DE19711697C2 - Umformmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Umformmaschine mit einem Ma­ schinenrahmen, an welchem in Richtung einer Maschinenachse ein Hauptspindelstock und ein Reitstock zur Aufnahme eines Werkstückes angeordnet sind, wobei mindestens ein Quer­ support vorhanden ist, auf welchem mindestens eine quer zur Maschinenachse verfahrbare Drückwalze angeordnet ist.

Eine gattungsgemäße Umformmaschine ist aus der DE 29 27 603 A1 bekannt. Weiterhin sind in der Umformtechnik zum Drück­ walzen, Querwalzen, Streck- und Drückziehen unterschiedli­ che Typen von Umformmaschinen bekannt. Beispielsweise ist in der US-4,028,922 eine Umformmaschine beschrieben, in welcher ein rotationssymmetrischer Hohlkörper auf ein in­ nenliegendes Profilfutter aufgesetzt ist und ein komple­ mentäres Zahnprofil mit Hilfe von zwei am Werkstückmantel angreifenden Formleisten eingedrückt wird, welche tangen­ tial und gegensinnig an zwei gegenüberliegenden Seiten des Werkstücks vorbei bewegt werden. Auf diese Weise wird ein Zahnprofil in den Mantel des Hohlkörpers eingedrückt. Nach­ teilig ist hier anzusehen, daß ausschließlich vorgegebene Hohlkörper mit der Zahnprofilierung versehen werden können, d. h. eine Änderung des Hohlkörperquerschnittes, der Wand­ stärke oder ähnliches unabhängig von der Zahnprofilierung ist nicht möglich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Umformmaschine der eingangs genannten Art anzugeben, mit welcher grundsätzlich eine beliebige Umformung des Ausgangswerkstücks durchgeführt werden kann.

Diese Aufgabe wird gemäß der Merkmale des An­ spruchs 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Ein Grundgedanke der Erfindung ist darin zu sehen, daß durch wahlweise Überlagerung und Kombination von rotations­ symmetrischen Umformwerkzeugen und linearen Umformwerkzeu­ gen Formkörper hergestellt werden können, deren Profil und Wanddickenverläufe gezielt durch Überlagerung der unter­ schiedlichen Umformwerkzeugtypen beeinflußt und gestaltet werden kann. Es können beispielsweise Formkörper herge­ stellt werden, bei welchen von einem massiven Teilbereich des Ausgangswerkstücks ein oder mehrere Ringe abgespalten und abgewickelt werden, die dann durch Drücken und/oder Drückwalzen im dabei entstandenen Hohlkörperbereich zu ei­ nem zylindrischen und/oder unrunden, beliebig gestaltbaren Mantelprofil umgeformt werden können. Die Formung des Man­ telbereichs kann dabei durch zweckmäßige Kombination und Überlagung der einzelnen Druckwerkzeuge und ihrer Wirkungen durchgeführt werden. Die Erfindung bietet die Möglichkeit, ein unrundes, beliebig gestaltbares Mantelprofil zu walzen, indem die Drehung der Hauptspindel mit der Radialbewegung der Drückwalzen synchronisiert wird. Es können ferner Ver­ zahnungen in Massivkörper eingewalzt werden. Insbesondere können Werkstücke unter Durchmesserreduzierung eines Mas­ sivkörpers durchgeführt werden, und anschließend ein Man­ telprofil eingewalzt werden. Es sind dabei Durchmesserredu­ zierungen bis zu beispielsweise 40% erreichbar.

Mit der Erfindung können ferner Hohlkörper aus einer Ronde mit anschließender Faltprofilierung hergestellt werden, wo­ bei die Wanddicke des Hohlkörpers beibehalten wird.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Beispielen wei­ ter beschrieben, die in der Zeichnung dargestellt sind. Es zeigen schematisch

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Umformmaschine;

Fig. 2 einen Querschnitt durch die Umformmaschine gemäß Fig. 1;

Fig. 3 einen Querschnitt durch eine zweite Umform­ maschine und

Fig. 4A, B und C jeweils ein Werkstück bei aufeinanderfolgen­ den Bearbeitungsschritten auf der Umformma­ schine gemäß Fig. 3.

