WO2021116027A1 - Forming tool, forming device and method for forming a workpiece - Google Patents

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WO2021116027A1
WO2021116027A1 PCT/EP2020/084910 EP2020084910W WO2021116027A1 WO 2021116027 A1 WO2021116027 A1 WO 2021116027A1 EP 2020084910 W EP2020084910 W EP 2020084910W WO 2021116027 A1 WO2021116027 A1 WO 2021116027A1
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WO
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forming
tool
main body
workpiece
forming tool
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Application number
PCT/EP2020/084910
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German (de)
French (fr)
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Roger Schneider
Markus Schuette
Philip LABAHN
Michael Weikert
Original Assignee
Sueddeutsche Gelenkscheibenfabrik Gmbh & Co. Kg
WF Maschinenbau und Blechformtechnik GmbH & Co. KG
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Publication date
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    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D22/00—Shaping without cutting, by stamping, spinning, or deep-drawing
    • B21D22/14—Spinning
    • B21D22/16—Spinning over shaping mandrels or formers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D19/00—Flanging or other edge treatment, e.g. of tubes
    • B21D19/02—Flanging or other edge treatment, e.g. of tubes by continuously-acting tools moving along the edge
    • B21D19/04—Flanging or other edge treatment, e.g. of tubes by continuously-acting tools moving along the edge shaped as rollers
    • B21D19/046—Flanging or other edge treatment, e.g. of tubes by continuously-acting tools moving along the edge shaped as rollers for flanging edges of tubular products
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    • B21D41/02—Enlarging
    • B21D41/021—Enlarging by means of tube-flaring hand tools
    • B21D41/023—Enlarging by means of tube-flaring hand tools comprising rolling elements

Definitions

  • the present invention relates to a forming tool for forming a workpiece and a forming device with such a forming tool.
  • the present invention also relates to a method for reshaping a workpiece.
  • the forming tool according to the invention for forming a workpiece comprises at least one main body, which has a longitudinal axis, and at least one forming roller, which has at least one axis of rotation and is rotatably mounted on the at least one main body.
  • the at least one forming roller has at least one forming section, the at least one forming section protruding at least in the radial direction over at least one radial outer surface of the at least one main body in relation to the longitudinal axis of the at least one main body in order to form at least one forming area for forming the workpiece.
  • the material of the workpiece can be subjected to pressure by the at least one deformation section of the at least one deformation roller in order to be able to deform the workpiece.
  • the shaping tool can act with the at least one shaping section for reshaping the material of the workpiece, for example on the inner circumferential surface of a tubular or ring-shaped workpiece.
  • at least the forming section of the at least one forming roller can roll on the inner circumferential surface of the workpiece.
  • the forming tool can cause the material of the workpiece to flow and, for example, press it into a negative mold, as a result of which complex structures can be produced on the workpiece with high precision by forming.
  • the workpiece can be reshaped quickly and therefore inexpensively.
  • the longitudinal axis of the main body can form an axis of rotation of the forming tool.
  • the main body can have at least one opening through which the at least one deformation section of the at least one deformation roller extends in the radial direction.
  • the deformation section of the at least one deformation roller can protrude in the radial direction through the at least one opening in the main body in the radial direction beyond the radial outer surface of the main body.
  • the at least one forming roller can have at least one bearing section.
  • the at least one bearing section can be received at least in sections in the at least one main body.
  • the at least one bearing section can be cylindrical.
  • the at least one bearing section can be designed as a circular cylinder.
  • the at least one bearing portion can mabexcellent with the Umfor ