DE10219441C1 - Verfahren zur Herstellung von innen- und/oder außenprofilierten Ringen sowie Anordnung hierzu - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von innen- und/oder außenprofilierten Ringen, insbesondere von Wälzlagerringen und Getrieberingen in komplett schleiffertigem Zustand aus Rohr- oder Vollmaterial, bei dem spanende Verfahren wie Drehen und umformende Verfahren wie Radial-Axial-Profilrohrwalzen und/oder Walzeinstechen in Folge und/oder parallel miteinander kombiniert werden, dadurch gekennzeichnet, dass während dem Walzen des Profils eine Gegenkraft bezüglich der Fließrichtung des Rohrmaterials erzeugt wird, womit der Werkstofffluss in axialer und/oder radialer Richtung so steuerbar ist, dass der ausweichende Werkstoff in die Ausbildung des Profils einbezogen wird. DOLLAR A Mit der Erfindung wird eine Fertigungsmöglichkeit für z. B. Synchron-Getrieberinge und Schaltmuffen durch die Verfahrenskombination Radial-Axial-Profilrohrwalzen - Drehen angegeben, welche die bisher nicht in jedem Fall mögliche Erzielung der notwendigen Genauigkeitsanforderungen garantiert. DOLLAR A Durch Einsatz des Radial-Axial-Profilrohrwalzens ergeben sich Fertigungsmöglichkeiten für die Herstellung eines weitaus größeren Teilespektrums als mit den bisher bekannten Verfahren bzw. Lösungen. DOLLAR A Für die maschinentechnische Umsetzung des Verfahrens ist eine Anordnung beschrieben.

Description

Die Erfindung betrifft Verfahren und Anordnung zur kombinierten umformenden und spanen­ den Fertigung von innen- und/oder außenprofilierten Ringen aus Rohr- oder Vollmaterial mit­ tels Radial-Axial-Profilrohrwalzen in Kombination mit Drehen. Das Verfahren und die Anord­ nung dienen zur Herstellung von u. a. zylindrischen Anfangsringen, Wälzlagerringen und Ge­ trieberingen o. dgl.

Die Herstellung profilierter Ringe, insbesondere Wälzlagerringe, aus vorzugsweise Rohrmateri­ al, erfolgt entweder rein spanend oder in einer Kombination spanender und umformender Bear­ beitung.

Bei der rein spanenden Bearbeitung, die sehr materialintensiv ist, können im Abmessungsbe­ reich kleiner 100 mm Außendurchmesser hochproduktive Mehrspindel-Drehautomaten zum Einsatz kommen, wobei durch Einring- bzw. Mehrringbearbeitung, vorzugsweise Zweiring- Bearbeitung, ein bzw. mehrere, vorzugsweise zwei, schleiffertig profilierte Ringe gleichzeitig ohne Umspannung von einer Maschine auf eine andere gefertigt werden können.

Bei bestimmten kombinierten Verfahren bestehend aus mindestens zwei Arbeitsgängen auf ver­ schiedenartigen Maschinen wird zunächst ein sogenannter Blank, das heißt ein zylindrischer Anfangsring, von Rohrmaterial oder Stabstahl ausgehend ebenfalls rein spanend oder durch Kombination spanender und umformender Bearbeitung hergestellt, welcher anschließend durch Axial- oder Tangentialprofilringwalzen schleiffertig profiliert wird. Diese kombinierten Verfah­ ren zur Herstellung profilierter Ringe sind gegenüber der rein spanenden Bearbeitung auf Mehr­ spindel-Drehautomaten materialsparender sowie in Bezug auf die Gebrauchseigenschaften gün­ stiger, erfordern jedoch durch mindestens ein nochmaliges Einspannen des Blanks (Anfangsrin­ ges) zur Profilierung des Ringes einen erhöhten Arbeitszeitaufwand infolge der somit erforder­ lichen Bearbeitung auf mindestens zwei verschiedenartigen Maschinen bis zum Vorliegen eines schleiffertigen Ringes.

