DE102020130222A1

DE102020130222A1 - Process and device for the production of at least partially profiled tubular components

Info

Publication number: DE102020130222A1
Application number: DE102020130222.3A
Authority: DE
Inventors: Robert Laue; Sebastian Härtel; Birgit Awiszus
Original assignee: Josef Hohn GmbH; Kosoma GmbH
Current assignee: Josef Hohn GmbH; Kosoma GmbH
Priority date: 2020-11-16
Filing date: 2020-11-16
Publication date: 2022-05-19

Abstract

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Herstellung von zumindest abschnittsweise profilierten rohrförmigen Bauteilen (10), insbesondere zur Herstellung von dünnwandigen Hohlprofilwellen, aus einem rohrförmigen Halbzeug (12), wobei das Halbzeug (12) über einem Dorn (14) positioniert und anschließend in einem Umformschritt (18) mittels zumindest einer Drückwalzrolle (20) entlang einer Umfangsrichtung (22) umgeformt wird.Es wird vorgeschlagen, dass das Halbzeug (12) in dem Umformschritt (18) gleichzeitig mittels zumindest einer zu der Drückwalzrolle (20) in einer Axialrichtung (24) versetzt angeordneten Formrolle (26) entlang der Umfangsrichtung (22) profiliert wird.The invention is based on a method for producing at least partially profiled tubular components (10), in particular for producing thin-walled hollow profile shafts, from a tubular semi-finished product (12), the semi-finished product (12) being positioned over a mandrel (14) and then a forming step (18) by means of at least one flow-forming roller (20) along a circumferential direction (22). It is proposed that the semi-finished product (12) in the forming step (18) is simultaneously formed in an axial direction by means of at least one flow-forming roller (20). (24) offset arranged forming roller (26) is profiled along the circumferential direction (22).

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von zumindest abschnittsweise profilierten rohrförmigen Bauteilen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach dem Oberbegriff des Anspruchs 11.The invention relates to a method for producing at least partially profiled tubular components according to the preamble of claim 1 and a device for carrying out the method according to the preamble of claim 11.

Profilierte Bauteile kommen im Maschinenbau und Anlagenbau für verschiedenste Anwendungen als Welle-Nabe-Verbindungen, beispielsweise in Gelenkwellen, Getriebewellen, Keilwellen und Profilwellen, zum Einsatz. Ein besonders großes und wichtiges Anwendungsgebiet ist dabei der Fahrzeugbau, wobei profilierte Bauteile beispielsweise in Form von Gelenkwellen zur Drehmomentübertragung zwischen räumlich versetzten An- und Abtriebswellen, eingesetzt werden. Hierbei werden bisher größtenteils profilierte Wellen aus Vollmaterial verwendet. Aufgrund von verschärften Umweltauflagen und steigenden Kundenanforderungen im Hinblick auf eine Reduzierung eines CO₂- und Luftschadstoffausstoßes ergibt sich auch für profilierte Bauteile, insbesondere im Fahrzeugbau, der Wunsch nach Materialeinsparungen, weshalb ein Einsatz von profilierten rohrförmigen Bauteilen, beispielsweise in Form von dünnwandigen Hohlprofilwellen, angestrebt wird. Durch Materialeinsparungen bei profilierten rohrförmigen Bauteilen kann, zusätzlich zu einer Kostenersparnis und einer gesteigerten Ressourceneffizienz, auch eine Energieeffizienz gesteigert werden, da aufgrund der geringeren Masseträgheit der rohrförmigen Bauteile ein Energieeinsatz zu einer Drehmomentübertragung reduziert werden kann. Profilierte rohrförmige Bauteile werden bisher zumeist in spanenden Verfahren hergestellt, welche nachteilig jedoch sehr zeitaufwendig und kostenintensiv und daher für Anwendungen im Fahrzeugbau oftmals nicht wirtschaftlich sind. Es sind zudem auch einige wenige umformende Verfahren zur Herstellung von rohrförmigen profilierten Bauteilen bekannt. Bei bisher bekannten umformenden Herstellungsverfahren ergeben sich allerdings nachteilig sehr hohe Anforderungen an die Liefertoleranzen bezüglich eines Durchmessers und einer Materialstärke der in diesen Verfahren eingesetzten rohrförmigen Halbzeuge und damit auch erhöhte Kosten. Zudem sind bekannte umformende Herstellungsverfahren in ihrer Verfahrensgeschwindigkeit stark begrenzt. Des Weiteren können durch bisher bekannte umformende Herstellungsverfahren, aufgrund der begrenzten axialen Länge der eingesetzten Werkzeuge, nachteilig nur profilierte rohrförmige Bauteile mit einer begrenzten Länge hergestellt werden.Profiled components are used in mechanical engineering and plant construction for a wide variety of applications as shaft-hub connections, for example in cardan shafts, transmission shafts, splined shafts and profiled shafts. A particularly large and important area of application is vehicle construction, where profiled components are used, for example in the form of cardan shafts for torque transmission between spatially offset input and output shafts. So far, profiled shafts made of solid material have been used for the most part. Due to stricter environmental regulations and increasing customer requirements with regard to reducing CO ₂ and air pollutant emissions, there is also a desire for material savings for profiled components, especially in vehicle construction, which is why the use of profiled tubular components, for example in the form of thin-walled hollow profile shafts, is sought will. In addition to cost savings and increased resource efficiency, energy efficiency can also be increased through material savings in profiled tubular components, since energy use for torque transmission can be reduced due to the lower mass inertia of the tubular components. Up to now, profiled tubular components have mostly been produced in machining processes, which, however, have the disadvantage of being very time-consuming and cost-intensive and therefore often not economical for applications in vehicle construction. In addition, a few forming processes for the production of tubular, profiled components are also known. In previously known forming production processes, however, there are disadvantageously very high demands on the delivery tolerances with regard to a diameter and a material thickness of the tubular semi-finished products used in these processes and thus also increased costs. In addition, known forming manufacturing processes are severely limited in their process speed. Furthermore, due to the limited axial length of the tools used, only profiled tubular components with a limited length can be produced using previously known forming production methods.

Die Aufgabe der Erfindung besteht insbesondere darin, gattungsgemäße Verfahren und Vorrichtungen vorteilhaft weiterzuentwickeln. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 11 gelöst, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den Unteransprüchen entnommen werden können.The object of the invention consists in particular in advantageously further developing generic methods and devices. The object is achieved according to the invention by the features of claims 1 and 11, while advantageous configurations and developments of the invention can be found in the dependent claims.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the Invention

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Herstellung von zumindest abschnittsweise profilierten rohrförmigen Bauteilen, insbesondere zur Herstellung von dünnwandigen Hohlprofilwellen, aus einem rohrförmigen Halbzeug, wobei das Halbzeug über einem Dorn positioniert und anschließend in einem Umformschritt mittels zumindest einer Drückwalzrolle entlang einer Umfangsrichtung umgeformt wird.The invention is based on a method for producing tubular components that are profiled at least in sections, in particular for producing thin-walled hollow profile shafts, from a tubular semi-finished product, with the semi-finished product being positioned over a mandrel and then being formed in a forming step by means of at least one flow-forming roller along a circumferential direction.

Es wird vorgeschlagen, dass das Halbzeug in dem Umformschritt gleichzeitig mittels zumindest einer zu der Drückwalzrolle in einer Axialrichtung versetzt angeordneten Formrolle entlang der Umfangsrichtung profiliert wird.It is proposed that in the forming step the semi-finished product is simultaneously profiled along the circumferential direction by means of at least one forming roller arranged offset in an axial direction with respect to the flow-forming roller.

