DE10115815A1 - Drückwalzverfahren und Vorrichtung zum Drückwalzen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Drückwalzverfahren, bei welchem ein Rohling auf einem Walzdorn einer Drückwalzmaschine angeordnet wird, der Rohling relativ zumindest einer Drückwalzrolle in Rotation versetzt wird, die mindestens eine Drückwalzrolle radial und/oder axial relativ zu dem Rohling zugestellt wird und der Rohling durch die Drückwalzrolle axial gelängt und zu einem Werkstück drückgewalzt wird. Das Verfahren ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, dass zum Ausgleich von Massschwankungen des Rohlings mindestens ein Ausgleichsbereich in das Werkstück eingeformt wird, dass vor und/oder während des Drückwalzens mit einer Messeinrichtung geometrische Daten des Rohlings bezw. des Werkstücks ermittelt werden, dass zur Erzielung einer gewünschten Endgeometrie des Werkstücks die geometrischen Parameter des mindestens einen Ausgleichsbereichs in Abhängigkeit der ermittelten geometrischen Daten individuell errechnet werden und dass mitels einer Steuereinrichtung die Zustellung der Drückwalzrolle entsprechend der errechneten geometrischen Parameter des Ausgleichsbereiches gesteuert wird, so daß unabhängig von Massschwankungen des Rohlings ein Werkstück mit der gewünschten Endgeometrie geformt wird. Die Erfindung berifft ferner eine Vorrichtung zum Drückwalzen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Drückwalzverfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zum Drückwalzen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 11.

Bei einem gattungsgemäßen Drückwalzverfahren wird ein Roh­ ling auf einem Walzdorn einer Drückwalzmaschine angeord­ net, der Rohling relativ zumindest einer Drückwalzrolle in Rotation versetzt, die mindestens eine Drückwalzrolle ra­ dial und/oder axial relativ zu dem Rohling zugestellt und der Rohling durch die Drückwalzrolle axial gelängt und zu einem Werkstück drückgewalzt.

Eine gattungsgemäße Vorrichtung zum Drückwalzen weist einen Walzdorn zum Aufnehmen eines Werkstücks, mindestens eine Drückwalzrolle, eine Antriebseinrichtung zum Erzeugen einer Rotation zwischen Werkstück und Drückrolle und eine Steuer­ einrichtung zum Steuern einer radialen und/oder axialen Zu­ stellung relativ zwischen Walzdorn und Drückwalzrolle auf.

Es kann dabei der Walzdorn rotierend angetrieben werden und die Drückwalzrolle radial und/oder axial an das Werkstück zugestellt werden. Möglich ist aber ebenfalls, dass eine rotierend angetriebene Drückwalzrolle oder eine Mehrzahl von Drückwalzrollen, welche auf einem rotierend angetrie­ benen Kranz angeordnet sind, radial und/oder axial an einen feststehenden oder ebenfalls rotierend angetriebenen Walz­ dorn zugestellt werden.

Derartige Verfahren und Vorrichtungen zum Drückwalzen sind bekannt und werden beispielsweise zum Zylinder-Drückwalzen von rotationssymmetrischen Präzisionshohlteilen eingesetzt.

Diese bekannten Verfahren zeichnen sich durch besondere Wirtschaftlichkeit aus, was im Wesentlichen begründet ist in der Materialeinsparung aufgrund spanloser Umformung, in der bei der Umformung entstehenden Kaltverfestigung des Ma­ terials und in den gegenüber spanenden Verfahren erheblich verkürzten Fertigungszeiten. Darüber hinaus läßt sich mit diesen Verfahren eine Vielfalt von Außenmantelformen her­ stellen, beispielsweise sind Konturabsätze, Übergangsra­ dien und konische Bereiche möglich.

