DE19742737B4

DE19742737B4 - Ring rolling machine

Info

Publication number: DE19742737B4
Application number: DE19742737A
Authority: DE
Inventors: Hilmar Dipl.-Ing. Gensert (TU)
Original assignee: Profiroll Technologies GmbH
Current assignee: Profiroll Technologies GmbH
Priority date: 1997-09-27
Filing date: 1997-09-27
Publication date: 2009-12-24
Anticipated expiration: 2017-09-28
Also published as: DE19742737A1

Abstract

Ringwalzmaschine zum Aufweiten und zum Formen ringförmiger Werkstücke, die eine auf einer Walzspindel gelagerte Profilwalze (1.8, 2.8) und eine auf Stützwalzen (1.3, 2.3) sich stützende Dornwalze (1.1, 2.1) aufweist, die mit einem oder mehreren hintereinander liegenden Dornprofilen (A und B) versehen und in Axialrichtung verschiebbar sowie mit einem Schlitten (1.4) anstellbar gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Profilwalze (1.8, 2.8) hintereinander mehrere Profilierungen, nämlich Walzenprofile (1.5 und 1.6) aufweist und axialverschiebbar gelagert ist, wobei die Profilierungen der Profilwalze (1.8, 2.8) und die Dornprofile (A und B) eine auf den partiell axialen und tangentialen Materialfluss ausgerichtete Form aufweisen und die Profilierungen zum Erzeugen von Zwischenformen beziehungsweise der Endform nacheinander nach axialer Verschiebung der Profilwalze (1.8, 2.8) und der Dornwalze (1.1, 2.1) einsetzbar sind, wobei die letzte sich im Einsatz befindliche Walzwerkzeugpaarung zwischen der Profilwalze (1.8, 2.8) und der Dornwalze (1.1, 2.1) dem gewünschten endgültigen Werkstückprofil entspricht.Ring rolling machine for expanding and forming annular workpieces, which has a mounted on a roller spindle profile roll (1.8, 2.8) and on a support rollers (1.3, 2.3) supporting mandrel roller (1.1, 2.1) having one or more consecutive mandrel profiles (A and B) and in the axial direction displaceable and with a carriage (1.4) is mounted adjustable, characterized in that the profiled roller (1.8, 2.8) one behind the other several profiles, namely roller profiles (1.5 and 1.6) and is mounted axially displaceable, wherein the profilings the profiled roller (1.8, 2.8) and the mandrel profiles (A and B) have a shape aligned to the partial axial and tangential material flow and the profiles for producing intermediate forms or the final shape successively after axial displacement of the profiled roller (1.8, 2.8) and the mandrel roller (1.1, 2.1) can be used, wherein the last in-use rolling tool pa arung between the profile roller (1.8, 2.8) and the mandrel roller (1.1, 2.1) corresponds to the desired final workpiece profile.

Description

Die Erfindung betrifft eine Ringwalzmaschine zum Aufweiten und zum Formen ringförmiger Werkstücke, die eine auf einer Walzspindel gelagerte Profilwalze und eine auf Stützwalzen sich stützende Dornwalze aufweist, die mit einem oder mehreren hintereinander liegenden Dornprofilen versehen und in Axialrichtung verschiebbar sowie mit einem Schlitten anstellbar gelagert istThe The invention relates to a ring rolling machine for expanding and forming annular Workpieces, one mounted on a roller spindle profile roll and on backup rolls supporting mandrel roller having, with one or more consecutive mandrel profiles provided and displaceable in the axial direction and with a carriage is mounted adjustable

Bei der Fertigung von ringförmigen Werkstücken setzt sich in der Praxis zunehmend das Ringwalzen durch Kaltumformung durch. Ein Prozess, bei dem in der Regel ein unprofilierter Rohling entsprechend der Form der Werkzeuge in einem Aufweitprozess profiliert wird. Neben der Materialeinsparung sind damit bedeutende Einsparungen an Arbeitszeit erreichbar beziehungsweise tritt, bedingt durch die Kaltverfestigung, eine Verbesserung der Materialeigenschaften ein. Hierbei werden bislang Walzwerkzeuge verwendet, die das Endprofil des Werkstückes aufweisen.at the production of annular workpieces In practice, the ring rolling is increasingly due to cold forming by. A process in which usually an unprofiled blank profiled according to the shape of the tools in a flaring process becomes. In addition to the material savings are thus significant savings achievable or occurs due to the work hardening, an improvement in material properties. Here are previously used rolling tools that have the final profile of the workpiece.

