EP2313218A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines aus plastischer masse bestehenden kreiszylindrischen körpers mit innenliegenden wendelförmigen ausnehmungen - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines aus plastischer masse bestehenden kreiszylindrischen körpers mit innenliegenden wendelförmigen ausnehmungen

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EP2313218A1
EP2313218A1 EP09779827A EP09779827A EP2313218A1 EP 2313218 A1 EP2313218 A1 EP 2313218A1 EP 09779827 A EP09779827 A EP 09779827A EP 09779827 A EP09779827 A EP 09779827A EP 2313218 A1 EP2313218 A1 EP 2313218A1
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EP
European Patent Office
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rotation
axis
cylindrical body
rolling
circular cylindrical
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Arno Friedrichs
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Friedrichs Arno
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Friedrichs Arno
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    • B28B11/00—Apparatus or processes for treating or working the shaped or preshaped articles
    • B28B11/003—Apparatus or processes for treating or working the shaped or preshaped articles the shaping of preshaped articles, e.g. by bending
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2998/00—Supplementary information concerning processes or compositions relating to powder metallurgy
    • B22F2998/10—Processes characterised by the sequence of their steps

Definitions

  • the invention relates to a method and an apparatus for producing a circular-cylindrical body consisting of plastic mass, in particular a sintered metal blank having at least one helical inner recess extending in the interior of the body, according to the preamble of patent claim 1 or the patent claim 7th
  • Such bodies are needed in particular in the production of drilling tools or drilling tool inserts made of hard metal or ceramic materials. Due to the helical profile of the at least one inner recess, which serves in the finished drilling tool for supplying coolant or lubricant in the cutting area, the drilling tool can be equipped with helical flutes, which is often sought to provide favorable cutting and chipping properties of advantage and therefore.
  • the mass issuing from the die is generally very sensitive to pressure, i. H.
  • the emerging blank deforms extremely easily when exposed to external forces. Since such deformations are no longer reversible and thus lead to at least partially useless blanks, it has been attempted to further develop the extrusion process so that the blank already has consultediförmig extending cooling channels when exiting the extrusion die. According to a proposal (see, for example, EP-A-0 465 946), this is achieved by providing helical guide strips on the inner circumference of the extrusion die, which impose a swirling movement on the emerging plastic mass.
  • the nozzle mouthpiece and / or a hub shaped like a propeller, to which the abovementioned flexible limbs are attached are set into rotary motion during the extrusion process, which in turn produces an outer smooth blank with inner helical channels or recesses can be produced.
  • a method and an apparatus for producing a sintered metal blank having internal helical recesses are already known.
  • a substantially circular-cylindrical body is produced, for example extruded, by means of at least one internal recess running rectilinearly in its interior.
  • This body is cut to a desired length and then subjected to rolling over its entire length on a support by means of a friction surface arrangement, whose velocity changes linearly and steadily over the length of the body, whereby the body is twisted uniformly.
  • This twisting is done using an axis of rotation that intersects the longitudinal axis of the body.
  • the object of the invention is therefore to provide a method and an apparatus for producing a circular mass consisting of plastic mass body, which is or these higher requirements.
  • the advantages of the invention are in particular that by means of the claimed method of plastic mass existing circular cylindrical body can be produced, at least one helical inner recess over the entire length of the body has an extremely constant, held within very narrow tolerated limits helix angle.
  • This advantage is based on the fact that the individual longitudinal sections of the circular cylindrical body each travel the same way during the rolling process.
  • the individual longitudinal sections of the circular-cylindrical body travel paths of different lengths.
  • the paths which cover longitudinal sections located close to the axis of rotation during the rolling process are comparatively small, while those longitudinal sections which are arranged away from the axis of rotation cover comparatively large paths during the rolling process.
  • FIG. 1 shows a plan view of an embodiment of a device for producing a sintered metal blank made of a plastic mass with an internal recess according to the prior art
  • FIG. 2 shows the view corresponding to II in FIG. 1
  • FIG. 3 in a view corresponding to FIG
  • Figure 4 is a sketch illustrating the change of the axis of rotation during the rolling motion in the inventive method
  • Figure 5 is a sketch illustrating an apparatus for performing the method according to the invention.
  • FIGS. 1 to 3 denoted by reference numeral 10 is a cut to a predetermined length L *; H.
  • Sintered sintered metal blank referred to, for example, from a hard metal powder with kneaded Binde dimensions Adhesive exists.
  • This sintered metal blank is produced for example by extrusion, in such a way that it has a straight and continuous, shown in the figures with a dotted line inner recess 12 which extends parallel to the center axis 14 of the circular cylindrical blank 10.
  • the production of the sintered metal blank is preferably carried out in the extrusion process with the aid of an extrusion die with a suitable core.
  • the blank 10 has a relatively soft consistency, so that the handling, such. As the transport, must be done very carefully to prevent irreversible deformation. Therefore, the blank is preferably performed immediately after exiting the extrusion die on an air cushion and directed to the pad 16 shown in the figures, which coincides in Figures 1 and 3 with the display plane.
  • the blank is due to the consistency of the extruded mass on its outside sticky, so that a good adhesion with the support surface 16 results.
