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Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen
von zylindrischen
Gegenständen
Die Erfindung betrifft die Herstellung von zylindrischen
Gegen-
ständen, von denen eine oder beide Endflächen nicht eben sind,
gewöhnlich
eingedellt durch einen Profiliervorgang, der darin
bestehtg daB
ein Rohling in einen Profilierhohlraum eingebracht
wird,
der durch ein System zusammengehöriger rotierender Elemente
definiert ist,
die relativ nach innen beweglich Bind, um den Raum zu verkleinern und damit
das Profil eines oder mehrerer der
Elemente auf den Rohling aufzudrucken,
Aufgabe
der Erfindung ist eng Mittel zu schaffen, die Umfangsfläche und die Endflächen des
Rohlings zu profilierene insbesondere wenn die Endflächen mit Eindellungen oder
Aussparungen versehen sind. Weiter soll eine Einrichtung geschaffen werden,
mit der gleichzeitig der Rohling durchbohrt werden kann.
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Erfindungsgemäß besteht ein Verfahren zum Herstellen von zylindrischen
Gegenständen
darin, daß ein Rohling in einen Profilierhohlraum eingebracht wird, der von einem
System zueinandergehöriger Rollen und Seitenbacken begrenzt winde daß die Rollen
gedreht werden, so daß sie auf den Umfang des Rohlings ein wirkeng und das Verfahren
ist dadurch gekennzeichnete daß die Backen gedreht werden und rela@ylv nach innen
gepresst werden, um die Breite des Hohlraums zu verkleinere und ihr Profil auf die
Enden des Rohlings aufzudrücken wobei die Rollen während der Einwäxtsbewegung der
Backen relativ nach aussen bewegt werden, um Raum für den vergrösserten Durch-
messen
des Rohlings zu schaffen, und danach relativ nach innen bewegt werden, um ihr Profil
auf den Umfang des Rohlings aufzudrücken.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsft,rm sind die Seitenbacken gegeneinander
zu Beginn des Vorganges gceneigtg und werden allmählich aufeinander zu und parallel
zueinander geneigt" während der
Arbeitsvorgang fortschreitet,
Wenn der Rohling aus Metall besteht wird er normalerweise auf eine Temperatur vorgeheizt,
bei der er leicht plastisch verformbar ist. Relativ Reiche Werkstoffe, beispielsweise
Blei, können jedoch kalt bearbeitet werden, die während des Profiliervorganges entwickelte
Wärme unterstützt den Prozess.
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Eine Ausführungsform der Erfindung soll anhand der Zeichnung
näher erläutert werden; es zeigen:
Fig. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht
einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei
einige
Teile der Klarheit halber weggelassen sind;
Fig. 2 einen Schnitt
längs der Linie 2 = 2 in Fig. 1; Fig. 3 einen Teilschnitt durch den Teil der Vorrichtung,
die den Profilierhohlraum definiert, in der Anordnung bei Beginn des Bearbeitungsvorganges;
Fig, ¢ eine Fig. 3 entsprechende Darstellung mit der Anordnung bei Schluss der
Bearbeitung.
Wie am besten in Fig. 2 erkennbar ist, sind drei
Rollen 10, 12 und 14 dreieckartig angeordnet, um zwischen sich die Seiten eines
Profilierhohlraums zu begrenzenfl der von einem Rohling 16 eingenommen wird. Die
Rollen 10, 121 14 sind um ihre Achsen drehbar und jede ist in einen Druckkolben
18 montiert, der von einem hydraulischen Zylinder 20 hervorsteht, so daß jede Rolle
nach innen auf den Rohling zu und nach aussen von diesem weg bewegbar
ist. Es würde reichen, wenn nur eine der Rollen so bewegbar
.wäre, um eine
Relativbewegung der Rollen untereinender zu
ermöglichen,
vorzugsweise sind jedoch alle bewegbar. Bei grossen oder unregelmässig
geformten Rohlingen würde es auch erwünscht sein, Mittel vorzusehen, um
wenigtttens eine, und vorzugsweise
alle Rollen anzutreiben, ein solcher
Antrieb ist jedoch in der
Zeichnung nicht dargestellt.
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Die drei Zylinder 20 sind in ein dreieckiges Gestell 22 montiert,
das an einem Grundplatten-Kreuzstück 24 befestigt ist. Das
Kreuzstück
24 ist in der Mitte an einer Längs-Grundplatte 26 (Fig. 1) befestigt, so daB das
Ge;;tell 22 rechtwinkelig zu der Längs-Grundplatte 26 steht. In F;Lg. 1 sind das
Gestell 22 und die Rolle 12 der Klarheit halber weggelassen worden.