Gemäß Fig. 1 sind auf einem Maschinenrahmen 10 ein Haupt­ spindelstock 11 und ein Reitstock 12 angeordnet. Der Haupt­ spindelstock 11 ist gemäß Doppelpfeil 13 relativ zum orts­ festen Reitstock 12 in Maschinenachsrichtung verschiebbar. Ferner ist eine Hauptspindel 14 in Maschinenrichtung ver­ fahrbar, so daß ein ortsfest auf dem Hauptspindelstock 11 angeordneter Abstreifer 15 in Eingriff mit einem Werkstück 16 gelangt und es von einem außenprofilierten Drückfutter 17 abstreifbar ist, wenn das Drückfutter 17 aus einem Ar­ beitsbereich 18 der Umformmaschine ganz zurückgezogen wird.

In dem dargestellten Beispiel weist das Drückfutter 17 zwei axial beabstandete Außenverzahnungen 19, 20 auf, die bei einem Drückvorgang zwei Innenverzahnungen im topfförmigen Werkstück 16 erzeugen.

Reitstockseitig sind auf einem Maschinenbett 21 eine Rol­ lenlagerung 22 für eine Reitstockspindel 23 sowie zwei Quersupporte 24, 25 angeordnet. Die Quersupporte 24, 25 sind bezüglich des Arbeitsbereiches 18 als Untersupport 24 und als Obersupport 25 ausgebildet, die aus der Zeichen­ ebene heraus verschiebbar gelagert sind. Ferner befindet sich sowohl auf dem Untersupport 24 als auch auf dem Ober­ support 25 jeweils eine Drückwalze 26, 27, wobei in der Darstellung die auf dem Untersupport 24 angeordnete Drück­ walze 27 von der auf dem Obersupport 25 angeordneten Drück­ walze 26 verdeckt wird.

Der Untersupport 24 und der Obersupport 25 tragen in dem dargestellten Beispiel ferner jeweils eine erste und zwei­ te Formleiste 28, 29 bzw. 30, 31, die in Maschinenrichtung beabstandet voneinander angeordnet sind.

Die Drückwalzen 26, 27 und die Formleisten 28, 29, 30, 31 befinden sich im Arbeitsbereich 18. In der Darstellung ist das rotationssymmetrische Werkstück 16 bereits aus dem Ar­ beitsbereich 18 heraus gefahren, wobei es noch von einer Andrückscheibe 32 des Reitstocks 12 auf dem Drückfutter 17 gehalten ist.

Zur Bearbeitung des Werkstücks 16 im Arbeitsbereich 18 sind sowohl die Drückwalzen 26, 27 als auch die Formleisten 28, 29, 30, 31 auf dem jeweiligen Untersupport 24 bzw. Obersup­ port 25 quer zur Zeichenebene und unabhängig voneinander verfahrbar, wie nachfolgend im Zusammenhang mit Fig. 2 wei­ ter beschrieben wird, welche einen Querschnitt entlang der Linie A-A in Fig. 1 mit einer Ansicht des reitstockseitigen Teils der Umformmaschine darstellt.

Wie die Fig. 2 zeigt, sind sowohl ein unterer Querschlitten 41 als auch ein oberer Querschlitten 42 über Hydraulikzy­ linder 33 bzw. 34 parallel zur Zeichenebene auf dem Unter­ support 24 bzw. Obersupport 25 gegensinnig horizontal ver­ fahrbar. Die Drückwalzen 26, 27 sind ortsfest auf dem zu­ gehörigen Querschlitten angeordnet, so daß ein Verfahren des betreffenden Oberschlittens ein Zustellen bzw. ein Weg­ fahren der Drückwalze 26 bzw. 27 auf das Werkstück 16 und vom Werkstück 16 weg bewirkt. Die Mittenachse des Werk­ stücks 16 und der Drückwalzen 26, 27 liegen auf einer hori­ zontalen Linie, so daß die Drückwalzen 26, 27 gleichzeitig auch als Stützwalze dienen.

