WO2002043896A1 - Verfahren und vorrichtung zur kontinuierlichen herstellung von werkstücken aus einem unprofilierten längsprofil sowie deren verwendung - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur kontinuierlichen herstellung von werkstücken aus einem unprofilierten längsprofil sowie deren verwendung Download PDF

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WO2002043896A1
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longitudinal profile
longitudinal
roller
rollers
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PCT/EP2001/013899
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Kurt Kemper
Günter Otto
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Kurt Kemper
Otto Guenter
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    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B39/00—Burnishing machines or devices, i.e. requiring pressure members for compacting the surface zone; Accessories therefor
    • B24B39/04—Burnishing machines or devices, i.e. requiring pressure members for compacting the surface zone; Accessories therefor designed for working external surfaces of revolution

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for the continuous production of workpieces from an unprofiled longitudinal profile made of aluminum and / or alloys containing aluminum, and the use thereof.
  • DE 1 111 660 B discloses a method and a device for improving the durability of components made of metal. Only the surface of the components should be differentially plastically deformed in linear patterns.
  • DE 31 10 433 AI also discloses a method and a device for shaping, in particular, metallic workpieces, such as gears, shafts, cylindrical running surfaces, in order to produce workpieces of different materials with the same tools while maintaining the configuration of a tool geometry to enable.
  • the present invention is therefore based on the object of providing a method and a device for the continuous production of workpieces with a round cross section or with bores or similar recesses from an unprofiled longitudinal profile, which is extremely simple in terms of construction and a production of workpieces of particular importance high strength and hardness as well as gas tightness with great accuracy and with low labor and cost Allow effort, as well as their use for the continuous production of workpieces, in the form of, for example, elongated profiles made of aluminum or alloys containing aluminum.
  • the non-profiled longitudinal profile is initially at least partially acted upon by at least one roller which is at least partially provided with an outer profile, such that the treated surface of the longitudinal profile is under residual compressive stress and that is below the treated surface lying zones of the longitudinal profile are set under internal tensile stresses in the axial and tangential direction, the longitudinal profile placed under residual compressive stress is then at least partially provided with a profile without cutting by at least one further roller and finally an at least partially profiled section of the longitudinal profile to form a profiled workpiece is separated from the longitudinal profile, a particularly simple method can be obtained to workpieces with a round surface, ie with a convex surface, such as round profiles, and / or with a concave Surface, such as hollow profiles, and / or bores and other recesses, for example through holes and blind holes, not least due to a purely chipless processing without great effort and cost.
  • the longitudinal profiles and / or workpieces formed therefrom are given a particularly high strength and / or hardness, as well as an extremely high accuracy and smoothness.
  • the longitudinal profiles treated by the method according to the invention and / or workpieces formed therefrom are largely gas-impermeable or gas-tight.
  • the Longitudinal profiles and / or workpieces are therefore outstandingly suitable for further processing to, for example, high-strength and gas-tight, hydraulic elements, such as (lockable) gas and / or liquid springs, etc.
  • the surface of the material and / or the surface is further cleaned Edge zone of brittle oxide crusts, for example aluminum oxide crusts, and harmful impurities reached and surface defects and cracks eliminated.
  • a separate processing of the material surface is not necessary.
  • the workpieces are surrounded by a material-identical shell of several hundred micrometers, which has a stiffening effect due to increased material strength and the resulting residual pressure.
  • the surface roughness improves compared to the workpieces immediately after drawing or extrusion up to about a factor of 6 to 8.
  • Roughness values of R a ⁇ 0.1 are the rule.
  • the workpieces therefore have an inherent stress characteristic, namely residual stresses in the plastically deformed surface or near-surface marginal zone and tensile residual stresses in the areas below which counteract each other.
  • the workpieces made from the longitudinal profile thus have a significantly improved fatigue strength.
  • An additional advantage of the method according to the invention results in improved adhesion as a result of a significantly reduced oxide layer thickness, with the result that the workpieces can be provided with galvanic coatings without any problems, and without the usual hydrogen embrittlement. Because of the improved adhesion, however, all conceivable corrosion protection methods are also possible.
  • welding of longitudinal profiles and / or workpieces produced by the method according to the invention to or with one another is also readily possible.
  • the resilience or durability of such weld seams corresponds to that of weld seams of conventionally produced longitudinal profiles and / or workpieces.
  • the longitudinal profile is acted upon in succession in the opposite direction in a special embodiment of the invention according to claim 3 by at least one, in particular two, each at least partially provided with an outer profile.
  • the surface of the longitudinal profile to be treated is preferably deformed transversely to the direction of movement of the longitudinal profile first in one direction and then in the opposite direction.
  • the longitudinal profile is made gastight in this way.
  • the annular beads and recesses of the roller arranged at an angle ⁇ , ⁇ ' having an essentially opposite leading position to each other.
