EP1339511B1

EP1339511B1 - Verfahren und vorrichtung zur kontinuierlichen herstellung von werkstücken aus einem unprofilierten längsprofil sowie deren verwendung

Info

Publication number: EP1339511B1
Application number: EP01989532A
Authority: EP
Inventors: Kurt Kemper; Günter Otto
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2000-11-28
Filing date: 2001-11-28
Publication date: 2004-11-17
Anticipated expiration: 2021-11-28
Also published as: AU2002227956A1; DE10059021C2; EP1339511A1; DE50104565D1; WO2002043896A1; DE10059021A1; ATE282491T1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von Werkstücken aus einem unprofilierten Längsprofil aus Aluminium und/oder Aluminium enthaltenden Legierungen, und deren Verwendung.

Verfahren und dazugehörige Vorrichtungen zur kontinuierlichen Herstellung von Werkstücken aus einem unprofilierten Längsprofil aus Aluminium und/oder Aluminium enthaltenden Legierungen sind allgemein bekannt. Allerdings haben sich solche Verfahren und Vorrichtungen in der Praxis als ausgesprochen nachteilig erwiesen. Beim Ziehen wie auch beim Strangpressen von Längsprofilen aus Aluminium und/oder Aluminium enthaltenden Legierungen entsteht an deren äußeren Oberfläche im Allgemeinen eine Oxidschicht von zum Teil erheblicher Dicke. Darüber hinaus bilden sich beim Ziehen bzw. Strangpressen in der Oberfläche von Längsprofilen aus Aluminium (Längs-)Risse oder dergleichen. Diese Oxidschicht- bzw. Rissbildung wird noch zusätzlich dadurch verstärkt, als das Rohmaterial zumeist mit Anteilen aus Schrott versetzt ist. Einerseits führen derartige Oxidschichten als auch solche (Längs-)Risse zwangsläufig zu einer wesentlichen Herabsetzung der Festigkeit der Längsprofile insgesamt. Andererseits ergeben sich aufgrund derartiger Oxidschichten und/oder solcher (Längs-) Risse Längsprofile, die in aller Regel nicht, zumindest in nur höchst ungenügendem Maße gasundurchlässig bzw. gasdicht sind. Handelsübliche oder derzeit auf dem Markt erhältliche Längsprofile aus Vollmaterial und/oder Hohlprofile, bedürfen daher in jedem Fall einer nachträglichen spanenden Bearbeitung, zum Beispiel Abdrehung, Säuberung bzw. Abtragung oder Polierung der Materialoberfläche. Abgesehen von einem daraus resultierenden Materialverlust erhöht eine solche Bearbeitung den Arbeitsaufwand und damit den Kostenaufwand bei der Herstellung derartiger Längsprofile. Nicht zuletzt wegen der nicht vorhandenen ausreichenden Festigkeit und/oder Undichtigkeit sind Längsprofile, die zurzeit auf dem Markt angeboten werden, selbst nach einer zusätzlichen spanenden Bearbeitung ungeeignet, zu Werkstücken weiterverarbeitet werden zu können, die dann ihrerseits zum Beispiel zur Montage von hydraulischen Elementen, wie (blockierbaren) Gas- und/oder Flüssigkeitsfedern etc., Verwendung finden. Entsprechende hydraulische Elementen nämlich benötigen sowohl eine hohe Festigkeit als auch gleichermaßen eine absolute Gasdichtigkeit, und zwar im Dauerlastbereich und über eine große Zeitdauer. Auch sind bei diesen hydraulischen Elementen üblicherweise einzelne Bauteile miteinander zu verschweißen, was aber meistens durch den nicht unmaßgeblichen Schrottanteil verhindert wird.

Die WO 00/16920 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Oberflächenbehandlung von Längsprofilen. Zu diesem Zweck wird das Längsprofil durch mindestens eine wenigstens teilweise mit einem Außenprofil versehene Walze zumindest teilweise beaufschlagt, derart, dass die behandelte Oberfläche des Längsprofils unter Druckeigenspannungen und die unter der behandelten Oberfläche liegenden Zonen des Längsprofils unter Zugeigenspannungen in axialer und tangentialer Richtung gesetzt werden. Dabei handelt es sich bei dem Längsprofil stets um ein Werkstück, d.h. Stangen- oder Blechmaterial, ohne jegliche Profilierung. Das Werkstück ist und bleibt vielmehr sowohl vor als auch nach dessen Oberflächenbehandlung unprofiliert. Auch findet weder eine kontinuierliche noch spanlose Anbringung eines Profils oder sonstige Verformung auf spanlose Weise statt.

Darüber hinaus sind aus der FR 2 414 375 A ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Querwalzen von rotationssymmetrischen Längsprofilen bekannt. Dabei soll ein zylindrisches Längsprofil eines Schraubbolzens über zu dem Längsprofil senkrecht angeordnete Walzen mit zylindrischen Abschnitten und konusförmigen Abschnitten versehen werden. Zu diesem Zweck werden an den Schraubbolzen zunächst einem Anschlagsbund oder Anschlagsflansch gebildet. Dessen überschüssiges Material wird durch plastisches Fließen verformt, um schließlich das überschüssige Material in dem jeweiligen konusförmigen Abschnitt zu bilden. Eine kontinuierliche Verarbeitung eines unprofilierten Längsprofils zu einem Werkstück mit Profil ist weder vorgesehen noch realisierbar. Zudem besteht das Material vermutlich auf herkömmliche Weise aus Stahl oder einer Stahlegierung. Schließlich werden mittels dieses Verfahrens und der Vorrichtung lediglich gedrehte Werkstücke einer Querwalzung unterzogen. Eine hohe Festigkeit im Oberflächenbereich des Werkstückes ist daher ausgeschlossen.

Darüber hinaus sind aus der DE 1 111 660 B ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verbesserung der Dauerhaltbarkeit von Bauelementen aus Metall bekannt. Dabei soll ausschließlich die Oberfläche der Bauelemente in linienförmigen Mustern differentiell plastisch verformt werden.

Schließlich sind in der DE 31 10 433 A1 noch ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Umformen von insbesondere metallischen Werkstücken, wie unter anderem Verzahnungen, Wellen, zylindrischen Laufflächen, offenbart, um die Herstellung von Werkstücken verschiedener Werkstoffe mit gleichen Werkzeugen unter Beibehaltung der Konfiguration einer Werkzeuggeometrie zu ermöglichen.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von Werkstücken mit rundem Querschnitt bzw. mit Bohrungen oder dergleichen Ausnehmungen aus einem unprofilierten Längsprofil bereitzustellen, das bzw. die konstruktiv ausgesprochen einfach ist und eine Herstellung von Werkstücken aus Aluminium und/oder Aluminium enthaltenden Legierungen von besonders hoher Festigkeit und Härte sowie Gasdichtigkeit unter großer Genauigkeit und mit geringem Arbeits- und Kostenaufwand ermöglichen, sowie deren Verwendung zur kontinuierlichen Herstellung von Werkstücken, in Form von beispielsweise länglichen Profilen aus Aluminium oder Aluminium enthaltenden Legierungen zur Verfügung zu stellen.

Diese Aufgabe wird auf überraschend einfache Weise in verfahrenstechnischer Hinsicht durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Verfahrens nach den Merkmalen des Anspruchs 1, bei welchem das unprofilierte Längsprofil zunächst durch mindestens eine wenigstens teilweise mit einem Außenprofil versehene Walze zumindest teilweise beaufschlagt wird, derart, dass die behandelte Oberfläche des Längsprofils unter Druckeigenspannungen und die unter der behandelten Oberfläche liegenden Zonen des Längsprofils unter Zugeigenspannungen in axialer und tangentialer Richtung gesetzt werden, das unter Druckeigenspannungen gesetzte Längsprofil dann zumindest teilweise durch mindestens eine weitere Walze spanlos mit einem Profil versehen wird und schließlich ein zumindest teilweise mit einem Profil versehener Abschnitt des Längsprofils zur Bildung eines profilierten Werkstücks von dem Längsprofil abgetrennt wird, lässt sich ein besonders einfaches Verfahren erhalten, um Werkstücke aus Aluminium und/oder Aluminium enthaltenden Legierungen mit runder Oberfläche, d.h. mit konvexer Oberfläche, wie Rundprofile, und/oder mit konkaver Oberfläche, wie Hohlprofile, und/oder Bohrungen sowie sonstigen Ausnehmungen, zum Beispiel Durchgangsbohrungen und Sacklochbohrungen, aufgrund einer rein spanlosen Bearbeitung ohne großen Arbeits- und Kostenaufwand herzustellen. Damit einhergehend erhalten die Längsprofile und/oder daraus gebildeten Werkstücke eine besonders hohe Festigkeit und/oder Härte ebenso wie eine ausgesprochen hohe Genauigkeit und Glattheit. Schließlich, und dies ist ein zusätzlicher, zugleich besonders wesentlicher Vorteil der Erfindung, sind die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelten Längsprofile und/oder daraus gebildeten Werkstücke weitgehend gasundurchlässig bzw. gasdicht. Die Längsprofile und/oder Werkstücke eignen sich daher in hervorragender Weise zur Weiterverarbeitung zu zum Beispiel hochfesten und gasdichten, hydraulischen Elementen, wie (blockierbaren) Gas- und/oder Flüssigkeitsfedern etc. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird weiterhin eine Säuberung der Materialoberfläche und/oder der oberflächennahen Randzone von spröden Oxidkrusten, beispielsweise Aluminiumoxidkrusten, und schädlichen Verunreinigungen erreicht und Oberflächendefekte sowie Risse beseitigt. Eine gesonderte Bearbeitung der Materialoberfläche ist nicht erforderlich. Im Ergebnis sind die Werkstücke mit einer materialidentischen Hülle von mehreren Hundert Mikrometern umgeben, die aufgrund einer erhöhten Materialfestigkeit und resultierenden Druckeigenspannung versteifend wirkt. Die Oberflächenrauhigkeit verbessert sich gegenüber den Werkstücken unmittelbar nach dem Ziehen bzw. Strangpressen bis etwa um den Faktor 6 bis 8. Rauhigkeitswerte von R_a < 0,1 sind dabei die Regel. Die Werkstücke erhalten mithin eine Eigenspannungscharakteristik, nämlich Durckeigenspannungen in der plastisch verformten Oberfläche bzw. oberflächennahen Randzone und Zugeigenspannungen in den darunter liegenden Gebieten, welche einander entgegenwirken. Die aus dem Längsprofil hergestellten Werkstücke erhalten mithin eine erheblich verbesserte Dauerfestigkeit. Als zusätzlicher Vorteil des Verfahrens nach der Erfindung ergibt sich infolge einer wesentlich verringerten Oxidschichtdicke eine verbesserte Haftung, mit der Folge, dass die Werkstücke problemlos mit galvanischen Beschichtungen versehen werden können, und zwar ohne die sonst übliche Wasserstoffversprödung. Wegen der verbesserten Haftung sind allerdings ebenso alle nur erdenklichen Korrosionsschutzverfahren möglich. Schließlich ist auch ein Verschweißen von nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Längsprofilen und/oder Werkstücken mit- bzw. untereinander ohne weiteres möglich. Die Belastbarkeit bzw. Haltbarkeit solcher Schweißnähte entspricht dabei denjenigen von Schweißnähten herkömmlich gefertigter Längsprofile und/oder Werkstücke.