Beim Zylinder-Drückwalzen lassen sich Wanddicken-Toleranzen von wenigen hundertstel Millimeter erzielen. Die üblicher­ weise eingesetzten zylindrischen Rohteile weisen jedoch in der Regel mehrere zehntel Millimeter Dickentoleranzen auf. Durch die individuell unterschiedliche Dicke der Rohlinge ergeben sich somit aufgrund der Volumenkonstanz des umzu­ formenden Material erhebliche Geometrie-, insbesondere Längenunterschiede, am Fertigteil. Es werden deshalb weite­ re Bearbeitungsschritte, insbesondere spanende Nachbearbei­ tungen, erforderlich. Dadurch steigen in erheblichem Maß der Maschinen-, Personal-, Zeit- und Materialaufwand und somit die Kosten für die fertigen Präzisionsteile.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, mit welcher Werkstücke mit besonders hoher Präzision gefertigt werden können.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruches 1 sowie durch eine Vorrichtung mit den Merk­ malen des Anspruches 10 gelöst.

Bevorzugte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens und vorteilhafte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in den Unteransprüchen beansprucht.

Ein Verfahren der oben angegebenen Art ist erfindungsgemäß dadurch weitergebildet, dass zum Ausgleich von Maßschwan­ kungen des Rohlings mindestens ein Ausgleichsbereich in das Werkstück eingeformt wird, dass vor und/oder während des Drückwalzens mit einer Messeinrichtung geometrische Daten des Rohlings bzw. des Werkstücks ermittelt werden, dass zur Erzielung einer gewünschten Endgeometrie des Werkstücks die geometrischen Parameter des mindestens einen Ausgleichsbe­ reichs in Abhängigkeit der ermittelten geometrischen Daten individuell errechnet werden und dass mittels einer Steuer­ einrichtung die Zustellung der Drückwalzrolle entsprechend den errechneten geometrischen Parametern des Ausgleichsbe­ reiches gesteuert wird, so dass unabhängig von Maßschwan­ kungen des Rohlings ein Werkstück mit der gewünschten End­ geometrie geformt wird.

Als Kernidee der Erfindung kann angesehen werden, dass jeder Rohling in Abhängigkeit der konkret vorliegenden Maß­ schwankung individuell gefertigt wird. Hierzu werden erfin­ dungsgemäß vor und/oder während des Drückwalzens bestimmte geometrische Daten des Rohlings bzw. des Werkstücks er­ mittelt. Anschließend wird auf Grundlage dieser geometri­ schen Daten ein individueller Ausgleichsbereich in das Werkstück eingearbeitet. Es kann somit der bedeutende Vor­ teil erzielt werden, dass, unabhängig von eventuell vor­ liegenden Maßschwankungen des Rohlings, das Werkstück immer eine gewünschte Endgeometrie aufweist.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil besteht darin, dass mit dem erfindungsgemäßen Verfahren Werkstücke mit so hoher Präzision gefertigt werden können, dass nachfolgende Be­ arbeitungsschritte, insbesondere spanende Nachbearbeitungen, entfallen können. Hierdurch werden Einsparungen des Zeit-, Personal- und Maschinenaufwands in hohem Umfang ermöglicht.

Bei einer bevorzugten Weiterbildung des Verfahrens wird der mindestens eine Ausgleichsbereich in einem für eine Funk­ tionalität des Werkstücks unkritischen Bereich des Werk­ stücks eingearbeitet. Hierdurch kann der Vorteil erzielt werden, dass die Funktionalität der Werkstücke, unabhän­ gig davon, wie der Ausgleichsbereich jeweils individuell geformt ist, erhalten bleibt.

Als geometrische Daten können vorzugsweise wenigstens eine axiale Länge des Rohlings bzw. des Werkstücks, insbesondere mehrmals, bestimmt werden. Da die Wanddicke des Werkstücks beim Auswalzen zumeist deutlich reduziert, das Werkstück also stark gelängt wird, hängt die axiale Länge empfind­ lich von eventuell vorliegenden Maßschwankungen des Roh­ lings ab, so dass aufgrund dieser Größe die geometrischen Parameter des Ausgleichsbereichs sehr genau bestimmt wer­ den können.

Unter Zuhilfenahme geeigneter Wegmesssysteme, deren Mess­ daten von einem Zentralrechner verarbeitet werden, lassen sich also erfindungsgemäß im laufenden Fertigungsprozess auftretende Wanddickentoleranzen beherrschen.

Es können als geometrische Daten aber auch ein Durchmesser und/oder eine Wanddicke des Rohlings bzw. des Werkstücks bestimmt werden. Dadurch kann die Genauigkeit der Bestim­ mung der Parameter des Ausgleichsbereichs erhöht werden.