  • the longitudinal profile according to claim 8 is acted upon by two rollers, each of which is at least partially provided with an outer profile, and an essentially unprofiled roller which are arranged around the longitudinal profile, in particular at approximately the same distance from one another.
  • the longitudinal profile or the (upper) surface of the longitudinal profile to be treated is preferably machined according to claim 9 by two rollers with an outer profile in the form of annular beads and recesses arranged at an angle ⁇ or 'to the longitudinal axes of the rollers.
  • the two rollers are claimed 10 preferably driven in the same direction of rotation if the annular beads and recesses of the two rollers, which are arranged at an angle or .alpha. 'To the longitudinal axes of the rollers, have an essentially opposite feed position to one another.
  • the rollers according to claim 11 are driven in the opposite direction of rotation if the annular beads and recesses of the two rollers, which are arranged at an angle or ⁇ 'to the longitudinal axes of the rollers, have a feed position which is essentially identical to one another.
  • the longitudinal profile placed under residual stresses is at least partially provided with a profile by at least one profile roller in accordance with the measures of claim 14.
  • the profile is created on the longitudinal profile without any machining.
  • the longitudinal profile set under residual stresses is provided with a pin profile by the at least one profile roller.
  • the longitudinal profile placed under residual stresses is at least partially provided with a thread by at least one grooved roller.
  • the pin profile formed by the at least one profile roller of the longitudinal profile placed under residual stresses additionally, i.e. cumulative, by means of which at least one grooved roller is provided with a thread.
  • the longitudinal profile can advantageously be cut to length or sheared to a shortened longitudinal profile.
  • the separated section of the longitudinal profile and / or the shortened longitudinal profile is surface-treated in the area of separation or shearing.
  • an elongated profile such as a wire
  • an aluminum core with a (closed or continuous) copper sheath.
  • the copper coating remains extremely durable and particularly abrasion-resistant to the aluminum core. It is no longer necessary to use copper wires made of solid material. In addition to a reduction in weight, it is above all possible to achieve considerable cost savings.
  • Highly resilient hard chrome coatings or the like are also possible with the method according to the invention, without the need for expensive preparatory work. For example, complex and time-consuming peeling of near-surface oxide layers and / or contaminants before chrome plating of longitudinal profiles and / or workpieces, such as brass shafts or the like, as previously required, can be completely dispensed with.
  • An abrasion-resistant application of, for example, anodized paints or anodizing or galvanizing of workpieces is equally possible.
  • the longitudinal profiles and / or workpieces and / or their coatings placed under residual stresses can, in a particularly advantageous manner, consist of aluminum and / or (an) alloy (s), depending on the material properties or specifications to be achieved in each case.
  • aluminum and / or aluminum-containing alloys for example AlMgSig 5, AlMgSi, AlMgs, AICuMg, AlCuMg2, AlZnMgCuQ, 5, AlZnMgCui 5, AICuMgPb.
  • the device according to the invention comprises a device for the continuous production of workpieces from an unprofiled longitudinal profile with a round, for example convex and / or concave, surface, a device for generating residual stresses in the unprofiled longitudinal profile with three rollers arranged in parallel and around the longitudinal profile, which are at least partially provided with an external profile acting on the longitudinal profile in the form of annular beads and recesses arranged at an angle to the longitudinal axis of the roller and each rotatable individually about their longitudinal axes and together about the longitudinal profile, a device for the non-cutting formation of a profile on the bottom Internal stresses set longitudinal profile with at least one further roller and a device for separating a section of the longitudinal profile provided with a profile to form a profiled workpiece from the longitudinal profile.
  • the device according to the invention is thus distinguished by a particularly simple and compact construction overall.
  • the device according to the invention also ensures extremely high manufacturing accuracy in the production of workpieces with particularly high strength and hardness and great accuracy.
  • the workpieces produced with the device according to the invention are absolutely gas-tight.
  • the device according to the invention enables a substantial reduction in the work and cost involved in the continuous production of such workpieces with a round surface. In terms of device technology, this object is also achieved in a surprisingly simple way by the features of claim 22.
  • a device for the continuous production of workpieces from an unprofiled longitudinal profile with at least one bore or similar recess also has a device for generating residual stresses in the non-profiled longitudinal profile, a device for non-cutting formation of a profile on the longitudinal profile placed under residual stress with at least one further roller and means for separating a profiled portion of the longitudinal profile to form a profiled workpiece from the longitudinal profile.
  • the advantages that can be achieved with such a device are essentially one hundred percent of the aforementioned advantages in connection with the embodiment of a device for producing workpieces with a round surface, such as a simple construction, a production of workpieces with particularly high strength and hardness Gas tightness as well as great accuracy, low labor and cost, etc., identical.