Die Formleisten 28, 29, 30, 31 sind bezüglich des Werkstücks 16 auf dem unteren bzw. oberen Schlitten 41, 42 so angeordnet, daß sie tangential im Außenumfangsbereich des Werkstücks angreifen. Beim Verfahren der Formleisten 28 bis 31 entlang dem Außenumfang des Werkstücks 16 rollt die­ ses auf den Formleisten 28 bis 31 ab, so daß das Profil der Formleisten 28 bis 31 in den Außenumfang des Werkstücks 16 als Außenprofil eingedrückt wird. Die Formleisten 28, 29 und die Drückwalze 26 auf dem unteren Querschlitten 41 wer­ den gegensinnig zu den Formleisten 30, 31 und der Drückwal­ ze 27 des oberen Querschlittens 42 bewegt.

In dem in Fig. 2 dargestellten Beispiel befindet sich auf dem unteren Querschlitten 41 ortsfest eine Ladevorrichtung 35. Sie dient zur Zu- und Abführung von Werkstücken in den Arbeitsbereich 18, wobei durch den axialen Versatz der La­ devorrichtung 35 zu den Formleisten 28, 29 des unteren Querschlittens 41 die Be- und Entladung der Ladevorrichtung mit genügend Abstand vom Arbeitsbereich 18 durchgeführt werden kann. Die Ladevorrichtung 35 wird dadurch in den Ar­ beitsbereich 18 bewegt, daß der untere Querschlitten 41 un­ ter Mitnahme der Ladevorrichtung 35 verfahren wird. Die Vorschubbewegung des unteren Querschlittens 41 senkrecht zur Maschinenachse positioniert somit die Ladevorrichtung 35.

Ein typischer Herstellungsvorgang für das Werkstück 16 verläuft folgendermaßen. Zunächst wird mit oberen Greifern 36 der Ladevorrichtung 35 ein scheibenförmiger Rohling (Ronde) an der Stirnseite des Drückfutters 17 angeordnet und mit der Andrückscheibe 32 des Reitstocks 12 gehalten. Die Hauptspindel 11 hat dabei die axiale Position gemäß Fig. 1. Dann wird die Hauptspindel 11 in den Arbeitsbereich 18 verfahren bis der Außenumfang der Ronde von den beiden Drückwalzen 26, 27 unter Bildung eines topfartigen Hohlkörpers umgedrückt wird. Durch weiteres axiales Verfah­ ren der Hauptspindel 11 unter gleichzeitigem radialen Drücken der Drückwalzen 26, 27 wird der Mantelbereich des Rohlings auf das Drückfutter 17 gedrückt, wobei zumindest zum Teil bereits das Innenprofil erzeugt wird.

Anschließend werden die Formleisten 28 bis 31 zur ab­ schließenden Bildung des Außenprofils über den Mantelbe­ reich des Rohlings verfahren.

Nach Fertigstellung und Abstreifen des Werkstücks 16 vom Drückfutter 17 wird es von den unteren Greifern 37 der La­ devorrichtung 35 erfaßt und beim Zurückfahren des unteren Querschlittens 41 aus dem Arbeitsbereich 18 entfernt.

Anhand der Fig. 3 und 4A bis 4C wird die Herstellung eines weiteren Werkstücks beschrieben. Bei dem Ausführungsbei­ spiel einer Umformmaschine nach Fig. 3 sind zusätzlich zu der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Umformwerkzeugen ein Vertikalsupport 38 mit einer Vertikalwalze 39 sowie eine Gegenwalze 40 vorhanden, deren Vorschubrichtung vertikal, d. h. senkrecht, zu den Vorschubrichtungen der Drückwalzen 26, 27 und der Formleisten 28 bis 31 ist. Das Gegenwerkzeug 39 kann wahlweise als Drück- oder Profilwalze oder auch als Spaltrolle (nicht dargestellt) ausgebildet sein, wobei die Umrüstung auf einfache Weise erfolgen kann.