Neben den geometrischen Daten können weitere Messungen am Rohling bzw. am Werkstück durchgeführt werden. Beispiels­ weise kann vor, während und/oder nach dem Drückwalzen eine Temperatur des Werkstücks bestimmt werden.

Darüber hinaus kann während des Drückwalzens auch ein Druck in dem Werkstück, insbesondere in axialer Richtung, ermit­ telt werden.

Von Druck und Temperatur hängt die konkrete Geometrie des Werkstücks empfindlich ab, so dass eine Aufzeichnung dieser Parameter eine weitere Steigerung der Fertigungspräzision ermöglicht.

Vorzugsweise werden dabei die ermittelte Temperatur und/oder der ermittelte Druck der Rechnereinrichtung zugeführt und gehen in die Berechnung der geometrischen Parameter des Ausgleichsbereichs ein.

Bei einer bevorzugten Variante des erfindungsgemäßen Ver­ fahrens wird der Ausgleichsbereich als zylindrischer Be­ reich und/oder als mindestens ein abgeschrägter Bereich, geformt. Diese Formen sind zum einen in einfacher Weise auf einer Drückwalzmaschine herstellbar und außerdem können die geometrischen Parameter dieser Formen in besonders einfacher Weise errechnet werden.

Je nach Konstruktion des Werkstückes können aber auch andere, prinzipiell beliebig geformte Ausgleichsbereiche realisiert werden.

Wenn die Maßschwankungen der Rohlinge besonders groß sind, kann vorgesehen sein, dass mehrere Ausgleichsbereich in das Werkstück eingearbeitet werden. Dies kann außerdem vorteil­ haft sein, wenn erwünscht ist, dass die Variation von geo­ metrischen Parametern eines Ausgleichsbereichs von Werk­ stück zu Werkstück nicht zu groß sein sollte.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann als Gleichlauf- und auch als Gegenlaufverfahren durchgeführt werden.

Eine Vorrichtung der oben angegebenen Art ist erfindungsge­ mäß dadurch weitergebildet, dass mindestens eine Messein­ richtung zur Bestimmung von geometrischen Daten des Werk­ stücks vorgesehen ist, dass die Messeinrichtung mit einer Rechnereinrichtung verbunden ist, die zum Errechnen von geometrischen Parametern eines Ausgleichsbereichs ausge­ legt ist, welcher zum individuellen Ausgleich von Maß­ schwankungen des Rohlings in das Werkstück eingearbeitet wird, und dass mittels der Steuereinrichtung die Zustel­ lung der Drückwalzrolle steuerbar ist, so dass der Aus­ gleichsbereich des Werkstücks in Abhängigkeit der von der Rechnereinrichtung individuell errechneten geometrischen Parameter ausgebildet ist.

Die Vorrichtung, die auch als Drückwalzmaschine bezeichnet werden kann, kann dabei bahn- und/oder druckgesteuert be­ trieben werden. Mit Hilfe der NC-Technik lassen sich bahn­ gebende Drückwalzoperationen sowie die exakte Positionie­ rung der Drückwalzrollen in der Längs- und Querachse reali­ sieren.

Vorzugsweise weist die Messeinrichtung mindestens einen Wegaufnehmer auf. Hierbei kann es sich um einen optischen, akustischen und/oder einen Sensor zur Ermittlung der elek­ trischen Leitfähigkeit handeln.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind mehrere Wegaufnehmer vorgesehen, welche insbesondere axial voneinander beabstandet angeordnet sind. Dies ermöglicht in vorteilhafter Weise eine mehrmalige Be­ stimmung, beispielsweise einer axialen Länge des Werk­ stück, im Verlauf des Drückwalzverfahrens.

Zur Erhöhung der Informationsgrundlage für die Berechnung der geometrischen Parameter des Ausgleichsbereichs kann aber auch vorgesehen sein, dass die Messeinrichtung einen Sensor zur Bestimmung eines Durchmessers des Werkstücks und/oder einer Wandstärke des Werkstücks aufweist.