  • a circular segment disc 18 is arranged with a friction surface 20 on the bottom side.
  • the circular segment disc 18 is rotatable about an axis of rotation 22 which is perpendicular to the surface of the support 16 and on the friction surface.
  • the vertical distance AV between the surfaces 16 and 20 is preferably adjustable, which is indicated by the double arrow V in Figure 2. This vertical distance AV corresponds to the diameter D of the blank 10.
  • the blank 10 is placed on the support 16, that its longitudinal axis 14, the axis of rotation 22 of the circular segment disc 18 intersects. Subsequently, the circular segment disc is lowered controlled so that it touches the blank 10 along a line which is offset diametrically to the bottom-side contact line of the blank 10 with the support 16. This orientation is shown in FIGS. 1 and 2.
  • the circular segment disc 18 is pivoted at an angular velocity ⁇ . Due to the frictional contact between see the surface 20 of the circular segment disc 18 and the blank 10, the blank is taken by rolling on the surface of the support 16 at a speed that changes linearly and steadily along the axis of the blank 10.
  • the rolling speed at the inner end of the blank 10 is VWI and the rolling speed at the outer end of the blank 10 is designated VWA.
  • the circular segment disc 18 is held in contact with the rod-shaped blank 10 with as low a bearing force as possible, during the entire twisting operation, ie. H. during the entire pivoting about the pivoting angle ⁇ (see Fig. 3).
  • pressure sensors which act on the not shown lifting and lowering device for the circular segment disc 18.
  • a change in the axis of rotation takes place in the present invention during the rolling process.
  • This change in the axis of rotation takes place in particular such that all longitudinal sections of the blank during the rolling process each cover the same rolling distance.
  • the rolling process preferably takes place in two successive steps, wherein in the first step a rolling movement takes place about a first axis of rotation and in the second step a rolling movement about a second axis of rotation takes place.
  • a method according to the invention is as well as the method known from EP-B1-I 230 046 for producing a circular cylindrical body consisting of plastic mass, in particular a sintered metal blank, which has at least one helical inner recess running in the interior of the body.
  • the body is first produced with a straight course of the inner recess, for example extruded.
  • the extruded body is cut to a desired length. Subsequently, it is subjected to a rolling process with support over its entire length on a support with a friction surface arrangement, so that a twisting of the body takes place.
  • the rolling process takes place in two successive steps, wherein in the first step, a rolling movement about a first axis of rotation and in the second step, a rolling movement about a second axis of rotation, wherein the second axis of rotation is different from the first axis of rotation.
  • the rolling process takes place in such a way that each longitudinal section of the circular-cylindrical body travels the same path during the rolling process. The Rolling direction is maintained in the successive steps.
  • the positioning of the axes of rotation is such that during the first step, the axis of rotation intersects the center line of the circular cylindrical body in the region of an axial end surface of the circular cylindrical body and during the second step, the axis of rotation of the center line of the circular cylindrical body in the area the other axial end surface of the circular cylindrical body intersects.
  • the positioning of the axes of rotation is such that during the first step, the axis of rotation cuts the extended center line of the circular cylindrical body at a predetermined distance from an axial end surface of the circular cylindrical body and during the second step the rotation axis intersects the extended centerline of the circular cylindrical body at the same predetermined distance from the other axial end surface of the circular cylindrical body.
  • Another embodiment of the invention is to change the axis of rotation about which the rolling movement occurs during the rolling movement several times or continuously.
  • FIG. 4 shows a sketch to illustrate the change of the axis of rotation during the rolling process.
  • the circular cylindrical body 10 is in the position in which it is shown with the reference number 10.
  • a twisting of the body using the Rotary axis Dl which is perpendicular to the plane of the drawing.
  • the body is moved through an angle denoted by " ⁇ " in the vicinity of the rotation axis D1 in Figure 4.
  • the rotation axis Dl intersects the center line M of the circular cylindrical body at a predetermined distance from an axial end portion
  • the velocity changes linearly and steadily over the length of the body, and at the end of the first step, the body is at a position offset by the angle ⁇ , where it is indicated by reference numeral 10 '.
  • a second step the body is twisted using a rotation axis D2. This also runs perpendicular to the drawing plane.
  • the rotation axis D2 intersects the center line M 'of the circular cylindrical body 10' at a predetermined distance from the other axial end surface of the circular cylindrical body.
  • the body is moved through an angle which is also denoted by " ⁇ " in the vicinity of the rotation axis D2 in Fig. 4. Also in this twisting, the velocity changes linearly and steadily over the length of the body of the second step, the body is in a position offset by the angle ⁇ , where it is provided with the reference numeral 10 ".
  • the entire twisting process is adapted to the effect that the different longitudinal sections of the circular-cylindrical body during the entire twisting process each travel the same distance or twisting distance. This is illustrated in FIG. 4 on the basis of the longitudinal sections A1 and A2 of the circular-cylindrical body.
  • the longitudinal section Al of the circular-cylindrical body is moved in the first step by the distance indicated by sl in FIG. After completion of the first step tes is this longitudinal section in the body 10 'and is there denoted by Al'.
