DE9103358U1

DE9103358U1 - Arrangement for forming a metal blank by pressing

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Publication number: DE9103358U1
Application number: DE9103358U
Authority: DE
Original assignee: De Roos Sondermaschinen 4720 Beckum De GmbH
Current assignee: De Roos Sondermaschinen 4720 Beckum De GmbH
Priority date: 1991-03-19
Filing date: 1991-03-19
Publication date: 1991-06-27
Anticipated expiration: 2001-03-20

Description

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Die Neuerung betrifft eine Anordnung zum Umformen einer Ronde aus Metall durch Drücken mittels drehbar gelagerter Druckwalzen, die an das verdrehfest in einem drehbaren Drückfutter eingespannte Rondenwerkstück heranführbar und zum Umformen des Rondenwerkstücks mittels einer Vorschubeinrichtung längs eines Arbeitsweges mit hohem Druck an das Rondenwerkstück andrückbar sind.The innovation relates to an arrangement for forming a metal round blank by pressing using rotatably mounted pressure rollers, which can be brought up to the round blank clamped in a rotating chuck in a torsion-proof manner and can be pressed against the round blank with high pressure along a working path by means of a feed device in order to form the round blank.

IQ Es ist bekannt, Hohlkörper aus Metallronden mittels Drückverfahren herzustellen. Zu diesem Umformprozess wird die Ronde bwz. das Rondenwerkstück verdrehfest in einem Drückfutter eingespannt, das gewöhnlich aus einer Drückform und einer Gegenform besteht, die in Richtung ihrer Längsachse mit hohem IQ It is known to produce hollow bodies from metal discs using a spinning process. For this forming process, the disc or the disc workpiece is clamped in a spinning chuck in a rotationally fixed manner, which usually consists of a spinning mold and a counter mold, which are rotated in the direction of their longitudinal axis with a high

^g Druck gegeneinander preßbar sind und so das Rondenwerkstück zwischen sich festhalten. Die Drückform ist am Ende einer drehbar gelagerten und ggf. angetriebenen oberen Spindel befestigt, und die Gegenform befindet sich entsprechend auf einer unteren Spindel. Die Spindelachsen können sowohl in vertikaler als auch horizontaler und unter besonderen Umständen auch in schräger Richtung verlaufen. Für eine einfache Unterscheidung wird im folgenden nur von der unteren und der oberen Spindel gesprochen.^g pressure against each other and thus hold the round workpiece between them. The spinning mold is attached to the end of a rotatably mounted and possibly driven upper spindle, and the counter mold is located on a lower spindle. The spindle axes can run vertically, horizontally and, under special circumstances, also diagonally. To make it easier to distinguish, we will only talk about the lower and upper spindles below.

_nc Die Drückwalzen - je nach Art der Umformung kann es sich um eine oder mehrere Drückwalzen handeln - sind jeweils drehbar gelagert, in Gabeln gehalten und ggf. angetrieben. Die Gabeln sind auf Schlitten befestigt, die mit Führungen und Vorschubeinrichtungen versehen sind, so daß die Drückwalzen in radia- _nc The spinning rollers - depending on the type of forming, there can be one or more spinning rollers - are each rotatably mounted, held in forks and, if necessary, driven. The forks are attached to carriages which are provided with guides and feed devices so that the spinning rollers can be moved in radial

ler Richtung gegen die Rondenwerkstücke zugeführt werden, 30ler direction against the round workpieces, 30

also in Richtung einer Verbindungslinie der Drehachsen der Ronde und der betreffenden Drückwalze. Wenn das Umformprofil am Walzenmantel mit dem äußeren Rand des Rondenwerkstücks in Eingriff kommt, beginnt die Umformung des Randbereichs desi.e. in the direction of a connecting line between the rotation axes of the round blank and the relevant spinning roller. When the forming profile on the roller shell engages with the outer edge of the round blank, the forming of the edge area of the

Rondenwerkstücks, indem der die Drückwalze tragende Schlitten 35Round workpiece by moving the carriage carrying the spinning roller 35

durch die Vorschubeinrichtung mit hoher Antriebskraft weiterthrough the feed device with high driving force

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in radialer Richtung gegen das Rondenwerkstück verschoben
wird. Dabei tritt die gewünschte Umformung des Randbereichs
des Rondenwerkstücks längs eines Arbeitsweges ein. Die Eingriffsflächen des Rondenwerkstücks und der Drückwalze rollen aufeinander ab, vorzugsweise mit möglichst geringer Reibung, so daß in den meisten Fällen die Zuführung eines Schmiermittels an die Kontaktflächen stattfindet.shifted in radial direction against the blank workpiece
The desired transformation of the edge area occurs
of the circular workpiece along a working path. The contact surfaces of the circular workpiece and the spinning roller roll on each other, preferably with as little friction as possible, so that in most cases a lubricant is supplied to the contact surfaces.

^q Bei dieser Anordnung werden die gewöhnlich sehr hohen Drückkräfte von den Antrieben der Vorschubeinrichtungen der Schlitten aufgebracht, die längs eines häufig sehr kurzen Arbeitsweges eine hohe Umformarbeit leisten müssen. Ein entsprechend hoher Gegendruck muß von den Spindeln und von der Spindel-^q In this arrangement, the usually very high pressure forces are applied by the drives of the slide feed devices, which have to perform a high amount of forming work along a frequently very short working path. A correspondingly high counterpressure must be provided by the spindles and the spindle

₁g lagerung aufgenommen werden, die deshalb sehr stark dimensioniert sein müssen und einen entsprechend hohen Material-
und Fertigungsaufwand erfordern. Man hat zwar bereits versucht, bei Verwendung mehrerer Drückwalzen deren Vorschubrichtungen paarweise auf einer gemeinsamen Linie anzuordnen, ₁ g storage, which must therefore be very strongly dimensioned and have a correspondingly high material
and manufacturing effort. Attempts have already been made to arrange the feed directions of several spinning rollers in pairs on a common line,