Außerdem können Messgeräte oder -sensoren zur Ermittlung weiterer physikalischer Größen vorgesehen sein, so dass das Werkstück noch genauer charakterisiert und das Fertigungs­ verfahren unter noch besser definierten Bedingungen durch­ geführt werden kann.

Beispielsweise kann zur Bestimmung einer Temperatur des Werkstücks ein Temperatursensor oder es kann zur Bestimmung eines Drucks in dem Werkstück, insbesondere in einer axia­ len Richtung, ein Drucksensor vorgesehen sein.

Weitere Merkmale, Eigenschaften und Vorteile des erfin­ dungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßigen Vor­ richtung werden im Folgenden anhand der schematischen Zeichnungen erläutert.

In diesen Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine axiale Querschnittsansicht eines Rohlings;

Fig. 2 bis 4 axiale Querschnittsansichten von Werkstücken, welche aus Rohlingen mit unterschiedlichen Maß­ schwankungen drückgewalzt wurden;

Fig. 5 bis 7 axiale Querschnittsansichten von Werkstücken mit individuell ausgebildeten Ausgleichsberei­ chen;

Fig. 8 bis 10 axiale Querschnittsansichten von weiteren Werkstücken mit individuell ausgebildeten Aus­ gleichsbereichen;

Fig. 11 schematische Teilquerschnittsansichten eines Roh­ lings bzw. eines Werkstücks sowie einer erfin­ dungsgemäßen Vorrichtung in unterschiedlichen Stadien des erfindungsgemäßen Verfahrens;

Fig. 12 schematische Teilquerschnittsansichten eines wei­ teren Rohlings bzw. eines weiteren Werkstücks so­ wie der erfindungsgemäßen Vorrichtung aus Fig. 11 in unterschiedlichen Stadien des erfindungsgemäßen Verfahrens; und

Fig. 13 schematische Teilquerschnittsansichten eines wei­ teren Rohlings bzw. eines weiteren Werkstücks so­ wie der erfindungsgemäßen Vorrichtung aus Fig. 11 in unterschiedlichen Stadien des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Fig. 1 zeigt eine axiale Querschnittsansicht eines röhren­ förmigen Rohlings 12 mit einer axialen Länge Lo, einem In­ nendurchmesser di, einem Außendurchmesser da und mit einer Wandstärke So. Die in den Figuren angegebenen Bemaßungen sind jeweils in Millimetern zu verstehen.

Die Wandstärke So des Rohlings 12 weist eine Toleranz von +/- 0,12 mm auf.

Wie anhand der folgenden Fig. 2 bis 4 dargestellt wird, wirkt sich diese Toleranz in drastischer Weise auf eine axiale Länge L1 eines fertiggestellten Werkstücks 14 aus.

Fig. 2 zeigt in einer axialen Querschnittsansicht ein aus einem Rohling 12 in einer axialen Richtung Z ausgewalztes Werkstück 14. Die Wandstärke So des dabei verwendeten Roh­ lings 12 lag an der unteren Grenze des Toleranzbereichs aus Fig. 1.

In den Fig. 3 und 4 sind in axialen Querschnittsansich­ ten weitere Werkstücke 14 dargestellt, bei welchen die Wandstärke So der verwendeten Rohlinge 12 in der Mitte bzw. am oberen Rand des Toleranzbereichs aus Fig. 1 lagen.

Den Fig. 2 bis 4 kann sehr anschaulich entnommen werden, dass sich individuell vorliegende Maßschwankungen der Roh­ linge 12, im hier gezeigten Fall die Schwankung der Wand­ stärke So, sehr stark auf die Geometrie, etwa auf die axia­ le Länge L1 der ausgewalzten Werkstücke 14 auswirken. Bei­ spielsweise unterscheidet sich die axiale Länge L1 des Werkstücks 14 aus Fig. 2 im Vergleich zum Werkstück aus Fig. 4 um knapp 8%.

In den Fig. 5 bis 7 sind in axialen Querschnittsansich­ ten Werkstücke 14 dargestellt, bei welchen in einem für eine Funktionalität des Werkstücks 14 unkritischen Bereich erfindungsgemäß Ausgleichsbereiche 26 jeweils individuell eingearbeitet wurden.

Die Ausgleichsbereiche 26 weisen jeweils einen zylindri­ schen Bereich A sowie einen als Auslaufschräge X1, X2, X3 ausgebildeten abgeschrägten Bereich auf. Alle Werkstücke 14 der Fig. 5 bis 7 weisen einen identisch ausgebildeten zylindrischen Bereich L zwischen dem in den Fig. 5 bis 7 rechten Ende des Werkstücks 14 und dem Ausgleichsbereich 26 auf. Weiterhin ist bei den Werkstücken 14 der Fig. 5 bis 7 ein zylindrischer Bereich A mit einer identischen axialen Länge und einer identischen Wandstärke S2 ausgebildet.

Zum Ausgleich von Maßschwankungen des jeweils verwendeten Rohlings 12 sind die Auslaufschrägen X1, X2, X3, welche sich ausgehend von Punkt Y an den zylindrischen Bereich A anschließen, individuell ausgebildet.

Für das Werkstück 14 aus Fig. 6 wurde ein Rohling 12 ver­ wendet, bei welchem die Wandstärke So in der Mitte des To­ leranzbereichs aus Fig. 1 lag. Die Werkstücke 14 in Fig. 5 und 7 wurden dagegen aus Rohlingen 12 mit Wandstärken So am oberen bzw. am unteren Ende des Toleranzbereichs aus Fig. 1 drückgewalzt.

Entsprechend der oberhalb des Mittelwerts liegenden Wand­ stärke So des verwendeten Rohlings 12 weist das Werkstück 14 aus Fig. 5 eine gegenüber der axialen Ausdehnung der Auslaufschräge X2 aus Fig. 6 verkürzte Auslaufschräge X1 auf. Analog ist die Auslaufschräge X3 des Werkstücks 14, für welches ein Rohling mit einer unter dem Mittelwert lie­ genden Wandstärke So verwendet wurde, gegenüber X2 verlän­ gert.

Um eine Fertigungsendlänge L1 der Werkstücke 14 trotz der auftretenden Maßschwankungen der Rohlinge 12 konstant zu halten, werden also erfindungsgemäß Ausgleichsbereiche 26, die auch als Toleranzausgleichsbereiche bezeichnet werden können, bei der Fertigung oder Konstruktion der Werkstücke 14 oder Fertigungsteile berücksichtigt. In diesen Aus­ gleichsbereichen 26 werden Toleranzunterschiede entspre­ chend ihrer Auswirkung auf die Fertigungsendlänge L1 durch Messen während des Umformprozesses berücksichtigt.

Auch kann eine nachfolgende mechanische Bearbeitung an den Öffnungsdurchmessern genau in der axialen Gesamtlänge L1 mit berücksichtigt werden.

Bei den in den Fig. 5, 6 und 7 dargestellten Auslauf­ schrägen X1, X2, X3 wird am Punkt Y, welcher immer den gleichen Abstand zum rechten Öffnungsdurchmesser besitzt, eine Messung am abgestreckten Teil vorgenommen. Unter Be­ rücksichtigung des Verfahrweges einer Spindel in Z-Rich­ tung errechnet ein Rechner über eine Volumengleichung die Ist-Abweichung und legt somit die axiale Ausdehnung der Auslaufschrägen X1, X2, X3 fest.

Der verwendeten Volumengleichung liegt dabei die Volumen­ konstanz des umgeformten Materials sowie die Konstanz des Innendurchmessers des Werkstücks zugrunde.

Im Ergebnis werden durch die erfindungsgemäße Einarbeitung von individuell ausgebildeten Ausgleichsbereichen 26 Werk­ stücke 14 mit identischen axialen Längen L1 erzielt.

Weitere Beispiele von individuell angepassten Ausgleichs­ bereichen 26 sind in den Fig. 8 bis 10 dargestellt. Hier sind wiederum Werkstücke 14 in axialen Querschnittsansich­ ten gezeigt, welche ausgehend von Rohlingen 12 mit unter­ schiedlicher Wanddicke So mit dem erfindungsgemäßen Verfah­ ren gefertigt wurden.