  • the longitudinal section A2 of the circular-cylindrical body is moved in the first step by the distance indicated in FIG. 4 by s2. After completion of the first step, this longitudinal section is located in the body 10 'and is designated there by A2'.
  • the longitudinal section A2 ' is moved by the distance designated by s2' in FIG. After completion of the second step, this longitudinal section is located in the body 10 "and is designated there by A2".
  • the total distance is therefore:
  • W2 s2 + s2 '.
  • FIG. 5 shows a sketch to illustrate a device for carrying out the method according to the invention.
  • This device has a flat support surface 16.
  • a Wälzin 23 is arranged in the vertical distance AV to this .
  • This has a contact surface-side friction surface 24.
  • the Wälzogen 23 is rotatable about an axis of rotation 25 which is perpendicular to the surface of the support surface 16. This rotation takes place at an angular velocity ⁇ .
  • the vertical distance AV between the support surface 16 and the rolling disk 23 is adjustable, as indicated by the double arrow V is tet.
  • the rolling movement takes place using the axis of rotation 25.
  • the rolling movement takes place using a second axis of rotation 26, which is also perpendicular to the surface of the support surface 16. This rotation also takes place at the angular velocity ⁇ .
  • the rolling direction in the second step coincides with the rolling direction in the first step.

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Description

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines aus plastischer Masse bestehenden kreiszylindrischen Körpers mit innenliegenden wendeiförmigen Ausnehmungen
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines aus plastischer Masse bestehenden kreiszylindrischen Körpers, insbesondere ei- nes Sintermetall-Rohlings, der mindestens eine im Inneren des Körpers verlaufende wendeiförmige Innenausnehmung hat, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bzw. des Patentanspruchs 7.
Solche Körper werden insbesondere bei der Herstellung von Bohrwerkzeugen bzw. Bohrwerkzeug-Einsätzen aus Hartmetall oder keramischen Werkstoffen benötigt. Durch den wendeiförmigen Verlauf der zumindest einen Innenausnehmung, die beim fertigen Bohrwerkzeug zur Zufuhr von Kühl- oder Schmiermittel in den Schneidenbereich dient, kann das Bohrwerkzeug mit wendeiförmigen Spannuten ausgestattet werden, was oftmals zur Bereitstellung günstiger Schnitt- und Zerspanungseigenschaften von Vorteil und deshalb angestrebt ist.
Man hat bereits frühzeitig versucht, solche Sintermetalloder Keramikrohlinge im Extrusionsverfahren herzustellen, indem die aus Sintermetallpulver bzw. Keramikpulver und Bindemittel bestehende Masse durch eine Pressdüse ge- drückt wird, die einen dem anzustrebenden Rohlingsquerschnitt entsprechenden Querschnitt und zumindest einen innenliegenden Kern in Form eines Stifts hat, der beim Extrudieren der plastifizierten Masse für die Bildung der sich durch den gesamten Rohling erstreckenden Innenaus- nehmung dient.
Die aus der Pressdüse austretende Masse ist in der Regel sehr druckempfindlich, d. h. der austretende Rohling verformt sich bei äußerer Krafteinwirkung äußerst leicht. Da solche Verformungen nicht mehr reversibel sind und damit zu zumindest abschnittsweise unbrauchbaren Rohlingen führen, hat man versucht, das Extrusionsverfahren so weiter zu entwickeln, dass der Rohling bereits beim Austreten aus der Strangpressdüse wendeiförmig verlaufende Kühlkanäle aufweist. Gemäß einem Vorschlag (siehe z. B. EP-A-O 465 946) wird dies dadurch erzielt, dass am Innenumfang der Strangpressdüse wendeiförmig verlaufende Führungs- leisten angebracht werden, die der austretenden plastischen Masse eine Drallbewegung aufzwingen. Im Querschnitt der Pressdüse sind flexible Fäden mit einem dem Querschnitt der herzustellenden Innenausnehmung entsprechenden Querschnitt befestigt, wobei die Fäden sich bis zum Austritt des Düsenmundstückes erstrecken. Durch die Flexibilität der Fäden können diese der Drallbewegung bzw. der Drallströmung der plastischen Masse folgen und somit den zumindest einen innenliegenden Kühlkanal im Rohling erzeugen .
Gemäß einem weiteren Vorschlag wird das Düsenmundstück und/oder eine propellerartig gestaltete Nabe, an der die vorstehend genannten flexiblen bzw. biegeschlaffen Fäden befestigt sind, während des Extrusionsvorgangs in Drehbe- wegung versetzt, wodurch wiederum ein außenseitig glatter Rohling mit innenliegenden wendeiförmigen Kanälen bzw. Ausnehmungen hergestellt werden kann.