In der DE 19509912 B4 ist eine Ringwalzmaschine beschrieben, bei der unterhalb der Profilwalze zustellbar eine Dornwalze angeordnet ist, die einen der Innenkontur des Ringes entsprechenden Formgebungsabschnitte aufweist. Die Dornwalze kann mit Hilfe eines Walzschlittens zur Profilwalze hin bewegt werden kann. Die Dornwalze ist ebenfalls in axialer Richtung senkrecht zur Hin – und Herbewegung bewegbar, damit ein Ringrohling in den zwischen der Dornwalze und der Profilwalze gebildeten Walzspalt eingeführt werden kann.In the DE 19509912 B4 a ring rolling machine is described in which undeliverable underneath the profile roller a mandrel roller is arranged, which has a shaping contour corresponding to the inner contour of the ring. The mandrel roll can be moved with the aid of a rolling carriage to the profile roll. The mandrel roll is also movable in the axial direction perpendicular to the reciprocating motion, so that a ring blank can be inserted into the nip formed between the mandrel roll and the profile roll.

In der JP 08281364 AA ist eine zweistufige Ringwalzmaschine beschrieben, die eine axial verschiebbare Dornwalze mit zwei Profilierungen für das Vorwalzen und Fertigwalzen einer tiefen Innenkontur eines Ringes in zwei Walzschritten aufweist. Ebenso ist aus der DE 401 199 A ein zweistufiges Ring- oder Reifenwalzwerk bekannt, dass zwei feststehende Kaliberwalzen mit einem Vorwalzkaliber und einem Fertigwalzkaliber aufweist. In einer senkrechten Walzanordnung befindet sich der Reifen auf einem Tisch, der in seiner Höhenlage verstellbar ist.In the JP 08281364 AA a two-stage ring rolling machine is described, which has an axially displaceable mandrel roller with two profiles for rough rolling and finish rolling a deep inner contour of a ring in two rolling steps. Likewise is from the DE 401 199 A a two-stage ring or tire mill known to have two fixed caliber rolls with a roughing caliber and a finish rolling caliber. In a vertical rolling arrangement, the tire is on a table that is adjustable in its altitude.

Limitierend für den Einsatz des Verfahrens wirkt, dass der Materialfluss sich durch die Gestalt der Werkzeuge und des Rohlings ergibt. Dabei wird zunächst davon ausgegangen, dass die Walzwerkzeuge die gewünschte Endform aufweisen und somit eine durch die Bauform des Werkstückes bedingte und nicht eine auf den Materialfluss ausgerichtete Form besitzen. Ergebnis dessen ist, dass das Material des Werkstückes versagen kann, bestimmte Konturen der Walzwerkzeuge überlastet werden oder das zu walzende Werkstück nicht die gewünschte Endform annimmt.limiting for the Use of the method works that the flow of material through the shape of the tools and the blank results. It is first of it assumed that the rolling tools have the desired final shape and thus a conditional by the design of the workpiece and not one have aligned to the material flow shape. Result of that is that the material of the workpiece can fail, certain Contours of the rolling tools overloaded or the workpiece to be rolled is not the desired final shape accepts.

Die Erfindung bezweckt eine mehrstufige Ringwalzmaschine mit Walzwerkzeugen, die an die Materialeigenschaften der Werkstücke angepasst sind sowie eine auf den Materialfluss ausgerichtete Form aufweisen.The The invention aims at a multi-stage ring rolling machine with rolling tools, which are adapted to the material properties of the workpieces and a have aligned to the material flow shape.

Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1. Auf den Walzwerkzeugen werden hintereinander Profilierungen aufgebracht, die nacheinander und mehrstufig zum Erzeugen von Zwischenformen beziehungsweise der Endform einsetzbar sind. Die Profilierungen weisen eine auf den tangentialen Materialfluss ausgerichtete Form auf. Die letzte sich im Einsatz befindliche Walzwerkzeugpaarung zwischen einer Profilwalze und einer Dornwalze entspricht dem gewünschten endgültigen Werkstückprofil. Weitere Ausgestaltungen und Einzelheiten ergeben sich aus den Unteransprüchen und dem nachfolgenden Ausführungsbeispiel der Erfindung, die anhand von Zeichnungen näher verdeutlicht werden soll.The Task is solved by the features of claim 1. On the rolling tools are successively Profiled applied successively and in several stages to Generating intermediate forms or the final form can be used are. The profilings point to the tangential material flow aligned form. The last rolling tool pairing in use between a profile roller and a mandrel roller corresponds to the desired final Workpiece profile. Further embodiments and details emerge from the subclaims and the following embodiment of the invention, which will be clarified in more detail with reference to drawings.

In den dazugehörenden, schematisierten Zeichnungen zeigtIn the associated, Schematic drawings shows

1 den Arbeitsraum einer Ringwalzmaschine mit einer Dornwalze und einer Profilwalze, welche mit zwei Profilierungen versehen ist und 1 the working space of a ring rolling machine with a mandrel roll and a roll profile, which is provided with two profilings and

2 den Arbeitsraum einer Profilwalzmaschine mit einer Profilwalze und einer Dornwalze, die mit zwei Profilierungen versehen ist. 2 the working space of a profile rolling machine with a profile roller and a mandrel roller, which is provided with two profilings.