  • the device for generating residual stress has at least one roller, in particular two, rollers with an external profile acting on the longitudinal profile, while the other rollers, in particular one roller, are not profiled / is.
  • the longitudinal profile is advantageously acted upon by the External profile of the at least one, in particular two, rollers in succession in the opposite direction, that is to say a double deformation essentially approximately transversely or also obliquely to the direction of movement of the longitudinal profile.
  • the device for generating residual stress is followed by a device for compacting the surface of the longitudinal profile set under residual stress.
  • a device for compacting the surface of the longitudinal profile set under residual stress With such a device, the surface of the longitudinal profile, which is already (largely) gas-tight due to the generation of residual stress, can be given a completely gas-impermeable outer surface.
  • the device for the non-cutting formation of a profile on the longitudinal profile placed under residual stress according to claim 29 comprises at least one profile roller and / or according to claim 30 has at least one grooved roller for forming a thread.
  • a cutting device for cutting or shearing the longitudinal profile is expediently provided according to claim 31.
  • workpieces made of aluminum and / or aluminum-containing alloys such as AlMg4 5Mn, AlMgSin 5 AlMgSi, AlMg 5 , AlZn ⁇ Mg, AICuMg, AlCuMg2, AlZnMgCu 0 , 5, AlZnMgCu ⁇ 5, AICuMgPb.
  • Workpieces made of, for example, aluminum or an alloy (s) containing aluminum have recently been found to be particularly suitable on account of the various advantageous properties, such as corrosion resistance, low specific density, etc. Especially in the field of power These materials are used more and more in vehicle construction.
  • profiled, in particular hardened and / or coated, workpieces with a round surface made of solid material, in particular rods, piston rods, axles, shafts, crankshafts, camshafts or other elongate components, with or without pins and / or ' with or without Threaded sections are manufactured.
  • the method and the device according to the invention are expediently particularly suitable for producing, in particular gas-tight, hydraulic spring or damping elements, preferably (lockable) gas and / or liquid springs, preferably made of aluminum and / or Alloys containing aluminum.
  • the method and the device according to the invention according to claim 35 for the continuous production of profiled, in particular hardened and / or coated, workpieces with bores or similar recesses, in particular through bores and / or blind bores, made of tubular material, in particular tubes, can be used Find.
  • the material aluminum or aluminum-containing alloys are revealed by the method and / or the device according to the invention on account of a considerably increased strength and hardness, a hundred percent gas-tightness, an improved fatigue strength, only a small tolerance size and high smoothness and one improved adhesion for galvanic coatings or other corrosion and oxidation-preventing materials previously unavailable applications. This at the same time further improves the versatility of the material aluminum or the alloy (s) containing aluminum and the advantages which have been known for a long time.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of an embodiment of a device designed according to the invention for the continuous production of workpieces from an unprofiled longitudinal profile
  • FIG. 2A and 2B are a schematic cross-sectional view through an embodiment of a device according to the invention for generating residual stress in a longitudinal profile of a device according to FIG. 1 and a schematic plan view of three rollers of the device according to the invention corresponding to FIG. 2A, each in an enlarged view,
  • 3A, 3B and 3C are schematic side views of the embodiments of the three rollers of the device according to the invention for generating residual stress according to FIGS. 2A and 2B, each in an enlarged view,
  • 4A and 4B show a partially schematic cross-sectional view through a further embodiment of a device according to the invention for generating residual stress of a device according to FIG. 1 and a schematic top view of three rollers of the device according to the invention. 4A, each in an enlarged view,
  • 5A and 5B is a schematic cross-sectional view through another embodiment of a device according to the invention for generating residual stress of a device according to FIG. 1 and a schematic plan view of three rollers of the device according to the invention according to FIG. 5A, each in an enlarged view,
  • FIG. 6 shows a schematic cross-sectional view through an embodiment of a device designed according to the invention for compressing a longitudinal profile of a device according to FIG. 1,
  • FIG. 7 shows a schematic cross-sectional view through an embodiment of a device designed according to the invention for the non-cutting formation of a profile on a longitudinal profile of a device according to FIG. 1,
  • FIGS. 8 shows a schematic cross-sectional view through another embodiment of a device designed according to the invention for the non-cutting formation of a profile on a longitudinal profile of a device according to FIGS. 1, and
  • 9A to 9E are schematic representations of an embodiment of a possible process sequence for the continuous production of workpieces from a longitudinal profile by means of a device according to the invention.
  • a device 10 for the continuous production of workpieces 12, 12 'from a Nem longitudinal profile 14 with a round surface 16, for example with a round cross-section in the form of a round material, and workpieces 12 '' from a longitudinal profile 14 'with at least one bore 16' or similar recess, such as a through hole and / or a blind hole
  • identical components are each provided with identical reference numbers.