Bei der Herstellung solcher Werkzeug-Rohlinge kommt es darauf an, dass der Steigungswinkel der zumindest einen wendeiförmigen Innenausnehmung über die gesamte Länge des Rohlings konstant und innerhalb eng tolerierter Grenzen gehalten wird. Dies ist deshalb erforderlich, weil in den Werkzeugrohling nach dem Sinterprozess regelmäßig Spannuten eingeschliffen werden. Dieses Einschleifen erfolgt mit weitgehend automatisierten Maschinen, so dass sich bei ungenauer Herstellung der wendeiförmigen Innenausneh- mungen eine unkontrolliert hohe Ausschussrate ergeben kann. Dabei ist zu berücksichtigen, dass Werkzeuge mit Vollhartmetall-Schneidteilen unter anderem deshalb eingesetzt werden, weil die hohe Beanspruchbarkeit des Werkstoffs, insbesondere die Torsionssteifigkeit, ausgenützt werden soll. Um dies sicherzustellen, darf die Innenaus- nehmung nicht zu nahe an die Spannut heran reichen, was bei ungenauer Herstellung der wendeiförmigen Innenausneh- mung jedoch nicht wirksam ausgeschlossen werden kann.
Bei den vorstehend beschriebenen Ansätzen zur Herstellung des Rohlings mit innneliegenden wendeiförmigen Ausnehmungen ist es deshalb erforderlich, das Extrusionswerkzeug und/oder die Sintereinrichtungen für die Extrusionsschne- cke bzw. - falls vorhanden - für die drallerzeugenden Körper beim Extrusionsvorgang genauestens zu überwachen und auf den Massendurchsatz abzustimmen. Dies hat zur Folge, dass verhältnismäßig lange Umrüst- und Einstellzeiten am Strangpresswerkzeug erforderlich sind, mit der Folge, dass herkömmliche Verfahren wirtschaftlich in ers- ter Linie für große Serien Anwendung finden. Für kleine Serien bzw. für die Herstellung von Bohrwerkzeugen mit größeren Nenndurchmessern ergeben sich unverhältnismäßig hohe Maschinen-Einstellkosten, wodurch die Wirtschaftlichkeit des Herstellungsverfahrens in Frage gestellt wird.
Aus der EP-Bl-I 230 046 sind bereits ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines Sintermetall- Rohlings mit innenliegenden wendeiförmigen Ausnehmungen bekannt. Gemäß diesem bekannten Verfahren wird zunächst ein im Wesentlichen kreiszylindrischer Körper mit mindestens einer in seinem Inneren geradlinig verlaufenden In- nenausnehmung hergestellt, beispielsweise extrudiert. Dieser Körper wird auf eine gewünschte Länge abgelängt und anschließend unter Abstützung über seine ganze Länge auf einer Auflage mittels einer Reibflächenanordnung einer Wälzbewegung unterworfen, deren Geschwindigkeit sich über die Länge des Körpers linear und stetig ändert, wodurch der Körper gleichmäßig verdrillt wird. Dieses Verdrillen erfolgt unter Verwendung einer Drehachse, die die Längsachse des Körpers schneidet.
Mittels des aus der EP-Bl-I 230 046 bekannten Verfahrens können Sintermetall-Rohlinge hergestellt werden, bei denen der Steigungswinkel der zumindest einen wendeiförmigen Innenausnehmung über die gesamte Länge des Rohlings konstant und innerhalb eng tolerierter Grenzen gehalten wird. Dadurch kann in der Regel sichergestellt werden, dass die mindestens eine Innenausnehmung nicht zu nahe an die Spannut heranreicht, die noch eingebracht werden muss .
In der Praxis bestehen zunehmend höhere Anforderungen an die Konstanthaltung des Steigungswinkels der zumindest einen wendeiförmigen Innenausnehmung über die gesamte Länge des Rohlings innerhalb eng tolerierter Grenzen.
Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines aus plastischer Masse bestehenden kreiszylindrischen Körpers anzugeben, das bzw. die diesen höheren Anforderungen gerecht wird.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 6 angegeben. Der Anspruch 7 hat eine Vorrichtung zur Her- Stellung eines aus plastischer Masse bestehenden kreiszylindrischen Körpers zum Gegenstand. Die abhängigen Ansprüche 8 bis 12 betreffen vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der im Anspruch 7 angegebenen Vorrichtung.
Die Vorteile der Erfindung bestehen insbesondere darin, dass mittels des beanspruchten Verfahrens aus plastischer Masse bestehende kreiszylindrische Körper hergestellt werden können, deren zumindest eine wendeiförmige Innen- ausnehmung über die gesamte Länge des Körpers einen äußerst konstanten, innerhalb sehr eng tolerierter Grenzen gehaltenen Steigungswinkel aufweist. Dieser Vorteil beruht darauf, dass die einzelnen Längsabschnitte des kreiszylindrischen Körpers während des Wälzvorgangs jeweils denselben Weg zurücklegen. Im Unterschied dazu legen bei dem aus der EP-Bl-I 230 046 bekannten Verfahren die einzelnen Längsabschnitte des kreiszylindrischen Körpers unterschiedlich lange Wege zurück. Insbesondere sind die Wege, die nahe an der Drehachse gelegene Längsabschnitte beim Wälzvorgang zurücklegen, vergleichsweise klein, während diejenigen Längsabschnitte, die von der Drehachse entfernt angeordnet sind, beim Wälzvorgang vergleichsweise große Wege zurücklegen. Dies hat zur Folge, dass die Steigungsgenauigkeit der wendeiförmigen Ausnehmungen in den nahe der Drehachse gelegenen Längsabschnitten niedriger ist als in den von der Drehachse entfernt gelegenen Längsabschnitten des kreiszylindrischen Körpers. Diese unterschiedliche Steigungsgenauigkeiten beim bekannten Verfahren treten bei einer Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens nicht auf.