1 zeigt den Arbeitsraum einer Ringwalzmaschine mit einer Profilwalze 1.8, die mit zwei nebeneinanderliegenden Walzenprofilen 1.5 und 1.6 versehen ist. Die Dornwalze 1.1 wird in das zu walzende ringförmige Werkstück 1.2 eingefahren und durch die Stützwalzen 1.3, die auf dem Schlitten 1.4 montiert sind, gegen das erste Walzenprofil 1.5 gedrückt, das sich auf der rotierenden Profilwalze 1.8 befindet. 1 shows the working space of a ring rolling machine with a profile roller 1.8 , with two side-by-side roller profiles 1.5 and 1.6 is provided. The mandrel roller 1.1 is in the annular workpiece to be rolled 1.2 retracted and through the support rollers 1.3 on the sled 1.4 are mounted, against the first roll profile 1.5 pressed, which is on the rotating profiled roller 1.8 located.

Das Werkstück 1.2 wird zwischen dem ersten Walzenprofil 1.5 und der Dornwalze 1.1 plastifiziert, das heißt es tritt ein partieller axialer und tangentialer Materialfluss ein, der nach entsprechender Anzahl von Überrollungen das Werkstück 1.2 in die Walzwerkzeuge formt und auf den gewünschten Durchmesser aufweitet. Über Messrollen 1.7 wird der Durchmesser des Werkstückes erfasst und bei Erreichen die ersten Walzstufe beendet. Hiernach wird der Schlitten 1.4 nach unten gefahren, wodurch die Walzwerkzeuge sich außerhalb des Eingriffsbereichs befinden.The workpiece 1.2 is between the first roll profile 1.5 and the mandrel roll 1.1 plasticized, that is, there is a partial axial and tangential flow of material, the workpiece after a corresponding number of rollovers 1.2 formed into the rolling tools and expanded to the desired diameter. About measuring rollers 1.7 the diameter of the workpiece is detected and ends when it reaches the first stage rolling. After that, the sled 1.4 moved down, whereby the rolling tools are located outside the engagement area.

Anschließend wird das zweite Walzenprofil 1.6 durch axiales Verschieben in die Arbeitsposition gefahren, was in 1a erkennbar ist. Dem ersten Walzprozess entsprechend wird jetzt die Dornwalze 1.1 durch die Stützwalzen 1.3 mit dem im ersten Walzprozess vorgeformten Werkstück 1.2 gegen das zweite Walzenprofil 1.6. der Profilwalze 1.8 gedrückt. Nach entsprechender Anzahl von Umdrehungen wird das Werkstück 1.2 zwischen dem Walzenprofil 1.6 und der Dornwalze 1.1 geformt und auf den gewünschten Enddurchmesser aufgeweitet, bis dieser durch die Messrollen 1.7 erfasst wird.Subsequently, the second roll profile 1.6 moved by axial displacement in the working position, what in 1a is recognizable. According to the first rolling process is now the mandrel roll 1.1 through the back-up rolls 1.3 with the preformed in the first rolling process workpiece 1.2 against the second roll profile 1.6 , the profile roller 1.8 pressed. After a corresponding number of revolutions, the workpiece becomes 1.2 between the roller profile 1.6 and the mandrel roll 1.1 shaped and expanded to the desired final diameter, until this through the measuring rollers 1.7 is detected.

In 2 ist der Arbeitsraum einer Ringwalzmaschine mit einer Profilwalze 2.8 mit nur einem Walzprofil 2.5 und einer Dornwalze 2.1 erkennbar, die ein erstes Dornprofil A und ein zweites Dornprofil B aufweist, die durch eine dazwischenliegende Stützfläche C für eine Stützwalze 2.3 beabstandet sind.In 2 is the working space of a ring rolling machine with a profile roller 2.8 with only one rolled profile 2.5 and a mandrel roll 2.1 recognizable, which has a first mandrel profile A and a second mandrel profile B, by an intermediate support surface C for a support roller 2.3 are spaced.