Vorteilhafte konstruktive Einzelheiten des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Ansprüchen 2 bis 20 beschrieben.

Von großer Bedeutung für eine zusätzliche Vereinfachung bei der kontinuierlichen Herstellung des Werkstücks sind die Maßnahmen des Anspruchs 2, wonach das Längsprofil durch die Beaufschlagung durch die mindestens eine wenigstens teilweise mit einem Außenprofil versehene Walze in axialer Richtung bewegt wird. Demnach sind gesonderte verfahrenstechnische Maßnahmen zur Weiterbeförderung des Längsprofils nach der Eigenspannungserzeugung nicht erforderlich.

Zur weiteren Erhöhung der Festigkeit und Härte sowie gleichzeitig der Genauigkeit wird das Längsprofil in besonderer Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 3 durch mindestens eine, insbesondere zwei jeweils, wenigstens teilweise mit einem Außenprofil versehene Walze/n aufeinanderfolgend in entgegengesetzter Richtung beaufschlagt. Auf diese Weise wird die zu behandelnde Oberfläche des Längsprofils vorzugsweise quer zur Bewegungsrichtung des Längsprofils zuerst in einer Richtung und dann in dazu entgegengesetzter Richtung verformt. Zusätzlich wird das Längsprofil auf diese Weise gasdicht gemacht.

Außerordentlich bedeutsam für eine Eigenspannungserzeugung in einem Längsprofil mit einer runden Oberfläche, zum Beispiel eines Rund- bzw. Rohrmaterials, sind die Merkmale des Anspruchs 4, wonach das Längsprofil durch mindestens eine wenigstens teilweise mit einem Außenprofil versehene Walze, die parallel zum Längsprofil angeordnet und um deren Längsachse sowie um das Längsprofil drehbar ist, beaufschlagt wird.

Von großem Interesse für eine Eigenspannungserzeugung in einem Längsprofil mit wenigstens einer Bohrung oder dergleichen Ausnehmung bzw. der Bohrung oder Ausnehmung selbst sind die Merkmale des Anspruchs 5, wonach eine Beaufschlagung durch mindestens eine wenigstens teilweise mit einem Außenprofil versehene Walze, die parallel zur Bohrung oder dergleichen Ausnehmung angeordnet und um deren Längsachse sowie in der Bohrung oder dergleichen Ausnehmung drehbar ist, erfolgt.

Des weiteren liegt es nach Anspruch 6 im Rahmen der Erfindung, dass das Längsprofil bzw. dessen Oberfläche in Form einer außen liegenden Fläche und/oder einer innen liegenden Fläche, zum Beispiel der Innenwandung einer Bohrung, durch eine wenigstens teilweise mit einem Außenprofil versehene Walze und wenigstens eine, insbesondere zwei, im Wesentlichen unprofilierte Walze/n, die um das Werkstück bzw. in der wenigstens einen Bohrung oder dergleichen Ausnehmung angeordnet sind, beaufschlagt wird.

Nach Anspruch 7 ist in diesem Zusammenhang erfindungsgemäß vorgesehen, das Längsprofil durch eine Walze mit einem Außenprofil in Form von zu der Längsachse der Walze in einem Winkel α und/oder α' angeordneten ringförmigen Wülsten und Ausnehmungen zu bearbeiten, wobei die zu der Längsachse der Walze in einem Winkel α, α' angeordneten ringförmigen Wülste und Ausnehmungen der Walze eine zueinander im Wesentlichen entgegengesetzte Vorlaufstellung aufweisen.

In weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Längsprofil nach Anspruch 8 durch zwei jeweils wenigstens teilweise mit einem Außenprofil versehene Walzen und eine im Wesentlichen unprofilierte Walze, die um das Längsprofil, insbesondere in etwa gleichem Abstand zueinander, angeordnet sind, beaufschlagt.

Vorzugsweise wird das Längsprofil bzw. die zu behandelnde (Ober-)Fläche des Längsprofils dabei nach Anspruch 9 durch zwei Walzen mit einem Außenprofil in Form von zu den Längsachsen der Walzen in einem Winkel α bzw. α' angeordneten ringförmigen Wülsten und Ausnehmungen bearbeitet.

In diesem Zusammenhang werden die zwei Walzen nach Anspruch 10 vorzugsweise in gleicher Drehrichtung angetrieben, wenn die zu den Längsachsen der Walzen in einem Winkel α bzw. α' angeordneten ringförmigen Wülste und Ausnehmungen der zwei Walzen eine zueinander im Wesentlichen entgegengesetzter Vorlaufstellung aufweisen.

Alternativ dazu werden die Walzen nach Anspruch 11 in entgegengesetzter Drehrichtung angetrieben, wenn die zu den Längsachsen der Walzen in einem Winkel α bzw. α' angeordneten ringförmigen Wülste und Ausnehmungen der zwei Walzen eine zueinander im Wesentlichen gleiche Vorlaufstellung aufweisen.

Von ganz besonderem Interesse sind die Merkmale der Ansprüche 12 und 13, wonach das unter Eigenspannungen gesetzte Längsprofil zusätzlich oberflächenseitig verdichtet wird, und zwar bis zu einer Oberflächentiefe von etwa 100 µm, insbesondere von etwa 1 bis 20 µm und vorzugsweise von etwa 1 µm. Hierdurch kann die bereits durch die Eigenspannungserzeugung erhaltene Gasdichtigkeit des Längsprofils und damit einhergehend der aus dem Längsprofil herzustellenden Werkstücke selbst noch weiter erhöht bzw. vollständig erreicht werden. Die aus dem Längsprofil hergestellten Werkstücke können somit in vorteilhafter Weise ohne weiteres bei der Herstellung von hydraulischen Dämpfungselementen, wie (blockierbaren) Gasund/oder Flüssigkeitsfedern, verwendet werden. Derartige (blockierbare) Gas- und/oder Flüssigkeitsfedern finden in unterschiedlichster Größe, Art und Ausgestaltung beispielsweise unter anderem in Kraftfahrzeugen, Möbeln, wie höhenverstellbaren Stühlen oder Tischen, und vielem anderen mehr Verwendung.

In ganz vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das unter Eigenspannungen gesetzte Längsprofil entsprechend den Maßnahmen des Anspruchs 14 zumindest teilweise durch wenigstens eine Profilwalze mit einem Profil versehen wird. Das Profil wird an dem Längsprofil insoweit ohne jegliche spanende Bearbeitung erzeugt.

In diesem Zusammenhang liegt es vorzugsweise im Rahmen der Erfindung, dass das unter Eigenspannungen gesetzte Längsprofil nach Anspruch 15 durch die wenigstens eine Profilwalze mit einem Zapfenprofil versehen wird.

In alternativer Ausgestaltung ist darüber hinaus nach Anspruch 16 vorgesehen, das unter Eigenspannungen gesetzte Längsprofil zumindest teilweise durch wenigstens eine Rillenwalze mit einem Gewinde zu versehen.

Dabei ist es vorzugsweise möglich, dass das durch die wenigstens eine Profilwalze gebildete Zapfenprofil des unter Eigenspannungen gesetzten Längsprofils zusätzlich, d.h. kumultativ, durch die wenigstens eine Rillenwalze mit einem Gewinde versehen wird.

Weiterhin liegt es gemäß dem technischen Merkmal des Anspruchs 17 im Rahmen der Erfindung, ein Ende einer Bohrung oder dergleichen Ausnehmung des Längsprofils durch wenigstens eine Profilwalze mit einer Umbördelung zu versehen. Ohne weiteres ist es dabei ebenso möglich, eine solche Umbördelung an dem vorlaufenden Ende eines hohlprofilierten Längsprofils anzuformen.

Um die spanlose Bearbeitung unter Umständen zu vereinfachen, kann das Längsprofil nach Anspruch 18 zweckmäßigerweise zu einem verkürzten Längsprofil abgelängt bzw. abgeschert werden.

Zur Oberflächenvergütung ist weiter nach Anspruch 19 vorgesehen, dass der abgetrennte Abschnitt des Längsprofils und/oder das verkürzte Längsprofil im Bereich der Abtrennung bzw. Abscherung oberflächenbehandelt wird.