_on so daß die Drückwalzen eines Paares von zwei einander gegenüberliegenden Seiten des Rondenwerkstücks her diametral aufeinander zugeführt werden, um die Spindellagerungen durch Aufhebung mindestens eines Teils der gegeneinander gerichteten Drückkräfte der Drückwalzen zu entlasten. Diese von zwei dia- _on so that the spinning rollers of a pair are fed diametrically towards each other from two opposite sides of the circular workpiece in order to relieve the spindle bearings by cancelling at least a part of the opposing pressing forces of the spinning rollers. These two dia-

-_c metral gegenüberliegenden Seiten des Rondenwerkstücks her erfolgende Umformung führt jedoch häufig zu einem Aufbäumen des Rondenwerkstücks, das man - je nach den Umständen und der Art der Umformung - nur durch eine Verlängerung der Taktzeiten,
also durch eine zeitliche Streckung der Umformung, und/oder- _c forming from opposite sides of the blank often leads to buckling of the blank, which - depending on the circumstances and the type of forming - can only be remedied by extending the cycle times,
i.e. by extending the transformation over time, and/or

durch eine Aufteilung der Umformung auf mehrere Stationen
30by dividing the forming process into several stations
30

vermeiden kann. Hierdurch steigt jedoch der MaschinenaufwandThis, however, increases the machine costs

erheblich, und/oder die Arbeitsleistung, nämlich die für die Umformung erforderliche Taktzeit nimmt in unerwünschtem Maße zu, so daß die Arbeitsleistung der Maschine den heutigen Anforderungen nicht entspricht.
35significantly, and/or the performance, namely the cycle time required for forming , increases to an undesirable extent , so that the performance of the machine does not meet today's requirements.
35

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Auch eine Reihe von Umformprofilen sind trotz der Verwendung bestmöglicher Werkzeugqualitäten und entsprechend starker Dimensionierung der Spindeln und Drückfutter einerseits sowie der Schlitten und Vorschubeinrichtungen einschließlich Antrieben andererseits nicht oder nicht mit der erforderlichen Präzision herstellbar. Eine gewisse Abhilfe kann hier - je nach Lage des Falles - durch Anordnung zusätzlicher Drückwalzen und/oder durch eine noch feinere Unterteilung der Umform- ^q schritte auf eine noch größere Anzahl von Drückstationen erreicht werden. Eine insgesamt befriedigende Lösung ist damit jedoch nicht erreichbar, und der maschinentechnische Aufwand ist sehr hoch.A number of forming profiles cannot be produced, or cannot be produced with the required precision, despite the use of the best possible tool qualities and correspondingly large dimensions of the spindles and spinning chucks on the one hand and the slides and feed devices including drives on the other. A certain remedy can be achieved here - depending on the situation - by arranging additional spinning rollers and/or by dividing the forming steps even more finely into an even larger number of spinning stations. However, an overall satisfactory solution cannot be achieved in this way, and the mechanical engineering effort is very high.

Es besteht daher die Aufgabe, eine Anordnung zum Umformen einer Ronde aus Metall mittels Drückwalzen zu schaffen, mit der die Umformung einfacher und genauer durchzuführen ist, und die vor allem den Umformprozess so gestaltet, daß hohe Drückkräfte leichter aufzubringen und besser zu beherrschen sind als bisher.The task is therefore to create an arrangement for forming a metal round blank by means of flow rolling, with which the forming can be carried out more easily and more precisely and, above all, which designs the forming process in such a way that high pressing forces can be applied more easily and controlled better than before.

Diese Aufgabe wird neuerungsgemäß dadurch gelöst, daß die Vorschubrichtung der Drückwalze(n) parallel zu einer Tangente der Ronde verläuft.This task is solved in accordance with the innovation by having the feed direction of the spinning roller(s) run parallel to a tangent of the round blank.

Die Neuerung schlägt einen neuen Weg der Umformung des Randbereichs des Rondenwerkstücks ein, indem die Arbeitsrichtung geändert wird. Die Drückwalze wird nicht mehr radial sondern tangential zum Rondenwerkstück zugestellt, genau gesagt längs einer Parallele zu einer Tangente an den Rondenrand bzw. längs einer Sehne des Rondenkreises oder einer Parallele einer Sehne. Auf diese Weise ergeben sich grundsätzlich von dem Bekannten abweichende Eingriffsverhältnisse zwischen dem Umformprofil der Drückwalze und dem umzuformenden RandbereichThe innovation takes a new approach to forming the edge area of the circular workpiece by changing the working direction. The spinning roller is no longer fed radially but tangentially to the circular workpiece, more precisely along a line parallel to a tangent to the edge of the circular workpiece or along a chord of the circular workpiece circle or a parallel to a chord. This results in engagement relationships that are fundamentally different from what is known between the forming profile of the spinning roller and the edge area to be formed.

des Rondenwerkstücks. Bei radialer Zustellung zwischen Drück-35 of the blank workpiece. With radial feed between pressure-35

walze und Rondenwerkstück bleibt die Vorschubrichtung derroller and blank workpiece, the feed direction of the

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Drückwalze auf dem gleichen Rondenradius, während neuerungsgemäß der Eingriffspunkt bzw. Eingriffsbereich zwischen dem Umformprofil der Drückwalze und dem Rand des Rondenwerkstücks wandert. Der auf der Verbindungslinie der Drehachsen der Drückwalze und der Ronde liegende Anfangskontaktpunkt liegt auf einem bestimmten Anfangsradius der Ronde und wandert mit fortschreitender Umformung, also mit in Vorschubrichtung vorrückender Drückwalze, kontinuierlich längs eines Wegesspinning roller on the same round radius, while according to the innovation the point of contact or area of contact between the forming profile of the spinning roller and the edge of the round workpiece moves. The initial contact point on the connecting line of the rotation axes of the spinning roller and the round lies on a specific initial radius of the round and moves continuously along a path as the forming progresses, i.e. as the spinning roller advances in the feed direction.