Durch eine derartige Ausgestaltung kann vorteilhaft ein besonders effizientes und robustes Verfahren zur Herstellung von zumindest abschnittsweise profilierten rohrförmigen Bauteilen bereitgestellt werden. Durch das erfindungsgemäße Verfahren können die bisher sehr hohen Anforderungen an die Liefertoleranzen von rohrförmigen Halbzeugen vorteilhaft reduziert werden und es können vorteilhaft auch hohe Toleranzen bei den zum Einsatz kommenden rohrförmigen Halbzeugen besonders einfach und zuverlässig kompensiert werden. Zudem können vorteilhaft profilierte rohrförmige Bauteile mit einer höheren Formgenauigkeit hergestellt werden, welche ferner auch verbesserte Eigenschaften hinsichtlich einer Dauerfestigkeit aufweisen. Des Weiteren kann vorteilhaft eine Rückfederung der rohrförmigen Halbzeuge bei der Profilierung mit der zumindest einen Formrolle reduziert werden, wenn das rohrförmige Halbzeug in dem Umformschritt mittels zumindest einer Drückwalzrolle entlang der Umfangsrichtung umgeformt und gleichzeitig mittels der in Axialrichtung versetzt angeordneten Formrolle profiliert wird. Durch die verminderte Rückfederung ergibt sich vorteilhaft eine erhöhte Genauigkeit bei der Profilierung. Da durch das erfindungsgemäße Verfahren eine Umformung zur Kompensation von Durchmesserschwankungen mittels der zumindest einen Drückwalzrolle und eine Profilierung mittels der zumindest einen Formrolle an demselben Halbzeug in dem Umformschritt zeitgleich erfolgen können, kann vorteilhaft eine besonders hohe Verfahrensgeschwindigkeit erzielt werden, wodurch auch eine Kosteneffizienz signifikant gesteigert werden kann.A configuration of this type advantageously makes it possible to provide a particularly efficient and robust method for producing tubular components which are profiled at least in sections. With the method according to the invention, the hitherto very high demands on the delivery tolerances of tubular semi-finished products can advantageously be reduced, and high tolerances in the tubular semi-finished products used can advantageously also be compensated for in a particularly simple and reliable manner. In addition, advantageously profiled tubular components can be produced with greater dimensional accuracy, which also have improved properties with regard to fatigue strength. Furthermore, springback of the tubular semi-finished products during profiling with the at least one shaping roller can advantageously be reduced if the tubular semi-finished product is shaped in the shaping step by means of at least one flow-forming roller along the circumferential direction and is simultaneously profiled by means of the shaping roller that is offset in the axial direction. The reduced resilience advantageously results in increased accuracy in the profiling. Since the method according to the invention enables forming to compensate for diameter fluctuations by means of the at least one flow-forming roller and profiling by means of the at least one forming roller on the same semi-finished product to take place simultaneously in the forming step, a particularly high process speed can advantageously be achieved, which also significantly increases cost efficiency can.

Als rohrförmige Halbzeuge können in dem Verfahren gezogene und/oder geschweißte Rohre, insbesondere Rohre gemäß DIN-, DIN-EN-, ISO- oder ASME-Standards, zum Einsatz gebracht werden. Unter „rohrförmig“ soll in diesem Zusammenhang vorzugsweise verstanden werden, dass ein Element als ein länglicher Hohlkörper, insbesondere als ein Hohlzylinder, ausgebildet ist, dessen Länge zumindest seinem Durchmesser, vorzugsweise zumindest dem 1 ,5-fachen seines Durchmessers, entspricht. Die Begriffe „Axialrichtung“ und „Umfangsrichtung“ beziehen sich in der vorliegenden Anmeldung jeweils auf das rohrförmige Halbzeug. Tubular semi-finished products that can be drawn and/or welded in the process, in particular pipes according to DIN, DIN-EN, ISO or ASME standards, are used. In this context, “tubular” should preferably be understood to mean that an element is designed as an elongate hollow body, in particular as a hollow cylinder, the length of which corresponds at least to its diameter, preferably at least 1.5 times its diameter. In the present application, the terms “axial direction” and “circumferential direction” each refer to the tubular semi-finished product.

Vorzugsweise ist der Dorn als ein längliches Element mit einer zumindest im Wesentlichen zylinderförmigen Grundform ausgebildet, dessen größter Durchmesser, insbesondere unter Beachtung von Toleranzen, im Wesentlichen einem Innendurchmesser des rohrförmigen Halbzeugs entspricht. Der Dorn kann einen im Wesentlichen konstanten Durchmesser und eine glatte Mantelfläche aufweisen. Vorzugsweise weist der Dorn eine zumindest abschnittsweise profilierte Mantelfläche auf, welche ein Innenformgebungsprofil ausbildet. Vorzugsweise weist der Dorn eine Längenerstreckung auf, welche einer Längenerstreckung des rohrförmigen Halbzeugs entspricht. Es können in dem Verfahren jedoch auch Dorne mit einer gegenüber der Längenerstreckung des rohrförmigen Halbzeugs kleineren oder größeren Längenerstreckung eingesetzt werden.The mandrel is preferably designed as an elongate element with an at least essentially cylindrical basic shape, the largest diameter of which essentially corresponds to an inner diameter of the tubular semi-finished product, in particular taking into account tolerances. The mandrel can have a substantially constant diameter and a smooth lateral surface. The mandrel preferably has an outer surface which is profiled at least in sections and which forms an internal shaping profile. The mandrel preferably has a length which corresponds to a length of the tubular semi-finished product. However, mandrels with a length extension that is smaller or larger than the length of the tubular semi-finished product can also be used in the method.

Vorzugsweise wird das rohrförmige Halbzeug in dem Umformschritt mittels der zumindest einen Drückwalzrolle entlang der Umfangsrichtung derart umgeformt, dass hierbei Schwankungen in dessen Außendurchmesser zumindest im Wesentlichen, vorzugsweise vollständig, kompensiert werden. Vorzugsweise wird das rohrförmige Halbzeug in dem Umformschritt mittels der zumindest einen Formrolle entlang der Umfangsrichtung derart profiliert, dass entlang der Umfangsrichtung an dessen Außenseite und/oder an dessen Innenseite des rohrförmigen Halbzeugs zumindest abschnittsweise ein genau definiertes Profil erzeugt wird. Das rohrförmige Halbzeug wird in dem Verfahren in seiner Umfangsrichtung in zumindest einem Abschnitt entlang der Axialrichtung, welcher vorzugsweise zumindest einer Breite der Formrolle in Axialrichtung entspricht, abschnittweise profiliert. In dem Umformschritt wird zumindest ein erster Bereich des rohrförmigen Halbzeugs mittels der zumindest einen Drückwalzrolle umgeformt und gleichzeitig zumindest ein zweiter Bereich, welcher von dem ersten Bereich in Axialrichtung beabstandet ist, mittels der zumindest einen Formrolle profiliert.The tubular semi-finished product is preferably formed in the forming step by means of the at least one flow-forming roller along the circumferential direction in such a way that fluctuations in its outer diameter are at least essentially, preferably completely, compensated. The tubular semi-finished product is preferably profiled in the forming step by means of the at least one shaping roller along the circumferential direction in such a way that a precisely defined profile is generated at least in sections along the circumferential direction on its outside and/or on its inside of the tubular semi-finished product. In the method, the tubular semi-finished product is profiled in sections in its circumferential direction in at least one section along the axial direction, which preferably corresponds to at least one width of the forming roller in the axial direction. In the forming step, at least a first area of the tubular semi-finished product is formed using the at least one flow-forming roller and at the same time at least a second area, which is spaced apart from the first area in the axial direction, is profiled using the at least one forming roller.

Vorzugsweise wird das rohrförmige Halbzeug in Umfangsrichtung entlang einer gesamten Längenerstreckung in Axialrichtung profiliert. Vorzugsweise wird die Formrolle in dem Umformschritt in der Axialrichtung in einem kleinen Abstand versetzt zu der Drückwalzrolle angeordnet und zwar derart, dass sich die Formrolle in der Axialrichtung betrachtet unmittelbar an die Drückwalzrolle anschließt. Es wäre jedoch auch denkbar, dass die Formrolle in einem größeren Abstand zu der Drückwalzrolle angeordnet ist oder dass sich ein Bereich des rohrförmigen Halbzeugs, welcher mittels der Drückwalzrolle und ein Bereich, welcher mittels der Formrolle entlang der Umfangsrichtung des rohrförmigen Halbzeugs gleichzeitig umgeformt werden, zumindest teilweise überschneiden.The tubular semi-finished product is preferably profiled in the circumferential direction along an entire length extension in the axial direction. In the forming step, the forming roller is preferably arranged offset in the axial direction at a small distance from the flow-forming roller in such a way that the forming roller, viewed in the axial direction, is directly adjacent to the flow-forming roller. However, it would also be conceivable for the forming roller to be arranged at a greater distance from the flow-forming roller or for a region of the tubular semi-finished product which is formed simultaneously by means of the pressure-forming roller and an area which is formed by means of the forming roller along the circumferential direction of the tubular semi-finished product to be at least partially overlap.