Von besonders großer Bedeutung sind schließlich noch die Merkmale des Anspruchs 20, wonach das unter Eigenspannungen gesetzte Längsprofil und/oder das Werkstück oder die wenigstens teilweise behandelte Oberfläche bzw. die wenigstens eine behandelte Bohrung oder dergleichen Ausnehmung des Längsprofils und/oder des Werkstücks mit einem Überzug aus Metall, wie Chrom, Kupfer oder dergleichen, und/oder aus einer Metallegierung und/oder aus einer Farbe und/oder Kunststoff beschichtet und/oder eloxiert und/oder galvanisiert und/oder gebeizt wird. Mittels der Erfindung lassen sich erheblich verbesserte Haftungseigenschaften der unter Eigenspannungen gesetzten Längsprofile und/oder Werkstücke erreichen. Dies wiederum zieht ganz allgemein wesentliche Verbesserungen hinsichtlich einer Beschichtung von Längsprofilen und/oder Werkstücken nach sich. So ist es beispielsweise ohne weiteres möglich, ein längliches Profil, wie einen Draht, mit einem Kern aus Aluminium mit einem (geschlossenen bzw. durchgehenden) Mantel aus Kupfer zu überziehen. Der Überzug aus Kupfer bleibt dabei in ausgesprochen dauerhafter Weise und besonders abriebsfest an dem Kern aus Aluminium haften. Eine Verwendung von Kupferdrähten aus Vollmaterial ist nicht mehr erforderlich. Neben einer Gewichtsverringerung lassen sich daher vor allem erhebliche Kosteneinsparungen erreichen. Ebenso sind durch das erfindungsgemäße Verfahren hochbelastbare Hartchrombeschichtungen oder dergleichen möglich, ohne dass kostenintensive Vorarbeiten notwendig werden. Zum Beispiel kann auf ein aufwendiges und zeitintensives Abschälen von oberflächennahen Oxidschichten und/oder Verunreinigungen vor dem Verchromen von Längsprofilen und/oder Werkstücken, wie Messingwellen oder ähnlichem, wie bisher erforderlich, vollständig verzichtet werden. Gleichermaßen ist ein abriebsfester Auftrag von beispielsweise Eloxalfarben oder eine Eloxierung bzw. Galvanisierung von Werkstücken möglich.

Die unter Eigenspannungen gesetzten Längsprofile und/oder Werkstücke und/oder deren Beschichtungen können dabei abhängig von den jeweilig zu erreichenden Materialeigenschaften bzw. -vorgaben in besonders vorteilhafter Weise aus Aluminium und/oder (einer) Legierung/en daraus bestehen. Vorzugsweise bieten sich Aluminium und/oder Aluminium enthaltende Legierungen, wie zum Beispiel AlMg_4,5Mn, AlMgSi_0,5, AlMgSi, AlMg₅, AlZn_4,5Mg, AlCuMg, AlCuMg₂, AlZnMgCu_0,5, AlZnMgCu_1,5, AlCuMgPb, an.

Diese Aufgabe wird weiterhin in vorrichtungstechnischer Hinsicht auf überraschend einfache Weise durch die Merkmale des Anspruchs 21 gelöst.

Demnach umfasst die Vorrichtung nach der Erfindung Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von Werkstücken aus einem unprofilierten Längsprofil mit einer runden, zum Beispiel Konvexen und/oder konkaven, Oberfläche eine Einrichtung zur Erzeugung von Eigenspannungen in dem unprofilierten Längsprofil mit drei parallel und um das Längsprofil angeordneten Walzen, welche wenigstens teilweise mit einem das Längsprofil beaufschlagenden Außenprofil in Form von zu der Längsachse der Walze in einem Winkel angeordneten ringförmigen Wülsten und Ausnehmungen versehen und jeweils einzeln um deren Längsachsen sowie gemeinsam um das Längsprofil drehbar sind, eine Einrichtung zur spanlosen Ausbildung eines Profils an dem unter Eigenspannungen gesetzten Längsprofil mit mindestens einer weiteren Walze und eine Einrichtung zur Abtrennung eines mit einem Profil versehenen Abschnittes des Längsprofils zur Bildung eines profilierten Werkstücks von dem Längsprofil. Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich somit durch eine besonders einfache und kompakte Konstruktion insgesamt aus. Die erfindungsgemäße Vorrichtung stellt zudem eine ausgesprochen hohe Fertigungsgenauigkeit bei der Herstellung von Werkstücken mit besonders hoher Festigkeit und Härte sowie großer Genauigkeit sicher. Zugleich erhalten die mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung hergestellten Werkstücke eine absolute Gasdichtigkeit. Nicht zuletzt aufgrund einer spanlosen Bearbeitung ermöglicht die erfindungsgemäße Vorrichtung eine wesentliche Verminderung des Arbeits- und Kostenaufwandes bei der kontinuierlichen Herstellung solcher Werkstücke mit einer runden Oberfläche.

Diese Aufgabe wird weiterhin in vorrichtungstechnischer Hinsicht auf überraschend einfache Weise durch die Merkmale des Anspruchs 22 gelöst.

Demnach weist eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von Werkstücken aus einem unprofilierten Längsprofil mit wenigstens einer Bohrung oder dergleichen Ausnehmung ebenfalls eine Einrichtung zur Erzeugung von Eigenspannungen in dem unprofilierten Längsprofil, eine Einrichtung zur spanlosen Ausbildung eines Profils an dem unter Eigenspannungen gesetzten Längsprofil mit mindestens einer weiteren Walze und eine Einrichtung zur Abtrennung eines mit einem Profil versehenen Abschnittes des Längsprofils zur Bildung eines profilierten Werkstücks von dem Längsprofil auf. Die Vorteile die sich mit einer solchen Vorrichtung erreichen lassen, sind im Wesentlichen zu den vorgenannten Vorteilen im Zusammenhang mit der Ausführungsform einer Vorrichtung zur Herstellung von Werkstücken mit runder Oberfläche, wie eine einfache Bauweise, eine Herstellung von Werkstücken mit besonders hoher Festigkeit und Härte, hundertprozentiger Gasdichtigkeit sowie großer Genauigkeit, ein geringer Arbeits- und Kostenaufwand etc., identisch.

Vorteilhafte konstruktive Einzelheiten der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in den Ansprüchen 23 bis 31 beschrieben.

Von großer Bedeutung für eine Eigenspannungserzeugung in Längsprofilen sind die Merkmale der Ansprüche 23 und 24, wonach die Einrichtung zur Eigenspannungserzeugung mindestens eine Walze, insbesondere zwei, Walzen mit einem das Längsprofil beaufschlagenden Außenprofil aufweist, während die übrigen Walzen, insbesondere eine Walze, unprofiliert ausgebildet sind/ist.

Aufgrund der Merkmale der Ansprüche 25 bis 27 ist in vorteilhafter Weise eine Beaufschlagung des Längsprofils durch das Außenprofil der mindestens einen, insbesondere zwei, Walzen aufeinanderfolgend in entgegengesetzter Richtung, d.h. eine zweifache Verformung im Wesentlichen etwa quer oder auch schräg zur Bewegungsrichtung des Längsprofils, ermöglicht.

Von besonders großem Interesse sind zudem die technischen Merkmale des Anspruchs 28, wonach der Einrichtung zur Eigenspannungserzeugung eine Einrichtung zur Verdichtung der Oberfläche des unter Eigenspannungen gesetzten Längsprofils nachgeordnet ist. Durch eine solche Einrichtung kann die ohnehin bereits durch die Eigenspannungserzeugung (weitgehend) gasdicht gebildete Oberfläche des Längsprofils eine gänzlich gasundurchlässige Außenoberfläche erhalten.

Weiterhin liegt es im Rahmen der Erfindung, dass die Einrichtung zur spanlosen Ausbildung eines Profils an dem unter Eigenspannungen gesetzten Längsprofil nach Anspruch 29 wenigstens eine Profilwalze umfasst und/oder nach Anspruch 30 wenigstens eine Rillenwalze zur Bildung eines Gewindes aufweist.

Zweckmäßigerweise ist nach Anspruch 31 eine Schneideeinrichtung zur Ablängung bzw. Abscherung des Längsprofils vorgesehen.

Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens und den dazugehörigen Vorrichtungen ist es schließlich nach Anspruch 32 noch möglich, besonders Werkstücke aus Aluminium und/oder Aluminium enthaltenden Legierungen, wie AlMg_4,5Mn, AlMgSi_0,5, AlMgSi, AlMg₅, AlZn_4,5Mg, AlCuMg, AlCuMg₂, AlZnMgCu_0,5, AlZnMgCu_1,5, AlCuMgPb, herzustellen. Werkstücke aus zum Beispiel Aluminium oder (einer) Aluminium enthaltenden Legierung/en haben sich dabei in letzter Zeit aufgrund der verschiedenen vorteilhaften Eigenschaften, wie Korrosionsbeständigkeit, geringe spezifische Dichte, etc., als besonders geeignet herausgestellt. Insbesondere auf dem Gebiet des Kraftfahrzeugbaus finden diese Materialien immer häufiger Verwendung. Die diesen Materialien anhängenden Nachteile, wie zum Beispiel bisher nicht ausreichende Festigkeit, arbeits- und kostenintensive Vor- bzw. Nachbehandlung der Materialoberfläche aufgrund vorhandener Oxidschichten und (Längs-)Risse, sowie ausgesprochen große Toleranzbereiche etc., lassen sich mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und den dazugehörigen Vorrichtungen auf ausgesprochen einfache Weise beseitigen.

So können nach Anspruch 33 profilierte, insbesondere gehärtete und/oder beschichtete, Werkstücke mit runder Oberfläche aus Vollmaterial, insbesondere von Stangen, Kolbenstangen, Achsen, Wellen, Kurbelwellen, Nockenwellen oder sonstigen länglichen Bauteilen, mit oder ohne Zapfen und/oder mit oder ohne Gewindeabschnitten, hergestellt werden.

In zweckmäßiger Weise eignen sich das Verfahren und die Vorrichtung nach der Erfindung entsprechend Anspruch 34 ganz besonders zur Herstellung von, insbesondere gasdichten, hydraulischen Feder- bzw. Dämpfungselementen, vorzugsweise von (blockierbaren) Gas- und/oder Flüssigkeitsfedern, bevorzugt aus Aluminium und/oder Aluminium enthaltenden Legierungen.