Ein Beispiel für diese kombinierten Verfahren in mindestens zwei Arbeitsgängen ist in DE 198 49 182 A1 mit Zielstellung Beeinflussung des verfahrensbedingten axialen bzw. tangentialen Werk­ stoffflusses beschrieben. Die Werkstoffbeeinflussung setzt jedoch mindestens zwei Walzschritte (Arbeitsgänge) voraus, was ein bereits beschriebener wesentlicher Nachteil dieser Fertigungsmög­ lichkeit ist.

Der wirtschaftliche Anwendungsbereich genannter Verfahren liegt ins­ besondere im Abmessungsbereich größer 100 mm Außendurchmesser und umfasst überwiegend Außen- und Innenringe (Wälzlager- und Getrieberinge) mit symmetrischer Querschnittsform. Darüber hinaus gibt es Lösungsvorschläge (DE 197 43 055 A1, DE 199 20 163 A1) zur Ferti­ gung von Ringen mit asymmetrischer Querschnittsform durch Tangentialprofilringwalzen, für die bisher jedoch keine Anwendung in der Praxis bekannt ist.

Weitere Herstellungsverfahren zur Fertigung profilierter Ringe gehen von einer Kombination zuerst umformender Bearbeitung durch Axialprofilrohrwalzen und/oder Walzeinstechen und anschließend spanender Fertigbearbeitung durch Drehen ausgehend von Rohrmaterial (DD 225 358 A1) bzw. zunächst spanender Vorbearbeitung von Rohrmaterial (DD 292 162 A5) bzw. Stabstahl (DD 292 161 A5) bei anschließender umformender Bearbeitung durch Axialprofil­ rohrwalzen und/oder Walzeinstechen sowie spanender Fertigbearbeitung eines Ringes in Folge und/oder parallel auf einem Mehrspindel-Drehautomaten mit integrierter Walzvorrichtung aus, betreffen jedoch ausschließlich außenprofilierte Ringe mit symmetrischer oder asymmetrischer Querschnittsform, wie z. B. Innenringe für Radial-Rillenkugellager oder Kegelrollenlager.

In DE 195 26 900 A1 werden spanende Verfahren wie Drehen und umformende Verfahren wie Axialprofilrohrwalzen und/oder Walzeinstechen so kombiniert, dass wenigstens ein Ring gleichzeitig innen bzw. außen umformend und/oder spanend schleiffertig profiliert werden kann, um somit neben der oben beschriebenen Fertigung von außenprofilierten Ringen, wie zum Beispiel Wälzlagerinnenringen, gleichfalls die Fertigung von innenprofilierten Ringen, wie zum Beispiel Wälzlageraußenringen, mit genannter Verfahrenskombination zu ermöglichen.

Für letztgenannten Herstellungsverfahren wird zur maschinentechnischen Umsetzung der Ver­ fahrenskombination eine Maschine eingesetzt, welche die umformende Profilierung der Außen- und Innenkontur von Ringen bei spanender Fertigbearbeitung aller weiteren Form- und Flä­ chenelemente des Ringes, einschließlich des Abtrennens des Ringes vom Rohr als letzter Ar­ beitsstufe in einem Arbeitsgang ohne Umspannung ermöglicht.

Vorteilhaft wird das unbearbeitete Rohr durch Außen-Überdrehen und/oder Innen-Ausdrehen vor dem Umformen durch Axialprofilrohrwalzen und/oder Walzeinstechen auf Maß vorgedreht, wobei gleichzeitig ggf. geforderten Mindestspanabnahmen bzw. vorhandener Randentkohlung des eingesetzten Ausgangsmateriales Rechnung getragen wird.

Das wirtschaftliche Anwendungsgebiet der Herstellungsverfahren zur kombinierten umformen­ den und spanenden Bearbeitung durch Axialprofilrohrwalzen/Walzeinstechen-Drehen zur Fer­ tigung profilierter Ringe liegt im Abmessungsbereich von ca. 40. . .160 mm Außendurchmesser und umfasst innen- und/oder außenprofilierte Ringe (Wälzlager- und Getrieberinge) mit sowohl symmetrischer als auch asymmetrischer Querschnittsform. Darüber hinaus besteht die Möglich­ keit der Herstellung von Anfangsringen für die spanende oder umformende Weiterbearbeitung, z. B. durch Axial- bzw. Tangentialprofilringwalzen. Vorteilhaft ist das insbesondere dann, wenn die Anfangsringe für das nachfolgende Walzen vorprofiliert sein müssen, wie das beim Axial- bzw. Tangentialprofilringwalzen komplizierter Ringgeometrien unabdingbar ist.

