EP1277530A2 - Thread rolling tool and method using this tool - Google Patents
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- EP1277530A2 EP1277530A2 EP02015507A EP02015507A EP1277530A2 EP 1277530 A2 EP1277530 A2 EP 1277530A2 EP 02015507 A EP02015507 A EP 02015507A EP 02015507 A EP02015507 A EP 02015507A EP 1277530 A2 EP1277530 A2 EP 1277530A2
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- thread
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- thread rolling
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21H—MAKING PARTICULAR METAL OBJECTS BY ROLLING, e.g. SCREWS, WHEELS, RINGS, BARRELS, BALLS
- B21H3/00—Making helical bodies or bodies having parts of helical shape
- B21H3/02—Making helical bodies or bodies having parts of helical shape external screw-threads ; Making dies for thread rolling
- B21H3/04—Making by means of profiled-rolls or die rolls
Definitions
- the invention relates to a thread rolling tool and a Procedure using the thread rolling tool.
- a common method of threading, especially an external thread, on one rotationally symmetrical workpiece, for example a tube or a pipe section, is the thread rolling.
- This non-cutting cold forming process becomes metallic materials under pressure in their crystalline structure to flow brought and into one of the tools used predetermined shape pressed.
- the amount of Pressure that is required for plastic forming on the one hand from the physical properties of the Workpiece material, such as. B. strength, elasticity, Stretch etc.
- that for plastic Forming required pressure by the geometrical Parameters of the forming and the resulting free Flow possibility determined.
- hollow bodies for example a pipe or section of pipe with a thread on it should be rolled, depending on their wall thickness elastic due to the force occurring when rolling, in Extreme cases can also be pressed plastically oval. Especially given that it is under the Consideration of material and weight savings always It is desirable to have the wall thickness as wide as possible there is a risk of plastic, oval deformation, which is of course undesirable.
- Thread rolling tools according to the preamble of claim 1, which are known as prior use items, and given the known processes in which these Thread rolling tools are used, the invention the task is based on a thread rolling tool as well as a Thread rolling process in which the thread rolling tool is used to create through which with sufficient Reliability thread on rotationally symmetrical hollow body with a lower wall thickness than previously known and is possible can be rolled.
- the thread rolling tool aligns with the previously known tools an engagement section with several profile teeth for the formation of thread grooves the outside of a pipe or a pipe section.
- the profile teeth are essentially, seen in cross section, designed trapezoidal, so that this creates a trapezoidal thread on the outside of a pipe or a pipe section can be generated.
- this is the first engaging profile tooth during the rolling process Except for a chamfer, if any, completely educated.
- the in Rolling direction of the workpiece seen first profile tooth of the thread rolling tool according to the invention not only one partially trained, in other words in a radial Direction shortened profile tooth, which according to the state of the Technology ensures the so-called gate. Rather are all profile teeth of the engagement section with approximately the provided at the same height.
- Thread rolling tool in this case at an angle to that Workpiece is aligned so that by the slope-free Profile rings on the workpiece a thread with the desired Slope can be formed.
- the fact that the Engagement section corresponds to a single roller pitch in this case means that the engaging portion with the Work piece over a single pitch of the thread created is engaged.
- the invention Thread rolling tool also designed as a radial thread roll be, which has a profile that the to be manufactured Workpiece corresponds.
- the profile of the Thread rolling tool in this case an incline. It it is therefore the case here that the axial extension of the Engagement section of a single pitch of the thread corresponds to the thread rolling tool.
- the comparatively short training a so-called engagement section advantageous effect achieved.
- the required rolling force is depends on the length of the engagement section.
- the rolling force is significantly reduced. This in a way becomes an inevitable effect compensated, which is associated with the above measure, namely on a bleed, so to speak on one slow deformation of the material at the beginning of the procedure to dispense with the thread rolling tool.
- the intervention takes place immediately with a complete trained first profile tooth, resulting in high occurring Radial pressure leads. To apply these radial pressures too can, it is convenient to the engaging portion to keep it comparatively short, so that the resulting Rolling power remains within acceptable limits. It shows that the two described features of the invention Thread rolling tool work together to the Making a thread using an acceptable Rolling force and on a tube with a particularly low To allow wall thickness.
- the inventive Thread rolling tool for the first time the production of a so-called outer or stator tube one length-adjustable support that is used in construction, is possible in one piece. So far, in this area to a basic section with comparative low wall thickness a section with greater wall thickness applied, on which the thread was rolled. Of course, it is not recommended to order one one piece training to allow using the entire pipe to provide a larger wall thickness, since the larger No wall thickness in the areas outside the thread is required and thus to unacceptable material and Manufacturing costs leads. By means of the invention However, it is possible to thread a pipe roll with a comparatively small wall thickness so that, compared to the prior art for which Thread section not a separate section with a larger one Wall thickness must be chosen.
- Thread rolling tool according to the invention and the associated Procedure that the thread on a comparative thin-walled tube can be rolled, and due to the special engagement of the thread rolling tool with the pipe a sufficient wall thickness remains around the necessary To have load-bearing properties.
- This will make the one-piece design with an outer or stand tube a rolled thread, in other words the Inner surface of the external thread is largely flat, possible.
- the so-called base section of the tube has one Wall thickness of about 2.6 mm, and in the area of Thread section is a residual wall thickness of about 1.6 to 1.8 mm available.
- Thread rolling tools are in the further claims described.