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Zentral auf die Grundplatte 26 ist ein Schwenkkopf 28 montiert,
an
dem um einen gemeinsamen Punkt 30 schwenkbar zwei tasterzirkelartige
Arme 32, 32 aasgelenkt sind. Die Arme werden mit
hydraulischen
Zylindern 38o3 38 um dien Punkt 30 geschwenkt, die
jeweils
zwischen der Grundplatte 26 und dem zugehörigen Arm
liegen. In jeden
-Arm 32 ist eine f(sate Hülse 40 montiert. In
Lagern in den Hülsen
40 sitzen Seitenbacken 42 und 44, die auf
den Enden des Rohlings 16
aufliegen, Wie im Schnitt in Fig. 1
und in Fig. 3 und 4 erkennbar
ist, reicht eine*Spitze 46 axial
durch jede Backe 42, 44, um
die Mitten der Endflächen des Rohlings
16 einzudrücken. Die
fernen Enden der Seitenbacken 42, 44 weisen
eine Vielkeil-Bohrung
auf, in die eine auf der Aussenseite als
Vielkeilwelle ausgebildete
Hohlwelle 36 greift,,um die Backe
anzutreiben. Die Wellen 36 werden
mit hydraulischen Antrieben 52, 52, im dargestellten Ausfiihrungebeispiel
Radialkolbenmotoren, angetrieben. Jede Spitze 46, die durch die Hohlwelle
36 und den
Antrieb 52 hindurchreicht, ist axial innerhalb der zugehörigen
Backe
mittels eines hydraulischen Zylinders 54 bewegbar, der an
das Ende
den taeterzirkelartigen Arne 32 montiert ist.
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Der Rohling 16, wie in Fig.
3 dargestellt ist, ist zu Beginn
der
Bearbeitung ein mehr oder weniger zylindrisches Stück Metall,
zweckmässiger
w eise von einer
Stange abgeschnitten,
und ist auf
eine geeignete
Temperatur vorgeheizt. Der Umfang wird durch die
Rollen während
den Beginne
des Profiliervorganpes
gerichtet,
während die
Backen auf die Enden arbeite.
Um den Rohling 16 in die Vorrichtung
einzusetzen, werden die
Rollen 10, 12, 14 auf ihren Armen 18 durch Betätigen
der Zylinder
20 zurückgezogen,
und die Backen 42, 44 werden durch
Betätigung
der Zylinder 38 zurückgezogen.
Dadurch wird der Profilierhohlraum
geöffnet, um den Rohling aufzunehmen. Die Zylinder 20 und
38
werden
dann so betätigt, daß sie den Rohling zwischen den Rollen
und Backen stützen
und zentrieren. Diese Lage ist in Fig.
1, 2
| und 3 dargestellt, wobei die Rolle+m den Umfang des Rohlings |
anliegen und die Backen unter einem Winkel zueinander geneigt
sind, so
daß nur ein Teil der Oberflächen auf den Rohling drückt.
Ersichtlich
sind die Backen 42, 44 komplementär zu der Form
profiliert, die von den
Enden des fertigen Gegenstandes (Fig.
4)
gefordert wird, nur daB
Ausweichspalte 58, 60 in einer der Backen
vorgesehen sind, um Überaehuasmaterial
aufzunehmen, das während
des Arbeitsvorganges
als Grat in sie
gepresst
wird, insbesondere
gegen Ende der Bearbeitung.
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Wenn der Rohling gestützt und zentriert ist, werden die
Backen
429 44 mittels der Antriebe 52 in Drehung versetzt, um
den
Rohling zu drehen. Der Rohling Seinerseits sorgt dafür,
daß die
Rollen 10, 12, 14 mit .den richtigen Drehzahlen rotieren.
Gleich-
zeitig mit der Drehung der Backen 42, 44 werden die Hyüraulikzylinder
38 so betätigt, daß sie c.ie Arme 32, 32 und damit die
Backen
nach innen auf den Rohling au pressen. Diese Bewegung
verringert
die Breite das Profilierhohlraumes und verformt die Endflächen den Rohlinge.
Wenn die Kippbewegung weitergeht, drücken die Backen allmählich auf
immer grössere Teile der Endflächen des Rohlings, so daß diese die
geforderte Form annehmen. Die Verringerung der Breite des Rohlings geht natürlich
mit einer diametralen Ausbreitung Hand in Hand, und um hierfür Raum zu schaffen,
werden die Rollen durch Betätigung der Zylinder 20 nach aussen bewegt.