Weitere vorteilhafte Eigenschaften der Erfindung ergeben sich aus deren beispielhafter Erläuterung anhand der Figuren. Es zeigt
Figur 1 eine Draufsicht einer Ausführungsform einer Vorrichtung zur Herstellung eines aus einer plastischen Masse bestehenden Sintermetall- Rohlings mit einer innenliegenden Ausnehmung nach dem Stand der Technik, Figur 2 die Ansicht entsprechend II in FIG 1,
Figur 3 in einer der FIG 1 entsprechenden Ansicht die
Vorrichtung nach der Verdrillung des extrudier- ten Rohlings,
Figur 4 eine Skizze zur Veranschaulichung der Änderung der Drehachse während der Wälzbewegung beim erfindungsgemäßen Verfahren und
Figur 5 eine Skizze zur Veranschaulichung einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens .
In den Figuren 1 bis 3 ist mit dem Bezugszeichen 10 ein auf eine vorbestimmte Länge L* zugeschnittener, d. h. abgelängter Sintermetall-Rohling bezeichnet, der beispielsweise aus einem Hartmetallpulver mit eingeknetetem Bindebzw. Klebemittel besteht. Dieser Sintermetall-Rohling ist beispielsweise im Strangpressverfahren hergestellt, und zwar derart, dass er eine geradlinige und durchgehende, in den Figuren mit strichpunktierter Linie dargestellte Innenausnehmung 12 hat, die sich parallel zur Mittenachse 14 des kreiszylinderförmigen Rohlings 10 erstreckt.
Die Herstellung des Sintermetall-Rohlings erfolgt vorzugsweise im Extrusionsverfahren unter Zuhilfenahme einer Strangpressdüse mit geeignetem Kern. Der Rohling 10 hat eine verhältnismäßig weiche Konsistenz, so dass die Hand- habung, wie z. B. der Transport, sehr vorsichtig erfolgen muss, um irreversible Verformungen zu verhindern. Deshalb wird der Rohling vorzugsweise unmittelbar nach dem Austritt aus der Strangpressdüse auf einem Luftkissen geführt und auf die in den Figuren gezeigte Unterlage 16 geleitet, die in den Figuren 1 und 3 mit der Darstellungsebene zusammenfällt. Der Rohling ist bedingt durch die Konsistenz der Strangpressmasse auf seiner Außenseite klebrig, so dass sich eine gute Haftung mit der Auflagefläche 16 ergibt.
Um den Rohling 10 derart umzuformen, dass die geradlinige Innenausnehmung gemäß Figur 1 bzw. 2 in eine wendeiförmige Ausnehmung umgeformt wird, ist folgende Anordnung getroffen :
Parallel zur ebenen Auflagefläche 16 im Vertikalabstand AV ist eine Kreissegmentscheibe 18 mit einer bodenseiti- gen Reibungsfläche 20 angeordnet. Die Kreissegmentscheibe 18 ist um eine Drehachse 22 drehbar, die auf der Oberfläche der Auflage 16 bzw. auf der Reibungsfläche senkrecht steht. Der Vertikalabstand AV zwischen den Flächen 16 und 20 ist vorzugsweise einstellbar, was durch den Doppelpfeil V in Figur 2 angedeutet ist. Dieser Vertikalabstand AV entspricht dem Durchmesser D des Rohlings 10.
Wie in Figur 1 gezeigt, wird der Rohling 10 so auf die Auflage 16 gelegt, dass seine Längsachse 14 die Drehachse 22 der Kreissegmentscheibe 18 schneidet. Anschließend wird die Kreissegmentscheibe kontrolliert abgesenkt, so dass sie den Rohling 10 entlang einer Linie tangiert, die diametral zur bodenseitigen Kontaktlinie des Rohlings 10 mit der Auflage 16 versetzt ist. Diese Ausrichtung ist in den Figuren 1 und 2 gezeigt.
Nun wird die Kreissegmentscheibe 18 mit einer Winkelgeschwindigkeit ω verschwenkt. Durch den Reibkontakt zwi- sehen der Oberfläche 20 der Kreissegmentscheibe 18 und dem Rohling 10 wird der Rohling mitgenommen, indem er auf der Fläche der Auflage 16 mit einer Geschwindigkeit abwälzt, die sich entlang der Achse des Rohlings 10 linear und stetig ändert. Die Wälzgeschwindigkeit am inneren En- de des Rohlings 10 ist mit VWI und die Wälzgeschwindigkeit am äußeren Ende des Rohlings 10 ist mit VWA bezeichnet. Wenn somit die Segmentscheibe 18 einen bestimmten Verschenkwinkel φ durchläuft, ergibt sich entlang des stabförmigen Rohlings 10 eine lineare Verteilung der Wälzstrecke, mit der Folge, dass der kreiszylindrische Rohling 10 während der Wälzbewegung verdrillt wird, und zwar derart, dass sich ein Steigungswinkel der Verdril- lung und damit ein Steigungswinkel der wendeiförmigen In- nenausnehmung 12 ergibt, der direkt proportional zum Ver- schwenkwinkel φ ist.