Gemeinsam ist den in DD 225 358 A1, DD 292 162 A5, DD 292 161 A5 und DE 195 26 900 A1 dargestellten Fertigungsabläufen, dass beim Axialprofilrohrwalzen und/oder Walzeinstechen ein ungehinderter axialer Werkstofffluss auftritt. Folge ist, dass Rohr bzw. Ring während des Walzprozesses entsprechend dem durch das Werkzeugprofil verdrängten Werkstoffvolumens (bis zu 100%) länger bzw. breiter werden. Dieser Effekt wird im Sinne einer hohen Material­ ausnutzung und Wirtschaftlichkeit bei der Ringfertigung angestrebt. Bei der Bearbeitung von Ringen mit großen und tiefen Rechteckprofilen (nutähnliche Profile), wie z. B. bei Synchron- Getrieberingen oder Schaltmuffen führt dieser Effekt zu Problemen bei der Erzielung der gefor­ derten Genauigkeiten (Symmetrien).

Aufgabe der Erfindung ist es, Verfahren und Anordnung der eingangs genannten Art an­ zugeben, womit eine höhere Genauigkeit bei der Herstellung von Ringen mit großen und tiefen Rechteckprofilen (nutähnliche Profile), wie z. B. bei Synchron-Getrieberingen oder Schaltmuf­ fen erreicht wird.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe in Verbindung mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Merkmalen dadurch gelöst, dass während dem Walzen des Profiles eine Gegenkraft bezüglich der Fließrichtung des Rohrmaterials erzeugt wird, womit der Werkstofffluss in axialer und/oder radialer Richtung so steuerbar ist, das der abfließende Werkstoff in die Ausbildung des Profiles einbezogen wird.

Durch die Erzeugung einer Gegenkraft oder eines Gegendruckes wird dem bisher ungehinderten axialen Werkstofffluss mit einer definiert aufzubringenden Kraft entgegengewirkt. Damit wird die Möglichkeit der Steuerung des Werkstoffflusses in wahlweise axiale und/oder radiale (zum Rohraußendurchmesser hin) Richtung geschaffen, womit die bisher z. B. bei der Fertigung von Synchron-Getrieberingen und Schaltmuffen aufgetretenen Probleme hinsichtlich Erzielung der geforderten Genauigkeiten, insbesondere hinsichtlich der Symmetrie von nutähnlichen Profilen, gelöst werden.

Vorteilhafte Varianten des Verfahrens ergeben sich aus den in den abhängigen Unteransprüchen genannten Merkmalen.

Die Aufgabe wird weiterhin durch eine Anordnung in Verbindung mit den im Oberbegriff des Anspruchs 6 genannten Merkmalen dadurch gelöst, dass das Innen-Profilwalzwerkzeug ein den Werkstofffluss begrenzendes axialverschiebbares Gegendruckwerkzeug aufweist, welches eine über den Außendurchmesser des Innen-Profilwalzwerkzeuges überragende Auflagefläche für das umzuformende Rohr bildet, womit der Werkstofffluss in axialer und/oder radialer Richtung steuerbar ist.

Zur gezielten Steuerung des axialen Werkstoffflusses kann zusätzlich die axiale Verschiebbar­ keit der Außen-Profilwalzwerkzeuge durch ein hydraulisches und/oder mechanisches System gefördert bzw. eingeschränkt werden.

Der Einsatz einer solchen Gegendruckeinrichtung (inkl. Walzdorn) führt zu einer maßgeblichen Erweiterung der bekannten Verfahrenskombination Axialprofilrohrwalzen (und/oder Walzein­ stechen)-Drehen hin zu einer völlig neuartigen Verfahrenskombination "Radial-Axial- Profilrohrwalzen" und/oder Walzeinstechen-Drehen. Ein weiterer Vorteil dieser Verfahrens­ kombination mit steuerbarem axialen Werkstofffluss ist, dass aus einem Rohr "kleineren" Au­ ßendurchmessers Ringe mit (leicht) größerem Außendurchmesser hergestellt werden können, was aus dem jetzt gezielt steuerbaren radialen Werkstofffluss (zum Rohraußendurchmesser hin) resultiert. Durch Einsatz des Radial-Axial-Profilrohrwalzens ergeben sich Fertigungsmöglich­ keiten für die Herstellung eines weitaus größeres Teilespektrums als mit den bisher bekannten Verfahren bzw. Lösungen.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand von Ausführungsbeispielen noch näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 (Spindellage I) Außen-Überdrehen mit Überdrehwerkzeug und Innen-Ausdrehen mit Ausdrehwerkzeug des Rohres 1