Zudem wird vorgeschlagen, dass die Drückwalzrolle und die Formrolle in dem Umformschritt in zueinander entgegengesetzten Rotationsrichtungen angetrieben werden. Hierdurch können vorteilhaft während der Umformung auf das rohrförmige Halbzeug einwirkende Torsionsmomente reduziert, vorzugsweise minimiert, werden, wodurch vorteilhaft eine Formgenauigkeit des rohrförmigen Bauteils weiter erhöht werden kann. Zudem können vorteilhaft eine Gefahr einer Beschädigung von Halbzeugen und damit ein Materialausschuss bei dem Verfahren reduziert werden. Vorzugsweise wird in dem Umformschritt zumindest die Formrolle direkt angetrieben. Zudem wäre denkbar, dass in dem Umformschritt zusätzlich zu der Formrolle auch die Drückwalzrolle direkt angetrieben wird. Alternativ oder zusätzlich wäre jedoch auch denkbar, dass eine Rotation der Drückwalzrolle und/oder der Formrolle indirekt erzeugt wird, beispielsweise indem das Halbzeug in dem Umformschritt rotiert wird.In addition, it is proposed that the flow-forming roller and the forming roller are driven in mutually opposite directions of rotation in the forming step. As a result, torsional moments acting on the tubular semi-finished product during the forming process can advantageously be reduced, preferably minimized, as a result of which a dimensional accuracy of the tubular component can advantageously be further increased. In addition, a risk of damage to semi-finished products and thus material waste in the method can advantageously be reduced. In the forming step, at least the forming roller is preferably driven directly. It would also be conceivable that in the forming step, in addition to the forming roller, the flow-forming roller is also driven directly. Alternatively or additionally, however, it would also be conceivable for the flow-forming roller and/or the forming roller to rotate indirectly, for example by rotating the semi-finished product in the forming step.

Die Drückwalzrolle und die Formrolle könnten in dem Umformschritt in Axialrichtung jeweils relativ zu dem rohrförmigen Halbzeug bewegt werden. In einer vorteilhaften Ausgestaltung wird jedoch vorgeschlagen, dass das rohrförmige Halbzeug in dem Umformschritt in Axialrichtung relativ zu der Drückwalzrolle und zu der Formrolle bewegt wird. Durch eine derartige Ausgestaltung kann, im Gegensatz zu bekannten Verfahren aus dem Stand der Technik, in welchen eine maximale Länge der rohrförmigen Bauteile durch eine axiale Länge der verwendeten Werkzeuge begrenzt ist, vorteilhaft eine Herstellung von beliebig langen zumindest abschnittsweise profilierten rohrförmigen Bauteilen ermöglicht werden. Vorzugsweise sind die Druckwalzrolle und die Formrolle in dem Umformschritt in Bezug auf die Axialrichtung ortsfest, während das rohrförmige Halbzeug in dem Umformschritt in Axialrichtung relativ zu der Drückwalzrolle und zu der Formrolle bewegt wird. Zudem könnte der Dorn in dem Umformschritt in Bezug auf die Axialrichtung ortsfest sein. In einer vorteilhaften Ausgestaltung wird jedoch vorgeschlagen, dass das rohrförmige Halbzeug in dem Umformschritt zusammen mit dem Dorn in Axialrichtung relativ zu der Drückwalzrolle und Formrolle bewegt wird. Hierdurch kann vorteilhaft eine Herstellung von beliebig langen zumindest abschnittsweise profilierten rohrförmigen Bauteilen weiter verbessert werden.The flow-forming roller and the forming roller could each be moved in the axial direction relative to the tubular semi-finished product in the forming step. In an advantageous embodiment, however, it is proposed that the tubular semi-finished product is moved in the axial direction relative to the flow-forming roller and to the forming roller in the forming step. In contrast to known methods from the prior art, in which a maximum length of the tubular components is limited by an axial length of the tools used, such a design can advantageously enable the production of tubular components of any length that are profiled at least in sections. Preferably, the pressure roller and the forming roller are stationary with respect to the axial direction in the forming step, while the tubular semi-finished product is moved in the axial direction relative to the pressure roller and the forming roller in the forming step. In addition, the mandrel could be stationary with respect to the axial direction in the forming step. In an advantageous embodiment, however, it is proposed that the tubular semi-finished product is moved in the forming step together with the mandrel in the axial direction relative to the flow-forming roller and the forming roller. This can advantageously a production of arbitrarily long at least Sectionally profiled tubular components can be further improved.

Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass das Halbzeug in dem Umformschritt mittels eines Außenformgebungsprofils an der Formrolle in Umfangsrichtung an einer Außenseite profiliert wird, wobei überschüssiges Material des Halbzeugs von zumindest einer Aussparung in dem Dorn aufgenommen wird. Durch eine derartige Ausgestaltung kann vorteilhaft immer eine exakte Profilierung des rohrförmigen Halbzeugs an dessen Außenseite sichergestellt werden. Vorzugsweise weist die Formrolle entlang ihres Umfangs alternierend angeordnete Erhebungen und Vertiefungen auf, welche das Außenformgebungsprofil ausbilden.Furthermore, it is proposed that the semi-finished product is profiled in the forming step by means of an external shaping profile on the forming roller in the circumferential direction on an outside, excess material of the semi-finished product being taken up by at least one recess in the mandrel. Such a configuration can advantageously always ensure an exact profiling of the tubular semi-finished product on its outside. The shaping roller preferably has elevations and depressions arranged alternately along its circumference, which form the external shaping profile.

Darüber hinaus wird vorgeschlagen, dass das Halbzeug in dem Umformschritt an einer Innenseite durch ein Zusammenwirken der Formrolle mit einem Innenformgebungsprofil des Dorns profiliert wird, wobei überschüssiges Material des Halbzeugs von zumindest einer Aussparung in der Formrolle aufgenommen wird. Hierdurch kann vorteilhaft immer eine exakte Profilierung des rohrförmigen Halbzeugs an dessen Innenseite sichergestellt werden. Vorzugsweise ist die zumindest eine Aussparung an dem Dorn, welche dazu vorgesehen ist, überschüssiges Material bei einer Profilierung der Außenseite des Halbzeugs aufzunehmen, zugleich eine Vertiefung des Innenformgebungsprofils des Dorns. Vorzugsweise ist die zumindest eine Aussparung an der Formrolle zugleich eine Vertiefung des Formgebungsprofils der Formrolle.In addition, it is proposed that the semi-finished product is profiled on an inside in the forming step by interaction of the shaping roller with an internal shaping profile of the mandrel, excess material of the semi-finished product being taken up by at least one recess in the shaping roller. In this way, an exact profiling of the tubular semi-finished product can advantageously always be ensured on its inside. Preferably, the at least one recess on the mandrel, which is provided to accommodate excess material when profiling the outside of the semi-finished product, is at the same time a depression in the interior shaping profile of the mandrel. The at least one recess on the forming roller is preferably at the same time an indentation in the shaping profile of the forming roller.