- An average roughness depth R z of about 10 ⁇ m and / or an arithmetic mean roughness value R a of 12.5 ⁇ m can be specified as the preferred measure for the surface roughness of the roughened profile teeth. With these values, good results of the thread rolling process have been achieved. It should be noted that the average roughness depth R z is the arithmetic mean of the individual roughness depths of five adjacent individual measurement sections of the same length. The arithmetic mean roughness value R a is the arithmetic mean of the absolute values of the profile deviations within the measuring section.
- the game within the workpiece is approximately 0.3 mm to 0.6 mm. at Such a value could achieve excellent results from the Thread rolling process can be achieved.
- the method according to the invention represents that a thread is rolled up on a tube, the so-called outer or Standpipe of a used in construction adjustable support is used.
- the thread at the top of the Stand tube is formed, and a so-called inner tube is inserted into the outer tube from the top.
- a so-called set-out pin can be inserted into the setting holes so that the arrangement consisting of inner tube and Pins inside an elongated hole in the Outer tube is formed in the area of the thread, roughly can be adjusted.
- the fine adjustment is made by a screwed onto the thread of the outer or upright tube Mother, on which the locking pin is, so to speak supported.
- the EP 0 625 622 A1 which shows such a support. It is the first time using the method according to the invention economically sensible and possible, the outer tube with the to produce rolled thread in one piece.
- a wall thickness of approximately 2.6 mm prefers.
- the figure shows one half of the invention Thread rolling tool in cross section.
- Thread rolling tool 10 is a rotationally symmetrical one Tool that has an engagement portion on its outer circumference 12 has a length a that is a single Thread pitch corresponds. This can, as before executed, achieved a particularly favorable forming process become.
- the engagement section 12 points in the case shown three profile teeth 14 and one in the rolling direction A last seen, somewhat reduced profile tooth 16.
- the Profile teeth are roughly trapezoidal in cross-section designed so that they can be used for the formation of thread grooves and also the remaining webs in between trapezoidal cross section are suitable.
- the Thread rolling tool 10 according to the invention is characterized one in that the engaging portion 12 with the Profile teeth 14 only the length of a single one Has thread pitch.
- the first profile tooth seen in the rolling direction 14.1 designed as a complete profile tooth.
- the prior art trained profile teeth 18 by in the figure dashed lines are indicated, omitted.
- Furthermore - in Cross-section seen - the upper side is slightly inclined, to realize a gentle so-called gate. This applies in the same way to the second engaging Profile tooth 18.2, which is a height of about two thirds of a has fully formed profile tooth.
- the first in Coming profile tooth 14.1 is immediately as fully formed profile tooth provided. at best it can be provided with a slight chamfer, as in the Figure is indicated. It should also be mentioned that according to the preferred embodiment, the profile teeth 14.1 and 14.2 in Area of the first seen in the rolling direction of the workpiece Half of the engagement section 12, that is along half Roll pitch, are roughened. With this measure particularly good results of the rolling process can be achieved.
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Gewinderollwerkzeug sowie ein Verfahren, bei dem das Gewinderollwerkzeug verwendet wird.The invention relates to a thread rolling tool and a Procedure using the thread rolling tool.
Ein übliches Verfahren zum Ausbilden eines Gewindes, insbesondere eines Außengewindes, an einem rotationssymmetrischen Werkstück, beispielsweise einem Rohr oder einem Rohrabschnitt, ist das Gewinderollen. Im Rahmen dieser spanlosen Kaltumformung werden metallische Werkstoffe unter Druckanwendung in ihrem kristallinen Gefüge zum Fließen gebracht und in eine von den verwendeten Werkzeugen vorgegebene Form gepresst. Hierbei hängt die Höhe des Druckes, der für die plastische Umformung erforderlich ist, zum einen von den physikalischen Eigenschaften des Werkstückmaterials, wie z. B. Festigkeit, Elastizität, Dehnung etc. ab. Zum anderen wird der für die plastische Umformung erforderliche Druck durch die geometrischen Parameter der Umformung und der daraus resultierenden freien Fließmöglichkeit bestimmt.A common method of threading, especially an external thread, on one rotationally symmetrical workpiece, for example a tube or a pipe section, is the thread rolling. As part of This non-cutting cold forming process becomes metallic materials under pressure in their crystalline structure to flow brought and into one of the tools used predetermined shape pressed. Here the amount of Pressure that is required for plastic forming, on the one hand from the physical properties of the Workpiece material, such as. B. strength, elasticity, Stretch etc. On the other hand, that for plastic Forming required pressure by the geometrical Parameters of the forming and the resulting free Flow possibility determined.
Hierbei ist zu beachten, dass Hohlkörper, also beispielsweise ein Rohr oder ein Rohrabschnitt, auf das/den ein Gewinde gerollt werden soll, in Abhängigkeit von ihrer Wanddicke durch die beim Rollen auftretende Kraft elastisch, in Extremfällen auch plastisch oval gedrückt werden. Insbesondere angesichts der Tatsache, dass es unter dem Gesichtspunkt der Material- und Gewichtseinsparung stets wünschenswert ist, die Wanddicke möglichst weit herabzusetzen, besteht hierbei die Gefahr einer plastischen, ovalen Verformung, die selbstverständlich unerwünscht ist.It should be noted here that hollow bodies, for example a pipe or section of pipe with a thread on it should be rolled, depending on their wall thickness elastic due to the force occurring when rolling, in Extreme cases can also be pressed plastically oval. Especially given that it is under the Consideration of material and weight savings always It is desirable to have the wall thickness as wide as possible there is a risk of plastic, oval deformation, which is of course undesirable.