jQ durch einen Winkelbereich mit sich kontinuierlich änderndem Rondenradius, auf dem der montentane Kontaktpunkt ist, bis mindenstens zu der Lage, in der die Achsenverbindungslinie einen rechten Winkel mit der Vorschubrichtung bildet. Vorzugsweise wird der Vorschubweg noch geringfügig über diesejQ through an angle range with a continuously changing round radius, on which the montentane contact point is, up to at least the position in which the axis connecting line forms a right angle with the feed direction. Preferably, the feed path is slightly extended beyond this

j5 Endlage hinaus fortgesetzt. Der wandernde Radius des Rondenwerkstücks, auf dem der Kontaktpunkt zwischen Rondenwerkstück und Drückwalze liegt, nimmt mit zunehmender Umformung, also mit dem Vorrücken der Drückwalze in den Randbereich des Rondenwerkstücks hinein, ab, jedenfalls bezogen auf einej5 end position. The wandering radius of the circular workpiece, on which the contact point between the circular workpiece and the spinning roller is located, decreases with increasing forming, i.e. with the advance of the spinning roller into the edge area of the circular workpiece, at least in relation to a

2Q Umformung des Rondenwerkstücks mit abnehmendem Durchmesser.2Q Forming of the circular workpiece with decreasing diameter.

Die Praxis zeigt, daß die neuerungsgemäße Anordnung ein sehr weich einsetzendes und sehr gleichmäßig und weich ablaufendes Umformen des Randbereichs des Rondenwerkstücks zuläßt. Die Genauigkeit des angestrebten Rondenprofils nimmt erheblich zu.Practice shows that the new arrangement allows for a very smooth and evenly and smoothly occurring forming of the edge area of the circular workpiece. The accuracy of the desired circular profile increases considerably.

Vor allem aber können durch die neuerungsgemäße Anordnung extrem hohe Drückkräfte in relativ einfacher Weise, nämlich mitAbove all, the new arrangement allows extremely high pressure forces to be achieved in a relatively simple manner, namely with

relativ geringem maschinentechnischen Aufwand, in sehr gleich-30 relatively low mechanical expenditure, in very equal-30

mäßiger Weise aufgebracht und während der Umformung zur Wirkung gebracht werden. Die sehr hohe Drückarbeit längs eines häufig extrem kurzen Arbeitsweges muß bei herkömmlichen Anordnungen vom Vorschub, also durch eine entsprechend hohe Antriebsleistung des Schlittens aufgebracht werden, wenn die 35applied in a moderate manner and brought into effect during the forming process. The very high pressure work along a often extremely short working path must be applied in conventional arrangements by the feed, i.e. by a correspondingly high drive power of the slide, if the 35

Arbeitsrichtung der Drückwalze diametral zum RondenwerkstückWorking direction of the spinning roller diametrically to the circular workpiece

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ist. Neuerungsgemäß werden die Druckkräfte jedoch primär von der Schlittenlagerung aufgebracht, wenn nämlich die Vorschubrichtung der Drückwalze parallel-tangential bzw. parallel zu einer Sehne des Rondenwerkstücks verläuft. In diesem Falle wird nämlich - einer Keilwirkung vergleichbar - die Drückkraft, mit der die Drückwalze an den Randbereich des Rondenwerkstücks angedrückt wird, nur zu einem bestimmten Anteil von der Vorschubkraft des Schlittens geleistet, und dieser jQ Anteil hängt vor allem von den geometrischen Beziehungen, nämlich von der Größe des Winkels zwischen der Achsenverbindungslinie und der Senkrechten zur Vorschubrichtung ab, ferner von den Eingriffsverhältnissen und anderen Faktoren, die jedoch nicht so stark ins Gewicht fallen.According to the innovation, the pressure forces are applied primarily by the carriage bearing, if the feed direction of the spinning roller is parallel-tangential or parallel to a chord of the circular workpiece. In this case - comparable to a wedge effect - the pressure force with which the spinning roller is pressed against the edge area of the circular workpiece is only provided to a certain extent by the feed force of the carriage, and this jQ proportion depends primarily on the geometric relationships, namely on the size of the angle between the axis connecting line and the perpendicular to the feed direction, and also on the engagement conditions and other factors, which, however, are not as important.

Neuerungsgemäß ist gewährleistet - und hierauf kommt es ganzInnovation is guaranteed - and this is what matters

wesentlich an -, daß sich eine außerordentlich exakte Heranführung der Drückwalze an den umzuformenden Randbereich des Rondenwerkstücks ergibt, weil die exakte Heranführung der &ldquor;_. Drückwalze und deren allmähliches Vorrücken in den Randbereich des Rondenwerkstücks von der Führung und Lagerung des Schlittens ausgeht und die Verformungsarbeit im wesentlichen von einer Kraftkomponente senkrecht zur Vorschubrichtung geleistet wird.essential - that an extraordinarily precise approach of the spinning roller to the edge area of the round workpiece to be formed results, because the precise approach of the spinning roller and its gradual advance into the edge area of the round workpiece is based on the guide and bearing of the carriage and the deformation work is essentially carried out by a force component perpendicular to the feed direction.

Der Arbeitsweg, nämlich der von der Drückwalze während des Umformens zurückgelegte Weg in Vorschubrichtung, ist bei der neuerungsgemäßen Anordnung in jedem Falle länger als bei der bekannten diametralen Zustellung, und hieraus resultiert unterThe working path, namely the path covered by the spinning roller in the feed direction during forming, is in any case longer with the new arrangement than with the known diametrical feed, and this results in

anderem der in der Praxis festgestellte weiche Ablauf der 30Among other things, the soft expiry of the 30

Umformung, ohne daß hierfür etwa längere Taktzeiten als bisher erforderlich sind.Forming without requiring longer cycle times than before.

Mit der neuerungsgemäßen Anordnung sind bei entsprechenderWith the new arrangement, with appropriate

Dimensionierung der Führung und Lagerung des Schlittens ohne 35Dimensioning of the guide and bearing of the slide without 35

weiteres extrem hohe Drückkräfte zu erzeugen und in exakterto generate extremely high pressure forces and in exact

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Weise bei der Umformung zur Wirkung zu bringen.way to bring about the transformation.