Ebenso können das Verfahren und die Vorrichtung nach der Erfindung gemäß Anspruch 35 zur kontinuierlichen Herstellung von profilierten, insbesondere gehärteten und/oder beschichteten, Werkstücken mit Bohrungen oder dergleichen Ausnehmungen, insbesondere von Durchgangsbohrungen und/oder Sacklochbohrungen, aus rohrförmigem Material, insbesondere von Rohren, Verwendung finden.

Dem Werkstoff Aluminium bzw. Aluminium enthaltenden Legierungen erschließen sich durch das Verfahren und/oder die Vorrichtung nach der Erfindung aufgrund einer erheblich gesteigerten Festigkeit und Härte, einer hundertprozentigen Gasdichtigkeit, einer verbesserten Dauerfestigkeit, einer nur mehr geringen Toleranzgröße und hohen Glattheit sowie einer verbesserten Haftung für galvanische Beschichtungen oder sonstige korrosions- und oxidierungsverhindernde Materialien bisher nicht zugängliche Anwendungsmöglichkeiten. Dadurch wird zugleich die Vielseitigkeit des Werkstoffes Aluminium bzw. der Aluminium enthaltenden Legierung/en und deren bereits seit langem bekannten Vorteile noch weiter verbessert.

Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung sowie anhand der Zeichnungen. Hierbei zeigen:

Fig. 1: eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von Werkstücken aus einem unprofilierten Längsprofil,
Fig. 2A und 2B: eine schematische Querschnittsansicht durch eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Einrichtung zur Eigenspannungserzeugung in einem Längsprofil einer Vorrichtung nach der Fig. 1 und eine schematische Draufsicht auf drei Walzen der erfindungsgemäßen Einrichtung entsprechend der Fig. 2A, jeweils in vergrößerter Darstellung,
Fig. 3A, 3B und 3C: schematische Seitensichten auf die Ausführungsformen der drei Walzen der erfindungsgemäßen Einrichtung zur Eigenspannungserzeugung nach den Fig. 2A und 2B, jeweils in vergrößerter Darstellung,
Fig. 4A und 4B: eine teilweise schematische Querschnittsansicht durch eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Einrichtung zur Eigenspannungserzeugung einer Vorrichtung entsprechend der Fig. 1 und eine schematische Draufsicht auf drei Walzen der erfindungsgemäßen Einrichtung entsprechend der Fig. 4A, jeweils in vergrößerter Darstellung,
Fig. 5A und 5B: eine schematische Querschnittsansicht durch eine andere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Einrichtung zur Eigenspannungserzeugung einer Vorrichtung entsprechend der Fig. 1 und eine schematische Draufsicht auf drei Walzen der erfindungsgemäßen Einrichtung entsprechend der Fig. 5A, jeweils in vergrößerter Darstellung,
Fig. 6: eine schematische Querschnittansicht durch eine Ausführungsform einer erfindungsgemäß ausgebildeten Einrichtung zur Verdichtung eines Längsprofils einer Vorrichtung nach der Fig. 1,
Fig. 7: eine schematische Querschnittansicht durch eine Ausführungsform einer erfindungsgemäß ausgebildeten Einrichtung zur spanlosen Ausbildung eines Profils an einem Längsprofil einer Vorrichtung nach der Fig. 1,
Fig. 8: eine schematische Querschnittansicht durch eine andere Ausführungsform einer erfindungsgemäß ausgebildeten Einrichtung zur spanlosen Ausbildung eines Profils an einem Längsprofil einer Vorrichtung nach der Fig. 1, und
Fig. 9A bis 9E: schematische Darstellungen eines Ausführungsbeispiels eines möglichen Verfahrensablauf zur kontinuierlichen Herstellung von Werkstücken aus einem Längsprofil mittels einer Vorrichtung nach der Erfindung.

Bei der nachfolgenden Beschreibung von verschiedenen Ausführungsbeispielen einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 zur kontinuierlichen Herstellung von Werkstücken 12, 12' aus einem Längsprofil 14 mit einer runden Oberfläche 16, beispielsweise mit rundem Querschnitt in Form von einem Rundmaterial, und von Werkstücken 12" aus einem Längsprofil 14' mit wenigstens einer Bohrung 16' oder dergleichen Ausnehmung, wie einer Durchgangsbohrung und/oder einer Sacklochbohrung, sind einander entsprechende, gleiche Bauteile jeweils mit identischen Bezugsziffern versehen.

Bei einem Längsprofil 14 mit runder Oberfläche 16 kann es sich gleichermaßen um ein Längsprofil mit konvexer Oberfläche, wie zum Beispiel einer Außenoberfläche von Vollmaterial, und/oder um ein Längsprofil mit konkaver Oberfläche, wie zum Beispiel einer Innenoberfläche von Vollmaterial, und/oder einer Kombination daraus, wie zum Beispiel einer Außen- und Innenoberfläche eines Hohlprofils, handeln. Insoweit aber kann ein Längsprofil 14' mit einer Bohrung 16' oder dergleichen Ausnehmung unter Umständen gleichbedeutend mit einem Längsprofil 14 mit runder, d.h. konkaver, Oberfläche 16 in Form von Rohrmaterial oder sonstigem Hohlprofil sein.

In der Fig. 1 ist schematisch eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 zur kontinuierlichen Herstellung von Werkstücken 12, 12', 12'' aus einem unprofilierten Längsprofil 14, 14' mit einer runden Oberfläche 16 bzw. Bohrung 16' oder dergleichen Ausnehmung gezeigt.

Zum besseren Verständnis werden anhand der Fig. 1 sämtliche dargestellten Einrichtungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 bzw. die damit zusammengehörigen Verfahrensschritte erläutert, obschon für das Verfahren und/oder die Vorrichtung 10 nach der Erfindung nur ein Teil dessen notwendig ist.

Das unprofilierte Längsprofil 14, 14' wird zunächst einer Einrichtung 18 zur Erzeugung von Eigenspannungen in dem Längsprofil 14, 14' zugeführt. Durch die Eigenspannungserzeugungseinrichtung erhält das Längsprofil zum einen eine erhöhte Festigkeit und wird zum anderen gasdicht.

Entsprechend den Fig. 2A und 2B umfasst die Eigenspannungserzeugungseinrichtung 18 drei Walzen 20, 20', 20'', die pärallel und um das unprofilierte Längsprofil 14 in etwa gleichem Abstand, d.h. jeweils um 120° versetzt, zueinander angeordnet sind. Die drei Walzen 20, 20', 20'' weisen bei dem in den Fig. 2 bis 5B gezeigten Ausführungsbeispiel der Einrichtung 18 jeweils einen gleichen Durchmesser auf. Insoweit sind deren Längsachsen 22, 22', 22'' auf einem gemeinsamen Teilkreis gelegen und damit jeweils zu dem unprofilierten Längsprofil 14 gleich beabstandet. Der Durchmesser der drei Walzen 20, 20', 20" kann aber ebenso variieren.

Die Walzen 20, 20', 20" sind wenigstens teilweise mit einem die Oberfläche 16 des Längsprofils 14 beaufschlagenden Außenprofil 24, 24' versehen. Bei der Ausführungsform der Einrichtung 18 nach den Fig. 2A bis 3C sind die Walzen 20 und 20' mit einem solchen Außenprofil 24, 24' versehen. Die Walze 20'' ist demgegenüber unprofiliert ausgebildet. Grundsätzlich ist es jedoch ebenso möglich, anstelle von zwei Walzen 20, 20' lediglich eine Walze mit einem derartigen die Oberfläche 16 des Längsprofils 14 beaufschlagenden Außenprofil auszustatten (vgl. die Fig. 4A, 4B). Auch ist es denkbar, alle drei parallel und um das unprofilierte Längsprofil 14, 14' in etwa gleichem Abstand zueinander angeordneten Walzen 20, 20', 20'' mit einem solchen die Oberfläche 16 des Längsprofils 14, 14' beaufschlagenden Außenprofil zu versehen (nicht gezeigt).

Das die Oberfläche 16 des Längsprofils 14 beaufschlagende Außenprofil 24, 24' der zwei Walzen 20, 20' ist in Form von ringförmigen Wülsten 26 und dazwischen angeordneten Ausnehmungen 28 ausgebildet, die zu der Längsachse 22, 22' der jeweiligen Walze 20, 20" in einem Winkel α angeordnet sind. Mithin verlaufen die Wülste 26 und Ausnehmungen 28 der beiden Walzen 20, 20' in Längsrichtung der Walzen 20, 20' schräg. Die ringförmigen Wülste 26 ragen dabei über den Außendurchmesser der Walzen 20, 20' hinaus.

In vorteilhafter Weise sind die zwei Walzen 20, 20' wenigstens teilweise mit einem Außenprofil 24, 24' versehen, das die Oberfläche 16 des Längsprofils 14, 14' aufeinanderfolgend in entgegengesetzter Richtung beaufschlagt, d.h. die Oberfläche 16 des Längsprofils 14 zunächst in einer Richtung und dann in der dazu entgegengesetzten Richtung verformt.

Bei der in den Fig. 2A bis 3C dargestellten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Eigenspannungserzeugungseinrichtung 18 sind die Wülste 26 und Ausnehmungen 28 des Außenprofils 24, 24' der beiden Walzen 20, 20' zu diesem Zweck zueinander umgekehrt, d.h. etwa kreuzweise, angeordnet. Obschon der Winkel α des Außenprofils 24 der Walze 20 zu dem Winkel α' des Außenprofils 24' der Walze 20' betragsmäßig identisch ist, unterscheiden sich die Winkel α bzw. α' demnach in ihrem Vorzeichen, sind mithin einmal positiv und einmal negativ, oder umgekehrt. Der Winkel α, α' liegt dabei in einem Bereich zwischen 2° und 85°, vorzugsweise zwischen 2° und 60° und ganz besonders bevorzugt zwischen 2° und 10° einschließlich.