Die Drückwalzrolle und die Formrolle könnten bezüglich der Umfangsrichtung in einer gemeinsamen Ebene an dem Halbzeug angeordnet werden. In einer vorteilhaften Ausgestaltung wird jedoch vorgeschlagen, dass die Drückwalzrolle und die Formrolle in der Umfangsrichtung zueinander winkelversetzt an dem Halbzeug angeordnet werden. Hierdurch kann vorteilhaft eine Belastung des rohrförmigen Halbzeugs bei der Umformung reduziert werden. Vorzugsweise werden die Drückwalzrolle und die Formrolle in der Umfangsrichtung derart zueinander winkelversetzt angeordnet, dass ein Mittelpunkt der Drückwalzrolle und ein Mittelpunkt der Formrolle bezüglich der Umfangsrichtung einen Winkel einschließen, welcher zumindest im Wesentlichen einem Quotienten aus 180° und einer Gesamtanzahl von in dem Verfahren gleichzeitig verwendeten Formrollen entspricht, und hiervon um maximal 2°, besonders bevorzugt um maximal 1°, abweicht. Beispielsweise werden in einem erfindungsgemäßen Verfahren mit genau einer Drückwalzrolle und genau einer Formrolle, die Drückwalzrolle und die Formrolle vorzugsweise derart in Umfangsrichtung zueinander winkelversetzt an dem Halbzeug angeordnet, dass ihre Mittelpunkte einen Winkel von zumindest im Wesentlichen 180° einschließen. Entsprechend werden in einem erfindungsgemäßen Verfahren mit genau zwei Drückwalzrollen und genau zwei Formrollen, die Drückwalzrollen und die Formrollen vorzugsweise derart in Umfangsrichtung zueinander winkelversetzt an dem Halbzeug angeordnet, dass ein Mittelpunkt einer Drückwalzrolle und ein Mittelpunkt einer Formrolle zueinander einen Winkel von zumindest im Wesentlichen 90° einschließen. In einem erfindungsgemäßen Verfahren mit genau drei Drückwalzrollen und genau drei Formrollen, werden die Drückwalzrollen und die Formrollen vorzugsweise derart in Umfangsrichtung zueinander winkelversetzt an dem Halbzeug angeordnet, dass ein Mittelpunkt einer Drückwalzrolle und ein Mittelpunkt einer Formrolle jeweils einen Winkel von zumindest im Wesentlichen 60° einschließen.The flow-forming roller and the forming roller could be arranged in a common plane on the semi-finished product with respect to the circumferential direction. In an advantageous embodiment, however, it is proposed that the flow-forming roller and the forming roller be arranged on the semi-finished product at an angle to one another in the circumferential direction. As a result, a load on the tubular semi-finished product during the forming process can advantageously be reduced. Preferably, the flow-forming roller and the forming roller are arranged at an angle to one another in the circumferential direction such that a center point of the pressure-forming roller and a center point of the forming roller enclose an angle with respect to the circumferential direction which is at least essentially a quotient of 180° and a total number of simultaneously used in the process Corresponds to form rollers, and deviates therefrom by a maximum of 2°, particularly preferably by a maximum of 1°. For example, in a method according to the invention with exactly one flow-forming roller and exactly one forming roller, the flow-forming roller and the forming roller are preferably arranged on the semi-finished product angularly offset from one another in the circumferential direction such that their centers enclose an angle of at least essentially 180°. Accordingly, in a method according to the invention with exactly two flow-forming rollers and exactly two forming rollers, the flow-forming rollers and the forming rollers are preferably arranged on the semi-finished product at an angle to one another in the circumferential direction such that a center point of a flow-forming roller and a center point of a forming roller form an angle of at least essentially 90° to one another lock in. In a method according to the invention with exactly three flow-forming rollers and exactly three forming rollers, the flow-forming rollers and the forming rollers are preferably arranged on the semi-finished product angularly offset from one another in the circumferential direction in such a way that a center point of a flow-forming roller and a center point of a forming roller each enclose an angle of at least essentially 60° .

Zudem wird vorgeschlagen, dass das Halbzeug in dem Umformschritt mittels zumindest einer weiteren Drückwalzrolle umgeformt wird, welche in der Umfangsrichtung zu der Drückwalzrolle winkelversetzt angeordnet ist. Durch eine derartige Ausgestaltung kann vorteilhaft eine Belastung des rohrförmigen Halbzeugs bei der Umformung reduziert werden, da sich auf das Halbzeug während der Umformung einwirkende radiale und/oder tangentiale Kräfte zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig, gegenseitig aufheben. Es kann somit eine weiter verbesserte Formgenauigkeit des mittels des Verfahrens hergestellten zumindest abschnittsweise profilierten rohrförmigen Bauteils erreicht werden. Vorzugsweise sind die Drückwalzrollen in Umfangsrichtung derart zueinander winkelversetzt angeordnet, dass ein Winkel zwischen jeweils zwei Drückwalzrollen einem Quotienten aus 360° und einer Gesamtanzahl der in Umfangsrichtung zueinander versetzt angeordneten Drückwalzrollen entspricht. Beispielsweise kann das Halbzeug in dem Umformschritt mittels der Drückwalzrolle und mittels genau einer weiteren Drückwalzrolle, welche in Umfangsrichtung um einen Winkel von 180° winkelversetzt zu der Drückwalzrolle angeordnet ist, umgeformt werden. Alternativ könnte das Halbzeug in dem Umformschritt mittels der Drückwalzrolle, mittels einer ersten weiteren Drückwalzrolle und mittels einer zweiten weiteren Drückwalzrolle umgeformt werden, wobei die Drückwalzrolle, die erste weitere Drückwalzrolle und die zweite weitere Drückwalzrolle bezüglich der Umfangsrichtung zueinander jeweils in einem Winkel von 120° angeordnet sind. Darüber hinaus ist grundsätzlich auch ein Verfahren mit mehr als drei zueinander in der Umfangsrichtung winkelversetzt angeordneten Drückwalzrollen denkbar.In addition, it is proposed that the semi-finished product is formed in the forming step by means of at least one further flow-forming roller, which is arranged at an angle offset in the circumferential direction to the pressure-forming roller. Such a configuration can advantageously reduce stress on the tubular semi-finished product during forming, since radial and/or tangential forces acting on the semi-finished product during forming cancel each other out at least partially, preferably completely. A further improved dimensional accuracy of the tubular component that is produced by means of the method and is at least partially profiled can thus be achieved. Preferably, the flow-forming rollers are arranged angularly offset from one another in the circumferential direction such that an angle between each two flow-forming rollers corresponds to a quotient of 360° and a total number of the flow-forming rollers arranged offset from one another in the circumferential direction. For example, the semi-finished product can be formed in the forming step by means of the flow-forming roller and by means of exactly one further pressure-forming roller, which is arranged offset in the circumferential direction by an angle of 180° to the pressure-forming roller. Alternatively, the semi-finished product could be formed in the forming step by means of the flow-forming roller, by means of a first additional pressure-forming roller and by means of a second additional pressure-forming roller, with the pressure-forming roller, the first additional pressure-forming roller and the second additional pressure-forming roller each being arranged at an angle of 120° to one another with respect to the circumferential direction are. In addition, a method with more than three flow-forming rollers arranged at an angle to one another in the circumferential direction is also conceivable.

Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass das Halbzeug in dem Umformschritt mittels zumindest einer weiteren Formrolle profiliert wird, welche in der Umfangsrichtung zu der Formrolle winkelversetzt angeordnet ist. Hierdurch kann vorteilhaft eine Belastung des rohrförmigen Halbzeugs bei der Profilierung reduziert werden, da sich auf das Halbzeug während der Profilierung einwirkende radiale und/oder tangentiale Kräfte zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig, gegenseitig aufheben. Es kann somit eine besonders zuverlässige und formgenaue Profilierung des mittels des Verfahrens hergestellten zumindest abschnittsweise profilierten rohrförmigen Bauteils ermöglicht werden. Vorzugsweise sind die Formrollen in Umfangsrichtung derart zueinander derart winkelversetzt angeordnet, dass ein Winkel zwischen jeweils zwei Drückwalzrollen einem Quotienten aus 360° und einer Gesamtanzahl der in Umfangsrichtung zueinander versetzt angeordneten Formrollen entspricht. Beispielsweise kann das Halbzeug in dem Umformschritt mittels der Formrolle und mittels genau einer weiteren Formrolle, welche in Umfangsrichtung um einen Winkel von 180° winkelversetzt zu der Formrolle angeordnet ist, profiliert werden. Alternativ könnte das Halbzeug in dem Umformschritt mittels der Formrolle, mittels einer ersten weiteren Formrolle und mittels einer zweiten weiteren Formrolle profiliert werden, wobei die Formrolle, die erste weitere Formrolle und die zweite weitere Formrolle bezüglich der Umfangsrichtung zueinander jeweils in einem Winkel von 120° angeordnet sind. Darüber hinaus ist grundsätzlich auch ein Verfahren mit mehr als drei zueinander in der Umfangsrichtung winkelversetzt angeordneten Formrollen denkbar.Furthermore, it is proposed that the semi-finished product is profiled in the forming step by means of at least one further forming roller, which is angularly offset in the circumferential direction relative to the forming roller is arranged. As a result, a load on the tubular semi-finished product during profiling can advantageously be reduced, since radial and/or tangential forces acting on the semi-finished product during profiling cancel each other out at least partially, preferably completely. A particularly reliable and dimensionally accurate profiling of the tubular component that is produced by means of the method and is at least partially profiled can thus be made possible. Preferably, the forming rollers are angularly offset from one another in the circumferential direction such that an angle between two flow-forming rollers corresponds to a quotient of 360° and a total number of forming rollers arranged offset from one another in the circumferential direction. For example, the semi-finished product can be profiled in the forming step by means of the forming roller and by means of exactly one further forming roller, which is arranged offset in the circumferential direction by an angle of 180° to the forming roller. Alternatively, the semi-finished product could be profiled in the forming step using the forming roller, using a first further forming roller and using a second further forming roller, with the forming roller, the first further forming roller and the second further forming roller being arranged at an angle of 120° to one another in relation to the circumferential direction are. In addition, a method with more than three forming rollers arranged at an angle to one another in the circumferential direction is also conceivable in principle.