Nach einer neuerungsgemäßen Weiterbildung ergibt sich eine besonders vorteilhafte Anordnung, wenn zwei auf gegenüberliegenden Seiten des Rondenwerkstücks und gegensinnig sowie synchron verschiebbare Drückwalzen vorgesehen sind. Denn in diesem Falle findet eine entsprechende Entlastung des Drückfutters und insbesondere der Spindeln und der SpindellagerungAccording to a new development, a particularly advantageous arrangement is obtained if two spinning rollers are provided on opposite sides of the circular workpiece and can be moved in opposite directions and synchronously. In this case, the spinning chuck and in particular the spindles and spindle bearings are relieved accordingly.

jQ statt. Hierbei liegen sich nämlich die beiden Drückwalzen an dem Rondenwerkstück diametral gegenüber, so daß sich der größte Teil der gegeneinander gerichteten Drückkräfte beider Drückwalzen aufhebt. Der diametrale Eingriff des Drückwalzenpaares bleibt bei dieser Anordnung während des gesamten Umformvorganges erhalten. Anfangs nehmen die beiden Drückwalzen eine gegeneinander versetzte Lage an dem Rondenwerkstück ein, so daß sie sich bei Erreichen der Anfangskontaktpunkte am Rondenwerkstück in schräger Lage befinden, wobei die Drehachsen der Druckwalzen mit der Drehachse des Rondenwerkstücks in einer gemeinsamen Achsenverbindungslinie liegen, und diese Achsenverbindungslinie schwenkt während des gegensinnigen synchronen Vorschubs beider Drückwalzen bis in eine zur Vorschubrichtung der Drückwalzen senkrechte Lage am Ende der Umformung.jQ takes place. The two spinning rollers are diametrically opposite each other on the round workpiece, so that most of the opposing pressing forces of the two spinning rollers cancel each other out. The diametrical engagement of the spinning roller pair is maintained with this arrangement throughout the entire forming process. At the beginning, the two spinning rollers are offset from each other on the round workpiece, so that when they reach the initial contact points on the round workpiece, they are in an inclined position, with the axes of rotation of the spinning rollers lying on a common axis connecting line with the axis of rotation of the round workpiece, and this axis connecting line swings during the opposing synchronous feed of the two spinning rollers to a position perpendicular to the feed direction of the spinning rollers at the end of the forming process.

Bei der neuerungsgemäßen Anordnung können die Drückwalzen und/oder das Drückfutter angetrieben sein. Ob der Drehantrieb des Drückfutters allein ausreicht, hängt von den Umständen des Einzelfalls ab. Wenn beispielsweise die Metall-In the new arrangement, the spinning rollers and/or the spinning chuck can be driven. Whether the rotary drive of the spinning chuck alone is sufficient depends on the circumstances of the individual case. For example, if the metal

ronde relativ dünnwandig ist, wird vorgezogen, daß neben dem 30ronde is relatively thin-walled, it is preferred that in addition to the 30

Drückfutter auch die Drückwalzen angetrieben sind, damit eine sichere Mitnahme zwischen den Drückwalzen und der Ronde gewährleistet ist. Grundsätzlich soll sowenig wie möglich Reibung im Eingriffsbereich auftreten. Damit für den Fall eines Drehantriebs sowohl der Drückwalzen als auch des Drückfutters keine unerwünschte Mitnahme der einen Antriebseinheit durchThe spinning chuck and the spinning rollers are driven so that a secure drive between the spinning rollers and the round blank is guaranteed. Basically, there should be as little friction as possible in the engagement area. So that in the case of a rotary drive of both the spinning rollers and the spinning chuck, there is no unwanted drive of the one drive unit by

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die andere erfolgt, ist zweckmäßig ein Freilauf entweder im Antriebsstrang der Drückwalzen oder des Drückfutters vorgesehen. the other is carried out, a freewheel is conveniently provided either in the drive train of the spinning rollers or the spinning chuck.

Es kann sich als vorteilhaft erweisen, wenn den Drückwalzen ein Umformwerkzeug zum Wölben des Randes des Rondenwerkstücks vorgeschaltet ist, um die Anfangsphase der Umformung leichter ablaufen zu lassen. Denn ein auch nur geringfügig gewölbter IQ Randbereich bringt gleich zu Beginn der Umformung einen größeren Flächenbereich in gegenseitigen Eingriff. Dabei kommt es nicht darauf an, durch welchen Umformvorgang die leichte Wölbung des Randes herbeigeführt worden ist.It can prove advantageous if a forming tool for curving the edge of the round workpiece is installed upstream of the spinning rollers in order to make the initial phase of the forming process easier. This is because an IQ edge area that is curved even slightly brings a larger surface area into mutual engagement right at the start of the forming process. It does not matter which forming process caused the slight curvature of the edge.

Für die praktische Ausführung der neuerungsgemäßen Anordnung ist es zweckmäßig, daß jede Drückwalze an einem gesonderten Schlitten drehbar gelagert ist, der eine Führung und Abstützung an einem Maschinenrahmen bzw. Fundament aufweist und mittels der insbesondere hydraulischen VorschubeinrichtungFor the practical implementation of the new arrangement, it is expedient that each pressure roller is rotatably mounted on a separate carriage, which has a guide and support on a machine frame or foundation and by means of the hydraulic feed device in particular

_on in Sehnenrichtung bzw. in parallel-tangentialer Richtung zum Rondenwerkstück verschiebbar ist, wobei im Falle der Verwendung von zwei Drückwalzen die Schlitten und Vorschubrichtungen der beiden Drückwalzen gegensinnig arbeitend angeordnet sind. _on is displaceable in the chord direction or in a parallel-tangential direction to the round workpiece, whereby in the case of the use of two spinning rollers the carriages and feed directions of the two spinning rollers are arranged to work in opposite directions.