Fig. 2 (Spindellage II) (Außen-)Radial-Axial-Profilrohrwalzen/Walzeinstechen mit Profil­ walzwerkzeug 2 und Gegendruckwerkzeug (inkl. Walzdorn) 5

Fig. 3 (Spindellage III) Plandrehen (1. Ringseite) mit Plandrehwerkzeug, Innen-Ausdrehen (Nachdrehen) mit Ausdrehwerkzeug und CNC-Konturdrehen (Nachdrehen) mit Dreh­ werkzeug

Fig. 4 (Spindellage IV) Abstechdrehen mit Abstechdrehwerkzeug des Synchron- Getrieberinges 4 und Plandrehen (2. Ringseite) mit Plandrehwerkzeug

Fig. 5a (Außen-)Radial-Axial-Profilrohrwalzen/Walzeinstechen mit Außen-Profilwalzwerkzeug 2 und Gegendruckwerkzeug (inkl. Walzdorn) 5 des Rohres 1 und derart profilierter Syn­ chron-Getriebering 4

Fig. 5b mit entsprechend Fig. 5a dargestellter Werkzeugkonfiguration zur Steuerung des Werk­ stoffflusses in axiale bzw. radiale Richtung aus einem Anfangsrohr kleineren Durchmes­ sers profilierter Synchron-Getriebering mit hochgewalztem Profil

Fig. 6a auf Ausgangsrohr 1 gewalztes Doppelprofil entsprechend Außenkontur zweier Synchron- Getrieberinge

Fig. 6b auf Ausgangsrohr 1 gewalztes Doppelprofil entsprechend Außenkontur zweier Synchron- Getrieberinge 4 bei Walzen mit sogenanntem Vorring

Fig. 7a Radial-Axial-Profilrohrwalzen/Walzeinstechen mit Außen-Profilwalzwerkzeug 2 und In­ nen-Profilwalzwerkzeug (inkl. Walzdorn) 3 des Ausgangsrohres 1 und derart profilierter Synchron-Getriebering 6

Fig. 7b mit entsprechend Fig. 7a dargestellter Werkzeugkonfiguration zur Steuerung des Werk­ stoffflusses in axiale bzw. radiale Richtung aus einem Anfangsrohr kleineren Durchmes­ sers profilierter Synchron-Getriebering (mit Außen- und Innenprofil) größeren Durchmes­ sers

Fig. 8 schematische Darstellung einer Walzvorrichtung zur gezielten Steuerung des axialen und radialen Werkstoffflusses mit hydraulischer und/oder mechanischer Unterstützung

In den Fig. 1 bis 4 ist die erfindungsgemäße Kombination spanender und umformender Ver­ fahren durch Radial-Axial-Profilrohrwalzen-Drehen mit Gegendruckeinrichtung zur Werk­ stoffflusssteuerung anhand des zugehörigen Fertigungsablaufes (Einring-Bearbeitung) entspre­ chend der Spindellagen I bis IV eines Vierspindel-Drehautomaten mit integrierter Walzvor­ richtung am Beispiel eines Synchron-Getrieberinges ausgehend von Rohr in einer Aufspannung dargestellt.