Die Erfindung betrifft ferner ein Erzeugnis, insbesondere ein zumindest abschnittsweise profiliertes rohrförmiges Bauteil, welches zumindest mit Hilfe eines Verfahrens nach einer der vorhergehend beschriebenen Ausgestaltungen hergestellt ist. Ein derartiges Erzeugnis zeichnet sich insbesondere durch seine durch das Herstellungsverfahren bedingten vorteilhaften Eigenschaften hinsichtlich einer erhöhten Formgenauigkeit und Dauerfestigkeit aus. Es kann vorteilhaft ein Erzeugnis bereitgestellt werden, welches sich insbesondere im Hinblick auf seine Eigenspannungen, insbesondere Druckeigenspannungen, auszeichnet. Die Eigenspannungen in dem Erzeugnis sind vorteilhaft durch Anpassung der Prozessparameter in dem Verfahren veränderbar. Ferner kann vorteilhaft ein Erzeugnis mit verbesserter Oberflächengüte bereitgestellt werden. Die Oberflächengüte des Erzeugnisses ist durch Anpassung der Prozessparameter in dem Verfahren ebenfalls veränderbar, wodurch vorteilhaft ein Erzeugnis mit verringerter Kerbwirkung und erhöhter Festigkeit bereitgestellt werden kann. Das erfindungsgemäße Erzeugnis unterscheidet sich von anderen Erzeugnissen, welche mittels aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren hergestellt sind, insbesondere durch eine mikroskopisch glatte, wellenfreie, Oberfläche, welche bei der Herstellung des Erzeugnisses mittels des Verfahrens gemäß einer der vorhergehend beschriebenen Ausgestaltungen durch einen nahezu kontinuierlichen Eingriff der Drückwalzrolle und/oder der Umformrolle an dem rohrförmigen Halbzeug erzeugt werden kann. Die vorteilhaften Eigenschaften hinsichtlich der Oberflächengüte des Erzeugnisses, insbesondere die mikroskopisch glatte, wellenfreie, Oberfläche, wären für einen Fachmann durch geeignete Untersuchungen, beispielsweise unter Mikroskop, in einem Vergleich mit herkömmlichen Erzeugnissen, deutlich erkennbar und nachweisbar. Das Erzeugnis kann mittels weiterer Verfahren, welche nicht Gegenstand der vorliegenden Anmeldung sind, nachbearbeitet sein. Beispielsweise ist denkbar, dass nach der Herstellung des Erzeugnisses gemäß dem Verfahren in einer der oben beschriebenen Ausgestaltungen, eine Nachbearbeitung in Form einer Oberflächenveredelung, etwa durch ein Aufbringen eines Schutzüberzugs aus RILSAN und/oder einer Lackierung oder dergleichen, erfolgt.The invention also relates to a product, in particular a tubular component which is profiled at least in sections and which is produced at least with the aid of a method according to one of the configurations described above. A product of this type is characterized in particular by its advantageous properties, which are caused by the manufacturing process, with regard to increased dimensional accuracy and fatigue strength. A product can advantageously be provided which is distinguished in particular with regard to its internal stresses, in particular internal compressive stresses. The internal stresses in the product can advantageously be changed by adjusting the process parameters in the method. Furthermore, a product with improved surface quality can advantageously be provided. The surface quality of the product can also be changed by adjusting the process parameters in the method, as a result of which a product with a reduced notch effect and increased strength can advantageously be provided. The product according to the invention differs from other products which are produced by means of methods known from the prior art, in particular by a microscopically smooth, wave-free surface, which in the production of the product by means of the method according to one of the configurations described above by an almost continuous Engagement of the pressure roller and / or the forming roller can be generated on the tubular semi-finished product. The advantageous properties with regard to the surface quality of the product, in particular the microscopically smooth, undulation-free surface, would be clearly recognizable and verifiable for a person skilled in the art through suitable examinations, for example under a microscope, in a comparison with conventional products. The product can be post-processed using other methods which are not the subject of the present application. For example, it is conceivable that after the production of the product according to the method in one of the configurations described above, a post-processing in the form of a surface refinement, for example by applying a protective coating of RILSAN and/or a coating or the like, takes place.

Die Erfindung geht ferner aus von einer Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens zur Herstellung von zumindest abschnittsweise profilierten rohrförmigen Bauteilen, insbesondere nach einem der vorhergehend beschriebenen Verfahren, mit zumindest einem Dorn zur Aufnahme eines rohrförmigen Halbzeugs und mit zumindest einer Umformeinheit, welche zumindest eine Drückwalzrolle zur Umformung des Halbzeugs entlang seiner Umfangsrichtung aufweist.The invention is also based on a device for carrying out a method for producing at least partially profiled tubular components, in particular according to one of the methods described above, with at least one mandrel for receiving a tubular semi-finished product and with at least one forming unit, which has at least one flow-forming roller for forming of the semi-finished product along its circumferential direction.

Es wird vorgeschlagen, dass die Umformeinheit zumindest eine Formrolle aufweist, welche in einer Axialrichtung versetzt zu der Drückwalzrolle angeordnet und welche zu einer mit der Umformung des Halbzeugs durch die Drückwalzrolle zeitgleich erfolgenden Profilierung des Halbzeugs vorgesehen ist. Hierdurch kann vorteilhaft eine besonders effiziente Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Herstellung von zumindest abschnittsweise profilierten rohrförmigen Bauteilen bereitgestellt werden. Die Vorrichtung ist zumindest ein Teil, insbesondere eine funktionstüchtige Unterbaugruppe einer Herstellungsanlage zur Herstellung von zumindest abschnittsweise profilierten rohrförmigen Bauteilen. Die Vorrichtung kann auch die gesamte Herstellungsanlage zur Herstellung von zumindest abschnittsweise profilierten rohrförmigen Bauteilen umfassen. Die Vorrichtung weist zumindest den Dorn und zumindest die Umformeinheit auf und kann darüber hinaus weitere Einheiten und/oder Elemente, beispielsweise eine Antriebseinheit zu einer Erzeugung einer Rotationsbewegung der Drückwalzrolle und/oder der Formrolle und/oder der Erzeugung eines Vorschubs des Halbzeugs und/oder des Dorns und/oder der Umformeinheit in Axialrichtung, und/oder eine Steuer- und Regeleinheit, aufweisen. Die Umformeinheit weist zumindest die Drückwalzrolle und zumindest die Formrolle auf. Vorzugsweise weist die Umformeinheit darüber hinaus zumindest eine weitere Drückwalzrolle und zumindest eine weitere Formrolle auf. Vorzugsweise ist die Umformeinheit derart ausgebildet, dass eine Positionierung der Drückwalzrollen und/oder der Formrollen relativ zueinander einstellbar ist. Hierdurch kann vorteilhaft eine Bearbeitung von rohrförmigen Halbzeugen mit unterschiedlichen Durchmessern ermöglicht werden. Vorzugsweise ist der Dorn der Vorrichtung auswechselbar. Die Vorrichtung kann mehrere Dorne aufweisen, welche sich zueinander in ihrem Außendurchmesser und/oder ihrer Länge und/oder anhand ihres Innenformgebungsprofils unterscheiden und untereinander, vorzugsweise werkzeuglos, austauschbar sind.It is proposed that the forming unit has at least one forming roller which is offset in an axial direction to the flow-forming roller and which is provided for profiling the semi-finished product simultaneously with the forming of the semi-finished product by the pressure-forming roller. As a result, a particularly efficient device for carrying out the method for producing at least partially profiled tubular components can advantageously be provided. The device is at least a part, in particular a functional subassembly, of a manufacturing plant for the manufacture of tubular components that are profiled at least in sections. The device can also include the entire production plant for the production of tubular components that are profiled at least in sections. The device has at least the mandrel and at least the forming unit and can also have further units and/or elements, for example a drive unit for generating a rotational movement of the flow-forming roller and/or the forming roller and/or for generating a feed of the semi-finished product and/or the Mandrel and / or the forming unit in the axial direction, and / or a control and regulation unit. The forming unit has at least the flow-forming roller and at least the forming roller. Preferably the forming unit also has at least one further flow-forming roller and at least one further forming roller. The forming unit is preferably designed in such a way that the positioning of the flow-forming rollers and/or the forming rollers can be adjusted relative to one another. This can advantageously allow processing of tubular semi-finished products with different diameters. The mandrel of the device is preferably exchangeable. The device can have a plurality of mandrels which differ from one another in terms of their external diameter and/or their length and/or their internal shaping profile and which can be exchanged with one another, preferably without tools.