Wenn mehrere Drückwalzenstationen zur takt- bzw. schrittweisen Umformung des Rondenwerkstücks in Arbeitsrichtung gesehen hintereinander angeordnet sind, können die gleichsinnig arbeitenden Drückwalzen der einzelnen Stationen an eine ge-If several spinning roller stations are arranged one behind the other for the cyclic or step-by-step forming of the round workpiece in the working direction, the spinning rollers of the individual stations, which work in the same direction, can be connected to a

meinsame Vorschubeinrichtung angeschlossen sein. Die gemein-30 common feed device must be connected. The common-30

same Vorschubeinrichtung kann auch einen gemeinsamen Schlitten umfassen, an dem die Drückwalzen der einzelnen Stationen gelagert sind, so daß der Arbeitstakt der Stationen stets synchron abläuft. Es ist auch möglich, daß die gemeinsameThe same feed device can also include a common carriage on which the pressure rollers of the individual stations are mounted, so that the work cycle of the stations always runs synchronously. It is also possible that the common

Vorschubeinrichtung zur Ausführung einer synchron gegenläu-35 Feed device for executing a synchronous counter-rotating 35

figen Bewegung der auf beiden Seiten der hintereinander an-movement of the on both sides of the consecutive

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geordneten Drückwalzenstationen angeordneten Drückwalzen eine synchrone, gegenläufig wirkende insbesondere mechanische Kopplung aufweisen.The pressure rollers arranged in the pressure roller stations have a synchronous, counter-acting, particularly mechanical coupling.

Ausführungsbeispiele der neuerungsgemäßen Anordnung werden nachstehend mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:Examples of the new arrangement are explained in more detail below with reference to the drawing. The drawing shows:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer Anordnung eines Drückwalzenpaares während der Umformung eines in einem Drückfutter eingespannten Rondenwerkstücks;Fig. 1 is a schematic side view of an arrangement of a pair of spinning rollers during the forming of a round workpiece clamped in a spinning chuck;

Fig. 2 eine Draufsicht der Anordnung von Fig. 1 in der Ausgangsstellung der Drückwalzen;Fig. 2 is a plan view of the arrangement of Fig. 1 in the initial position of the pressing rollers;

Fig. 3 eine Draufsicht auf die Anordnung von Fig. 1 wie in Fig. 2, jedoch in der Endlage der Drückwalzen am Ende des Umformprozesses;Fig. 3 is a plan view of the arrangement of Fig. 1 as in Fig. 2, but in the final position of the spinning rollers at the end of the forming process;

Fig. 4 eine rein schematische Draufsicht auf ein Rondenwerkstück mit einer mit diesem in Eingriff stehenden Drückwalze zur Veranschaulichung der geometrischen Beziehungen;Fig. 4 is a purely schematic plan view of a circular workpiece with a spinning roller engaged therewith to illustrate the geometric relationships;

Fig. 5 eine Vorderansicht einer Drückstation;Fig. 5 is a front view of a pressing station;

Fig. 6 eine Draufsicht auf die Drückstation von Fig. 30Fig. 6 a top view of the pressing station of Fig. 30

5 unter teilweiser Weglassung von Bauteilen5 with partial omission of components

zur besseren Darstellung des prinzipiellen Aufbaus.for a better representation of the basic structure.

In der Anordnung von Fig. 1 ist ein allgemein mit 1 bezeich-35 In the arrangement of Fig. 1, a generally designated 1-35

netes Drückfutter vorgesehen, das aus einer Drückform 2 undA spinning chuck is provided, which consists of a spinning die 2 and

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einer Gegenform 3 besteht, die an einer oberen Spindel 4 bzw. einer unteren Spindel 5 (vgl. Fig. 5) befestigt sind und zwischen sich ein Rondenwerkstück 6 mit hoher Anpreßkraft verdrehfest halten. Die Spindeln 4, 5 sind drehbar gelagert und angetrieben, so daß das Drückfutter 1 um die dargestellte Drehachse 7 drehbar ist.a counter-mold 3, which are attached to an upper spindle 4 and a lower spindle 5 (see Fig. 5) and hold a round workpiece 6 between them with a high contact pressure so that it cannot twist. The spindles 4, 5 are rotatably mounted and driven so that the spinning chuck 1 can rotate about the rotation axis 7 shown.

Auf der in der Zeichnung linken Seite des Drückfutters 1 ist ^q eine Drückwalze 8 in einer Gabel 12 um eine Drehachse 10 drehbar gehalten und mittels eines nicht dargestellten Antriebs angetrieben. Entsprechend ist auf der rechten Seite eine Drückwalze 9 in einer Gabel 13 um eine Drehachse 11 drehbar gelagert und angetrieben.On the left side of the spinning chuck 1 in the drawing, a spinning roller 8 is mounted in a fork 12 so that it can rotate about an axis of rotation 10 and is driven by a drive (not shown). Similarly, on the right side, a spinning roller 9 is mounted and driven in a fork 13 so that it can rotate about an axis of rotation 11.

Das an der Umfangsfläche der Drückwalzen 8, 9 vorgeseheneThe provided on the peripheral surface of the pressure rollers 8, 9

Umformprofil 19, das im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine willkürliche Formgebung erhalten hat, erzeugt durch entsprechendes Andrücken der Drückwalzen 8, 9, wie im folgenden noch erläutert wird, ein entsprechendes Gegenprofil an der Mantelfläche des Rondenwerkstücks 6. Außerdem bestimmt der Abstand der beiden Drückwalzen 8, 9 in Verbindung mit dem Umformprofil 19 die Wandstärke des Rondenwerkstücks 6. In einer nicht dargestellten vorgeschalteten Drückwalzenanordnung, der das _oe. gleiche Arbeitsprinzip zugrundeliegen kann oder in einem anderen Umformungsprozeß, hat das ursprünglich als Metallronde zugeführte Rondenwerkstück 6 bereits eine Umformung zu einem becherförmigen Profil erhalten, mit dem es in die dargestellte Drückwalzenanordnung gelangt.Forming profile 19, which in the present embodiment has been given an arbitrary shape, produces a corresponding counter-profile on the outer surface of the round workpiece 6 by appropriate pressing of the spinning rollers 8, 9, as will be explained below. In addition, the distance between the two spinning rollers 8, 9 in conjunction with the forming profile 19 determines the wall thickness of the round workpiece 6. In an upstream spinning roller arrangement (not shown), which can be based on the same working principle _{as above} , or in another forming process, the round workpiece 6, which was originally fed in as a metal round, has already been formed into a cup-shaped profile, with which it reaches the spinning roller arrangement shown.