In Spindellage I wird zunächst ein Außen-Überdrehen und Innen-Ausdrehen des eingesetzten Ausgangsrohres 1 durchgeführt. In Spindellage II erfolgt das (Außen-)Radial-Axial- Profilrohrwalzen/Walzeinstechen mit Profilwalzwerkzeug 2 entsprechend der Außenkontur ei­ nes Synchron-Getrieberinges mit Gegendruckwerkzeug (inkl. Walzdorn) 5 (siehe auch Fig. 5a) zur Steuerung des Werkstoffflusses, wodurch im betrachteten Anwendungsfall der axiale Werk­ stofffluss teilweise behindert und infolgedessen teilweise in radiale Richtung geleitet wird. Da­ mit wird möglich, aus einem Rohr 1 kleineren Durchmessers einen Synchron-Getriebering 4 (leicht) größeren Durchmessers (siehe Fig. 5b) zu fertigen. Der zugelassene axiale Werkstoff­ fluss ist beim Rohrvorschub zwecks Sicherung der geforderten Werkstückbreite zu berücksich­ tigen.

In den Spindellagen III und IV erfolgt die spanende Fertigbearbeitung der restlichen Form- bzw. Flächenelemente des Ringes mit dem Abtrennen des komplett schleiffertig profilierten Syn­ chron-Getriebringes 4 vom Rohr 1 als letzter Arbeitsstufe.

Dabei werden in Spindellage III Plandrehen der 1. Ringseite, Innen-Ausdrehen und CNC- Konturdrehen der Außenkontur durchgeführt. Bei den beiden letztgenannten Arbeitsstufen han­ delt es sich lediglich um Nachdrehoperationen. Beim nochmaligen Innen-Ausdrehen wird die Beseitigung der infolge des Radial-Axial-Profilrohrwalzens hervorgerufenen "Walzspuren" im Rohr- bzw. Ringinnendurchmesser vorgenommen. Das CNC-Konturdrehen ist eine reine "Si­ cherheitsmaßnahme" und dient nur der Gewährleistung einer 100%-igen Sicherheit der Erzie­ lung der Genauigkeitsforderungen. In der Regel ist das CNC-Konturdrehen nicht notwendig, da die geforderten Genauigkeiten der Außenkontur beim Radial-Axial-Profilrohrwalzen, gewähr­ leistet durch Einsatz der Gegendruckeinrichtung, erreicht werden. In Spindellage IV erfolgen das Abstechen des komplett schleiffertig profilierten Synchron-Getrieberinges 4 vom Rohr 1 sowie das Plandrehen der 2. Ringseite.

Das in Spindellage I dargestellte Außen-Überdrehen bzw. Innen-Ausdrehen ist bei Verwendung von Ausgangsmaterial mit der entsprechenden Oberflächenqualität sowie dem der Arbeitsauf­ gabe entsprechenden Außen- bzw. Innendurchmesser nicht in jedem Fall notwendig, wobei durch Radial-Axial-Profilrohrwalzen/Walzeinstechen die Maße des Außen- bzw. Innendurch­ messers in einem geringen Toleranzbereich veränderbar sind.

Soll mit dem in den Fig. 1 bis 4 beschriebenen Fertigungsablauf z. B. eine Schaltmuffe mit Innenverzahnung hergestellt werden, kann deren Außenkontur komplett schleiffertig gewalzt werden, während die Verzahnung im Innendurchmesser spanend auf einer nachgeschalteten Einrichtung in einem separaten Arbeitsgang erfolgt, wobei vorteilhaft eine Verkettung der Ein­ richtungen realisiert wird.

Der in den Fig. 1 bis 4 dargestellte Fertigungsablauf ist auch bei Realisierung einer Zwei­ ring- oder Mehrringbearbeitung möglich, das heißt, in diesem Fall wird das Radial-Axial- Profilrohrwalzen mit Profilwalzwerkzeugen entsprechend der Außenkontur zweier oder mehre­ rer Synchron-Getrieberinge durchgeführt. Vorteilhaft ist hierfür das Walzen mit sogenanntem "Vorring" (Fig. 6). Das bedeutet, dass zunächst - ein am Rohr verbleibendes Ringprofil - durch (Radial-)Axialprofilrohrwalzen gewalzt wird, hinter welchem sich das Walzen z. B. zweier weiterer Ringprofile anschließt, so dass sich drei gewalzte Ringprofile auf dem Rohr befinden. Das dritte Ringprofil verbleibt, während die beiden vorgelagerten Ringprofile spanend fertigbe­ arbeitet und anschließend vom Rohr abgetrennt werden, am Rohr und bildet beim sich in Folge wiederholenden Fertigungsablauf den "Vorring". Dadurch wird der Walzprozess beträchtlich stabilisiert, da ein Walzen am Rohranfang vermieden wird und der Werkzeugeingriff nicht di­ rekt am Rohranfang, sondern im Abstand mindestens einer Ringbreite vom Rohranfang versetzt, erfolgt. Damit können auch bei einer Mehrring-Bearbeitung die Genauigkeitsanforderungen problemlos gesichert werden. Durch das Walzen mit "Vorring" wird eine gegenseitige Beein­ flussung der einzelnen Ringprofile infolge des axialen Werkstoffflusses vermieden. Diese Vari­ ante ist sowohl mit als auch ohne Verwendung einer Gegendruckeinrichtung realisierbar.