Zur Vermeidung dieser Probleme ist es im Stand der Technik bekannt, in den Hohlkörper einen geeigneten Dorn einzuführen, um die übermäßige plastische Verformung zu vermeiden. Diese Maßnahme führt jedoch nicht stets zu dem gewünschten Ergebnis, da der Effekt auftritt, dass die Rollkraft nicht nur das gewünschte Gewindeprofil auf das Werkstück aufpresst, sondern die Wandung des Werkstücks darüber hinaus plastisch auseinander drückt und ein schnelles Aufweiten des Werkstückdurchmessers erzeugt, was zum Platzen des Werkstückes führen kann. Im Wesentlichen besteht somit angesichts der Aufgabe, eine minimale Wanddicke zu ermitteln, eine Möglichkeit darin, die Rollkraft derart zu wählen, dass sie für das Rollen des Gewindes geeignet ist und gleichzeitig kleiner ist als die maximale elastische Widerstandskraft des Werkstückes.To avoid these problems, it is in the prior art known to insert a suitable mandrel into the hollow body, to avoid the excessive plastic deformation. This However, measure does not always lead to the desired one Result because the effect occurs that the rolling force is not only press the desired thread profile onto the workpiece, but the wall of the workpiece is also plastic apart and a quick expansion of the Workpiece diameter generated, causing the burst Workpiece can lead. So essentially there is given the task of determining a minimum wall thickness, one possibility in choosing the rolling force in such a way that it is suitable for rolling the thread and at the same time is less than the maximum elastic resistance of the Workpiece.
Angesichts der beschriebenen Situation und angesichts von Gewinderollwerkzeugen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, die als Vorbenutzungsgegenstände bekannt sind, sowie angesichts der bekannten Verfahren, bei denen diese Gewinderollwerkzeuge eingesetzt werden, liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein Gewinderollwerkzeug sowie ein Gewinderollverfahren, bei dem das Gewinderollwerkzeug eingesetzt wird, zu schaffen, durch welche mit ausreichender Zuverlässigkeit Gewinde auf rotationssymmetrische Hohlkörper mit einer niedrigeren Wanddicke, als dies bislang bekannt und möglich ist, gerollt werden können. Given the situation described and considering Thread rolling tools according to the preamble of claim 1, which are known as prior use items, and given the known processes in which these Thread rolling tools are used, the invention the task is based on a thread rolling tool as well as a Thread rolling process in which the thread rolling tool is used to create through which with sufficient Reliability thread on rotationally symmetrical hollow body with a lower wall thickness than previously known and is possible can be rolled.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt zum einen durch das im Anspruch 1 beschriebene Gewinderollwerkzeug.This task is solved on the one hand by the Thread rolling tool described in claim 1.
Demzufolge weist das Gewinderollwerkzeug in Übereinstimmung mit den bislang bekannten Werkzeugen einen Eingriffsabschnitt mit mehreren Profilzähnen zur Ausbildung von Gewindenuten an der Außenseite eines Rohres oder eines Rohrabschnitts auf. Die Profilzähne sind im wesentlichen, im Querschnitt gesehen, trapezförmig gestaltet, so dass hierdurch ein Trapezgewinde an der Außenseite eines Rohres oder eines Rohrabschnittes erzeugt werden kann. Erfindungsgemäß ist hierbei der erste bei dem Rollvorgang in Eingriff kommende Profilzahn mit Ausnahme einer gegebenenfalls vorhandenen Fase vollständig ausgebildet. Mit anderen Worten handelt es sich bei dem in Rollrichtung des Werkstückes gesehen ersten Profilzahn des erfindungsgemäßen Gewinderollwerkzeuges nicht um einen nur teilweise ausgebildeten, mit anderen Worten in radialer Richtung verkürzten Profilzahn, der gemäß dem Stand der Technik für den sogenannten Anschnitt sorgt. Vielmehr sind sämtliche Profilzähne des Eingriffsabschnitts mit in etwa der gleichen Höhe versehen.As a result, the thread rolling tool aligns with the previously known tools an engagement section with several profile teeth for the formation of thread grooves the outside of a pipe or a pipe section. The profile teeth are essentially, seen in cross section, designed trapezoidal, so that this creates a trapezoidal thread on the outside of a pipe or a pipe section can be generated. According to the invention, this is the first engaging profile tooth during the rolling process Except for a chamfer, if any, completely educated. In other words, the in Rolling direction of the workpiece seen first profile tooth of the thread rolling tool according to the invention not only one partially trained, in other words in a radial Direction shortened profile tooth, which according to the state of the Technology ensures the so-called gate. Rather are all profile teeth of the engagement section with approximately the provided at the same height.
Es ist zu erwähnen, dass bei den gängigen Rollwerkzeugen üblicherweise die ersten beiden Profilzähne, die der Ausbildung eines Anschnittes dienen, nicht mit der vollständigen Höhe ausgebildet sind, so dass im Bereich dieses Anschnittes das Gewinde, bzw. insbesondere die an der Außenseite eines Rohres oder Rohrabschnittes ausgebildeten Gewindenuten erst allmählich auf die erforderliche Tiefe gebracht werden. Im Gegensatz dazu ist bei dem erfindungsgemäßen Gewinderollwerkzeug dieser sogenannte Anschnitt völlig weggelassen, so dass vor der Ausbildung des Gewindes mit der erforderlichen Tiefe der Gewindenuten keine Vorverformung erfolgt. Vielmehr kommt bei dem Rollen als erster Profilzahn ein vollständig ausgebildeter Profilzahn mit dem Werkstück in Eingriff. Dieser erste Profilzahn kann allenfalls eine gewisse Fase aufweisen. It should be mentioned that with the common rolling tools usually the first two profile teeth that the Serving a bleed, not with the full height are formed so that in the area this gating the thread, or in particular on the Formed outside of a tube or tube section Thread grooves gradually to the required depth to be brought. In contrast, the Thread rolling tool according to the invention this so-called Bleed completely omitted, so before training the No thread with the required depth of the thread grooves Pre-deformation takes place. Rather comes when rolling as first profile tooth a fully developed profile tooth engaged with the workpiece. This first profile tooth can at most have a certain chamfer.