In der in Fig. 2 dargestellten Ausgangslage der Drückwalzen 8, 9 gegenüber dem umzuformenden Rondenwerkstück 6 liegen sich die Drückwalzen 8, 9 gegeneinander versetzt schräg gegenüber. Die Drehachsen 10, 11 der Drückwalzen 8, 9 liegen mit derIn the initial position of the spinning rollers 8, 9 shown in Fig. 2 relative to the circular workpiece 6 to be formed, the spinning rollers 8, 9 are offset from each other and are diagonally opposite each other. The rotation axes 10, 11 of the spinning rollers 8, 9 are aligned with the

Drehachse 7 des Rondenwerkstücks 6 auf einer gemeinsamen 35Rotation axis 7 of the circular workpiece 6 on a common 35

Achsenverbindungslinie 16.Axis connecting line 16.

- 10 -- 10 -

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Für die Umformung werden die Drückwalzen 8, 9 nun gegensinnig, wie die eingezeichneten Vorschubrichtungen 14, 15 zeigen, sowie synchron auf Bahnen gegen das Rondenwerkstück 6 geführt, die parallel zu den in Fig. 2 eingezeichneten Tangenten 21, 22 an das Rondenwerkstück 6 verlaufen. Die Vorschubrichtungen 14, 15 werden während des gesamten Umformvorgangs beibehalten. Die Umformprofile 19 der DrückwalzenFor the forming process, the spinning rollers 8, 9 are now guided in opposite directions, as shown by the feed directions 14, 15, and synchronously on paths against the round workpiece 6, which run parallel to the tangents 21, 22 to the round workpiece 6 shown in Fig. 2. The feed directions 14, 15 are maintained throughout the entire forming process. The forming profiles 19 of the spinning rollers

jQ 8,9 kommen an diametral gegenüberliegenden Anfangskontaktpunkten 17 (vgl. Fig. 4) mit der Mantelfläche des Rondenwerkstücks 6 in Eingriff und rücken nun unter zunehmender Umformung des Randbereichs des Rondenwerkstücks 6 weiter in Vorschubrichtung 14 bzw.15 vor, bis die Drückwalzen 8, 9 schließ-jQ 8,9 come into engagement with the outer surface of the circular workpiece 6 at diametrically opposite initial contact points 17 (see Fig. 4) and now advance further in the feed direction 14 or 15 with increasing deformation of the edge area of the circular workpiece 6 until the spinning rollers 8, 9 close.

- - lieh ihre in Fig. 3 dargestellte Endlage erreichen, in der sie nicht mehr gegeneinander versetzt sind, sondern in der ihre Achsenverbindungslinie 16 senkrecht zu den Vorschubrichtungen 14, 15 verläuft. Es kann zweckmäßig sein, die Drückwalzen 8, 9 diese Endlage geringfügig überfahren zu lassen, um absolut sicher zu gehen, daß die an dem Rondenwerkstück 6 erzeugte Profilfläche das vorgegebene Sollprofil äußerst exakt einhält. Der vorstehend beschriebene Umformungsablauf läßt sich anhand der rein schematischen geometrischen Darstellung von Fig. 4 noch näher erläutern. Dabei wird zur- - reach their end position shown in Fig. 3, in which they are no longer offset from each other, but in which their axis connecting line 16 runs perpendicular to the feed directions 14, 15. It may be useful to let the pressure rollers 8, 9 slightly overrun this end position in order to be absolutely certain that the profile surface produced on the round workpiece 6 adheres to the specified target profile extremely precisely. The forming process described above can be explained in more detail using the purely schematic geometric representation of Fig. 4.

__c Vereinfachung ein glattes Umformprofil· 19 an der Mantelfläche 25_ _c Simplification a smooth forming profile· 19 on the lateral surface 25

der Andrückwal·ze 9 angenommen, mit dem das Rondenwerkstück von der dargestellten Anfangsform mit dem Durchmesser r. in die Endform 20, die nur angedeutet ist, mit dem kleineren Durchmesser r&ldquor; gedrückt bzw. umgeformt wird.the pressure roller 9 is assumed, with which the round workpiece is pressed or formed from the initial shape shown with the diameter r. into the final shape 20, which is only indicated, with the smaller diameter r".

Sobald in der Darstellung nach Fig. 4 die in Vorschubrichtung 15, also parallel zur Sehne 23 des Rondenwerkstücks 6, vorrückende Drückwalze 9 den Anfangskontaktpunkt 17 erreicht hat, also die in Fig. 4 dargestellte Lage, beginnt das Auf-As soon as the pressure roller 9 advancing in the feed direction 15, i.e. parallel to the chord 23 of the circular workpiece 6, has reached the initial contact point 17 in the illustration according to Fig. 4, the

einanderabrollen des Umformprofils 19 und der äußeren Mantel-35 rolling off the forming profile 19 and the outer shell 35

fläche des Rondenwerkstücks 6, wobei zur Vermeidung uner-surface of the circular workpiece 6, whereby to avoid un-