Wie in Fig. 5 bis 7 weisen die Werkstücke 14 jeweils iden­ tische zylindrische Bereiche L auf, an die sich jeweils in­ dividuell ausgebildete Ausgleichsbereiche 26 anschließen. Die Ausgleichsbereiche 26 bestehen wiederum jeweils aus ei­ nem zylindrischen Bereich A1, A2, A3 sowie einer sich daran nach Punkt Y anschließenden Auslaufschräge X1, X2 und X3.

Im Unterschied zu den Werkstücken 14 der Fig. 5 bis 7 wurden bei den Werkstücken 14 der Fig. 8 bis 10 sowohl die Auslaufschrägen X1, X2, X3 als auch die zylindrischen Bereiche A1, A2, A3 der Ausgleichsbereiche 26 individuell an die jeweils vorliegende Maßschwankung des verwendeten Rohlings 12 angepasst.

Auch hier werden identische axialen Längen L1 der fertig­ gestellten Werkstücke 14 erzielt.

An Beispielen zur Herstellung von gewichtsoptimierten Rä­ dern, die im Gegenlauf-Drückwalzverfahren hergestellt wer­ den, wird die Erfindung in den Fig. 11, 12 und 13 weiter erläutert.

Beim Gegenlauf-Drückwalzen wird ein Rohling 12, bei welchem es sich um einen Büchsen- oder Rohrabschnitt handeln kann, über einen Walzdorn 16 bis zu einer Einspannstelle gescho­ ben und dort von einem Mitnahmering 42 erfasst, der mit gehärteten Zähnen versehen sein kann.

Eine Axialkraft einer oder mehrerer Drückwalzrollen 18 presst den Rohling 12 auf ein Zahnsegment und versetzt ihn hierdurch in eine Drehbewegung. Der Werkstoff fließt bei der Umformung unter den Drückwalzrollen 18 durch in Richtung des freien Walzendornes und hierüber hinaus in einen freien Arbeitsraum der Maschine. Längsvorschub und Fließrichtung sind einander also entgegengerichtet.

Gleichwohl kann diese Erfindung für Druck- und andere Drückwalzoperationen eingesetzt werden. Auch Kombinationen von Längen-, Durchmesser-, Druck- und Temperaturmessungen sind je nach Anwendungsfall möglich.

In den Fig. 11, 12 und 13 sind Teile einer erfindungs­ gemäßen Vorrichtung sowie in Teilquerschnittsansichten Roh­ linge 12 und Werkstücke 14 in verschiedenen Stadien des er­ findungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Die Rohlinge 12 der Fig. 11, 12 und 13 weisen dabei jeweils unterschiedliche Wanddicken auf.

Identische Komponenten sind jeweils mit denselben Bezugs­ zeichen gekennzeichnet.

Die Teilquerschnittsansichten zu Verfahrensschritt 1 zeigen jeweils einen auf einem Walzdorn 16 angeordenten Rohling 12, der mit einem Mitnahmering 42 in Anschlag kommt. Es wird sodann der Walzdorn 16 rotierend angetrieben und meh­ rere Drückwalzrollen 18, von denen eine beispielhaft darge­ stellt ist, werden radial an den Rohling 12 zugestellt.

Die axiale Zustellung erfolgt durch Verfahren des Walzdorns in Z-Richtung.

Zur Ermittlung der axialen Länge des Werkstücks in ver­ schiedenen Stadien des erfindungsgemäßen Verfahrens sind an der Vorrichtung mehrere Wegaufnehmer 46, 48, 50, 52 vorge­ sehen. Diese Wegaufnehmer 46, 48, 50, 52, bei welchen es sich insbesondere um optische Sensoren handeln kann, sind axial voneinander beabstandet an Positionen Z1, Z2, Z3, Z4 angeordnet.

Zunächst wird mit Hilfe der Drückwalzrollen 18 in das Werk­ stück 14 ein Bereich 28 mit reduzierter Wanddicke eingear­ beitet. Durch diesen Bereich 28 wird zusammen mit einem später einzuformenden Ausgleichsbereich 26 beim fertigen Werkstück 14 eine annähernd symmetrische Massenverteilung erzielt.

