren.
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