Vorzugsweise wird die Kreissegmentsscheibe 18 mit mög- liehst geringer Auflagekraft in Kontakt mit dem stabförmigen Rohling 10 gehalten, und zwar während des gesamten Verdrillvorgangs, d. h. während der gesamten Verschwen- kung um den Verschwenkwinkel φ (s. Fig. 3) . Hier kann es von Vorteil sein, mit Drucksensoren zu arbeiten, die auf die nicht näher dargestellte Hub- und Senkeinrichtung für die Kreissegmentscheibe 18 einwirken.
Aus der vorstehenden Beschreibung und den Figuren 1 bis 3 ist ersichtlich, dass die einzelnen Längsabschnitte des Rohlings 10 während des Wälzvorgangs verschieden große Wälzstrecken bzw. Wegstrecken zurücklegen. So legen Längsabschnitte des Rohlings 10, die in der Nähe der Drehachse 22 angeordnet sind, beim Wälzvorgang kleinere Wälzstrecken zurück als Längsabschnitte des Rohlings 10, die von der Drehachse 22 einen größeren Abstand aufweisen. Dies hat zur Folge, dass der Steigungswinkel der wendeiförmigen Ausnehmung 12 (siehe Figur 3) in Längsabschnitten des Rohlings 10, die nahe der Drehachse 22 angeordnet sind, den jeweils gewünschten Wert weniger genau einhalten als der Steigungswinkel der wendeiförmigen Ausnehmung in Längsabschnitten des Rohlings, die von der Drehachse weiter entfernt angeordnet sind.
Dieser Nachteil wird durch eine Verwendung eines Verfah- rens gemäß der vorliegenden Erfindung vermieden. Bei der vorliegenden Erfindung erfolgt im Unterschied zu dem anhand der Figuren 1 bis 3 beschriebenen Stand der Technik während des Wälzvorgangs eine Veränderung der Drehachse. Diese Veränderung der Drehachse erfolgt insbesondere derart, dass alle Längsabschnitte des Rohlings während des Wälzvorgangs jeweils dieselbe Wälzstrecke zurücklegen. Vorzugsweise erfolgt der Wälzvorgang in zwei aufeinander- folgenden Schritten, wobei im ersten Schritt eine Wälzbewegung um eine erste Drehachse und im zweiten Schritt eine Wälzbewegung um eine zweite Drehachse erfolgt.
Ein Verfahren gemäß der Erfindung dient ebenso wie das aus der EP-Bl-I 230 046 bekannte Verfahren zur Herstellung eines aus plastischer Masse bestehenden kreiszylindrischen Körpers, insbesondere eines Sintermetall- Rohlings, der mindestens eine im Inneren des Körpers verlaufende wendeiförmige Innenausnehmung hat.
Bei einem Verfahren gemäß der Erfindung wird der Körper ebenso wie bei dem aus der EP-Bl-I 230 046 bekannten Verfahren zunächst mit einem geradlinigen Verlauf der Innenausnehmung hergestellt, beispielsweise extrudiert. Der extrudierte Körper wird auf eine gewünschte Länge abgelängt. Anschließend wird er unter Abstützung über seine gesamte Länge auf einer Auflage mit einer Reibflächenanordnung einem Wälzvorgang unterworfen, so dass ein Verdrillen des Körpers erfolgt.
Im Unterschied zu dem aus der EP-Bl-I 230 046 bekannten Verfahren wird die Drehachse, unter deren Verwendung die Wälzbewegung erfolgt, während des Wälzvorgangs geändert.
Vorzugsweise erfolgt der Wälzvorgang in zwei aufeinanderfolgenden Schritten, wobei im ersten Schritt eine Wälzbewegung um eine erste Drehachse und im zweiten Schritt eine Wälzbewegung um eine zweite Drehachse erfolgt, wobei die zweite Drehachse von der ersten Drehachse verschieden ist. In ihrer Gesamtheit erfolgt der Wälzvorgang derart, dass jeder Längsabschnitt des kreiszylindrischen Körpers während des Wälzvorgangs denselben Weg zurücklegt. Die Wälzrichtung wird in den aufeinanderfolgenden Schritten beibehalten .
Gemäß einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt die Positionierung der Drehachsen derart, dass während des ersten Schrittes die Drehachse die Mittellinie des kreiszylindrischen Körpers im Bereich einer axialen Endfläche des kreiszylindrischen Körpers schneidet und dass während des zweiten Schrittes die Drehachse die Mittellinie des kreiszylindrischen Körpers im Bereich der anderen axialen Endfläche des kreiszylindrischen Körpers schneidet.