  • a longitudinal profile 14 with a round surface 16 can equally be a longitudinal profile with a convex surface, such as an outer surface of solid material, and / or a longitudinal profile with a concave surface, such as an inner surface of solid material, and / or a combination act from it, such as an outer and inner surface of a hollow profile.
  • a longitudinal profile 14 'with a bore 16' or the like recess may under certain circumstances be equivalent to a longitudinal profile 14 with a round, i.e. concave, surface 16 in the form of tube material or other hollow profile.
  • FIG. 1 schematically shows an embodiment of a device 10 according to the invention for the continuous production of workpieces 12, 12 ', 12' 'from an unprofiled longitudinal profile 14, 14' with a round surface 16 or bore 16 'or similar recess.
  • the unprofiled longitudinal profile 14, 14 ' is first means 18 ⁇ for generating internal stresses in the longitudinal profile 14, 14', respectively.
  • the longitudinal profile is given increased strength on the one hand by the residual stress generating device and on the other hand it becomes gas-tight.
  • the residual stress generating device 18 comprises three rollers 20, 20 ', 20'', which are arranged parallel to and around the unprofiled longitudinal profile 14 at approximately the same distance, ie offset by 120 ° from one another.
  • the three rollers 20, 20 ', 20''each have the same diameter in the embodiment of the device 18 shown in FIGS. 2 to 5B.
  • rollers 20, 20 ', 20' ' are at least partially provided with an outer profile 24, 24' which acts on the surface 16 of the longitudinal profile 14.
  • the rollers 20 and 20 ' are provided with such an outer profile 24, 24'.
  • the roller 20 ′′ is not profiled. In principle, however, it is also possible to equip only one roller with an outer profile of this type which acts on the surface 16 of the longitudinal profile 14 instead of two rollers 20, 20 '(cf. FIGS. 4A, 4B).
  • rollers 20, 20 ', 20' ' arranged in parallel and around the non-profiled longitudinal profile 14, 14' at approximately the same distance from one another with such an external profile (not the surface 16 of the longitudinal profile 14, 14 ' shown).
  • the outer profile 24, 24 'of the two rollers 20, 20' acting on the surface 16 of the longitudinal profile 14 is designed in the form of annular beads 26 and recesses 28 arranged between them, which extend to the longitudinal axis 22, 22 'of the respective roller .20, 20''are arranged at an angle ⁇ .
  • the beads 26 and recesses 28 of the two rollers 20, 20 'therefore run obliquely in the longitudinal direction of the rollers 20, 20'.
  • the annular beads 26 protrude beyond the outer diameter of the rollers 20, 20 '.
  • the two rollers 20, 20 ' are at least partially provided with an outer profile 24, 24' which sequentially acts on the surface 16 of the longitudinal profile 14, 14 'in the opposite direction, ie the surface 16 of the longitudinal profile 14 initially in one direction and then deformed in the opposite direction.
  • the beads 26 and recesses 28 of the outer profile 24, 24 'of the two rolls 20, 20' are reversed for this purpose, i.e. arranged approximately crosswise.
  • the angle ⁇ of the outer profile 24 of the roller 20 is identical in terms of amount to the angle 'of the outer profile 24' of the roller 20 ', the angles ⁇ and ⁇ ' differ accordingly in their sign, and are therefore once positive and once negative, or vice versa .
  • angles ⁇ , ⁇ 'of the slope of the annular beads 26 and recesses 28 differ from one another in terms of amount, for example that the angle ⁇ is 30 ° and the angle ⁇ ' is 45 °. Any other combination can also be provided.
  • the beads 26 or recesses 28 are formed on the roller 20 from right to left and on the roller 20 'from left to right.
  • the two rollers 20, 20 ' can therefore be driven in the same direction of rotation.
  • the forward position of the beads 26 and recesses 28 is essentially the same, the two rollers 20, 20 ′′ adjacent to one another can then be driven in the opposite direction of rotation (not shown).
  • the longitudinal profile 14, 14 ' is moved in the embodiment of the device 18 according to the invention according to FIG. 2B in the direction of arrow 30 by the rollers 20, 20', 20 '' from right to left.
  • the rollers 20, 20 ' have two ends 32, 34, which, as is clear from FIGS. 2B, 3A and 3B, limit the respective outer profile 24, 24'.
  • the upstream end 32 and downstream end 34 of the rollers 20, 20 'in the direction of movement of the longitudinal profile 14, 14' according to arrow 30 are non-profiled or smooth.
  • the upstream end 32 of the roller 20, 20 ' has a slightly smaller outer diameter in order to compensate for any irregularities in the longitudinal profile 14, 14' to be supplied to the outer profile 24, 24 'or to perform a certain directional function beforehand.
