DE10115815C2 - Drückwalzverfahren und Vorrichtung zum Drückwalzen - Google Patents
Drückwalzverfahren und Vorrichtung zum DrückwalzenInfo
- Publication number
- DE10115815C2 DE10115815C2 DE10115815A DE10115815A DE10115815C2 DE 10115815 C2 DE10115815 C2 DE 10115815C2 DE 10115815 A DE10115815 A DE 10115815A DE 10115815 A DE10115815 A DE 10115815A DE 10115815 C2 DE10115815 C2 DE 10115815C2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- workpiece
- blank
- pressure
- compensation
- rolling
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D22/00—Shaping without cutting, by stamping, spinning, or deep-drawing
- B21D22/14—Spinning
- B21D22/18—Spinning using tools guided to produce the required profile
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
- B21C37/00—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape
- B21C37/06—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape of tubes or metal hoses; Combined procedures for making tubes, e.g. for making multi-wall tubes
- B21C37/15—Making tubes of special shape; Making tube fittings
- B21C37/16—Making tubes with varying diameter in longitudinal direction
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
- B21C51/00—Measuring, gauging, indicating, counting, or marking devices specially adapted for use in the production or manipulation of material in accordance with subclasses B21B - B21F
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21H—MAKING PARTICULAR METAL OBJECTS BY ROLLING, e.g. SCREWS, WHEELS, RINGS, BARRELS, BALLS
- B21H1/00—Making articles shaped as bodies of revolution
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft ein Drückwalzverfahren nach dem
Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zum
Drückwalzen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 10.
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 axial relativ zu dem Rohling zugestellt und der
Rohling durch die Drückwalzrolle axial gelängt und zu einem
Werkstück drückgewalzt.
Ein gattungsgemäßes Drückwalzverfahren ist aus der DE 34 02 301 A1
bekannt. Bei diesem Verfahren können an der Drück
rolle radiale, axiale und tangentiale Kraftkomponenten ge
messen werden. Die ermittelten Messwerte dienen zur Rege
lung des Drückwalzvorganges.
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 axialen Zustel
lung 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 angetriebenen
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 vorliegenden
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 Toleranzereichs 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 Drück- 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 vorgesehen.
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 5 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 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.
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 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 (S0; S1) 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 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.
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 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.
Priority Applications (7)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10115815A DE10115815C2 (de) | 2001-01-04 | 2001-03-30 | Drückwalzverfahren und Vorrichtung zum Drückwalzen |
US10/239,214 US6817219B2 (en) | 2001-01-04 | 2001-11-08 | Flospinning method and device for carrying out flospinning |
EP01272628A EP1347849B1 (de) | 2001-01-04 | 2001-11-08 | Drückwalzverfahren und vorrichtung zum drückwalzen |
DE50106350T DE50106350D1 (de) | 2001-01-04 | 2001-11-08 | Drückwalzverfahren und vorrichtung zum drückwalzen |
JP2002554247A JP4055850B2 (ja) | 2001-01-04 | 2001-11-08 | フローフォーミング方法および装置 |
ES01272628T ES2243401T3 (es) | 2001-01-04 | 2001-11-08 | Procedimiento de fluotorneado y dispositivo de fluotorneado. |
PCT/EP2001/012946 WO2002053307A1 (de) | 2001-01-04 | 2001-11-08 | Drückwalzverfahren und vorrichtung zum drückwalzen |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10100200 | 2001-01-04 | ||
DE10115815A DE10115815C2 (de) | 2001-01-04 | 2001-03-30 | Drückwalzverfahren und Vorrichtung zum Drückwalzen |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE10115815A1 DE10115815A1 (de) | 2001-10-04 |
DE10115815C2 true DE10115815C2 (de) | 2002-10-31 |
Family
ID=7669766
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE10115815A Expired - Fee Related DE10115815C2 (de) | 2001-01-04 | 2001-03-30 | Drückwalzverfahren und Vorrichtung zum Drückwalzen |
DE50106350T Expired - Lifetime DE50106350D1 (de) | 2001-01-04 | 2001-11-08 | Drückwalzverfahren und vorrichtung zum drückwalzen |
Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE50106350T Expired - Lifetime DE50106350D1 (de) | 2001-01-04 | 2001-11-08 | Drückwalzverfahren und vorrichtung zum drückwalzen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (2) | DE10115815C2 (de) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE202005017822U1 (de) | 2005-11-14 | 2006-04-06 | Schneider, Michael | Scheibe mit Schlüssellöchern, Sicherungsbügel und Stangen zur Konstruktion geodätischer Gerüststrukturen |
DE102005056628A1 (de) * | 2005-11-25 | 2007-06-06 | Eska Flowform Gmbh | Hohlwelle aus einem metallischen Werkstoff und Verfahren zum Herstellen einer derartigen Hohlwelle |
DE102007041149B3 (de) * | 2007-08-30 | 2009-04-02 | Technische Universität Dresden | Verfahren und Vorrichtung zum Querwalzen abgestufter Hohlwellen oder zylindrischer Hohlteile aus einem Rohr |
DE202018100889U1 (de) | 2018-02-16 | 2018-04-24 | Leifeld Metal Spinning Ag | Umformmaschine |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3402301A1 (de) * | 1984-01-24 | 1985-08-01 | Fritz Prof. Dr.-Ing. 5450 Neuwied Fischer | Vorrichtung und verfahren zum drueckwalzen |
-
2001
- 2001-03-30 DE DE10115815A patent/DE10115815C2/de not_active Expired - Fee Related
- 2001-11-08 DE DE50106350T patent/DE50106350D1/de not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3402301A1 (de) * | 1984-01-24 | 1985-08-01 | Fritz Prof. Dr.-Ing. 5450 Neuwied Fischer | Vorrichtung und verfahren zum drueckwalzen |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE50106350D1 (de) | 2005-06-30 |
DE10115815A1 (de) | 2001-10-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2131974B1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur bearbeitung einer verzahnung an einem sinterteil | |
DE69932765T2 (de) | Rundbacken-Formwalzvorrichtung | |
DE19928500A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur automatischen Messung von Prozess- und Werkstückkennwerten beim Schleifen von Zahnrädern | |
EP0151976A2 (de) | Vorrichtung und Verfahren zum Drückwalzen | |
DE102017000072A1 (de) | Verfahren zum automatischen Bestimmen der geometrischen Abmessungen eines Werkzeuges in einer Verzahnmaschine | |
DE19840738C2 (de) | Verfahren zur Semifinish- oder Finishbearbeitung von Oberflächen rotationssymmetrischer Abschnitte von Werkstücken aus hartem oder gehärtetem Werkstoff und Drehwerkzeug zur Durchführung des Verfahrens | |
EP0955110B1 (de) | Verfahren zum Drückwalzen und Drückwalzvorrichtung | |
DE3211489A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur korrektur von sollform-abweichungen platisch verformbarer gegenstaende | |
CH685542A5 (de) | Verfahren zum Herstellen eines hohlen Werkstücks, das wenigstens innen gerade oder schräg zur Werkstückachse profiliert ist. | |
DE10115815C2 (de) | Drückwalzverfahren und Vorrichtung zum Drückwalzen | |
EP1347849B1 (de) | Drückwalzverfahren und vorrichtung zum drückwalzen | |
EP1442808A2 (de) | Walzstange | |
DE3110433A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zum umformen von insb. metallischen werkstuecken, wie verzahnungen, wellen, zylindrischen laufflaechen u.a. | |
WO1997037809A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zum befestigen von zähnen an rohlingen | |
DE19629738C2 (de) | Verfahren zum Herstellen rotationssymmetrischer Körper mit Nabe | |
DE102010046737B4 (de) | Verfahren zum Aufbringen einer Profilierung mittels Kaltwalzen in einer Kaltwalzmaschine mit Steuerung | |
DE102019113302B4 (de) | Werkzeug und Verfahren zum Herstellen von Umformteilen mit zwei durch Umformen hergestellten Funktionsflächen | |
DE2712029A1 (de) | Nocken(wellen)schleifmaschine | |
DE4321779B4 (de) | Verfahren zur Herstellung eines Starterkranz-Zahnrads aus Blech und nach dem Verfahren hergestelltes Starterkranz-Zahnrad | |
WO2019057351A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines aus plastischer masse bestehenden kreiszylindrischen körpers | |
CH710569A2 (de) | Verfahren zum Bearbeiten eines Werkstücks mit einer mehrgängigen Schleifschnecke. | |
DE102008033413A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines aus plastischer Masse bestehenden kreiszylindrischen Körpers mit innenliegenden wendelförmigen Ausnehmungen | |
DE19642004C2 (de) | Verfahren zur spanlosen Fertigung eines nicht rotationssymmetrischen Teiles und Druckwalzmaschine | |
EP1519799A1 (de) | Strangpresswerkzeug zur herstellung eines aus plastischer masse bestehenden zylindrischen k rpers | |
DE10317554B4 (de) | Vorrichtung zur Überwachung des Pressdruckes in Anlagen zur Herstellung von stranggezogenen Hintermauerziegeln, Klinkern, Drainagerohren, Spaltplatten, Dachziegeln und anderen keramischen Produkten |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OAV | Applicant agreed to the publication of the unexamined application as to paragraph 31 lit. 2 z1 | ||
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: LEIFELD METAL SPINNING GMBH, 59229 AHLEN, DE |
|
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |
Effective date: 20111001 |