Im übrigen ist er jedoch vollständig ausgebildet, was im wesentlichen dazu führt, dass das Rohrmaterial unmittelbar zu fließen beginnt und nicht erst allmählich in seine endgültige Form gebracht wird. Dies wurde gemäß dem Stand der Technik bislang in dieser Weise durchgeführt, um die Randzonen der Werkzeuge zu schonen. Im Gegensatz dazu wird hierauf gemäß der Erfindung verzichtet, indem unmittelbar mit dem Eingriff des ersten Profilzahnes das Material veranlasst wird, zu fließen, und das Gewinde in seine endgültige Form gebracht wird. Dies bietet den Vorteil, dass bei Verwendung eines besonders dünnwandigen Rohres nicht die Gefahr besteht, dass das Material derart umfangreich fließt, dass nachfolgend gewissermaßen zu wenig Material verbleibt, um die erforderliche Festigkeit sicherzustellen. Mit anderen Worten erfolgt die Verformung mittels des erfindungsgemäßen Gewinderollwerkzeuges besonders schnell und auf engstem Raum, so dass das Material so weit wie möglich an Ort und Stelle bleibt und zur Tragfähigkeit des erzeugten Gewindes beitragen kann.Otherwise, however, it is fully developed, which in essentially leads to the pipe material immediately begins to flow and not gradually into its final Is brought into shape. This has been done according to the state of the art hitherto carried out in this way to the peripheral zones of Spare tools. In contrast, according to this waived the invention by directly engaging of the first profile tooth the material is caused to flow, and the thread is brought into its final shape becomes. This has the advantage that when using a especially thin-walled pipe there is no risk that the material flows so extensively that subsequent To a certain extent, there is not enough material left for the ensure the required strength. In other words the deformation takes place by means of the invention Thread rolling tool particularly quickly and in a confined space, so that the material is in place as much as possible remains and contribute to the load-bearing capacity of the thread created can.
Mit anderen Worten kommt eine bestimmte, zu verformende Stelle lediglich für die Dauer einer Umdrehung mit dem Werkzeug in Eingriff. Hierzu trägt auch ein weiteres Merkmal des erfindungsgemäßen Gewinderollwerkzeuges bei, wonach die axiale Erstreckung des Eingriffsabschnitts, der die Profilzähne zur Ausbildung der Gewindenuten aufweist, einer einzigen Rollensteigung entspricht. Zum einen bedeutet dies, dass das erfindungsgemäße Gewinderollwerkzeug in einem vergleichsweise kurzen Bereich mit dem Werkstück in Eingriff ist, was dazu beiträgt, dass die Verformung ausgehend von einem Rohr oder Rohrabschnitt mit glatter Oberfläche, zu dem vollständig ausgebildeten Gewinde auf engstem Raum und vergleichsweise schnell stattfindet. Dies trägt dazu bei, dass das Rohrmaterial zur Sicherstellung der erforderlichen Tragfähigkeit an Ort und Stelle bleibt. Es sei an dieser Stelle angemerkt, dass das erfindungsgemäße Gewinderollwerkzeug zum einen als sogenannte Axialgewinderolle ausgeführt sein kann, die steigungsfreie Profilringe aufweist. Mit anderen Worten ist jeder Profilzahn als geschlossener Ring an dem Außenumfang des Gewinderollwerkzeugs ausgebildet. Dies bedeutet, dass das Gewinderollwerkzeug in diesem Fall mit einem Winkel zu dem Werkstück ausgerichtet ist, so dass durch die steigungsfreien Profilringe an dem Werkstück ein Gewinde mit der gewünschten Steigung ausgebildet werden kann. Die Tatsache, dass der Eingriffsabschnitt einer einzigen Rollensteigung entspricht, bedeutet in diesem Fall, dass der Eingriffsabschnitt mit dem Werkstück über eine einzige Steigung des erzeugten Gewindes in Eingriff ist. Alternativ kann das erfindungsgemäße Gewinderollwerkzeug auch als Radialgewinderolle gestaltet sein, die ein Profil aufweist, das dem herzustellenden Werkstück entspricht. Mit anderen Worten weist das Profil des Gewinderollwerkzeugs in diesem Fall eine Steigung auf. Es gilt hierbei somit, dass die axiale Erstreckung des Eingriffsabschnitts einer einzigen Steigung des Gewindes an dem Gewinderollwerkzeug entspricht.In other words, there is a certain one to be deformed Place for only one revolution with the Tool engaged. Another feature also contributes to this of the thread rolling tool according to the invention, after which the axial extension of the engaging portion that the Has profile teeth for forming the thread grooves, one corresponds to the single roll pitch. For one thing, this means that the thread rolling tool according to the invention in one comparatively short area with the workpiece is what helps the deformation from a pipe or pipe section with a smooth surface to which fully formed threads in the smallest of spaces and takes place comparatively quickly. This helps that the pipe material to ensure the necessary Load capacity remains in place. It was on this Place noted that the inventive Thread rolling tool on the one hand as a so-called Axial thread roll can be run, the pitch-free Has profile rings. In other words, every profile tooth as a closed ring on the outer circumference of the Thread rolling tool formed. This means that Thread rolling tool in this case at an angle to that Workpiece is aligned so that by the slope-free Profile rings on the workpiece a thread with the desired Slope can be formed. The fact that the Engagement section corresponds to a single roller pitch, in this case means that the engaging portion with the Work piece over a single pitch of the thread created is engaged. Alternatively, the invention Thread rolling tool also designed as a radial thread roll be, which has a profile that the to be manufactured Workpiece corresponds. In other words, the profile of the Thread rolling tool in this case an incline. It it is therefore the case here that the axial extension of the Engagement section of a single pitch of the thread corresponds to the thread rolling tool.