Der im Ausführungsbeispiel für vorzugsweise Rohrmaterial aufgezeigte Fertigungsablauf ist in modifizierter Weise gleichfalls bei Einsatz von Stabstahl als Ausgangsmaterial, insbesondere für kleinere Ringabmessungen, möglich.

Soll ein Werkstück wie z. B. der in den Fig. 1 bis 4 aufgezeigte Synchron-Getriebering ge­ fertigt werden, welches zusätzlich ein umlaufendes Innenprofil 6 aufweist, besteht die Möglich­ keit durch entsprechende Verfahrensgestaltung die Innen- und Außenkontur des Ringes gleich­ zeitig entweder umformend durch Radial-Axial-Profilrohrwalzen und/oder Walzeinstechen bzw. eine der beiden Konturen rein spanend durch Drehen in Folge und/oder parallel herzustel­ len. Dabei können gleichfalls alle Arbeitsstufen in einem Arbeitsgang auf einer Maschine ein­ schließlich des Abtrennens des komplett schleiffertig profilierten Ringes vom Rohr als letzter Arbeitsstufe durchgeführt werden. Fig. 7 zeigt das Radial-Axial-Profilrohrwalzen gleichzeitig der Außen- und Innenkontur eines derartigen Werkstückes.

Für die maschinentechnische Umsetzung des in den Fig. 1 bis 4 aufgezeigten Fertigungsab­ laufes gibt es zwei vorteilhafte Anordnungsvarianten.

Zum einen wird die Aufgabe erfindungsgemäß mit einer Anordnung wie in DE 195 26 900 A1 beschrieben gelöst. Hierbei ist auf einem an sich bekannten Mehrspindel-Drehautomaten in ei­ ner Spindellage eine Walzvorrichtung vorgesehen.

Die Walzvorrichtung weist diametral angeordnete, axial verschiebbar gelagerte, wahlweise an­ getriebene oder nicht angetriebene Außen-Profilwalzwerkzeuge auf, welche zur Vermeidung radialer Kräfte auf die Spindellagerung auf einer gemeinsamen Grundplatte angeordnet sind. Die axiale Verschiebbarkeit der Außen-Profilwalzwerkzeuge kann dabei in Abhängigkeit vom Anwendungsfall durch ein hydraulisches und/oder mechanisches System gefördert bzw. einge­ schränkt werden, so dass eine gezielte Steuerung des axialen Werkstoffflusses möglich ist. Die Außen-Profilwalzwerkzeuge sind mit einer radialen Vorschubkraft zustellbar, die das Eindrin­ gen in das Rohr bewirken. In Spindellage II ist für die Aufnahme entweder eines wahlweise angetriebenen oder nicht angetriebenen Innenprofilwalzwerkzeuges ein Kreuzschlitten 10 auf einen weiteren Kreuzschlitten 11 installiert, um mit einer radialen Vorschubkraft dessen Ein­ dringen in das Rohr zu realisieren. In Zusammenhang damit oder auch separat kann von dem Kreuzschlitten 10 die Gegendruckeinrichtung (inkl. Walzdorn) aufgenommen werden, wobei der Gegendruck selbst z. B. über ein zusätzlich zu integrierendes hydraulisches und/oder me­ chanisches System definiert aufgebracht wird. Dieses zusätzliche System ist in Fig. 8 als Hy­ drauliksystem ausgeführt. Je nach Größe des Druckes des Hydraulikmediums 9 im Hydrau­ likzylinder 8 kann über Hydraulikkolben 7 und Gegendruckwerkzeug 5 der axiale Werkstoff­ fluss zum Rohranfang hin vermindert oder zur Einspannstelle hin "umgekehrt" werden. Gleich­ zeitig wird dadurch ein radialer Werkstofffluss zum Außendurchmesser hin ermöglicht. Durch die richtige Wahl des während des Walzvorganges veränderlichen Hydraulikdruckes werden die notwendigen Genauigkeiten hinsichtlich Maßhaltigkeit, insbesondere Symmetrie, der nutähnli­ chen Profile gewährleistet.