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wünschter Reibung Schmier- und Kühlmittel zugeführt wird. Der Anfangskontaktpunkt 17 liegt auf der Achsenverbindungslinie 16. Während des nun folgenden Umformvorgangs wird die Drückwalze 9 in Vorschubrichtung 15 an den sich zunehmend verformenden Randbereich des Rondenwerkstücks 6 angedrückt und legt schließlich den Arbeitsweg s zurück. Dabei läuft der Punkt 25 am Umfang der Drückwalze 9, der praktisch einen Tangentenberührungspunkt bildet, auf dem gestrichelt eingezeichneten Abschnitt der Sehne 23 des Rondenkreises bis zum Endkontaktpunkt 18, in der die Drückwalze 9 die in Fig. 3 dargestellte Lage einnimmt. Der Arbeitsweg s ist, wie die Zeichnung veranschaulicht, ein Vielfaches des Arbeitsweges der herkömmlichen diametralen Vorschubweise der Drückwalze, wo sich nur ein Arbeitweg ergibt, der der Differenz der Radien r₁ und r&ldquor; entspricht. Der Arbeitsweg wird bei der neuerungsgemäßen Anordnung folglich stark übersetzt. Die Achsenverbindungslinie 16 schwenkt während der Umformung um den schraffiert eingezeichneten Winkelbetrag 24 bis in eine zur Vorschubrichtung 15 senkrechte Lage.desired friction lubricant and coolant are supplied. The initial contact point 17 lies on the axis connecting line 16. During the forming process that now follows, the spinning roller 9 is pressed in the feed direction 15 against the increasingly deforming edge region of the round workpiece 6 and finally covers the working path s. The point 25 on the circumference of the spinning roller 9, which practically forms a tangent contact point, runs on the dashed section of the chord 23 of the round circle to the final contact point 18, in which the spinning roller 9 assumes the position shown in Fig. 3. The working path s is, as the drawing shows, a multiple of the working path of the conventional diametrical feed method of the spinning roller, where only a working path results which corresponds to the difference between the radii r ₁ and r". The working path is therefore greatly increased in the innovative arrangement. During the forming process, the axis connecting line 16 pivots by the hatched angle 24 until it reaches a position perpendicular to the feed direction 15.

Wird eine Drückwalze mit kleinerem Durchmesser verwendet, deren Drehachse beispielsweise durch das eingezeichnete Kreuz 26 verläuft, wobei der Pfeil 27 auf den sich bei diesem Durchmesser ergebenden Anfangskontaktpunkt am Umfang des Ronden-25 If a spinning roller with a smaller diameter is used, the axis of rotation of which runs, for example, through the cross shown 26, with the arrow 27 pointing to the initial contact point on the circumference of the round blank 25 resulting from this diameter

Werkstücks 6 hinweist, so ergibt sich ein insgesamt größerer Winkelbetrag 24, allerdings steht eine entsprechend kürzere Umformprofilfläche an der Drückwalze zur Ausführung der Drückbzw. Umformarbeit zur Verfügung.workpiece 6, an overall larger angle value 24 results, but a correspondingly shorter forming profile surface is available on the spinning roller for carrying out the spinning or forming work.

Mit dem neuen Drückverfahren lassen sich sehr genaue Umformungen in relativ kurzer Zeit, also in kurzen Taktzeiten, erreichen und der maschinentechnische Aufwand ist im Verhältnis zu diesen Vorteilen und unter Berücksichtigung der außerordentlich hohen ohne weiteres erreichbaren Drückkräfte relativ ge-35 With the new spinning process, very precise forming can be achieved in a relatively short time, i.e. in short cycle times, and the mechanical engineering effort is relatively low in relation to these advantages and taking into account the extraordinarily high spinning forces that can be easily achieved.

ring, wie aus der nachfolgenden Beschreibung der Drückstationring, as shown in the following description of the pressing station

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gem. Fig. 5 und 6 hervorgeht.as shown in Fig. 5 and 6.

In der Vorderansicht der Drückstation von Fig. 5 ist ein unterer Maschinenrahmen 29 mit einer Bodenverankerung 28 zu sehen, dem ein oberer Maschinenrahmen 30 gegenüberliegt, der über Säulen 31, 32 auf dem unteren Maschinenrahmen 29 abgestützt ist.In the front view of the pressing station in Fig. 5, a lower machine frame 29 with a floor anchorage 28 can be seen, opposite which is an upper machine frame 30 which is supported on the lower machine frame 29 via columns 31, 32.

ig Der obere Maschinenrahmen 30 trägt die vertikal verfahrbare Spindelhalterung 33, in der die drehbar antreibbare obere Spindel 4 mit der Gegenform 3 des Drückfutters 1 befestigt ist.ig The upper machine frame 30 carries the vertically movable spindle holder 33, in which the rotatably driven upper spindle 4 with the counter-form 3 of the spinning chuck 1 is fastened.

_1{- Der untere Maschinenrahmen 29 trägt die drehbar angetriebene untere Spindel 5 mit der Drückform 2 in rein schematischer _1{ - The lower machine frame 29 carries the rotatably driven lower spindle 5 with the spinning mold 2 in a purely schematic

Darstellung.Depiction.

Zu beiden Seiten der Drückfutterebene sind Schlitten 34, 35 angeordnet, die mittels hydraulischer Zylinder 44, 45 (vgl. Fig. 6) in der beispielsweise in Fig. 2 dargestellten Vorschubrichtung 14, 15, also senkrecht zur Zeichenebene von Fig. 5, verschiebbar sind und in einander gegenüberliegender Lage die Gabeln 12, 13 mit den Drückwalzen 8, 9 tragen. WegenSlides 34, 35 are arranged on both sides of the spinning chuck plane, which can be moved by means of hydraulic cylinders 44, 45 (see Fig. 6) in the feed direction 14, 15 shown in Fig. 2, for example, i.e. perpendicular to the plane of the drawing in Fig. 5, and carry the forks 12, 13 with the spinning rollers 8, 9 in a position opposite one another.

der während der Umformung auftretenden sehr hohen Drückkräfte 25the very high compressive forces that occur during forming 25

sind die Schlitten 34, 3 5 an Seitenwangen 42 bzw. 43 abgestützt und verschiebbar gelagert, die mit dem unteren Maschinenrahmen 29 fest verbunden sind. Zur Vermeidung jeglicher Ausweichbewegung der Drückwalzen 8, 9 sind die Schlitten 34,the slides 34, 35 are supported and displaceably mounted on side walls 42 and 43, respectively, which are firmly connected to the lower machine frame 29. To avoid any evasive movement of the pressure rollers 8, 9, the slides 34,