Unter Bezugnahme auf Fig. 4 wird hierbei zunächst eine Spaltrolle eingesetzt, mit welcher aus einem massiven Ron­ denkörper 48 eine Abspaltung 49 im Außenumfangsbereich er­ folgt. Nach einem Austausch der Spaltrolle durch eine Drückwalze wird der abgespaltene Randbereich 43 gemäß Fig. 4B auf das Drückfutter 17 unter Bildung eines Innenprofils 44 gedrückt. Auf den umgedrückten Mantelbereich 45 wird dann mit Hilfe der Formleisten 28 bis 31 ein erstes Außen­ profil 46 erzeugt. In einem weiteren Verfahrensschritt gemäß Fig. 4C wird ferner ein zweites Außenprofil 47 mit Hilfe der Formleisten 28 bis 31 erzeugt.

Claims (10)

1. Umformmaschine mit einem Maschinenrahmen, an welchem in Richtung einer Maschinenachse ein Hauptspindelstock und ein Reitstock zur Aufnahme eines Werkstückes an­ geordnet sind, wobei mindestens ein Quersupport vor­ handen ist, auf welchem mindestens eine quer zur Ma­ schinenachse verfahrbare Drückwalze angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß weiterhin mindestens eine tangential zu einem Drückfutter (17) angeordnete Formleiste (28, 29, 30, 31) an dem mindestens einen Quersupport (24, 25) an­ geordnet ist, die eine Negativform eines am Außenum­ fang des Werkstückes (16) anzubringenden Profils auf­ weist und unabhängig von der mindestens einen Drück­ walze (26, 27) quer zur Maschinenachse verfahrbar ist.

2. Umformmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Quersupporte (24, 25) mit jeweils mindestens einer Formleiste (28, 29, 30, 31) und mindestens einer Drückwalze (26, 27) vorhanden sind, und daß die Form­ leisten (28, 29, 30, 31) und Drückwalzen (26, 27) beider Quersupporte (24, 25) bezüglich des Drückfutters (17) gegegenüberliegend angeordnet sind.

3. Umformmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Formleiste(n) (28, 29, 30, 31) und das Drückwerkzeug (24, 25) bzw. die Drückwerkzeuge eines Quersupports in einer Ausgangsstellung bezüglich des Drückfutters (17) gegenüberliegend und gegensinnig verfahrbar angeordnet sind.

4. Umformmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Quersupport (24, 25) mehrere Formleisten (28, 29, 30, 31) in Richtung der Maschinenachse hinter­ einander liegend aufweist.

5. Umformmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Profil einer Formleiste (28, 29, 30, 31) über die Länge unterschiedlich ist und/oder daß unter­ schiedliche Formleisten hintereinander liegend ange­ ordnet sind.

6. Umformmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Quersupport (24, 25) ein weiteres Umformwerkzeug aufweist.

7. Umformmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Ladevorrichtung (35) zur Zu- und/oder Ab­ führung von Werkstücken (16) in einen Arbeitsbe­ reich (18) der Umformmaschine vorgesehen ist, die zusammen mit einer Formleiste (28, 29, 30, 31) verschiebbar ist.

8. Umformmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Positioniereinrichtung für Umrüstteile der Umformmaschine vorgesehen ist, die mit einer Form­ leiste (28, 29, 30, 31) verschiebbar ist.

9. Umformmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebe von Hauptspindelstock (11) und Reit­ stock (12) mit einer Spindelpositionierung versehen sind, mit welcher der Vorschubantrieb der Drückwalzen synchron zur Stellung der Hauptspindel hergestellt wird.

10. Umformmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Drückwalze(n) (26, 27) und die Formleiste(n) (28, 29, 30, 31) in Richtung der Maschinenachse versetzt angeordnet sind.