Es ist allerdings dazu alternativ oder kumulativ möglich, dass sich die Winkel α, α' der Steigung der ringförmigen Wülste 26 und Ausnehmungen 28 voneinander betragsmäßig unterscheiden, dass zum Beispiel der Winkel α 30° und der Winkel α' 45° betragen. Auch jede andere Kombination kann vorgesehen sein.

Nach der Fig. 2B sind die Wülste 26 bzw. Ausnehmungen 28 an der Walze 20 von rechts nach links und an der Walze 20' von links nach rechts vorlaufend ausgebildet. Um eine Bewegung des Längsprofils 14, 14' bei einer solchen im Wesentlichen entgegengesetzten Vorlaufstellung der Wülste 26 und Ausnehmungen 28 der zwei zueinander benachbarten Walzen 20, 20' sicherzustellen, sind die zwei Walzen 20, 20' daher in gleicher Drehrichtung antreibbar.

Wenn demgegenüber allerdings die Vorlaufstellung der Wülste 26 und Ausnehmungen 28 im Wesentlichen gleich ist, sind die zwei zueinander benachbarten Walzen 20, 20'' dann in entgegengesetzter Drehrichtung antreibbar (nicht dargestellt).

Das Längsprofil 14, 14' wird bei der Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung 18 nach der Fig. 2B in Richtung des Pfeiles 30 durch die Walzen 20, 20', 20'' von rechts nach links bewegt.

Die Walzen 20, 20' weisen zwei Enden 32, 34 auf, welche wie deutlich aus den Fig. 2B, 3A und 3B hervorgeht, das jeweilige Außenprofil 24, 24' begrenzen. Das in Bewegungsrichtung des Längsprofils 14, 14' gemäß Pfeil 30 anströmseitige Ende 32 und abströmseitige Ende 34 der Walzen 20, 20' sind dabei unprofiliert bzw. glatt ausgebildet. Das anströmseitige Ende 32 der Walze 20, 20' weist einen geringfügig kleineren Außendurchmesser auf, um etwaige Ungleichmäßigkeiten des dem Außenprofil 24, 24' zuzuführenden Längsprofils 14, 14' auszugleichen bzw. vorab eine gewisse Richtfunktion auszuüben. Das abströmseitige Ende 34 der Walzen 20, 20' weist hingegen einen geringfügig größeren Durchmesser auf, um das aus dem Bereich des Außenprofils 24, 24' kommende Längsprofil 14, 14' auf ein konstantes Maß, nämlich auf das tatsächliche bzw. gewünschte Soll-Maß des Längsprofils 14, 14', mit ausgesprochen glatter Oberfläche bzw. geringem Toleranzmaß zu bringen. Die Walze 20'' hingegen ist entsprechend der Fig. 3C durchgehend mit einer glatten Oberfläche versehen.

Die Walzen 20, 20', 20'' sind bei dieser Ausführungsform weiterhin jeweils einzeln um deren Längsachsen 22, 22', 22'' drehbar ausgebildet, wie insbesondere in der Fig. 2A gezeigt ist. Wie bereits erwähnt, sind dabei die beiden Walzen 20, 20' mit gegenläufigem Außenprofil 24, 24' jeweils in gleicher Drehrichtung, die Walze 20'' mit ausschließlich glatter Oberfläche in dazu entgegengesetzter Drehrichtung angetrieben. Die Drehrichtung der Walze 20'' mit ausschließlich glatter Oberfläche kann allerdings beliebig gewählt werden.

Die Walzen 20, 20', 20'' sind von einer Antriebseinrichtung und einem Antriebskopf oder dergleichen Antriebsanordnung aufgenommen (nicht dargestellt). Die Antriebseinrichtung ist zum Drehen der Walzen 20, 20', 20'' jeweils einzeln um deren Längsachsen 22, 22', 22'' vorgesehen. Der Antriebskopf dient zum Drehen der Walzen 20, 20', 20'' gemeinsam um das Längsprofil 14, 14'.

Das anströmseitige Ende 32 der Walzen 20, 20', 20'' ist entsprechend den Fig. 3A bis 3C mit einem Profil 36, beispielsweise einem Vierkantprofil, in einer entsprechend geformten, im Wesentlichen passgenauen Ausnehmung (nicht gezeigt) von der hydraulischen Antriebseinrichtung drehfest aufgenommen. Das abströmseitige Ende 34 der Walzen 20, 20', 20'' ist hingegen jeweils über einen Zapfen 38 in Ausnehmungen (ebenfalls nicht gezeigt) des Antriebskopfes drehbar aufgenommen.

Die Antriebseinrichtung und/oder der Antriebskopf der drei Walzen 20, 20', 20" ist/sind bei der Ausführungsform der Eigenspannungserzeugungseinrichtung 18 nach der Erfindung hydraulisch oder pneumatisch steuerbar. Ein solcher Antrieb der drei Walzen 20, 20', 20" ermöglicht eine stufenlose Steuerung, um jeglichen Schlupf zu vermeiden und somit eine ständig glatte Oberfläche 16 des Längsprofils 14, 14' bei dessen Behandlung zu erhalten.

Die Antriebseinrichtung umfasst dabei insgesamt drei gesonderte, vorzugsweise hydraulisch betriebene, Antriebsmotoren, welche endseitig jeweils einer der Walzen 20, 20', 20'' zugeordnet sind. Es ist jedoch auch möglich, lediglich die beiden profilierten Walzen 20, 20' mittels eines solchen Antriebsmotors anzutreiben.

Der Antriebskopf oder dergleichen Antriebsanordnung steht mit beispielsweise einem Schneckenantrieb (nicht gezeigt) in Wirkeingriff. Zur Vermeidung jeglichen Schlupfes sind der Schneckenantrieb und somit der Antriebskopf ebenfalls über einen Antriebsmotor hydraulisch oder pneumatisch angetrieben. Über die Geschwindigkeit des Schneckenantriebs, die gleichermaßen die Drehgeschwindigkeit des Antriebkopfes und damit die gemeinsame Drehbewegung der. Walzen 20, 20', 20'' um das Längsprofil 14, 14' vorgibt, wird gleichermaßen der Vorschub des Längsprofils 14, 14' durch die erfindungsgemäße Eigenspannungserzeugungseinrichtung 18 bestimmt.

Nicht zuletzt aufgrund der Tatsache, dass das Längsprofil 14, 14' keiner Drehbewegung unterzogen wird, eine Eigenspannungserzeugung in dem Längsprofil 14, 14' vielmehr durch die sich jeweils einzeln um deren Längsachsen 22, 22', 22'' sowie gemeinsam um das Längsprofil 14, 14' drehenden Walzen 20, 20', 20'' erfolgt, lassen sich Vorschubgeschwindigkeiten von bis zu etwa 100 Meter/Minute erreichen. Trotz einer solchen weitaus verbesserten Leistung der Eigenspannungserzeugungseinrichtung 18 lässt sich eine ausgesprochen hohe Genauigkeit des letztendlich durch das abströmseitige Ende 34 der Walzen 20, 20', 20'' auf das gewünschte Maß gebrachte Längsprofil 14, 14' erreichen. So sind beispielsweise Genauigkeiten von bis zu wenigstens etwa 1/10 mm möglich, und zwar ohne gesonderte Nachbearbeitung.

Durch die gegenläufige bzw. auch als kreuzweise zu bezeichnende Ausrichtung der Wülste 26 und Ausnehmungen 28 des Außenprofils 24, 24' der Walzen 20, 20' wird das Längsprofil 14, 14' einer Längsbewegung unterworfen, ohne jedwede Drehbewegung.

Entsprechend der Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Eigenspannungserzeugungseinrichtung 18 nach der Fig. 1 lässt sich eine ausgesprochen vielseitige Einsatzmöglichkeit der Einrichtung 18 erreichen. So ist es möglich, Walzen 20, 20', 20'' mit unterschiedlicher Länge, mit unterschiedlichem Durchmesser wie auch unterschiedlichem Außenprofil 24, 24', d.h. durch Anordnung der Wülste 26 und Ausnehmungen 28 mit unterschiedlicher Steigung, in unterschiedlicher Anzahl der Wülste 26 und Ausnehmungen 28, mit unterschiedlichem Zwischenabstand etc., je nach Abmessungen, Materialeigenschaften etc. des jeweiligen Längsprofils 14, 14' individuell zu verwenden.

Entsprechend den Fig. 3A bis 3C sind die Walzen 20, 20', 20'' mehrteilig ausgebildet. So umfassen die Walzen 20, 20', 20'' jeweils eine Welle 40 mit einem im Bereich des Profils 36 vorgesehen Anschlag 42. Die Welle 40 nimmt eine Hülse 44 entweder mit dem Außenprofil 24, 24', dem anströmseitigen Ende 32 und dem abströmseitigen Ende 34 oder mit insgesamt glatter Oberfläche auf. Die Hülse 44 ist über einen Nutenkeil 46 an der Welle 40 drehgesichert angebracht. In axialer Richtung ist die Hülse 44 auf der Welle 40 durch den Anschlag 42, einen Ring 48 und eine Mutter 50 gesichert. Aufgrund einer solchen Mehrteiligkeit ist es möglich, ohne weiteres die Hülse 44 bei Verschleiß oder Defekt des Außenprofils 24, 24' der Walzen 20, 20', 20'' ohne Aufwand auszutauschen. Eine solche Mehrteiligkeit hat zudem den Vorteil, dass die Welle 40 und die Hülse 44 unterschiedlichen Herstellungsweisen unterzogen werden können, so dass letztendlich die Welle 40 eine hohe Zähigkeit und die Hülse 44 mit dem Außenprofil 24, 24' der Walzen 20, 20', 20'' eine große Härte und damit hohe Verschleißfestigkeit aufweisen.