  • the downstream end 34 of the rollers 20, 20 ' has a slightly larger diameter in order to keep the longitudinal profile 14, 14' coming from the area of the outer profile 24, 24 'to a constant dimension, namely the actual or desired target dimension the longitudinal profile 14, 14 'to bring with a very smooth surface or a small tolerance.
  • the roller 20 ′′ is continuously provided with a smooth surface in accordance with FIG. 3C.
  • the rollers 20, 20 ′, 20 ′′ are furthermore each individually rotatable about their longitudinal axes 22, 22 ′, 22 ′′, as is shown in particular in FIG. 2A.
  • the two rollers 20, 20 'with opposite outer profile 24, 24' are each driven in the same direction of rotation, the roller 20 '' with an exclusively smooth surface in the opposite direction of rotation.
  • the direction of rotation of the roller 20 '' with only smoother can be chosen freely.
  • the rollers 20, 20 ', 20' ' are received by a drive device and a drive head or the like drive arrangement (not shown).
  • the drive device is provided for rotating the rollers 20, 20 ', 20' 'individually about their longitudinal axes 22, 22', 22 ''.
  • the drive head serves to rotate the rollers 20, 20 ', 20 "together around the longitudinal profile 14, 14'.
  • the upstream end 32 of the rollers 20, 20 ', 20' ' is rotatably received by the hydraulic drive device in accordance with FIGS. 3A to 3C with a profile 36, for example a square profile, in a correspondingly shaped, essentially precisely fitting recess (not shown) ,
  • the downstream end 34 of the rollers 20, 20 ', 20' ' is rotatably received in each case via a pin 38 in recesses (also not shown) of the drive head.
  • the drive device and / or the drive head of the three rollers 20, 20 ', 20' ' can be controlled hydraulically or pneumatically in the embodiment of the residual voltage generating device 18 according to the invention.
  • Such a drive of the three rollers 20, 20 ', 20' ' enables a stepless control in order to avoid any slippage and thus to obtain a constantly smooth surface 16 of the longitudinal profile 14, 14' during its treatment.
  • the drive device comprises a total of three separate, preferably hydraulically operated, drive motors, each of which is assigned to one of the rollers 20, 20 ', 20' 'at the end. However, it is also possible to drive only the two profiled rollers 20, 20 'by means of such a drive motor.
  • the drive head or similar drive arrangement is in, for example, a worm drive (not shown) Operative engagement.
  • the worm drive and thus the drive head are also hydraulically or pneumatically driven by a drive motor.
  • a drive motor about the speed of the worm drive, which is equally the speed of rotation of the drive head and thus the joint rotary movement of the.
  • Rollers 20, 20 ', 20''to the longitudinal profile 14, 14' purports is likewise the feeding of the longitudinal profile '14, 14' voltage generating means 18 determined by the properties of the invention.
  • the longitudinal profile 14, 14 ' is subjected to a longitudinal movement without any rotational movement.
  • the device 18 can be used in a very versatile manner. It is thus possible to use rollers 20, 20 ', 20''with different lengths, with different diameters and with different outer profiles 24, 24', ie to be used individually by arranging the beads 26 and recesses 28 with different slopes, in different numbers of beads 26 and recesses 28, with different spacing etc., depending on the dimensions, material properties etc. of the respective longitudinal profile 14, 14 '.
  • the rollers 20, 20 ', 20' ' are designed in several parts.
  • the rollers 20, 20 ′, 20 ′′ each comprise a shaft 40 with a stop 42 provided in the region of the profile 36.
  • the shaft 40 takes a sleeve 44 either with the outer profile 24, 24 ′, the upstream end 32 and the outflow side End 34 or with an overall smooth surface.
  • the sleeve 44 is attached to the shaft 40 in a rotationally secured manner via a slot wedge 46. In the axial direction, the sleeve 44 is secured on the shaft 40 by the stop 42, a ring 48 and a nut 50.
  • Such a multipart structure Due to such a multi-part structure, it is possible to easily replace the sleeve 44 without effort if the outer profile 24, 24 'of the rollers 20, 20', 20 '' is worn or defective.
  • Such a multipart structure also has the advantage that the shaft 40 and the sleeve 44 can be subjected to different production methods, so that ultimately the shaft 40 has high toughness and the sleeve 44 with the outer profile 24, 24 'of the rollers 20, 20', 20 '' have great hardness and therefore high wear resistance.
  • roller 20 ''' at least partially with an outer profile 24, 24' provided that the surface 16 of the longitudinal profile 14, 14 'successively acted on in the opposite direction, ie the surface 16 of the longitudinal profile 14, 14 'is first deformed in one direction and then in the opposite direction.
  • the beads 26 and recesses 28 of the outer profile 24, 24 'of the roller 20''' are reversed from one another for this purpose, that is to say arranged approximately crosswise. Accordingly, although the angle ⁇ of the outer profile 24 is identical in terms of amount to the angle 'of the outer profile 24' of the roller 20 ''', the angles ⁇ and ⁇ ' differ in their signs.