Vorteilhaft für die maschinentechnische Umsetzung einer als Radial-Axial-Profilrohrwalzen bezeichneten Verfahrenskombination ist eine speziell hierauf zugeschnittene Anordnung auf Basis eines (Mehrspindel-)Drehautomaten mit integrierter Walzvorrichtung. Eine einfache Lö­ sung stellt eine einspindlige Maschine dar, wobei der Aufbau einem Baukastenprinzip Rech­ nung trägt, sobald eine wahlweise Auf- und Abrüstung der Maschine mit Spindellagen, Walz­ vorrichtungen und Dreheinheiten in Abhängigkeit vom Kompliziertheitsgrad des zu fertigenden Ringes gewährleistet ist.

Wesentlich bei der erfindungsgemäßen Anordnung ist, dass gleichzeitig Innen- und/oder Au­ ßenprofil eines Ringes in einer Aufspannung umformend und/oder spanend profiliert werden können, wobei das Abtrennen des komplett schleiffertig profilierten Ringes vom Rohr in jedem Fall die letzte Arbeitsstufe darstellt.

Es ist außerdem möglich, die maschinentechnische Umsetzung der Verfahrenskombination Ra­ dial-Axial-Profilrohrwalzen-Drehen auf mehreren miteinander verketteten modifizierten Pro­ filwalzmaschinen und Drehmaschinen, wenigstens jedoch mit einer Profilwalzmaschine und einer Drehmaschine zu realisieren. Die hierzu eingesetzte Profilwalzmaschine wird so ausge­ staltet, dass sie der Darstellung der in Fig. 8 gezeigten Walzvorrichtung entspricht.

Die wesentlichen Merkmale dieser Anordnung bestehen darin, dass einer Profilwalzmaschine ein (oder mehrere) spanende Bearbeitungseinrichtungen bzw. Drehmaschinen zugeordnet sind, die den Ring nach der umformenden Profilierung durch Radial-Axial-Profilrohrwalzen sofort umformend und/oder spanend vom Rohr abtrennen und die spanende Fertigbearbeitung des Ringes erst im bereits vom Rohr "abgetrennten" Zustand erfolgt. Dabei wird der abgetrennte - vorprofilierte - Ring von den nachgeschalteten spanenden Bearbeitungseinrichtungen bzw. Drehmaschinen ohne Zwischenlagerung übernommen.

Während das erste Variante insbesondere für "kleinere" Ringabmessungen (ca. 40. . .100 mm Außendurchmesser) geeignet ist, kommt das zweite Variante insbesondere für "größere" Ringabmessungen (ca. 100. . .160 mm) in Betracht. Prinzipiell sind jedoch beide Anordnungs­ varianten für einen Abmessungsbereich von ca. 40. . .160 mm Außendurchmesser sowohl tech­ nisch als auch wirtschaftlich geeignet. Eine Erweiterung auf Außendurchmesserbereiche größer 160 mm ist möglich.

Bezugszeichenliste

1

Rohr

2

Außen-Profilwalzwerkzeug

3

Innen-Profilwalzwerkzeug

4

Synchron-Getriebering (ohne Innenprofil)

5

Gegendruckwerkzeug (inkl. Walzdorn)

6

Synchron-Getriebering mit Innenprofil

7

Hydraulikkolben

8

Hydraulikzylinder

9

Hydraulikmedium

10

Kreuzschlitten (vertikal beweglich)

11

Kreuzschlitten (horizontal beweglich)

Claims (10)