Bei der Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung 18 entsprechend den Fig. 4A und 4B ist lediglich eine Walze, nämlich die Walze 20''', wenigstens teilweise mit einem Außenprofil 24, 24' versehen, das die Oberfläche 16 des Längsprofils 14, 14' aufeinanderfolgend in entgegengesetzter Richtung beaufschlagt, d.h. die Oberfläche 16 des Längsprofils 14, 14' zunächst in einer Richtung und dann in der dazu entgegengesetzten Richtung verformt.

Bei der Eigenspannungserzeugungseinrichtung 18 nach den Fig. 4A und 4B sind die Wülste 26 und Ausnehmungen 28 des Außenprofils 24, 24' der Walze 20''' zu diesem Zweck zueinander umgekehrt, d.h. etwa kreuzweise, angeordnet. Obschon der Winkel α des Außenprofils 24 zu dem Winkel α' des Außenprofils 24' der Walze 20''' betragsmäßig identisch ist, differieren die Winkel α bzw. α' demnach in ihrem Vorzeichen. Die Walze 20''' dreht sich um deren Achse 22'''. Die zwei Walzen 20'' sind unprofiliert ausgebildet.

Schließlich unterscheidet sich das Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Eigenspannungserzeugungseinrichtung 18 nach den Fig. 5A und 5B noch von der Ausführungsform nach den Fig. 2A bis 3C dadurch, dass die Walzen 20, 20', 20'' zur Oberflächenbehandlung einer Oberfläche bzw. Innenwandung einer Bohrung 16' oder dergleichen Ausnehmung, beispielsweise einer Durchgangsbohrung und/oder Sacklochbohrung, wie die Zylinderbohrungen, in einem Motorblock eines Kraftfahrzeuges des Längsprofils 14' verwendet sind.

Ohne im Einzelnen dargestellt zu sein, ist es jedoch alternativ möglich, lediglich eine Walze 20''' entsprechend den Fig. 4A, 4B mit einem Außenprofil 24 und/oder 24' und/oder weitere profilierte Walzen 20, 20' entsprechend den Fig. 2A bis 3C zu dem Zweck der Eigenspannungserzeugung des Längsprofils 14' bzw. von der Innenwandung einer Bohrung 16' vorzusehen (nicht gezeigt).

Die Walzen 20, 20', 20'', die beispielsweise jeweils von einem Schaft 52, 52', 52'' oder dergleichen getragen sind (andeutungsweise dargestellt), stützen sich zugleich sämtlich an der Innenwandung der Bohrung 16' des Längsprofils 14' ab. Dies ist um so vorteilhafter, als die Walzen 20, 20', 20'' bei vor allem einer Eigenspannungserzeugung einer Sacklochbohrung freitragend gelagert sind.

Ohne im Einzelnen dargestellt zu sein, ist es jedoch alternativ möglich, lediglich eine Walze 20''' einzusetzen. Vorzugsweise sollten aber wenigstens zwei Walzen 20, 20', 20'', 20''' zum Einsatz kommen, wovon dann wenigstens eine profiliert ist. Diese beiden Walzen sollten einander gegenüberliegend angeordnet sein, wobei deren beider Außendurchmesser auf dem Innendurchmesser der Bohrung 16' abrollen könnte, um zusätzlich eine Abstützfunktion bei der Eigenspannungserzeugung zu erreichen. Hierdurch lässt sich die hohe Fertigungsgenauigkeit des Längsprofils 14' nach der Eigenspannungserzeugung noch weiter verbessern.

Zurückkommend auf die Fig. 1 ist der Einrichtung 18 zur Eigenspannungserzeugung in dem Längsprofil 14, 14' optional ein Haspel 54 nachgeordnet, auf den das Längsprofil 14, 14' nach der Eigenspannungserzeugung in der erfindungsgemäßen Einrichtung 18, gegebenenfalls zum Transport an andere Stelle, aufgewickelt werden kann.

Nach der Einrichtung 18 zur Erzeugung von Eigenspannungen in dem Längsprofil 14, 14' bzw. nach dem Haspel 54 ist eine Einrichtung 56 zur Verdichtung der Oberfläche 16, 16' des Längsprofils 14, 14' angeordnet. Mittels der Verdichtungseinrichtung 56 kann die Oberfläche 16, 16' des unter Eigenspannungen gesetzten Längsprofils 14, 14' zusätzlich bis zu einer Oberflächentiefe von etwa 500 µm, insbesondere von etwa 1 bis 20 µm und vorzugsweise von etwa 1 µm verdichtet werden.

Wie in der Fig. 6 beispielhaft dargestellt ist, umfasst die Einrichtung 56 zur Verdichtung der Oberfläche 16, 16' des Längsprofils 14' wenigstens eine, vorzugsweise jedoch mehrere um das Längsprofil 14', das als Hohlprofil ausgebildet ist, angeordnete Verdichtungswalzen 58, 58'. Die Verdichtungswalzen 58, 58' beaufschlagen die äußere, konvex ausgebildete Oberfläche 16 des Längsprofils 14', um diese zu verdichten und damit teilweise oder vollständig gasundurchlässig bzw. gasdicht zu machen.

Entsprechend der in der Fig. 6 gezeigten Ausführungsform ist zusätzlich ein an sich bekannter Rollkopf 60 vorgesehen, der an einer Drehachse 62 oder dergleichen drehbar angeordnet ist. Der Rollkopf 60 ist mit Drehkörpern 64, beispielsweise mit Nadeln, versehen, um die Drehbewegung an bzw. auf der inneren, konkav ausgebildeten Oberfläche 16' des Rollkopfes 60 zu unterstützen.

Auf diese Weise werden bei Bewegung des Längsprofils 14' in Richtung des Pfeiles 65 gleichzeitig die äußere Oberfläche 16 und die innere Oberfläche 16' des Längsprofils 14' durch die Verdichtungseinrichtung 56 verdichtet. Die Verdichtung wird noch zusätzlich dadurch begünstigt, dass die Walzen 58, 58' und der Rollkopf 60 das Längsprofil 14' in zueinander entgegengesetzter Richtung beaufschlagen, sich mithin quasi gegenseitig abstützen.

Bei der Ausführungsform der in der Fig. 1 dargestellten Vorrichtung 10 ist der Verdichtungseinrichtung 56 eine Schneideeinrichtung 66 zugeordnet. Die Schneideeinrichtung 66 unterteilt das Längsprofil 14, 14' zur Vereinfachung des weiteren Arbeitsablaufes in kleinere Einheiten. Eine solche Ablängung kann allerdings auch selbstverständlich an beliebiger anderer Stelle erfolgen. Daher ließe sich die Schneideeinrichtung 66 ohne weiteres auch zum Beispiel vor der Eigenspannungserzeugungseinrichtung 18 oder nach dem Haspel 54 etc. anordnen. Jedoch ist es ebenso denkbar, mehrere solcher Schneideeinrichtungen 66 in der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 zu integrieren.

Der Schneideeinrichtung 66 bei der in der Fig. 1 gezeigten Ausführungsform der Vorrichtung 10 nach der Erfindung ist wiederum eine Einrichtung 68 zur spanlosen Ausbildung eines Profils an dem unter Eigenspannungen gesetzten und bei der vorliegenden Ausführungsform anschließend oberflächenseitig verdichteten Längsprofil 14, 14' nachgeordnet.

Wie die Fig. 7 zeigt, umfasst die Einrichtung 68 zur spanlosen Ausbildung eines Profils wenigstens eine Profilwalze 70. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind zwei einander gegenüberliegende Profilwalzen 70 vorgesehen, welche das Längsprofil 14, das hier in Form von Vollmaterial vorliegt, in entgegengesetzter Richtung mit Druck beaufschlagen. Die Profilwalzen 70 bilden ein Profil an dem Längsprofil 14, das in Richtung des Pfeiles 72 durch die Vorrichtung 10 bewegt wird. So wird das Längsprofil 14 bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel mit einem Zapfenprofil 74 und einer Vielzahl von ringförmigen Wülsten 76 und Ausnehmungen 78 versehen.

Darüber hinaus weist die Einrichtung 68 zur spanlosen Ausbildung eines Profils an dem unter Eigenspannungen gesetzten Längsprofil 14 entsprechend der Fig. 7 zusätzlich wenigstens eine Rillenwalze 80 zur Bildung eines Gewindes 81 auf. Auch hier sind wenigstens zwei einander gegenüber liegende Rillenwalzen 80 vorgesehen, die sich gegenseitig abstützen. Über die zwei oder mehreren Rillenwalzen 80 lassen sich beliebige Gewinde 81 in das Längsprofil 14 schneiden. Nach der Fig. 7 wird der vorstehende Zapfen 74 mit einem Gewinde 81 ausgestattet. Ohne im Einzelnen beschrieben zu sein, ist es jedoch ebenso denkbar, einen Abschnitt des Längsprofils 14, 14' mit einem Gewinde 81 zu versehen, der nicht zuvor einer Formgebung durch die Profilwalze/n 70 unterzogen wurde. Schließlich ist es auch möglich, die Rillenwalze/n 80 nicht in der Einrichtung 68 zur spanlosen Ausbildung eines Profils zu integrieren, sondern in einer gesonderten, dieser nachgeschalteten Einrichtung (nicht dargestellt) vorzusehen.

Schließlich ist der Einrichtung 68 zur spanlosen Ausbildung eines Profils bei der Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 nach der Fig. 1 eine weitere Schneideeinrichtung 82 nachgeordnet, um das oder die aus dem Längsprofil 14, 14' geformten Werkstücke 12, 12', 12" auf entsprechendes Maß abzulängen bzw. von benachbarten Werkstücken 12 letztendlich zu trennen. Das Werkstück 12 ist bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel nach der Fig. 7 als sogenanntes Bodenstück ausgebildet.

Die abgelängten bzw. voneinander getrennten Werkstücke 12, 12', 12'' oder abgetrennten Abschnitte des Längsprofils 14, 14' werden schließlich noch in einer Einrichtung 84 zur Oberflächenbehandlung im Bereich von deren Abtrennung oberflächenbehandelt, beispielsweise entgratet und geschliffen, poliert, geschwabbelt oder sonstwie geglättet.