Unter „vorgesehen“ soll speziell programmiert, ausgelegt und/oder ausgestattet verstanden werden. Darunter, dass ein Objekt zu einer bestimmten Funktion vorgesehen ist, soll vorzugsweise verstanden werden, dass das Objekt diese bestimmte Funktion in zumindest einem Anwendungs- und/oder Betriebszustand erfüllt und/oder ausführt.“Provided” is intended to mean specifically programmed, designed and/or equipped. The fact that an object is provided for a specific function should preferably be understood to mean that the object fulfills and/or executes this specific function in at least one application and/or operating state.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung sollen hierbei nicht auf die oben beschriebene Anwendung und Ausführungsform beschränkt sein. Insbesondere kann die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Herstellung von zumindest abschnittsweise profilierten rohrförmigen Bauteilen zu einer Erfüllung einer hierin beschriebenen Funktionsweise eine von einer hierin genannten Anzahl von einzelnen Elementen, Bauteilen und Einheiten abweichende Anzahl aufweisen.The method according to the invention and the device according to the invention should not be limited to the application and embodiment described above. In particular, the device according to the invention for carrying out the method for producing tubular components profiled at least in sections can have a number of individual elements, components and units that differs from the number specified here in order to fulfill a function described herein.

Zeichnungendrawings

Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.Further advantages result from the following description of the drawings. In the drawings an embodiment of the invention is shown. The drawings, the description and the claims contain numerous features in combination. The person skilled in the art will expediently also consider the features individually and combine them into further meaningful combinations.

Es zeigen:

1: ein schematisches Verfahrensfließbild zur Darstellung eines Verfahrens zu Herstellung von zumindest abschnittsweise profilierten rohrförmigen Bauteilen aus einem rohrförmigen Halbzeug,
2: eine schematische perspektivische Ansicht einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß 1,
3 eine weitere schematisch perspektivische Ansicht der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß 1,
4a: zwei schematische Schnittdarstellungen eines Ausschnitts des rohrförmigen Halbzeugs in einem Vorbereitungsschritt und in einem Umformschritt des Verfahrens,
4b: zwei schematische Schnittdarstellungen des Ausschnitts des rohrförmigen Halbzeugs während und nach dem Umformschritt des Verfahrens und
5: eine schematische perspektivische Darstellung eines Erzeugnisses, welches mittels eines Verfahrens gemäß 1 hergestellt ist.

Show it:

1 : a schematic process flow diagram for the representation of a process for the production of at least partially profiled tubular components from a tubular semi-finished product,
2 : a schematic perspective view of a device for carrying out the method according to FIG 1 ,
3 a further schematic perspective view of the device for carrying out the method according to FIG 1 ,
4a : two schematic sectional views of a section of the tubular semi-finished product in a preparatory step and in a forming step of the method,
4b : two schematic sectional views of the section of the tubular semi-finished product during and after the forming step of the method and
5 : a schematic perspective representation of a product, which by means of a method according to 1 is made.

Beschreibung des AusführungsbeispielsDescription of the embodiment

1 zeigt einen schematisches Verfahrensfließbild eines Verfahrens zur Herstellung von zumindest abschnittsweise profilierten rohrförmigen Bauteilen 10 (vgl. 4) aus einem rohrförmigen Halbzeug 12 (vgl. 2). In einem Vorbereitungsschritt 16 des Verfahrens wird das rohrförmige Halbzeug 12 über einem Dorn 14 positioniert und fixiert (vgl. 2). In einem anschließenden Umformschritt 18 wird das rohrförmige Halbzeug 12 mittels zumindest einer Drückwalzrolle 20 entlang einer Umfangsrichtung 22 umgeformt (vgl. 2). In dem Umformschritt 18 wird das Halbzeug 12 gleichzeitig mittels zumindest einer zu der Drückwalzrolle in einer Axialrichtung 24 versetzt angeordneten Formrolle 26 entlang der Umfangsrichtung 22 profiliert (vgl. 2). 1 shows a schematic process flow diagram of a process for the production of at least partially profiled tubular components 10 (cf. 4 ) from a tubular semi-finished product 12 (cf. 2 ). In a preparatory step 16 of the method, the tubular semi-finished product 12 is positioned and fixed over a mandrel 14 (cf. 2 ). In a subsequent forming step 18, the tubular semi-finished product 12 is formed along a circumferential direction 22 by means of at least one flow-forming roller 20 (cf. 2 ). In the forming step 18, the semi-finished product 12 is simultaneously profiled along the circumferential direction 22 by means of at least one forming roller 26, which is offset from the flow-forming roller in an axial direction 24 (cf. 2 ).

2 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht einer Vorrichtung 50 zur Durchführung des Verfahrens zur Herstellung von zumindest abschnittsweise profilierten rohrförmigen Bauteilen 10. Die Vorrichtung 50 umfasst den zumindest einen Dorn 14 zur Aufnahme des rohrförmigen Halbzeugs 12. Die Vorrichtung 50 umfasst zumindest eine Umformeinheit 52. Die Umformeinheit 52 weist die zumindest eine Drückwalzrolle 20 zur Umformung des Halbzeugs 12 auf. Vorliegend weist die Umformeinheit 52 die Drückwalzrolle 20 und eine weitere Drückwalzrolle 44 auf. Die Drückwalzrolle 20 und die weitere Drückwalzrolle 44 sind bezüglich der Umfangsrichtung 22 auf gegenüberliegenden Seiten des rohrförmigen Halbzeugs 12 angeordnet. Mittels der Drückwalzrolle 20 und der weiteren Drückwalzrolle 44 werden bei einer Durchführung des Verfahrens mittels der Vorrichtung 50 Durchmesserschwankungen an dem rohrförmigen Halbzeug 12 kompensiert. 2 shows a schematic perspective view of a device 50 for carrying out the method for producing at least partially profiled tubular components 10. The device 50 comprises the at least one mandrel 14 for receiving the tubular semi-finished product 12. The device 50 comprises at least one forming unit 52. The forming unit 52 has the at least one flow-forming roller 20 for forming the semi-finished product 12. In the present case, the forming unit 52 has the flow-forming roller 20 and another flow-forming roller 44 . The flow-forming roller 20 and the further pressure-forming roller 44 are arranged on opposite sides of the tubular semi-finished product 12 with respect to the circumferential direction 22 . By means of the flow-forming roller 20 and the further pressure-forming roller 44 , when the method is carried out by means of the device 50 , diameter fluctuations on the tubular semi-finished product 12 are compensated for.