Anhand der von den Wegaufnehmern 46, 48, 50, 52 im Verlauf des Drückwalzens ermittelten axialen Längen des Werkstücks 14 werden erfindungsgemäß die geometrischen Parameter eines Ausgleichsbereichs 26 individuell errechnet und die Drück­ walzrollen 18 werden entsprechend der errechneten Parameter axial und radial an das Werkstück 14 zugestellt.

Insgesamt wird beim Auswalzen des Rohlings 12 zum fertigen Werkstück 14 der Mitnahmering 42 um einen Gesamtverfahrweg in Z-Richtung 44 gegenüber der Drückwalzrolle 18 zuge­ stellt.

Im Verfahrensschritt 1 wird die Drückwalzrolle 18 in einem Abstand von 32,3 mm vom rechten Öffnungsdurchmesser ange­ setzt. In Schritt 2 wird eine erste Anlaufschräge des Be­ reichs 28 ausgebildet.

In Schritt 3 befindet sich die Drückwalzrolle 18 in einem zylindrischen Abschnitt des Bereichs 28, wobei im Abstand von 63,87 mm von der Drückwalzrolle 18 an der Position Z1 der Wegaufnehmer 46 als erste Messstelle angeordnet ist. Anschließend wird eine Auslaufschräge des Bereichs 28 in das Werkstück 14 eingeformt.

In Schritt 4 ist eine Auslaufschräge von 8,18 mm Länge fertig eingeformt. In Schritt S hat das Werkstück 14 den an der Position Z2 angeordneten zweiten Wegaufnehmer 48 er­ reicht. Im Abstand von 98,7 mm beginnt eine erste Einlauf­ schräge eines Ausgleichsbereichs 26 bis auf einen Wand­ dickenquerschnitt von 1,92 mm.

In Schritt 6 hat das Werkstück 14 den dritten Wegaufnehmer 50 an der Position Z3 erreicht, welcher sich in einem Ab­ stand von 167,9 mm von der Drückwalzrolle 18 befindet. Es wird nun von einem Rechner basierend auf dem gemessenen Fahrweg in Z-Richtung und unter Berücksichtigung der Mess­ daten des Wegaufnehmers 50 an der Position Z3 über die Vo­ lumengleichung die Parameter für eine Auslaufschräge des Ausgleichsbereichs 26 ermittelt, um eine Gesamtwerkstück­ länge von 204,5 mm zu erreichen. Gleichzeitig wird aus der ermittelten Daten die Position Z4 eines vierten, variabel positionierbaren Wegaufnehmers 52 eingestellt.

Mit Hilfe des vierten Wegaufnehmers 52 an der Position Z4 kann eine gewünschte axiale Endlänge des fertiggestellten Werkstücks 14 verifiziert werden.

In Schritt 7 ist beim Erreichen des vierten Wegaufnehmers 52 an der Position Z4 der Drückwalzvorgang beendet und das Werkstück 14 hat seine gewünschte Länge von 204,5 mm er­ reicht.

In den Fig. 12 und 13 ist das erfindungsgemäße Verfah­ ren in analoger Weise wie in Fig. 11 für Rohlinge 12 mit unterschiedlichen Maßschwankungen dargestellt. Die Verfah­ rensschritte 1 bis 8 der Fig. 12 und 13 entsprechen den­ jenigen der Fig. 11, weshalb auf eine detaillierte Be­ schreibung hier verzichtet wird.

Für die verschiedenen Rohlinge 12 der Fig. 11, 12 und 13, die jeweils unterschiedliche Ausgangsmaße aufweisen, werden im Ergebnis wiederum Werkstücke 14 mit identischer axialer Länge erzielt.