Wie aus der Fig. 8 hervorgeht, kann das Längsprofil 14, 14' in beliebiger Weise durch die eine oder mehrere Profilwalzen 70 (nicht gezeigt) formgestaltet werden. So ist zum Beispiel eine Umbördelung 86 an dem vorlaufenden Ende 88 eines Längsprofils 14', das als Hohlprofil oder Rohr ausgebildet ist oder eventuell auch eine Bohrung oder dergleichen aufweist, durch Profilwalzen 70 angeformt. Das Längsprofil 14' wird so zu einem Werkstück 12', beispielsweise einem Abschlussrohr oder Ähnlichem, geformt.

In den Fig. 9A bis 9E ist eine noch andere Formgestaltung des Längsprofils 14, das wiederum als Vollmaterial vorliegt, gezeigt. Ein Abschnitt eines Längsprofils 14 entsprechend der Fig. 9A, das in der Schneideeinrichtung 66 einer Kürzung unterworfen wurde, wird durch Profilwalzen 70 mittig auf einen Durchmesser heruntergewalzt, der wesentlich kleiner ist als der Durchmesser der äußeren Oberfläche 16. Sodann werden an die zwei einander abgewandten Enden des gekürzten Längsprofils 14 entsprechend der Fig. 9C mittels weiterer Profilwalzen 70 Zapfen 74 angeformt. Die Zapfen 74 werden anschließend jeweils über Rillenwalzen 80 mit einem Gewinde 81 versehen, was in der Fig. 9D angedeutet ist. Das mit einem Profil versehene Längsprofil 14 wird daraufhin in dem mittigen Abschnitt getrennt, wodurch zwei einzelne einander entsprechende Werkstücke 12'', zum Beispiel Kolbenstangen oder Ähnliches, gebildet werden.

Die Fig. 1 veranschaulicht einen Verfahrensablauf, in welchem eine kontinuierliche Herstellung von Werkstücken 12, 12', 12'' gemäß dem Verfahren und der dazugehörigen Vorrichtung nach der Erfindung integriert ist.

Das Verfahren und die Vorrichtung 10 nach der Erfindung eignen sich besonders gut für die Massenproduktion von Werkstükken, die aus unprofilierten, länglichen Profilen gebildet sind, wie zum Beispiel Kopfstützbügeln in Kraftfahrzeugen oder ähnlichem, die vorzugsweise aus Aluminium oder Aluminium enthaltenden Legierungen bestehen. Insbesondere zeichnen sich derartig hergestellte Kopfstützen einerseits durch eine ausgesprochen hohe Festigkeit, andererseits aber auch eine gewisse Verformbarkeit aus, so dass gerade bei Frontalzusammenstößen bisher zu verzeichnende Kopfverletzungen der Fahrzeuginsassen vermieden werden können.

In besonders geeigneter Weise finden das Verfahrens und/oder die Vorrichtung 10 Verwendung, um profilierte, insbesondere gehärtete und/oder beschichtete, hochfeste und/oder gasdichte Werkstücke 12, 12'' mit runder Oberfläche 16 aus Vollmaterial, bevorzugt von Stangen, Kolbenstangen, Achsen, Wellen, Kurbelwellen, Nockenwellen oder sonstigen länglichen Bauteilen, mit oder ohne Zapfen und/oder mit oder ohne Gewindeabschnitten etc., kontinuierlich herstellen.

Ebenso lassen sich das Verfahren und/oder die Vorrichtung 10 zur kontinuierlichen Herstellung von profilierten, insbesondere gehärteten und/oder beschichteten, hochfesten und/oder gasdichten Werkstücken 12' mit Hohlquerschnitt 16' bzw. Bohrungen oder dergleichen Ausnehmungen, insbesondere von Durchgangsbohrungen und/oder Sacklochbohrungen, aus rohrförmigem Material, insbesondere von Rohren, verwenden.

In besonders vorteilhafter Weise gestatten das Verfahren und/oder die Vorrichtung 10 nach der Erfindung somit eine kontinuierliche Herstellung von, insbesondere hochfesten und/oder gasdichten, hydraulischen Feder- bzw. Dämpfungselementen, vorzugsweise von (blockierbaren) Gas- und/oder Flüssigkeitsfedern, bevorzugt aus Aluminium und/oder Aluminium enthaltenden Legierungen. So lassen sich mit ein und demselben Verfahren bzw. ein und derselben Vorrichtung einfach und ohne konstruktiven Aufwand unterschiedlichste Bauteile erhalten und zu einer Konstruktionseinheit montieren oder sogar miteinander verschweißen.

Beispielsweise kann das Werkstück 12 in Form eines gasundurchlässigen Bodenstücks, das anhand der Fig. 7 beschrieben ist, in das Werkstück 12' in Form eines Rohres mit einer Umbördelung 86, das im Zusammenhang mit der Fig. 8 erläutert ist, eingesetzt werden. Die Werkstücke 12, 12' werden dann miteinander verschweißt. Die Schweißnaht 90 verläuft dabei im Bereich der Umbördelung 86. Die so gebildete Baueinheit lässt sich zum Beispiel als Innenrohr einer Gasfeder oder dergleichen hydraulischen Federelementes verwenden. Das Werkstück 12'', das in den Fig. 9A bis 9E näher dargestellt ist, schließlich kann als Kolbenstange ebenfalls in eine Gasfeder oder dergleichen hydraulischen Federelement eingebracht und darin gasdicht montiert werden.

Das Verfahren und die dazugehörigen Vorrichtungen nach der Erfindung sind nicht auf die zuvor beispielhaft beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. So ist es durchaus möglich, das zu behandelnde Werkstück aus jedem auf dem Markt erhältlichen Material bzw. Werkstoff aus Metall bzw. einer Metallegierung, insbesondere aus unedlen Metallen, wie Blei, Chrom, Eisen, Kobalt, Nickel, Kupfer, Mangan, Molybdän, Silicium, Wolfram, Zinn, Zink, oder Legierungen daraus, wie Messing, Stahl, oder aus edlen Metallen, wie Gold, Palladium, Platin, Silber, oder Legierungen daraus, oder aus Kombinationen daraus auszubilden. Gleiches gilt für eventuell vorzusehende Überzüge des bereits behandelten Werkstücks bzw. einer Oberfläche oder Bohrung etc. davon, die ebenfalls beliebig ausgebildet sein, mithin aus Metall bzw. einer Metallegierung und/oder Farbe und/oder Kunststoff bestehen können.