3 5 an den Seitenwangen 42, 43 jeweils mit zwei auseinander-30 3 5 on the side walls 42, 43 each with two apart-30

liegenden Führungen gelagert, die jeweils aus einem schlittenseitigen Führungsprofil 36 und einer damit in Eingriff stehenden wangenseitigen Führungsschiene 39 bzw. einem Führungsprofil 37 und einer Führungsschiene 40 bestehen. Dies ergibtlying guides, each consisting of a slide-side guide profile 36 and a cheek-side guide rail 39 engaging therewith or a guide profile 37 and a guide rail 40. This results in

eine besonders kippsichere Lagerung der Schlitten 34, 35 mit 35a particularly tilt-proof storage of the slides 34, 35 with 35

dem Vermögen extrem hohe Drückkräfte aufzufangen. Neben demthe ability to absorb extremely high pressure forces. In addition to the

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Drückfutter 1 ist jeder Schlitten auf dem unteren Maschinenrahmen 29 gelagert, und zwar mittels einem schlittenseitigen Führungsprofil 38 und einer damit in Eingriff stehenden rahmenseitigen Führungsschiene 41.In the spinning chuck 1, each slide is mounted on the lower machine frame 29 by means of a slide-side guide profile 38 and a frame-side guide rail 41 engaging therewith.

Mit 4 6 und 47 sind jeweils allgemein die Drehantriebe für die Drückwalzen 8, 9 bezeichnet, die auf den Schlitten 34, 3 5 montiert sind. Es versteht sich von selbst, daß zur Ausformung komplizierterer Profile der Rondenwerkstücke eine entsprechende Anzahl von Drückstationen der vorstehend beschriebenen Art in einer Reihe hintereinander angeordnet sein können. Jeder Drückstation ist ein bestimmter Verformungsschritt zugeordnet, der innerhalb möglichst kurzer Taktzeit durchgeführt wird. In Fig. 6 ist beispielsweise bereits der hydraulische Vorschubantrieb 48 der nächstfolgenden, aber nicht mehr dargestellten Drückstation zu sehen.The rotary drives for the spinning rollers 8, 9, which are mounted on the carriages 34, 35, are generally designated by 46 and 47. It goes without saying that, in order to form more complicated profiles of the round workpieces, a corresponding number of spinning stations of the type described above can be arranged in a row one behind the other. Each spinning station is assigned a specific deformation step, which is carried out within the shortest possible cycle time. In Fig. 6, for example, the hydraulic feed drive 48 of the next spinning station, which is no longer shown, can already be seen.

Bereits die gegensinnige Anordnung der in Fig. 6 dargestellten &ldquor;_n hydraulischen Zylinder 44, 45 verdeutlicht die gegenläufige Vorschubbewegung, die den Schlitten 34, 3 5 erteilt wird, um sie entsprechend den Vorschubrichtungen 14, 15 (vgl. Fig. 2) zu verschieben. Die Doppelpfeile 48, 49 in Fig. 6 deuten die gegenläufige Bewegung an. Fig. 6 zeigt die Endlage der Drückwalzen 8, 9 und entspricht deshalb der Anordnung von Fig. 3.The opposing arrangement of _the hydraulic cylinders 44, 45 shown in Fig. 6 already illustrates the opposing feed movement that is given to the slides 34, 35 in order to move them in accordance with the feed directions 14, 15 (cf. Fig. 2). The double arrows 48, 49 in Fig. 6 indicate the opposing movement. Fig. 6 shows the end position of the pressure rollers 8, 9 and therefore corresponds to the arrangement in Fig. 3.

Da im ersten Teil der Beschreibung bereits im einzelnen dargestellt worden ist, wie der neue Drückprozess abläuft, erübrigt sich eine Beschreibung der Arbeitsweise der Drückstation, deren grundsätzlicher Aufbau anhand der Zeichnung er-3U Since the first part of the description has already shown in detail how the new pressing process works, a description of the operation of the pressing station is unnecessary, the basic structure of which can be seen in the drawing er-3U

läutert worden ist.has been purified.

Claims

2693.7 - 1 - CLAIMS FOR PROTECTION

1. Arrangement for forming a round metal blank by pressing it using rotating pressure rollers, which can be brought to the round workpiece clamped in a rotating chuck in a rotationally fixed manner and for forming

IQ men of the round workpiece can be pressed against the round workpiece with high pressure along a working path by means of a feed device, characterized in that the feed direction (14, 15) of the pressure roller(s) (8, 9) runs parallel to a tangent or chord (23) of the round workpiece (6).

2. Arrangement according to claim 1, characterized by two on opposite sides of the circular tool

2Q pieces (6) arranged and movable in opposite directions and synchronously pressure rollers (8, 9).

3. Arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the pressure rollers (8, 9) and/or the spinning chuck (1) are driven.

4. Arrangement according to claim 3, characterized by a freewheel for the case of a drive of the spinning rollers (8, 9) and the spinning chuck (1).

5. Arrangement according to one or more of the preceding

Claims, characterized in that a forming tool for curving the edge of the round workpiece (6) is arranged upstream of the pressure rollers (8, 9).

6. Arrangement according to one or more of the preceding

2693.7 - 2 -

claims, characterized in that each spinning roller (8, 9) is rotatably mounted on a separate carriage (34, 35) which has a guide and support on a machine frame (29) and can be displaced in the chord direction or in a parallel-tangential direction to the round workpiece (6) by means of the in particular hydraulic feed device (44, 45), wherein in the case of the use of two spinning rollers (8, 9) the carriages IQ (34, 35) and feed devices (44, 45) of the two spinning rollers (8, 9) are arranged to work in opposite directions.

7. Arrangement according to one or more of the preceding claims, characterized in that

several spinning roller stations for the cyclic forming of the round workpiece (6) are arranged one behind the other and the spinning rollers of the individual stations, which work in the same direction, are connected to a common feed device.

8. Arrangement according to claim 7, characterized in that the common feed device of the two sides has a synchronous counter-acting mechanical coupling for carrying out a synchronous and counter-rotating movement.