Zum anderen wird durch die vergleichsweise kurze Ausbildung des sogenannten Eingriffsabschnittes ein zweiter vorteilhafter Effekt erzielt. Die erforderliche Rollkraft ist von der Länge des Eingriffsabschnitts abhängig. Durch die erfindungsgemäße, vergleichsweise kurze Gestalt des Eingriffsabschnitts wird die Rollkraft deutlich reduziert. Hierdurch wird gewissermaßen ein unweigerlicher Effekt kompensiert, der mit der obengenannten Maßnahme einhergeht, nämlich auf einen Anschnitt, also gewissermaßen auf eine langsame Verformung des Materials beim Beginn des Eingriffs des Gewinderollwerkzeugs zu verzichten. Erfindungsgemäß erfolgt der Eingriff unmittelbar mit einem vollständig ausgebildeten ersten Profilzahn, was zu hohen auftretenden Radialdrücken führt. Um diese Radialdrücke aufbringen zu können, ist es günstig, den Eingriffsabschnitt vergleichsweise kurz zu halten, so dass die sich ergebende Rollkraft in akzeptablen Grenzen bleibt. Es zeigt sich somit, dass die beiden beschriebenen Merkmale des erfindungsgemäßen Gewinderollwerkzeuges miteinander zusammenwirken, um die Herstellung eines Gewindes mittels einer akzeptablen Rollkraft und an einem Rohr mit einer besonders niedrigen Wanddicke zu ermöglichen.On the other hand, the comparatively short training a so-called engagement section advantageous effect achieved. The required rolling force is depends on the length of the engagement section. Through the comparatively short shape of the invention The rolling force is significantly reduced. This in a way becomes an inevitable effect compensated, which is associated with the above measure, namely on a bleed, so to speak on one slow deformation of the material at the beginning of the procedure to dispense with the thread rolling tool. According to the invention the intervention takes place immediately with a complete trained first profile tooth, resulting in high occurring Radial pressure leads. To apply these radial pressures too can, it is convenient to the engaging portion to keep it comparatively short, so that the resulting Rolling power remains within acceptable limits. It shows that the two described features of the invention Thread rolling tool work together to the Making a thread using an acceptable Rolling force and on a tube with a particularly low To allow wall thickness.
Es sei erwähnt, dass durch das erfindungsgemäße Gewinderollwerkzeug erstmalig die Herstellung eines sogenannten Außen- oder Ständerrohres einer längenverstellbaren Stütze, die im Bauwesen eingesetzt wird, in einstückiger Art und Weise möglich ist. Bislang wurde in diesem Bereich auf einen Grundabschnitt mit vergleichsweise geringer Wanddicke ein Abschnitt mit größerer Wanddicke aufgebracht, auf den das Gewinde gerollt wurde. Selbstverständlich empfiehlt es sich nicht, um eine einstückige Ausbildung zu ermöglichen, das gesamt Rohr mit einer größeren Wanddicke zu versehen, da die größere Wanddicke in den Bereichen außerhalb des Gewindes nicht erforderlich ist und somit zu unakzeptablen Material- und Herstellungskosten führt. Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es jedoch möglich, ein Gewinde auf ein Rohr mit vergleichsweise geringer Wanddicke zu rollen, so dass, verglichen mit dem Stand der Technik, für den Gewindeabschnitt kein gesonderter Abschnitt mit größerer Wanddicke gewählt werden muss. Vielmehr ermöglicht das erfindungsgemäße Gewinderollwerkzeug und das zugehörige Verfahren, dass das Gewinde auf ein vergleichsweise dünnwandiges Rohr gerollt werden kann, und auf Grund des besonderen Eingriffs des Gewinderollwerkzeugs mit dem Rohr eine ausreichende Wanddicke verbleibt um die notwendigen Tragfähigkeitseigenschaften aufzuweisen. Hierdurch wird die einstückige Ausbildung eines Außen- oder Ständerrohres mit einem aufgerollten Gewinde, bei dem mit anderen Worten die Innenfläche des Außengewindes weitgehend eben ist, möglich. Hierbei weist der sogenannte Basisabschnitt des Rohres eine Wanddicke von etwa 2,6 mm auf, und im Bereich des Gewindeabschnitts ist eine Restwanddicke von etwa 1,6 bis 1,8 mm vorhanden.It should be mentioned that the inventive Thread rolling tool for the first time the production of a so-called outer or stator tube one length-adjustable support that is used in construction, is possible in one piece. So far, in this area to a basic section with comparative low wall thickness a section with greater wall thickness applied, on which the thread was rolled. Of course, it is not recommended to order one one piece training to allow using the entire pipe to provide a larger wall thickness, since the larger No wall thickness in the areas outside the thread is required and thus to unacceptable material and Manufacturing costs leads. By means of the invention However, it is possible to thread a pipe roll with a comparatively small wall thickness so that, compared to the prior art for which Thread section not a separate section with a larger one Wall thickness must be chosen. Rather, it enables Thread rolling tool according to the invention and the associated Procedure that the thread on a comparative thin-walled tube can be rolled, and due to the special engagement of the thread rolling tool with the pipe a sufficient wall thickness remains around the necessary To have load-bearing properties. This will make the one-piece design with an outer or stand tube a rolled thread, in other words the Inner surface of the external thread is largely flat, possible. Here, the so-called base section of the tube has one Wall thickness of about 2.6 mm, and in the area of Thread section is a residual wall thickness of about 1.6 to 1.8 mm available.
Bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Gewinderollwerkzeugs sind in den weiteren Ansrpüchen beschrieben.Preferred embodiments of the invention Thread rolling tools are in the further claims described.
Bei Versuchen im Zusammenhang mit dem neuartigen Gewinderollwerkzeug hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, zumindest einen der Profilzähne des Eingriffsabschnitts zumindest teilweise aufzurauen. Während es im Stand der Technik üblich ist, ein geschliffenes Rollenprofil zu verwenden, um den Fließvorgang möglichst störungsfrei zu gestalten, hat sich für das erfindungsgemäße Gewinderollwerkzeug anhand von zahlreichen Versuchen ergeben, dass eine vergleichsweise raue Oberfläche für den Fließvorgang günstig ist.In experiments related to the novel Thread rolling tool has proven to be advantageous exposed, at least one of the profile teeth of the Rough engagement portion at least partially. While it is common in the prior art, a ground one Roll profile to use to the flow process as possible to design trouble-free has for the invention Thread rolling tool based on numerous tests, that a comparatively rough surface for the Flow process is cheap.
Hierbei wird insbesondere bevorzugt und als vorteilhaft angesehen, dass diejenigen Profilzähne, die im Bereich der als erstes mit den Werkstücken einkommenden Hälfte des Eingriffsabschnitts ausgebildet sind, aufgeraut sind.This is particularly preferred and advantageous viewed that those profile teeth that are in the range of as the first half of the Engagement section are formed, are roughened.
Als bevorzugtes Maß für die Oberflächenrauheit der aufgerauten Profilzähne können eine gemittelte Rautiefe Rz von etwa 10 µm und/oder ein arithmetischer Mittenrauwert Ra von 12,5 mµ angegeben werden. Bei diesen Werten haben sich gute Ergebnisse des Gewinderollverfahrens erzielen lassen. Es sei angemerkt, dass es sich bei der gemittelten Rautiefe Rz um das arithmetische Mittel der Einzelrautiefen von fünf aneinander angrenzenden Einzelmessstrecken gleicher Länge handelt. Der arithmetische Mittenrauwert Ra ist der arithmetische Mittelwert der absoluten Werte der Profilabweichungen innerhalb der Messstrecke.An average roughness depth R z of about 10 μm and / or an arithmetic mean roughness value R a of 12.5 μm can be specified as the preferred measure for the surface roughness of the roughened profile teeth. With these values, good results of the thread rolling process have been achieved. It should be noted that the average roughness depth R z is the arithmetic mean of the individual roughness depths of five adjacent individual measurement sections of the same length. The arithmetic mean roughness value R a is the arithmetic mean of the absolute values of the profile deviations within the measuring section.
Die Lösung der obengenannten, der Erfindung zu Grunde liegenden Aufgabe erfolgt zum anderen durch ein Gewinderollverfahren, bei dem ein erfindungsgemäßes Gewinderollwerkzeug verwendet wird. Wie ausgeführt, konnte durch Versuche bestätigt werden, dass sich mit einem derartigen Verfahren unter Verwendung des erfindungsgemäßen Werkzeugs ein Gewinde auch an einem Rohr oder einem Rohrabschnitt mit einem vergleichsweise dünnen Wanddicke und einer ausreichenden, den Tragfähigkeitsanforderungen entsprechenden Restwanddicke ausbilden lässt.The solution to the above, the basis of the invention lying task is done by another Thread rolling process in which an inventive Thread rolling tool is used. As stated, could through tests that are confirmed with a such methods using the invention Tool also a thread on a pipe or Pipe section with a comparatively thin wall thickness and a sufficient, the load capacity requirements can form appropriate residual wall thickness.
Hierbei wird im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens bevorzugt, dass ein Innendorn verwendet wird, dessen Spiel innerhalb des Werkstückes etwa 0,3 mm bis 0,6 mm beträgt. Bei einem derartigen Wert konnten hervorragende Ergebnisse des Gewinderollverfahrens erzielt werden.This is part of the method according to the invention preferred that an internal mandrel be used, the game within the workpiece is approximately 0.3 mm to 0.6 mm. at Such a value could achieve excellent results from the Thread rolling process can be achieved.
Durch Versuche wurde ferner herausgefunden, dass im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens die Ergebnisse verbessert werden können, wenn eine differenzierte Bearbeitungsgeschwindigkeit verwendet wird. Hierbei erfolgt der Beginn des Rollvorganges bei einer vergleichsweise langsamen Geschwindigkeit, und der weitere Rollvorgang, mit anderen Worten der sogenannte Durchlauf, erfolgt bei einer vergleichsweise hohen Bearbeitungsgeschwindigkeit.Trials have also shown that the method of the invention improves the results can be if a differentiated Machining speed is used. This is done the start of the rolling process at a comparatively slow speed, and the further rolling process, with in other words, the so-called run takes place at one comparatively high processing speed.