Claims (15)

1. Drückwalzverfahren, bei welchem

• - ein Rohling (12) auf einem Walzdorn (16) einer Drückwalzmaschine angeordnet wird,
• - der Rohling (12) relativ zu mindestens einer Drückwalzrolle (18) in Rotation versetzt wird,
• - die mindestens eine Drückwalzrolle (18) radial und/oder axial relativ zu dem Rohling (12) zugestellt wird und
• - der Rohling (12) durch die Drückwalzrolle (18) axial gelängt und zu einem Werkstück (14) drückgewalzt wird,

dadurch gekennzeichnet,

• - dass zum Ausgleich von Maßschwankungen des Roh­ lings (12) mindestens ein Ausgleichsbereich (26) in das Werkstück (14) eingeformt wird,
• - dass vor und/oder während des Drückwalzens mit einer Messeinrichtung geometrische Daten des Rohlings (12) bzw. des Werkstücks (14) ermittelt werden,
• - dass zur Erzielung einer gewünschten Endgeome­ trie des Werkstücks (14) die geometrischen Para­ meter des mindestens einen Ausgleichsbereichs (26) in Abhängigkeit der ermittelten geometri­ schen Daten individuell errechnet werden und
• - dass mittels einer Steuereinrichtung die Zustel­ lung der Drückwalzrolle (18) entsprechend den errechneten geometrischen Parametern des Ausgleichs­ bereiches (26) gesteuert wird, so dass unabhängig von Maßschwankungen des Rohlings (12) ein Werk­ stück (14) mit der gewünschten Endgeometrie geformt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Ausgleichsbereich (26) in einem für eine Funktionalität des Werkstücks (14) unkritischen Bereich des Werkstücks (14) eingearbeitet wird.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als geometrische Daten wenigstens eine axiale Länge (L0; L1) des Rohlings (12) bzw. des Werkstücks (14), insbesondere mehrmals, bestimmt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass als geometrische Daten ein Durchmesser (da) und/oder eine Wanddicke (50; 51) des Rohlings (12) bzw. des Werkstücks (14) bestimmt werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass vor, während und/oder nach dem Drückwalzen eine Temperatur des Werkstücks (14) bestimmt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass während des Drückwalzens ein Druck in dem Werk­ stück (14), insbesondere in axialer Richtung (Z), er­ mittelt wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die ermittelte Temperatur und/oder der ermittelte Druck der Rechnereinrichtung zugeführt werden und in die Berechnung der geometrischen Parameter des Aus­ gleichsbereichs (26) eingehen.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgleichsbereich (26) als zylindrischer Be­ reich (A; A1; A2; A3) und/oder als mindestens ein abgeschrägter Bereich (X1; X2; X3) geformt wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Ausgleichsbereiche (26) in das Werkstück (14) eingearbeitet werden.

10. Vorrichtung zum Drückwalzen mit

• - einem Walzdorn (16) zum Aufnehmen eines Werk­ stücks (14),
• - mindestens einer Drückwalzrolle (18),
• - einer Antriebseinrichtung zum Erzeugen einer Rotation zwischen Werkstück (14) und Drückwalz­ rolle (18) und
• - einer Steuereinrichtung zum Steuern einer radialen und/oder axialen Zustellung relativ zwischen Walzdorn (16) und Drückwalzrolle (18),

dadurch gekennzeichnet,

• - dass mindestens eine Meßeinrichtung zur Bestim­ mung von geometrischen Daten des Werkstücks (14) vorgesehen ist,
• - dass die Meßeinrichtung mit einer Rechnereinrichtung verbunden ist, die zum Errechnen von geometrischen Parametern eines Ausgleichsbereichs (26) ausgelegt ist, welcher zum individuellen Ausgleich von Maßschwankungen des Rohlings (12) in das Werkstück (14) eingearbeitet wird, und
• - dass mittels der Steuereinrichtung die Zustellung der Drückwalzrolle (18) steuerbar ist, so dass der Ausgleichsbereich (26) des Werkstücks (14) in Abhängigkeit der von der Rechnereinrichtung indivi­ duell errechneten geometrischen Parameter ausge­ bildet ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung mindestens einen Wegaufnehmer (46, 48, 50, 52) aufweist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Wegaufnehmer (46, 48, 50, 52) vorgesehen sind, welche insbesondere axial voneinander beabstandet angeordnet sind.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung einen Sensor zur Bestimmung eines Durchmessers des Werkstücks (14) und/oder einer Wandstärke (S1) des Werkstücks (14) aufweist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bestimmung einer Temperatur des Werkstücks (14) ein Temperatursensor vorgesehen ist.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bestimmung eines Drucks in dem Werkstück (14), insbesondere in einer axialen Richtung (Z), ein Drucksensor vorgesehen ist.