  • the roller 20 ''' rotates about its axis 22'''.
  • the two rollers 20 ′′ are not profiled.
  • the embodiment of the residual stress generating device 18 according to the invention according to FIGS. 5A and 5B still differs from the embodiment according to FIGS. 2A to 3C in that the rollers 20, 20 ', 20' 'for surface treatment of a surface or inner wall of a bore 16 'or the like recess, for example a through hole and / or blind hole, such as the cylinder bores, are used in an engine block of a motor vehicle of the longitudinal profile 14'.
  • roller 20 '' 'according to FIGS. 4A, 4B with an outer profile 24 and / or 24' and / or further profiled rollers 20, 20 'according to FIGS. 2A to 3C for the purpose of generating residual stress of the longitudinal profile 14 'or of the inner wall of a bore 16' (not shown).
  • rollers 20, 20 ', 20' ' which are each carried, for example, by a shaft 52, 52', 52 '' or the like (shown in a hint), are also all supported on the inner wall of the bore 16 'of the longitudinal profile 14' , This is all the more advantageous since the rollers 20, 20 ', 20' 'are supported in a self-supporting manner when a blind bore is generated, in particular.
  • roller 20 ''' it is alternatively possible to use only one roller 20 '''.
  • at least two rollers 20, 20 ', 20'',20''' should be used, at least one of which is then profiled.
  • These two rollers should be arranged opposite one another, the two outer diameters of which could roll on the inner diameter of the bore 16 'in order to additionally achieve a support function in the generation of residual stress.
  • the high manufacturing accuracy of the longitudinal profile 14 'after the residual stress generation can be further improved.
  • the device 18 for generating residual stress in the longitudinal profile 14, 14 ' is optionally followed by a reel 54, onto which the longitudinal profile 14, 14' is wound after generating the residual stress in the device 18 according to the invention, optionally for transport to another location can be.
  • a device 56 for compressing the surface 16, 16' of the longitudinal profile 14, 14 ' is arranged.
  • the surface 16, 16 'of the longitudinal profile 14, 14' placed under residual stresses can additionally be compressed to a surface depth of approximately 500 ⁇ m, in particular approximately 1 to 20 ⁇ m and preferably approximately 1 ⁇ m.
  • the device 56 for compacting the surface 16, 16 'of the longitudinal profile 14' comprises at least one, but preferably a plurality of compacting rollers 58, 58 'arranged around the longitudinal profile 14', which is designed as a hollow profile.
  • the compaction rollers 58, 58 ' act on the outer, convex surface 16 of the longitudinal profile 14' in order to compress it and thereby make it partially or completely gas-impermeable or gas-tight.
  • a rolling head 60 known per se is provided, which is rotatably arranged on an axis of rotation 62 or the like.
  • the rolling head 60 is provided with rotating bodies 64, for example with needles, in order to support the rotating movement on or on the inner, concave surface 16 ′ of the rolling head 60.
  • the compacting device 56 is assigned a cutting device 66.
  • the cutting device 66 divides the longitudinal profile 14, 14 'into simpler further work processes into smaller units. Such cutting to length can, of course, also take place anywhere else. Therefore, the cutting device 66 could easily be arranged, for example, in front of the internal stress generating device 18 or after the reel 54, etc. However, it is also conceivable to integrate several such cutting devices 66 in the device 10 according to the invention.
  • the cutting device 66 in the embodiment of the device 10 according to the invention shown in FIG. 1 is in turn followed by a device 68 for the non-cutting formation of a profile on the longitudinal profile 14, 14 ′ which is set under internal stresses and subsequently compressed on the surface in the present embodiment.
  • the device 68 for chip-free sen formation of a profile at least one profile roller 70 As FIG. 7 shows, the device 68 for chip-free sen formation of a profile at least one profile roller 70.
  • two opposing profile rollers 70 are provided, which press the longitudinal profile 14, which is here in the form of solid material, in the opposite direction with pressure.
  • the profile rollers 70 form a profile on the longitudinal profile 14, which is moved in the direction of arrow 72 by the device 10.
  • the longitudinal profile 14 is provided with a pin profile 74 and a plurality of annular beads 76 and recesses 78 in the illustrated embodiment.
  • the device 68 for the non-cutting formation of a profile on the longitudinal profile 14 set under residual stresses according to FIG. 7 additionally has at least one grooved roller 80 for forming a thread 81.
  • at least two opposing grooved rollers 80 are provided, which are mutually supported. Any thread 81 can be cut into the longitudinal profile 14 via the two or more grooved rollers 80.
  • the projecting pin 74 is equipped with a thread 81.