Das Werkstück 2.2 wird gemäß 2 zwischen der Profilwalze 2.7 und dem ersten Dornprofil A der Dornwalze 2.1 plastifiziert, das heißt es tritt ein partieller axialer und tangentialer Materialfluss ein, der nach entsprechender Anzahl von Überrollungen das Werkstück 2.2 in die Walzwerkzeuge formt und auf den gewünschten Durchmesser aufweitet. Über die Messrollen 2.7 wird der Zwischendurchmesser des Werkstückes 2.2 erfasst und bei Erreichen die erste Walzstufe beendet. Der Schlitten 2.4 wird nach unten gefahren, wodurch die Walzwerkzeuge sich außerhalb des Eingriffsbereichs befinden. Nachfolgend wird die Dornwalze 2.1 durch axiales Verschieben in die zweite Walzposition gefahren.The workpiece 2.2 is according to 2 between the profile roller 2.7 and the first mandrel profile A of the mandrel roll 2.1 plasticized, that is, there is a partial axial and tangential flow of material, the workpiece after a corresponding number of rollovers 2.2 formed into the rolling tools and expanded to the desired diameter. About the measuring rollers 2.7 becomes the intermediate diameter of the workpiece 2.2 recorded and ended when it reaches the first rolling stage. The sled 2.4 is moved down, whereby the rolling tools are outside the engagement area. The following will be the mandrel roll 2.1 moved by axial displacement in the second rolling position.

In 2a wird dem ersten Walzprozess entsprechend die Dornwalze 2.1 mit dem Dornprofil B in das durch den ersten Walzprozess vorgeformte Werkstück 2.2 eingefahren und durch die Stützwalzen 2.3 mit dem Werkstück 2.2 gegen die Profilwalze 2.7 gedrückt. Nach entsprechender Anzahl von Überrollungen wird das Werkstück 2.2 zwischen der Profilwalze 2.7 und dem Dornprofil B geformt und auf den endgültigen Enddurchmesser aufgeweitet.In 2a becomes the mandrel roll according to the first rolling process 2.1 with the mandrel profile B in the preformed by the first rolling process workpiece 2.2 retracted and through the support rollers 2.3 with the workpiece 2.2 against the profile roller 2.7 pressed. After a corresponding number of rolling over the workpiece 2.2 between the profile roller 2.7 and the mandrel profile B and expanded to the final final diameter.

Die Erfindung soll nicht auf die vorgenannten Ausführungsbeispiele begrenzt werden. Insbesondere sind im Rahmen der Erfindung Ausgestaltungen in der Art möglich, dass mehrere Werkzeuge mit einem Profil nebeneinander auf einer Spindel montiert sind, womit beispielsweise bei Erkennung von einem verschlissenen Profil automatisch ein weiteres unverschlissenes zum Einsatz gelangt, ohne den Prozess zu unterbrechen beziehungsweise ohne Eingriff einer Bedienperson.The Invention should not be limited to the aforementioned embodiments. In particular, in the context of the invention, embodiments in the Sort of possible, that several tools with a profile next to each other on one Spindle are mounted, which, for example, when detecting a worn profile automatically another unworn is used without interrupting the process or without intervention of an operator.

Außerdem kann das axiale Verschieben der Werkzeugprofile zugleich zur zielgerichteten Beeinflussung des Versatzes von Dornwalze und Profilwalze eingesetzt werden.In addition, can the axial displacement of the tool profiles at the same time to the targeted Influencing the offset of mandrel roll and profile roll used become.

Claims

Ring rolling machine for expanding and forming annular workpieces, which has a roll mounted on a rolling mill ( 1.8 . 2.8 ) and one on back-up rollers ( 1.3 . 2.3 ) supporting mandrel roll ( 1.1 . 2.1 ) provided with one or more consecutive mandrel profiles (A and B) and displaceable in the axial direction and with a carriage ( 1.4 ) is mounted adjustable, characterized in that the profiled roller ( 1.8 . 2.8 ) in succession several profiles, namely roll profiles ( 1.5 and 1.6 ) and is mounted axially displaceable, wherein the profilings of the profiled roller ( 1.8 . 2.8 ) and the mandrel profiles (A and B) have a shape aligned to the partial axial and tangential material flow and the profiles for producing intermediate forms or the final shape successively after axial displacement of the profile roller ( 1.8 . 2.8 ) and the mandrel roll ( 1.1 . 2.1 ) can be used, wherein the last in-use rolling tool pairing between the profiled roller ( 1.8 . 2.8 ) and the mandrel roll ( 1.1 . 2.1 ) corresponds to the desired final workpiece profile.

Ring rolling machine according to claim 1, characterized in that that several rolling tools with a profile next to each other on one Spindle are mounted.

Ring rolling machine according to claim 1 and claim 2, characterized in that the axial displacement of the rolling tool profiles in the rolling cycle for the purposeful influencing of the displacement of mandrel roll ( 1.1 . 2.1 ) and profiled roller ( 1.8 . 2.8 ) can be used.

Ring rolling machine according to claim 1 to 3, characterized in that the mandrel roll ( 1.1 . 2.1 ) in the axial direction in succession a first mandrel profile (A) and a second mandrel profile (B), by an intermediate support surface (C) for a support roller ( 1.3 . 2.3 ) are spaced.