Als besonders vorteilhaft hat sich für den Beginn des Rollvorgangs eine Geschwindigkeit von etwa 105 bis 110 Umdrehungen pro Minute (U/min) herausgestellt. Für die Geschwindigkeit während des sogenannten Durchlaufs wird eine Geschwindigkeit von etwa 120 bis 140 U/min bevorzugt.Has been particularly advantageous for the beginning of the Rolling a speed of about 105 to Exposed to 110 revolutions per minute (rpm). For the Speed during the so-called run becomes one Speed of about 120 to 140 rpm preferred.
Wie erwähnt, stellt es einen bevorzugten Anwendungsfall des erfindungsgemäßen Verfahrens dar, dass hierdurch ein Gewinde auf ein Rohr aufgerollt wird, das als sogenanntes Außen- oder Ständerrohr einer im Bauwesen eingesetzten längenverstellbaren Stützte verwendet wird. Es sei erwähnt, dass in diesem Fall das Gewinde an dem oberen Ende des Ständerrohres ausgebildet ist, und ein sogenanntes Innenrohr von der Oberseite her in das Außenrohr gesteckt wird. Durch mehrere, in dem Innenrohr ausgebildete sogenannte Abstecklöcher kann ein sogenannter Absteckbolzen gesteckt werden, so dass die Anordnung bestehend aus Innenrohr und Absteckbolzen innerhalb eines Langloches, das in dem Außenrohr im Bereich des Gewindes ausgebildet ist, grob verstellt werden kann. Die Feineinstellung erfolgt durch eine auf das Gewinde des Außen- oder Ständerrohres aufgedrehte Mutter, auf der sich der Absteckbolzen gewissermaßen abstützt. Im übrigen wird diesbezüglich auf die EP 0 625 622 A1 verwiesen, die eine derartige Stütze zeigt. Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist es erstmals wirtschaftlich sinnvoll und möglich, das Außenrohr mit dem aufgerollten Gewinde einstückig herzustellen. Hierbei wird für das zu bearbeitende Rohr eine Wanddicke von etwa 2,6 mm bevorzugt. Im Bereich des gerollten Gewindes verbleibt eine Restwanddicke von etwa 1,6 bis 1,8 mm.As mentioned, it represents a preferred use case of the method according to the invention represents that a thread is rolled up on a tube, the so-called outer or Standpipe of a used in construction adjustable support is used. It should be mentioned that in this case the thread at the top of the Stand tube is formed, and a so-called inner tube is inserted into the outer tube from the top. By several so-called, formed in the inner tube A so-called set-out pin can be inserted into the setting holes so that the arrangement consisting of inner tube and Pins inside an elongated hole in the Outer tube is formed in the area of the thread, roughly can be adjusted. The fine adjustment is made by a screwed onto the thread of the outer or upright tube Mother, on which the locking pin is, so to speak supported. Incidentally, in this regard, the EP 0 625 622 A1, which shows such a support. It is the first time using the method according to the invention economically sensible and possible, the outer tube with the to produce rolled thread in one piece. Here will for the pipe to be machined, a wall thickness of approximately 2.6 mm prefers. One remains in the area of the rolled thread Residual wall thickness of approximately 1.6 to 1.8 mm.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer beispielhaft in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform näher erläutert.The invention is described below using an example in FIG the embodiment shown illustrated.
Die Figur zeigt eine Hälfte des erfindungsgemäßen Gewinderollwerkzeugs im Querschnitt.The figure shows one half of the invention Thread rolling tool in cross section.
Das in der Figur dargestellte erfindungsgemäße
Gewinderollwerkzeug 10 ist ein rotationssymmetrisches
Werkzeug, das an seinem Außenumfang einen Eingriffsabschnitt
12 mit einer Länge a aufweist, die einer einzigen
Gewindesteigung entspricht. Hierdurch kann, wie vorangehend
ausgeführt, ein besonders günstiger Umformvorgang erzielt
werden. Der Eingriffsabschnitt 12 weist in den gezeigten Fall
drei Profilzähne 14 sowie einen in der Rollrichtung A
gesehenen letzten, etwas reduzierten Profilzahn 16 auf. Die
Profilzähne sind im Querschnitt gesehen etwa trapezförmig
gestaltet, so dass sie für die Ausbildung von Gewindenuten
und dazwischen verbleibende Stegen mit ebenfalls
trapezförmigen Querschnitt geeignet sind. Das
erfindungsgemäße Gewinderollwerkzeug 10 zeichnet sich zum
einen dadurch aus, dass der Eingriffsabschnitt 12 mit den
Profilzähnen 14 lediglich die Länge einer einzigen
Gewindesteigung aufweist.The invention shown in the figure
Zum anderen ist der in Rollrichtung gesehen erste Profilzahn
14.1 als vollständiger Profilzahn ausgebildet. Insbesondere
sind verglichen mit dem Stand der Technik nur teilweise
ausgebildete Profilzähne 18, die in der Figur durch
gestrichelte Linien angedeutet sind, weggelassen. Im Stand
der Technik ist es üblich, den ersten in Eingriff kommenden
Profilzahn 18.1 zum einen mit einer Fase und zum anderen mit
einer Höhe von etwa einem Drittel eines vollständig
ausgebildeten Profilzahns 14 zu versehen. Ferner ist - im
Querschnitt gesehen - die Oberseite etwas geneigt gestaltet,
um einen sanften sogenannten Anschnitt zu verwirklichen. Dies
gilt in gleicher Weise für den zweiten in Eingriff kommenden
Profilzahn 18.2, der eine Höhe von etwa zwei Drittel eines
vollständig ausgebildeten Profilzahnes aufweist.