1. Verfahren zur Herstellung von innen- und/oder außenprofilierten Ringen, insbesondere von Wälzlagerringen und Getrieberingen in komplett schleiffertigem Zustand aus Rohr- oder Vollmaterial, bei dem spanende Verfahren wie Drehen und umformende Verfahren wie Ra­ dial-Axial-Profilrohrwalzen und/oder Walzeinstechen in Folge und/oder parallel miteinan­ der kombiniert werden, dadurch gekennzeichnet, dass während dem Walzen des Profiles eine Gegenkraft bezüglich der Fließrichtung des Rohrmaterials erzeugt wird, womit der Werkstofffluss in axialer und/oder radialer Richtung so steuerbar ist, das der abfließende Werkstoff in die Ausbildung des Profiles einbezogen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung des Werkstoffflus­ ses über ein Gegendruckwerkzeug (5) erfolgt, welches einem ungehinderten axialen Werk­ stofffluss mit definiert aufzubringender Kraft entgegenwirkt und infolgedessen den Werk­ stofffluss wahlweise in axiale und/oder radiale Richtung erzeugt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung des axialen Werkstoffflusses über eine zusätzliche Förderung oder Einschränkung der axialen Ver­ schiebbarkeit der Außen-Profilwalzwerkzeuge durch hydraulische und/oder mechanische Mittel realisiert wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Realisie­ rung einer Zweiring- oder Mehrringbearbeitung entsprechend der Außenkontur gleichzeitig zweier oder mehrerer Ringe mit einem Vorring gewalzt wird, indem zunächst ein am Rohr verbleibendes Ringprofil durch (Radial-)Axialprofilrohrwalzen und/oder Walzeinstechen gewalzt wird, woran sich das Walzen weiterer Ringprofile anschließt, so dass mehrere ge­ walzte Ringprofile auf dem Rohr erzeugt werden, wobei das letzte Ringprofil, während die vorgelagerten Ringprofile spanend fertigbearbeitet und anschließend vom Rohr abgetrennt werden, am Rohr verbleibt und beim sich in Folge wiederholenden Fertigungsablauf den Vorring bildet.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Innen- und/oder Außenprofilierung des Ringes in einer Aufspannung durchgeführt wird.

6. Anordnung zur Herstellung von innen- und/oder außenprofilierten Ringen, insbesondere von Wälzlagerringen und Getrieberingen in komplett schleiffertigem Zustand aus Rohr- oder Vollmaterial, aufweisend eine Walzvorrichtung mit einem Außen-(2) und einem Innen- Profilwalzwerkzeug (3) und ggf. weiteren Einrichtungen zum Drehen dadurch gekennzeichnet, dass das Innen-Profilwalzwerkzeug (3) ein den Werkstofffluss begrenzendes axialverschiebbares Gegendruckwerkzeug (5) aufweist, welches eine über den Außendurchmesser des Innen-Profilwalzwerkzeuges überragende Auflagefläche für das Rohr (1) bildet, womit der Werkstofffluss in axialer und/oder radialer Richtung steuerbar ist.

7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem mehrspindeligen Drehautomaten die Walzvorrichtung mit einem Außen-(2) und einem Innen- Profilwalzwerkzeug (3) in einer Spindellage vorgesehen ist.

8. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Kombination aus we­ nigstens einer Profilwalzmaschine und einer Drehmaschine der Profilwalzmaschine ein oder mehrere spanende Bearbeitungseinrichtungen oder Drehmaschinen zugeordnet sind, die den Ring nach der umformenden Profilierung durch Radial-Axial-Profilrohrwalzen sofort um­ formend und/oder spanend vom Rohr abtrennen und die spanende Fertigbearbeitung des Ringes erst im bereits vom Rohr abgetrennten Zustand, mit Übergabe des abgetrennten und vorprofilierten Ringes an die nachgeschalteten spanenden Bearbeitungseinrichtungen oder Drehmaschinen ohne Zwischenlagerung erfolgt.

9. Anordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Profil­ walzwerkzeuge (2; 3) vermittels jeweils zugeordneter Hydraulikkolben (7) und Hydrau­ likzylinder (8) axial verschiebbar sind.

10. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Innen-Profilwalzwerkzeug (3) mit dem Gegendruckwerkzeug (5) vermittels einer druckbeaufschlagbaren Kolben- Zylinderanordnung mit dem Kreuzschlitten (10) verbunden ist.