  • a further cutting device 82 is arranged downstream of the device 68 for the non-cutting formation of a profile when executing the device 10 according to the invention according to FIG. 1, around the work piece 12, 12 ', 12''formed from the longitudinal profile 14, 14' cut to length or ultimately separate from adjacent workpieces 12.
  • the workpiece 12 is designed as a so-called bottom piece. educated .
  • cut-to-length or separated workpieces 12, 12 ', 12' 'or separated sections of the longitudinal profile 14, 14' are finally surface-treated in a device 84 for surface treatment in the region of their separation, for example deburred and ground, polished, buffed or otherwise smoothed.
  • the longitudinal profile 14, 14 ' can be shaped in any way by the one or more profile rollers 70 (not shown).
  • a flange 86 is formed on the leading end 88 of a longitudinal profile 14 ′, which is designed as a hollow profile or tube or possibly also has a bore or the like, by profile rollers 70.
  • the longitudinal profile 14 ' is thus formed into a workpiece 12', for example an end pipe or the like.
  • FIGS. 9A to 9E show yet another shape of the longitudinal profile 14, which in turn is available as a solid material.
  • a section of a longitudinal profile 14 according to FIG. 9A which has been subjected to a shortening in the cutting device 66, is rolled down in the middle by profile rollers 70 to a diameter which is substantially smaller than the diameter of the outer surface 16. Then the two are turned away from each other
  • the ends of the shortened longitudinal profile 14 are shaped according to FIG. 9C by means of further profile rollers 70 pins 74.
  • the pins 74 are then each provided with a thread 81 via grooved rollers 80, which is indicated in FIG. 9D.
  • the profiled longitudinal profile 14 is then separated in the central section, whereby two individual, corresponding workpieces 12 ′′, for example piston rods or the like, are formed.
  • FIG. 1 illustrates a process flow in which a continuous production of workpieces 12, 12 ', 12''is integrated according to the method and the associated device according to the invention.
  • the method and the device 10 according to the invention are particularly well suited for the mass production of workpieces which are formed from non-profiled, elongated profiles, such as, for example, headrest brackets in motor vehicles or the like, which preferably consist of alloys containing aluminum or aluminum.
  • headrests manufactured in this way are distinguished on the one hand by an extremely high level of strength, but on the other hand also have a certain deformability, so that head injuries of the vehicle occupants previously recorded can be avoided precisely in the event of head-on collisions.
  • the method and / or the device 10 are used in a particularly suitable manner to produce profiled, in particular hardened and / or coated, high-strength and / or gas-tight workpieces 12, 12 ′′ with a round surface 16 made of solid material, preferably rods, piston rods, axles , Shafts, crankshafts, camshafts or other elongated components, with or without pins and / or with • or without threaded sections etc., continuously.
  • the method and / or the device 10 according to the invention thus allow continuous production of, in particular high-strength and / or gas-tight, hydraulic spring or damping elements.
  • ducks preferably of (lockable) gas and / or liquid springs, preferably made of aluminum and / or aluminum-containing alloys.
  • a wide variety of components can be obtained easily and without any design effort and assembled to form a construction unit or even welded to one another.
  • the workpiece 12 in the form of a gas-impermeable base piece can be inserted into the workpiece 12 'in the form of a tube with a flange 86, which is explained in connection with FIG. 8.
  • the weld seam 90 runs in the area of the flange 86.
  • the structural unit formed in this way can be used, for example, as an inner tube of a gas spring or a similar hydraulic spring element.
  • the workpiece 12 ′ ′′ which is shown in more detail in FIGS. 9A to 9E, can finally also be introduced as a piston rod into a gas spring or the like hydraulic spring element and mounted gas-tight therein.
  • the workpiece to be treated to be made of any material or material made of metal or a metal alloy available on the market, in particular of base metals such as lead, chromium, iron, cobalt, nickel, copper, manganese, molybdenum, silicon , Tungsten, tin, zinc, or alloys thereof, such as brass, steel, or of noble metals, such as gold, palladium, platinum, silver, or alloys thereof, or combinations thereof.
  • base metals such as lead, chromium, iron, cobalt, nickel, copper, manganese, molybdenum, silicon , Tungsten, tin, zinc, or alloys thereof, such as brass, steel, or of noble metals, such as gold, palladium, platinum, silver, or alloys thereof, or combinations thereof.
  • noble metals such as gold, palladium, platinum, silver, or alloys thereof, or combinations thereof.
  • any coatings to be provided for the workpiece that has already been treated, or a surface or bore, etc. thereof which are

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von Werkstücken (12, 12', 12'') aus einem unprofilierten Längsprofil (14, 14') mit einer runden Oberfläche (16) und/oder wenigstens einer Bohrung (16') oder dergleichen Ausnehmung, 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 Ausdehnungen (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 eine 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, sowie deren Verwendung.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von Werkstücken aus einem unprofilierten Längsprofil sowie deren Verwendung
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 Her¬ stellung 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.