Gemäß einer zweiten, bevorzugten Ausführungsform des er- findungsgemäßen Verfahrens erfolgt die Positionierung der Drehachsen derart, dass während des ersten Schrittes die Drehachse die verlängerte Mittellinie des kreiszylindrischen Körpers in einer vorgegebenen Entfernung von einer axialen Endfläche des kreiszylindrischen Körpers schnei- det und während des zweiten Schrittes die Drehachse die verlängerte Mittellinie des kreiszylindrischen Körpers in derselben vorgegebenen Entfernung von der anderen axialen Endfläche des kreiszylindrischen Körpers schneidet.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung besteht darin, die Drehachse, um welche die Walzbewegung erfolgt, während der Walzbewegung mehrmals oder auch kontinuierlich zu verändern.
Die Figur 4 zeigt eine Skizze zur Veranschaulichung der Änderung der Drehachse während des Wälzvorgangs.
Zu Beginn des Wälzvorgangs befindet sich der kreiszylindrische Körper 10 in der Position, in der er mit der Be- zugszahl 10 dargestellt ist.
Ausgehend von dieser Position erfolgt in einem ersten Schritt ein Verdrillen des Körpers unter Verwendung der Drehachse Dl, die senkrecht zur Zeichenebene verläuft. Während dieses ersten Schrittes wird der Körper um einen Winkel bewegt, der in der Figur 4 in der Nähe der Drehachse Dl mit „α" bezeichnet ist. Die Drehachse Dl schnei- det die Mittellinie M des kreiszylindrischen Körpers in einem vorgegebenen Abstand von einem axialen Endbereich des kreiszylindrischen Körpers. Bei diesem Verdrillen ändert sich die Geschwindigkeit über die Länge des Körpers linear und stetig. Am Ende des ersten Schrittes befindet sich der Körper in einer um den Winkel α versetzten Position. Er ist dort mit dem Bezugzeichen 10' versehen.
Anschließend erfolgt in einem zweiten Schritt ein Verdrillen des Körpers unter Verwendung einer Drehachse D2. Diese verläuft ebenfalls senkrecht zur Zeichenebene. Die Drehachse D2 schneidet die Mittellinie M' des kreiszylindrischen Körpers 10' in einem vorgegebenen Abstand von der anderen axialen Endfläche des kreiszylindrischen Körpers. In diesem zweiten Schritt wird der Körper um einen Winkel bewegt, der in der Figur 4 in der Nähe der Drehachse D2 ebenfalls mit „α" bezeichnet ist. Auch bei diesem Verdrillen ändert sich die Geschwindigkeit über die Länge des Körpers linear und stetig. Am Ende des zweiten Schrittes befindet sich der Körper in einer um den Winkel α versetzten Position. Er ist dort mit dem Bezugszeichen 10" versehen.
Der gesamte Verdrillvorgang ist dahingehend abgestimmt, dass die verschiedenen Längsabschnitte des kreiszylindri- sehen Körpers während des gesamten Verdrillvorgangs jeweils dieselbe Wegstrecke bzw. Verdrillstrecke zurücklegen. Dies ist in der Figur 4 anhand der Längsabschnitte Al und A2 des kreiszylindrischen Körpers veranschaulicht.
Der Längsabschnitt Al des kreiszylindrischen Körpers wird im ersten Schritt um die in der Figur 4 mit sl bezeichnete Wegstrecke bewegt. Nach Beendigung des ersten Schrit- tes befindet sich dieser Längsabschnitt im Körper 10' und ist dort mit Al' bezeichnet.
Im zweiten Schritt wird der Längsabschnitt Al' um die in der Figur 4 mit sl' bezeichnete Wegstrecke bewegt. Nach Beendigung des zweiten Schrittes befindet sich dieser Längsabschnitt im Körper 10" und ist dort mit Al" bezeichnet. Die gesamte Wegstrecke beträgt folglich:
Wl = sl + sl' .
Der Längsabschnitt A2 des kreiszylindrischen Körpers wird im ersten Schritt um die in der Figur 4 mit s2 bezeichnete Wegstrecke bewegt. Nach Beendigung des ersten Schrit- tes befindet sich dieser Längsabschnitt im Körper 10' und ist dort mit A2' bezeichnet. Im zweiten Schritt wird der Längsabschnitt A2' um die in der Figur 4 mit s2' bezeichnete Wegstrecke bewegt. Nach Beendigung des zweiten Schrittes befindet sich dieser Längsabschnitt im Körper 10" und ist dort mit A2" bezeichnet. Die gesamte Wegstrecke beträgt folglich:
W2 = s2 + s2' .
Es gilt:
Wl = W2.
Folglich durchlaufen während eines kompletten Verdrill- Vorgangs alle Längsabschnitte des kreiszylindrischen Körpers dieselbe gesamte Wegstrecke. Dies hat in vorteilhafter Weise zur Folge, dass der Anstiegswinkel der mindestens einen im Inneren des Körpers verlaufenden wendeiförmigen Innenausnehmung über die gesamte Länge des kreiszy- lindrischen Körpers eine im Vergleich zum bekannten Verfahren erhöhte Steigungsgenauigkeit aufweist. Dies reduziert den beim späteren Einschleifen von Spannuten ent- stehenden Ausschuss bzw. reduziert die Anforderung an die Arbeitsgenauigkeit beim Verdrillen.