Erfindungsgemäß sind diese, üblicherweise für den Anschnitt
vorgesehenen Profilzähne jedoch weggelassen, und der erste in
Eingriff kommende Profilzahn 14.1 ist unmittelbar als
vollständig ausgebildeter Profilzahn vorgesehen. Allenfalls
kann er mit einer leichten Fase versehen sein, wie in der
Figur angedeutet ist. Es sei noch erwähnt, dass gemäß der
bevorzugten Ausführungsform die Profilzähne 14.1 und 14.2 im
Bereich der in Rollrichtung des Werkstückes gesehen ersten
Hälfte des Eingriffsabschnitts 12, also entlang einer halben
Rollensteigung, aufgeraut sind. Durch diese Maßnahme konnten
besonders gute Ergebnisse des Rollverfahrens erzielt werden.On the other hand, the first profile tooth seen in the rolling direction
14.1 designed as a complete profile tooth. In particular
are only partially compared to the prior art
trained profile teeth 18 by in the figure
dashed lines are indicated, omitted. In the state
In technology, it is common to get the first one engaged
Profile tooth 18.1 on the one hand with a chamfer and on the other hand with
about a third of a full height
trained profile tooth 14 to be provided. Furthermore - in
Cross-section seen - the upper side is slightly inclined,
to realize a gentle so-called gate. This
applies in the same way to the second engaging
Profile tooth 18.2, which is a height of about two thirds of a
has fully formed profile tooth.
According to the invention, these are usually for the gate
provided profile teeth, however, and the first in
Coming profile tooth 14.1 is immediately as
fully formed profile tooth provided. at best
it can be provided with a slight chamfer, as in the
Figure is indicated. It should also be mentioned that according to the
preferred embodiment, the profile teeth 14.1 and 14.2 in
Area of the first seen in the rolling direction of the workpiece
Half of the
Claims (9)
dadurch gekennzeichnet, dass
der erste bei dem Rollvorgang in Eingriff kommende Profilzahn (14.1) mit Ausnahme einer gegebenenfalls vorgesehenen Fase vollständig ausgebildet ist, und
die axiale Erstreckung (a) des Eingriffsabschnitts (12) einer einzigen Rollensteigung entspricht.Thread rolling tool (10) with an engagement section (12) with a plurality of profile teeth (14) for forming thread grooves on the outside of a rotationally symmetrical workpiece, in particular a pipe or a pipe section
characterized in that
the first profile tooth (14.1) which comes into engagement during the rolling process is completely formed, with the exception of a chamfer which may be provided, and
the axial extent (a) of the engagement section (12) corresponds to a single roller pitch.
dadurch gekennzeichnet, dass
zumindest ein Profilzahn (14.1, 14.2) zumindest teilweise aufgeraut ist.Thread rolling tool according to claim 1
characterized in that
at least one profile tooth (14.1, 14.2) is at least partially roughened.
dadurch gekennzeichnet, dass
die Profilzähne (14.1, 14.2) der zuerst in Eingriff kommenden Hälfte des Eingriffsabschnitts (12) aufgeraut sind.Thread rolling tool according to claim 2,
characterized in that
the profile teeth (14.1, 14.2) of the half of the engagement section (12) which comes into engagement first are roughened.
dadurch gekennzeichnet, dass
die gemittelte Rautiefe (Rz) der aufgerauten Profilzähne (14.1, 14.2) etwa 10 mµ und/oder der arithmetische Mittenrauwert (Ra) der aufgerauten Profilzähne (14.1, 14.2) etwa 12,5 mµ beträgt. Thread rolling tool according to claim 2 or 3,
characterized in that
the average roughness depth (R z ) of the roughened profile teeth (14.1, 14.2) is approximately 10 mµ and / or the arithmetic mean roughness (R a ) of the roughened profile teeth (14.1, 14.2) is approximately 12.5 mµ.
dadurch gekennzeichnet, dass
ein Innendorn verwendet wird, und das Spiel zwischen dem Innendorn und dem Werkstück etwa 0,3 mm bis 0,6 mm beträgt.Method according to claim 5,
characterized in that
an inner mandrel is used, and the clearance between the inner mandrel and the workpiece is approximately 0.3 mm to 0.6 mm.
dadurch gekennzeichnet, dass
der Beginn des Rollvorganges mit einer langsameren Geschwindigkeit erfolgt als der weitere Rollvorgang.Method according to claim 5 or 6,
characterized in that
the start of the rolling process takes place at a slower speed than the further rolling process.
dadurch gekennzeichnet, dass
die Geschwindigkeit am Beginn des Rollvorganges etwa 105 bis 110 U/min und/oder die Geschwindigkeit während des weiteren Rollvorganges etwa 120 bis 140 U/min beträgt.Method according to claim 7,
characterized in that
the speed at the start of the rolling process is approximately 105 to 110 rpm and / or the speed during the further rolling process is approximately 120 to 140 rpm.
dadurch gekennzeichnet, dass
ein Rohr mit einer Wanddicke von etwa 2,6 mm bearbeitet wird.Method according to one of claims 5 to 8,
characterized in that
a pipe with a wall thickness of about 2.6 mm is processed.
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| Publication number | Publication date |
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| EP1277530A3 (en) | 2003-07-16 |
| DE10135304A1 (en) | 2003-02-13 |
| PL204023B1 (en) | 2009-12-31 |
| PL355083A1 (en) | 2003-01-27 |
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