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 dif- ferentiell plastisch verformt werden.
Schließlich sind in der DE 31 10 433 AI 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 von besonders hoher Festigkeit und Härte sowie Gasdichtigkeit unter großer Genauigkeit und mit geringem Arbeits- und Kosten- aufwand 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 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, nicht zuletzt aufgrund einer rein spanlosen Bearbeitung ohne großen Arbeitsund 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 Ra < 0,1 sind dabei die Regel. Die Werkstücke erhalten mithin eine Eigenspannungscharakteristik, nämlich Durckeigen- spannungen 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. ' 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 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 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) Gas- und/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. kumul- tativ, 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 an- zuformen.
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 Hart- chrombeschichtungen 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
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AlMgSig 5, AlMgSi, AlMgs,
Figure imgf000012_0002
AICuMg, AlCuMg2, AlZnMgCuQ,5, AlZnMgCui 5, AICuMgPb, 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 AlMg4 5Mn, AlMgSin 5 AlMgSi, AlMg5, AlZn^Mg, AICuMg, AlCuMg2, AlZnMgCu0,5, AlZnMgCu^ 5, AICuMgPb, herzustellen. Werkstücke aus zum Beispiel Aluminium oder (einer) Aluminium enthaltenden Legie- rung/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 Kraft- fahrzeugbaus 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 entspre- chend 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 ei- nem 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 Eigenspannungserzeu- gungseinrichtung erhält das Längsprofil zum einen eine erhöhte Festigkeit und wird zum anderen gasdicht. Entsprechend den Fig. 2A und 2B umfasst die Eigenspannungser- zeugungseinrichtung 18 drei Walzen 20, 20', 20'', die parallel 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 de-' ren 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 ' 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 , ' 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 Äntriebskopf 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 Ei- genspannungserzeugungseinrichtung 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 Eigen- spannungserzeugungseinrichtung 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 Eigenspannungserzeugungsein- richtung 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 Eigen- spannungserzeugungseinrichtung 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 ' 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. Vorzugs- weise 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 Eigenspannungserzeu- gungseinrichtung 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 spanlo- sen 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 aus- gebildet .
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 Werkstük- ken, 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. Dämpfungsele- enten, 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

Patentansprüche
1. Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Werkstük- ken (12, 12', 12'') 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.
2. 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.
3. 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.
4. 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.
5. 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.
6. 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.
7. 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') angeordneten ringförmigen Wülsten (26) und Ausnehmungen (28) bearbeitet wird, wobei insbesondere die zu der Längsachse (22''') der Walze (20', ?) in einem Winkel ( , α') angeordneten ringförmigen Wülste (26) und Ausnehmungen (28) der Walze (20, 20') eine zueinander im Wesentlichen entgegengesetzte VorlaufStellung aufweisen.
8. 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.
9. 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.
10. 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.
11. 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, ' ) angeordneten ringförmigen Wülste (26) und Ausnehmungen (28) der zwei Walzen (20, 20') eine zueinander im Wesentlichen gleiche VorlaufStellung aufweisen.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das unter Eigenspannungen gesetzte Längsprofil (14, 14') oberflächenseitig verdichtet wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche (16, 16') des unter Eigenspannungen gesetzten Längsprofils (14, 14') bis zu einer Oberflächen- tiefe von etwa 100 μm, insbesondere von etwa 1 bis 20 μm und vorzugsweise von etwa 1 μm verdichtet wird.
14. 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.
15. 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.
16. 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.
17. 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.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Längsprofil (14, 14') zu einem verkürzten Längsprofil (14, 14') abgelängt wird.
19. 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.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch ge- kennzeichnet, 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.
21. 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.
22. 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 .
23. 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.
24. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die übrigen Walzen, insbesondere eine Walze (20''), unprofiliert ausgebildet sind/ist.
25. 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 ent- gegengesetzter Richtung beaufschlagenden Außenprofil (24, 24') versehen sind.
26. 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.
27. 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.
28. 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.
29. 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.
30. 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.
31. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 21 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schneideeinrichtung ( 66, 82) zur Ablängung des Längsprofils (14, 14') vorgesehen ist.
32. 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 ),5Mn, AlMgSio,5, AlMgSi, Al gs, AlZ^^Mg, AICuMg, AlCuMg2, AlZnMgCuo,5, AlZnMgCu^ 5, AICuMgPb, daraus.
33. 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.
34. 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.
35. 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, Werkstük- ken (12') mit Bohrungen (161) oder dergleichen Ausnehmungen, insbesondere von Durchgangsbohrungen und/oder Sacklochbohrungen, aus rohrförmigem Material, insbesondere von Rohren .
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