Die Umformeinheit 52 weist die zumindest eine Formrolle 26 auf. Die Formrolle 26 ist in der Axialrichtung 24 versetzt zu der Drückwalzrolle 20 angeordnet. Die Formrolle 26 ist zu einer mit der Umformung des Halbzeugs 12 durch die Drückwalzrolle 20 zeitgleich erfolgenden Profilierung des Halbzeugs 12 vorgesehen. Vorliegend weist die Umformeinheit 52 die Formrolle 26 und eine weitere Formrolle 46 auf. Die Formrolle 26 und die weitere Formrolle 46 sind bezüglich der Umfangsrichtung 22 auf gegenüberliegenden Seiten des rohrförmigen Halbzeugs 12 angeordnet. Mittels der Formrolle 26 und der weiteren Formrolle 46 wird bei einer Durchführung des Verfahrens mittels der Vorrichtung 50 zumindest ein Abschnitt des rohrförmigen Halbzeugs 12 profiliert.The forming unit 52 has the at least one forming roller 26 . The forming roller 26 is offset in the axial direction 24 to the flow-forming roller 20 . The shaping roller 26 is provided for profiling the semi-finished product 12 at the same time as the semi-finished product 12 is formed by the flow-forming roller 20 . In the present case, the forming unit 52 has the forming roller 26 and a further form roll up 46. The forming roller 26 and the further forming roller 46 are arranged on opposite sides of the tubular semi-finished product 12 with respect to the circumferential direction 22 . When the method is carried out by means of the device 50, at least one section of the tubular semi-finished product 12 is profiled by means of the shaping roller 26 and the further shaping roller 46.

In dem Umformschritt 18 des Verfahrens gemäß 1 werden das rohrförmige Halbzeug 12 und der Dorn 14 in Umfangsrichtung 22 rotiert.In the forming step 18 of the method according to 1 the tubular semi-finished product 12 and the mandrel 14 are rotated in the circumferential direction 22 .

3 zeigt eine weitere schematische perspektivische Ansicht der Vorrichtung 50 zur Durchführung des Verfahrens gemäß 1. In dem Umformschritt 18 des Verfahrens werden die Drückwalzrolle 20 und die Formrolle 26 in zueinander entgegengesetzten Rotationsrichtungen angetrieben. Vorliegend werden die Drückwalzrolle 20 und die weitere Drückwalzrolle 44 in dem Umformschritt 18 in einer ersten Rotationsrichtung 28, im Uhrzeigersinn, direkt angetrieben. Die Formrolle 26 und die weitere Formrolle 46 werden in dem Umformschritt 18 in einer zu der ersten Rotationsrichtung 28 entgegengesetzten zweiten Rotationsrichtung 30, entgegen dem Uhrzeigersinn, direkt angetrieben. Alternativ wäre jedoch auch denkbar, dass in dem Umformschritt 18 nur die Formrolle 26 und die weitere Formrolle 46 direkt angetrieben werden und die Drückwalzrolle 20 und die weitere Drückwalzrolle 44 fest stehen. Es wäre außerdem denkbar, dass in dem Umformschritt 18 ausschließlich das rohrförmige Halbzeug 12 und der Dorn in Umfangsrichtung 22 rotiert werden und die Formrolle 26, die weitere Formrolle 46, die Drückwalzrolle 20 und die weitere Drückwalzrolle 44 jeweils fest stehen. 3 shows a further schematic perspective view of the device 50 for carrying out the method according to FIG 1 . In the forming step 18 of the method, the flow-forming roller 20 and the forming roller 26 are driven in mutually opposite directions of rotation. In the present case, the flow-forming roller 20 and the further flow-forming roller 44 are driven directly in the forming step 18 in a first direction of rotation 28, clockwise. The forming roller 26 and the further forming roller 46 are directly driven in the forming step 18 in a second direction of rotation 30 opposite to the first direction of rotation 28, counterclockwise. Alternatively, however, it would also be conceivable for only the forming roller 26 and the further forming roller 46 to be driven directly in the forming step 18 and for the flow-forming roller 20 and the further flow-forming roller 44 to be stationary. It would also be conceivable that in the forming step 18 only the tubular semi-finished product 12 and the mandrel are rotated in the circumferential direction 22 and the forming roller 26, the further forming roller 46, the flow-forming roller 20 and the further flow-forming roller 44 are each stationary.

Das rohrförmige Halbzeug 12 wird in dem Umformschritt 18 in Axialrichtung 24 relativ zu der Drückwalzrolle 20 und zu der Formrolle 26 bewegt. Vorliegend wird das rohrförmige Halbzeug 12 in dem Umformschritt 18 zusammen mit dem Dorn 14 in einer Vorschubrichtung 62, welche parallel zu der Axialrichtung 24 verläuft, relativ zu der Drückwalzrolle 20 und zu der Formrolle 26 bewegt.In the forming step 18 , the tubular semi-finished product 12 is moved in the axial direction 24 relative to the flow-forming roller 20 and to the forming roller 26 . In the present case, the tubular semi-finished product 12 is moved in the forming step 18 together with the mandrel 14 in a feed direction 62 which runs parallel to the axial direction 24 relative to the flow-forming roller 20 and to the forming roller 26 .

Das rohrförmige Halbzeug 12 wird in dem Umformschritt 18 mittels eines Außenformgebungsprofils 32 der Formrolle 26 in Umfangsrichtung 22 an einer Außenseite 34 profiliert, wobei überschüssiges Material (nicht dargestellt) des Halbzeugs 12 von zumindest einer Aussparung 36 in dem Dorn 14 aufgenommen wird (vgl. 3).In the forming step 18, the tubular semi-finished product 12 is profiled in the circumferential direction 22 on an outer side 34 by means of an external shaping profile 32 of the forming roller 26, excess material (not shown) of the semi-finished product 12 being taken up by at least one recess 36 in the mandrel 14 (cf. 3 ).

In dem Umformschritt 18 wird das rohrförmige Halbzeug 12 an einer Innenseite 38 durch ein Zusammenwirken der Formrolle 26 mit einem Innenformgebungsprofil 40 des Dorns 14 profiliert, wobei überschüssiges Material (nicht dargestellt) des Halbzeugs 12 von zumindest einer Aussparung 42 an der Formrolle 26 aufgenommen wird.In the forming step 18, the tubular semi-finished product 12 is profiled on an inner side 38 by interaction of the forming roller 26 with an internal shaping profile 40 of the mandrel 14, with excess material (not shown) of the semi-finished product 12 being taken up by at least one recess 42 on the forming roller 26.

Die Drückwalzrolle 20 und die Formrolle 26 werden in dem Umformschritt 18 in der Umfangsrichtung 22 zueinander winkelversetzt an dem Halbzeug 12 angeordnet. Vorliegend sind die Drückwalzrolle 20 und die Formrolle 26 in der Umfangsrichtung 22 in einem Winkel von 90° zueinander versetzt angeordnet.The flow-forming roller 20 and the forming roller 26 are arranged on the semi-finished product 12 at an angle to one another in the circumferential direction 22 in the forming step 18 . In the present case, the flow-forming roller 20 and the forming roller 26 are offset from one another in the circumferential direction 22 at an angle of 90°.

Das Halbzeug 12 wird in dem Umformschritt 18 mittels zumindest einer weiteren Drückwalzrolle 44 umgeformt. Die weitere Drückwalzrolle 44 ist in der Umfangsrichtung 22 winkelversetzt zu der Drückwalzrolle 20 angeordnet. Vorliegend sind die Drückwalzrolle 20 und die weitere Drückwalzrolle 44 zueinander in der Umfangsrichtung 22 in einem Winkel von 180° versetzt angeordnet.The semi-finished product 12 is formed in the forming step 18 by means of at least one further flow-forming roller 44 . The further flow-forming roller 44 is arranged angularly offset from the flow-forming roller 20 in the circumferential direction 22 . In the present case, the flow-forming roller 20 and the further pressure-forming roller 44 are offset from one another in the circumferential direction 22 at an angle of 180°.