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In der Endlage der Backen 42, 44 gemäß Fig. 4 sind die Backen para#ie?
und axial ausgefluchtet und liegen voll an den Endflächen des geformten Rohlings
an. Wenn diese Stufe erreicht ixt,, werden die Rollen 109 12,'14 durch Betätigung
der Zylinder 20
| nach. innen prefiste .um da.B r;nhtigw F~'illen dem Hohlraums
zu |
gewährleisten und ihr Profil auf den Umfang des Rohlings aufzudrücken, ihre Aufgabe
in den vorangegangenen Stufen bestand darin, den Rohling zu beruhigen und seinen
Umfang zu richten. In der Endlage der Rollen, nachdem sie ihre Profilier- und Fiz.ll-Aufgabe
beendet haben, liegen sie .zwischen den Backen und werden von diesen eingefaßt.
In der
Praxis wird ein schmaler Spalt zwischen den Rollen und den Seitenbacken
verbleiben, um eine Berührung zu verhindern, es ist jedoch erwünachts daß soviel
wie möglich des Rohlingvolumens eingeschlossen wird, so daß der Rohling-durch seine
ganze Masse bearbeitet
wird, Irgendwelches überschüssiges
| Material, über das hfriaus, -las dazu erforderlich
ist, denProfi- |
| 1ZErhohlrauill 7Pnaa zu |
| -lrd in die Ausweichspalte 581, 60 |
| gepresst. |
Wenn es erwünscht
ist, den Rohline
axial einzudrii-oken,
beispiels-
weise um eine axiale Bohrung zu schaffen, können die Spitzen
46
während des Profilxervorgangs allmählich herausgedrückt werden. Ein Eindringen
der Spitzen in den Rohling so lange die Backen
geneigt sind, erleichtert die
Bildung von Eindrücken, weil
eine
kleinere Kraft erforderlich ist,
um Eindrücke
auf diese 'Ameise hervorzurufen,
als erforderlich
wäre,
wenn die Spitzen senkrecht
in den Rohling eingepresst
werden müssten. Wenn
die Profilgabe
beendet ist, kann eine der Spitzen
46 zurückgezogen
und die andere
vorgeschoben werden , durch Betätigung
den zugehörigen Hydraulikzylinders 5q.,
so daB
sie vollständig
durch die Dicke des geformten
Gegenstandes
hindurchgeht. -
Die Bildung von Eindrucken durch die Spitzen hat den Vorteil,
daB
plastisches Fliessen des Materials radial von der Achse
des
Rohlings nach aussen erfolgt. Dadurch wird das richtige Füllen
des Profiliorraums in der Nähe den lochen den geformten
Gegen-
standes unterstützt.
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Wenn der Rohling gross ist, wird bei weiten
weniger Kraft benötigt,
um ihn mit geneigten Backen zu
profilieren als erforderlich wäre,
wenn die Backenaus einer Ausgangsposition
nach innen bewegt würden, in der sie parallel liegen. Bei kleinen Gegenständen,.oder
bei
leicht verformbaren Werkstoffen, können die Backenvon Beginn
an
parallel sein, und über den vollen Durchmesser des Rohlings mit
diesem
in Berührung stehen, fast so, als ob der Rohling in einer
Presse-wäre.
In diesem Falle sind die Backen während des ganzen
Arbeitsganges
parallel und axial miteinander ausgefluchtet, wie
in fig. 4
dargestellt ist.
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Eine Musterbildung auf den Seitenbacken mit Eindellungen
oder
Vorsprüngen, beispielsweise Zahnradsähnen, fällt in den Bereich
der
Erfindung, und es ist zu erwähnen, daß einheitlicWn allen
Abmessungen
präzise Bauteile erfindungsgemäß hergestellt werden
können,'weil
ein Materialüberfluss durch unterschiedliche Rohling-
grössen
berücksichtigt wird.
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Es kann gut sein, daß die Naterialmassenabweiehungen
zu gross
werden, und dafür kann auf irgend einer gewünschten Fläche
oder
Abmessung eine spezielle Vorkehxung getroffen werden, wobei
anschliessend durch spangebende Bearbeitung der Überschuss entfernt
wird. Trotzdem-wird der Hauptteil des Bauteile weiterhin
mit
genauen, einheitlichen Abmessungen hergestellt® ®o daß die span
gebende
Bearbeitung» die bei der bekannten Technik erforderlich
ist, wesentlich
herabgesetzt wi:cda