Claims

Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Werkstükken (12, 12', 12'') aus Aluminium und/oder Aluminium enthaltenden Legierungen aus einem unprofilierten Längsprofil (14, 14'), bei welchem das unprofilierte Längsprofil (14, 14') zunächst durch mindestens eine wenigstens teilweise mit einem Außenprofil (24, 24') versehene Walze (20, 20', 20'') zumindest teilweise beaufschlagt wird, derart, dass die behandelte Oberfläche (16, 16') des Längsprofils (14, 14') unter Druckeigenspannungen und die unter der behandelten Oberfläche (16, 16') liegenden Zonen des Längsprofils (14, 14') unter Zugeigenspannungen in axialer und tangentialer Richtung gesetzt werden, das unter Druckeigenspannungen gesetzte Längsprofil (14, 14') dann zumindest teilweise durch mindestens eine weitere Walze (70, 80) spanlos mit einem Profil versehen wird und schließlich ein zumindest teilweise mit einem Profil versehener Abschnitt des Längsprofils (14, 14') zur Bildung eines profilierten Werkstücks (12, 12', 12'') von dem Längsprofil (14, 14') abgetrennt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Längsprofil (14, 14') durch die Beaufschlagung durch die mindestens eine wenigstens teilweise mit einem Außenprofil (24, 24') versehene Walze (20, 20', 20'') in axialer Richtung bewegt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Längsprofil (14, 14') durch mindestens eine, insbesondere zwei jeweils, wenigstens teilweise mit einem Außenprofil (24, 24') versehene Walze/n (20, 20', 20''') aufeinanderfolgend in entgegengesetzter Richtung beaufschlagt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Längsprofil (14, 14') mit einer runden Oberfläche (16) durch mindestens eine wenigstens teilweise mit einem Außenprofil (24, 24') versehene Walze (20, 20', 20'''), die parallel zum Längsprofil (14, 14') angeordnet und um deren Längsachse (22, 22', 22''') sowie um das Längsprofil (14, 14') drehbar ist, beaufschlagt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Längsprofil (14, 14') mit wenigstens einer Bohrung (16') oder dergleichen Ausnehmung durch mindestens eine wenigstens teilweise mit einem Außenprofil (24, 24') versehene Walze (20, 20'), die parallel zur Bohrung (16') oder dergleichen Ausnehmung angeordnet und um deren Längsachse (22, 22') sowie in der Bohrung (16') oder dergleichen Ausnehmung drehbar ist, beaufschlagt wird.
Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Längsprofil (14, 14') durch eine wenigstens teilweise mit einem Außenprofil (24, 24') versehene Walze (20, 20', 20''') und wenigstens eine, insbesondere zwei, im Wesentlichen unprofilierte Walze/n (20''), die um das Längsprofil (14, 14') bzw. in der wenigstens einen Bohrung (16') oder dergleichen Ausnehmung angeordnet sind, beaufschlagt wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Längsprofil (14, 14') durch eine Walze (20''') mit einem Außenprofil (24, 24') in Form von zu der Längsachse (22''') der Walze (20''') in einem Winkel (α, α') angeordneten ringförmigen Wülsten (26) und Ausnehmungen (28) bearbeitet wird, wobei insbesondere die zu der Längsachse (22''') der Walze (20''') in einem Winkel (α, α') angeordneten ringförmigen Wülste (26) und Ausnehmungen (28) der Walze (20, 20') eine zueinander im Wesentlichen entgegengesetzte Vorlaufstellung aufweisen.
Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Längsprofil (14, 14') durch zwei jeweils wenigstens teilweise mit einem Außenprofil (24, 24') versehene Walzen (20, 20') und eine im Wesentlichen unprofilierte Walze (20''), die um das Längsprofil (14, 14') bzw. in der wenigstens einen Bohrung (16') oder dergleichen Ausnehmung angeordnet sind, beaufschlagt wird.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Längsprofil (14, 14') durch zwei Walzen (20, 20') mit einem Außenprofil (24, 24') in Form von zu den Längsachsen (22, 22') der Walzen (20, 20') in einem Winkel (α, α') angeordneten ringförmigen Wülsten (26) und Ausnehmungen (28) bearbeitet wird.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Walzen (20, 20') in gleicher Drehrichtung angetrieben werden, wenn die zu den Längsachsen (22, 22') der Walzen (20, 20') in einem Winkel (α, α') angeordneten ringförmigen Wülste (26) und Ausnehmungen (28) der zwei Walzen (20, 20') eine zueinander im Wesentlichen entgegengesetzte Vorlaufstellung aufweisen.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Walzen (20, 20') in entgegengesetzter Drehrichtung angetrieben werden, wenn die zu den Längsachsen (22, 22') der Walzen (20, 20') in einem Winkel (α, α') angeordneten ringförmigen Wülste (26) und Ausnehmungen (28) der zwei Walzen (20, 20') eine zueinander im Wesentlichen gleiche Vorlaufstellung aufweisen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das unter Eigenspannungen gesetzte Längsprofil (14, 14') oberflächenseitig verdichtet wird.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche (16, 16') des unter Eigenspannungen gesetzten Längsprofils (14, 14') bis zu einer Oberflächentiefe von etwa 100 µm, insbesondere von etwa 1 bis 20 µm und vorzugsweise von etwa 1 µm verdichtet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das unter Eigenspannungen gesetzte Längsprofil (14, 14') zumindest teilweise durch wenigstens eine Profilwalze (70) mit einem Profil versehen wird.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das unter Eigenspannungen gesetzte Längsprofil (14, 14') durch die wenigstens eine Profilwalze (70) mit einem Zapfenprofil (74) versehen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das unter Eigenspannungen gesetzte Längsprofil (14, 14') zumindest teilweise durch wenigstens eine Rillenwalze (80) mit einem Gewinde (81) versehen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ende (80) einer Bohrung (16') oder dergleichen Ausnehmung eines Längsprofils (14, 14') oder das vorlaufende Ende (88) eines hohlprofilierten Längsprofils (14, 14') durch wenigstens eine Profilwalze (70) mit einer Umbördelung (86) versehen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Längsprofil (14, 14') zu einem verkürzten Längsprofil (14, 14') abgelängt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der abgetrennte Abschnitt des Längsprofils (14, 14') und/oder das verkürzte Längsprofil (14, 14') im Bereich der Abtrennung oberflächenbehandelt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass das unter Eigenspannungen gesetzte Längsprofil (14, 14') und/oder das Werkstück (12, 12', 12'') oder die wenigstens teilweise behandelte Oberfläche (16) bzw. die wenigstens eine behandelte Bohrung (16') oder dergleichen Ausnehmung des Längsprofils (14, 14') und/oder des Werkstücks (12, 12', 12'') mit einem Überzug aus Metall, wie Chrom, Kupfer oder dergleichen, und/oder aus einer Metallegierung und/oder aus einer Farbe und/oder aus Kunststoff beschichtet und/oder eloxiert und/oder galvanisiert und/oder gebeizt wird.
Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von Werkstücken (12, 12', 12'') aus einem unprofilierten Längsprofil (14, 14') mit einer runden Oberfläche (16) zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 20, die eine Einrichtung (18) zur Erzeugung von Eigenspannungen in dem unprofilierten Längsprofil (14, 14') mit drei parallel und um das Längsprofil (14, 14') angeordneten Walzen (20, 20', 20'', 20'''), welche wenigstens teilweise mit einem das Längsprofil (14, 14') beaufschlagenden Außenprofil (24, 24') in Form von zu der Längsachse (22, 22', 22''') der Walze (20, 20', 20''') in einem Winkel (α, α') angeordneten ringförmigen Wülsten (26) und Ausnehmungen (28) versehen und jeweils einzeln um deren Längsachsen (22, 22', 22'', 22''') sowie gemeinsam um das Längsprofil (14, 14') drehbar sind, eine Einrichtung (68) zur spanlosen Ausbildung eines Profils an dem unter Eigenspannungen gesetzten Längsprofil (14, 14') mit mindestens einer weiteren Walze (70, 80) und eine Einrichtung (82) zur Abtrennung eines mit einem Profil versehenen Abschnittes des Längsprofils (14, 14') zur Bildung eines profilierten Werkstücks (12, 12', 12'') von dem Längsprofil (14, 14') umfasst.
Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von Werkstücken (12, 12', 12'') aus einem unprofilierten Längsprofil (14, 14') mit wenigstens einer Bohrung (16') oder dergleichen Ausnehmung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 20, die eine Einrichtung (18) zur Erzeugung von Eigenspannungen in dem unprofilierten Längsprofil (14, 14') mit mindestens zwei, insbesondere drei, parallel und in der Bohrung (16') oder dergleichen Ausnehmung angeordneten Walzen (20, 20', 20", 20'''), welche wenigstens teilweise mit einem die Bohrung (16') oder dergleichen Ausnehmung beaufschlagenden Außenprofil (24, 24') in Form von zu der Längsachse (22, 22', 22''') der Walze (20, 20', 20''') in einem Winkel (α, α') angeordneten ringförmigen Wülsten (26) und Ausnehmungen (28) versehen und jeweils einzeln um deren Längsachsen (18, 22', 22'', 22''') sowie gemeinsam in der Bohrung (16') oder dergleichen Ausnehmung des Längsprofils (14, 14') drehbar sind, eine Einrichtung (68) zur spanlosen Ausbildung eines Profils an dem unter Eigenspannungen gesetzten Längsprofil (14, 14') mit mindestens einer weiteren Walze (70, 80) und eine Einrichtung (82) zur Abtrennung eines mit einem Profil versehenen Abschnittes des Längsprofils (14, 14') zur Bildung eines profilierten Werkstücks (12, 12', 12'') von dem Längsprofil (14, 14') umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (18) zur Eigenspannungserzeugung mindestens eine Walze, insbesondere zwei, Walzen (20, 20', 20'') mit einem das Werkstück (12, 12'') beaufschlagenden Außenprofil (24, 24') aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die übrigen Walzen, insbesondere eine Walze (20''), unprofiliert ausgebildet sind/ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 21 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine, insbesondere zwei, Walze/n (20, 20', 20''') wenigstens teilweise mit einem das Werkstück (12, 12'') aufeinanderfolgend in entgegengesetzter Richtung beaufschlagenden Außenprofil (24, 24') versehen sind.
Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die eine Walze (20''') mit einem Außenprofil (24, 24') in Form von zu der Längsachse (22''') der Walze (20''') in einem Winkel (α, α') angeordneten ringförmigen Wülsten (26) und Ausnehmungen (28) mit einer zueinander im Wesentlichen entgegengesetzten vorlaufstellung versehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass zwei zueinander benachbarte Walzen (20, 20') mit einem Außenprofil (24, 24') bei im Wesentlichen entgegengesetzter Vorlaufstellung der Wülste (26) und Ausnehmungen (28) in gleicher Drehrichtung und bei im Wesentlichen gleicher Vorlaufstellung der Wülste (26) und Ausnehmungen (28) in entgegengesetzter Drehrichtung antreibbar sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 21 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass der Einrichtung (18) zur Eigenspannungserzeugung eine Einrichtung (56) zur Verdichtung der Oberfläche des unter Eigenspannungen gesetzten Längsprofils (14, 14') nachgeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 21 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (66) zur spanlosen Ausbildung eines Profils an dem unter Eigenspannungen gesetzten Längsprofil (14, 14') wenigstens eine Profilwalze (70) umfasst.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 21 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (68) zur spanlosen Ausbildung eines Profils an dem unter Eigenspannungen gesetzten Längsprofil (14, 14') wenigstens eine Rillenwalze (80) zur Bildung eines Gewindes (81) umfasst.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 21 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schneideeinrichtung (66, 82) zur Ablängung des Längsprofils (14, 14') vorgesehen ist.
Verwendung eines Verfahrens und/oder einer Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur kontinuierlichen Herstellung von Werkstücken (12, 12', 12'') aus Aluminium und/oder Aluminium enthaltenden Legierungen, wie AlMg_4,5Mn, AlMgSi_0,5, AlMgSi, AlMg₅, AlZn_4,5Mg, AlCuMg, AlCuMg₂, AlZnMgCu_0,5, AlZnMgCu_1,5, AlCuMgPb, daraus.
Verwendung eines Verfahrens und/oder einer Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur kontinuierlichen Herstellung von profilierten, insbesondere gehärteten und/oder beschichteten, Werkstücken (12, 12', 12'') mit runder Oberfläche (16) aus Vollmaterial, insbesondere von Stangen, Kolbenstangen, Achsen, Wellen, Kurbelwellen, Nockenwellen oder sonstigen länglichen Bauteilen, mit oder ohne Zapfen und/oder mit oder ohne Gewindeabschnitten.
Verwendung des Verfahrens und/oder der Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Herstellung von, insbesondere gasdichten, hydraulischen Feder- bzw. Dämpfungselementen, vorzugsweise von Gas- und/oder Flüssigkeitsfedern, bevorzugt aus Aluminium und/oder einer Aluminium enthaltenden Legierung.
Verwendung eines Verfahrens und/oder einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 und 5 bis 20 sowie 22 bis 31 zur kontinuierlichen Herstellung von profilierten, insbesondere gehärteten und/oder beschichteten, Werkstükken (12') mit Bohrungen (16') oder dergleichen Ausnehmungen, insbesondere von Durchgangsbohrungen und/oder Sacklochbohrungen, aus rohrförmigem Material, insbesondere von Rohren.