In dem Umformschritt 18 wird das Halbzeug 12 mittels der Formrolle 26 und mittels zumindest einer weiteren Formrolle 46 profiliert. Die weitere Formrolle 46 ist in der Umfangsrichtung 22 zu der Formrolle 26 winkelversetzt angeordnet. Vorliegend sind die Formrolle 26 und die weitere Formrolle 46 zueinander in der Umfangsrichtung 22 in einem Winkel von 180° versetzt angeordnet.In the forming step 18, the semi-finished product 12 is profiled by means of the forming roller 26 and by means of at least one further forming roller 46. The further forming roller 46 is arranged at an angle to the forming roller 26 in the circumferential direction 22 . In the present case, the forming roller 26 and the further forming roller 46 are offset from one another in the circumferential direction 22 at an angle of 180°.

4a zeigt zwei schematische Schnittdarstellungen eines Ausschnitts des rohrförmigen Halbzeugs 12, welche durch eine Bearbeitungsachse 64 getrennt sind. In einer linken Darstellung der 3a ist das rohrförmige Halbzeug in dem Vorbearbeitungsschritt 16 gezeigt und über dem Dorn 14 positioniert. In einer rechten Darstellung der 3a ist rohrförmige Halbzeug 12 während des Umformschritts 18 nach einer Umformung durch die Drückwalzrolle 20 gezeigt. 4a shows two schematic sectional views of a detail of the tubular semi-finished product 12, which are separated by a machining axis 64. In a left representation of the 3a the tubular stock is shown in the pre-machining step 16 and positioned over the mandrel 14 . In a right representation of the 3a 1 shows tubular semi-finished product 12 during the forming step 18 after forming by the flow-forming roller 20 .

4b zeigt zwei weitere schematische Schnittdarstellungen des Ausschnitts des rohrförmigen Halbzeugs 12, welche entlang der Bearbeitungsachse 64 getrennt sind. In einer linken Schnittdarstellung der 3b ist das rohrförmige Halbzeug 12 erneut während des Umformschritts 18 nach der Umformung durch die Drückwalzrolle 20 gezeigt. In einer rechten Schnittdarstellung der 3b ist das rohrförmige Halbzeug 12 nach dem Umformschritt 18 gezeigt. Das rohrförmige Halbzeug 12 ist mittels der Formrolle 26 profiliert und weist ein Außenprofil 66 auf. In der rechten Schnittdarstellung der 3b ist außerdem die Aussparung 36 des Dorns 14 gezeigt, durch welche in dem Umformschritt 18 überschüssiges Material (nicht dargestellt) des rohrförmigen Halbzeugs 12 aufgenommen werden kann. 4b shows two further schematic sectional views of the detail of the tubular semi-finished product 12, which are separated along the processing axis 64. In a left sectional view of the 3b the tubular semi-finished product 12 is again shown during the forming step 18 after forming by the flow-forming roller 20 . In a right sectional view of the 3b the tubular semi-finished product 12 is shown after the forming step 18 . The tubular semi-finished product 12 is profiled by means of the shaping roller 26 and has an outer profile 66 . In the right sectional view of 3b the recess 36 of the mandrel 14 is also shown, through which excess material (not shown) of the tubular semi-finished product 12 can be accommodated in the forming step 18 .

5 zeigt eine schematische Darstellung eines Erzeugnisses, welches in dem vorhergehend beschriebenen Verfahren aus dem rohrförmigen Halbzeug 12 hergestellt ist. Das Erzeugnis ist das rohrförmige Bauteil 10. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das rohrförmige Bauteil 10 beispielhaft als eine dünnwandige Welle 68 ausgebildet. In der 5 ist beispielhaft eine Welle-Nabe-Verbindung dargestellt. Die Welle 68 ist mit einer Nabe 54 formschlüssig verbunden. Das Außenprofil 66 der Welle 68 greift formschlüssig in ein Innenprofil 70 der Nabe 54 ein. 5 shows a schematic representation of a product, which in the method described above from the tubular Semi-finished product 12 is made. The product is the tubular member 10. In the present embodiment, the tubular member 10 is formed as a thin-walled shaft 68, for example. In the 5 a shaft-hub connection is shown as an example. The shaft 68 is positively connected to a hub 54 . The outer profile 66 of the shaft 68 engages in an inner profile 70 of the hub 54 in a form-fitting manner.

BezugszeichenlisteReference List

1010: Bauteilcomponent
1212: HalbzeugWorkpiece
1414: Dornmandrel
1616: Vorbereitungsschrittpreparation step
1818: Umformschrittforming step
2020: Drückwalzrollepressure roller
2222: Umfangsrichtungcircumferential direction
2424: Axialrichtungaxial direction
2626: Formrolleform roll
2828: erste Rotationsrichtungfirst direction of rotation
3030: zweite Rotationsrichtungsecond direction of rotation
3232: Außenformgebungsprofilexternal shaping profile
3434: Außenseiteoutside
3636: Aussparungrecess
3838: Innenseiteinside
4040: Innenformgebungsprofilinterior shaping profile
4242: Aussparungrecess
4444: weitere Drückwalzrollefurther pressure roller
4646: weitere Formrolleanother form roll
5050: Vorrichtungcontraption
5252: Umformeinheitforming unit
5454: Nabehub
6262: Vorschubrichtungfeed direction
6464: Bearbeitungsachsemachining axis
6666: Außenprofilexternal profile
6868: WelleWave
7070: Innenprofilinterior profile

Claims

Process for the production of tubular components (10) profiled at least in sections, in particular for the production of thin-walled hollow profile shafts, from a tubular semi-finished product (12), the semi-finished product (12) being positioned over a mandrel (14) and then in a forming step (18) by means at least one flow-forming roller (20) is formed along a circumferential direction (22), characterized in that the semi-finished product (12) is simultaneously formed in the forming step (18) by means of at least one forming roller ( 26) is profiled along the circumferential direction (22).

procedure after claim 1 , characterized in that the flow-forming roller (20) and the forming roller (26) are driven in opposite directions of rotation (28; 30) in the forming step (18).

procedure after claim 1 or 2 , characterized in that the tubular semi-finished product (12) is moved in the forming step (18) in the axial direction (24) relative to the flow-forming roller (20) and to the forming roller (26).

procedure after claim 3 , characterized in that the tubular semi-finished product (12) is moved in the forming step (18) together with the mandrel (14) in the axial direction (24) relative to the flow-forming roller (20) and to the forming roller (26).

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the semi-finished product (12) is profiled in the forming step (18) by means of an external shaping profile (32) on the forming roller (26) in the circumferential direction (22) on an outer side (34), with excess Material of the semi-finished product (12) is received by at least one recess (36) in the mandrel (14).

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the semi-finished product (12) in the forming step (18) is profiled on an inner side (38) by interaction of the forming roller (26) with an inner forming profile (40) of the mandrel (14), wherein excess material of the semi-finished product (12) is taken up by at least one recess (42) on the forming roller (26).

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the flow-forming roller (20) and the forming roller (26) are arranged on the semi-finished product (12) at an angle to one another in the circumferential direction (22).

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the semi-finished product (12) is formed in the forming step (18) by means of at least one further flow-forming roller (44), which in the circumferential direction (22). the flow-forming roller (20) is arranged angularly offset.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the semi-finished product (12) is profiled in the forming step (18) by means of at least one further forming roller (46), which is arranged at an angle to the forming roller (26) in the circumferential direction (22).

Product (68), in particular a tubular component (10) profiled at least in sections, which is produced at least with the aid of a method according to one of the preceding claims.

Device (50) for carrying out a method for producing at least partially profiled tubular components (10), in particular according to one of Claims 1 until 9 , with at least one mandrel (14) for receiving a tubular semi-finished product (12) and with at least one forming unit (52) which has at least one flow-forming roller (20) for forming the semi-finished product (12) along its circumferential direction (22), characterized in that that the forming unit (52) has at least one forming roller (26) which is offset in an axial direction (24) to the flow-forming roller (20) and which is used for profiling that takes place simultaneously with the forming of the semi-finished product (12) by the flow-forming roller (20). of the semi-finished product (12) is provided.