Die Figur 5 zeigt eine Skizze zur Veranschaulichung einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Diese Vorrichtung weist eine ebene Auflagefläche 16 auf. Im Vertikalabstand AV zu dieser ist eine Wälzscheibe 23 angeordnet. Diese weist eine auflageflächen- seitige Reibungsfläche 24 auf. Die Wälzscheibe 23 ist um eine Drehachse 25 drehbar, die auf der Oberfläche der Auflagefläche 16 senkrecht steht. Diese Drehung erfolgt mit einer Winkelgeschwindigkeit ω. Der Vertikalabstand AV zwischen der Auflagefläche 16 und der Wälzscheibe 23 ist einstellbar, wie es durch den Doppelpfeil V angedeu- tet ist. Im ersten Schritt erfolgt die Wälzbewegung unter Verwendung der Drehachse 25. Im nachfolgenden zweiten Schritt erfolgt die Wälzbewegung unter Verwendung einer zweiten Drehachse 26, die ebenfalls auf der Oberfläche der Auflagefläche 16 senkrecht steht. Auch diese Drehung erfolgt mit der Winkelgeschwindigkeit ω. Die Wälzrichtung im zweiten Schritt stimmt mit der Wälzrichtung im ersten Schritt überein.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung eines aus plastischer Masse bestehenden kreiszylindrischen Körpers, der mindestens eine im Inneren des Körpers verlaufende wendeiförmige In- nenausnehmung hat, wobei der Körper zunächst mit einem geradlinigen Verlauf der Innenausnehmung hergestellt wird und der auf eine bestimmte Länge abgelängte Körper an- schließend unter Abstützung über seine ganze Länge auf einer Auflage mittels einer Reibflächenanordnung einem Wälzvorgang unterworfen wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Wälzvorgang in mehreren Schritten erfolgt, wobei in einem ersten Schritt eine Wälzbewegung unter Verwendung einer ersten Drehachse und in einem zweiten Schritt eine Wälzbewegung unter Verwendung einer zweiten, von der ersten Drehachse verschiedenen Drehachse erfolgt .
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehachse, um welche die Wälzbewegung erfolgt, während der Wälzbewegung mehrmals oder kon- tunierlich verändert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Längsabschnitt des kreiszylindrischen Körpers während des Wälzvorgangs denselben Weg zurücklegt.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in den mehreren Schritten die Wälzrichtung beibehalten wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass während des ersten Schrittes die Drehachse die Mittellinie des kreiszylindrischen Körpers im Bereich einer axialen Endfläche des kreiszylindrischen Körpers schneidet und während des zweiten Schrittes die Drehachse die Mittellinie des kreiszylindrischen Körpers im Bereich der anderen axialen Endfläche des kreiszylindrischen Körpers schneidet.
6. Verfahren nach einem Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass während des ersten Schrittes die Drehachse die verlängerte Mittellinie des kreiszylindrischen Körpers in einer vorgegebenen Entfernung von einer axialen Endfläche des kreiszylindrischen Körpers schneidet und während des zweiten Schrittes die Drehachse die verlängerte Mittellinie des kreiszylindrischen Körpers in der vorgegebenen Entfernung von der anderen axialen Endfläche des kreiszylindrischen Körpers schneidet.
7. Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorherigen Ansprüche, mit einer Auflagefläche (16) zur Unterstützung des Körpers (10) über dessen gesamte Länge, einer am Körper ebenfalls über dessen gesamte Länge angreifenden Reibflächenanordnung (23) und einer Antriebseinheit (27), mit welcher die Reibflächenanordnung einer Bewegung unterworfen wird, welche am Körper einen Wälzvorgang herbeiführt, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibflächenanordnung (23) um eine erste Drehachse (25) und um eine zweite Drehachse (26) drehbar ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Steuereinheit (28) aufweist, die der Antriebseinheit (27) Steuersignale zuführt.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (28) die Steuersignale für die Antriebseinheit (27) derart erzeugt, dass in einem ersten Schritt des Wälzvorgangs die Reibflächenan- Ordnung um die erste Drehachse (25) und in einem zweiten Schritt des Wälzvorgangs die Reibflächenanordnung um die zweite Drehachse (26) gedreht wird.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch ge kennze i chne t , dass die Steuereinheit (28) die Steuersig¬ nale für die Antriebseinheit (27) derart erzeugt, dass die Drehung der Reibflächenanordnung im ersten Schritt und die Drehung der Reibflächenanordnung im zweiten
Schritt mit derselben Winkelgeschwindigkeit (ω) erfolgt.
11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch ge kenn z e i chne t , dass die Steuereinheit (28) die Steu- ersignale für die Antriebseinheit (27) derart erzeugt, dass die Drehung der Reibflächenanordnung im ersten Schritt und die Drehung der Reibflächenanordnung im zweiten Schritt um betragsmäßig denselben Winkel erfolgt.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 - 11, dadurch ge kenn z e i chne t , dass die Steuereinheit (28) die Steuersignale für die Antriebseinheit (27) der¬ art erzeugt, dass im ersten und im zweiten Schritt die Wälzrichtung beibehalten wird.
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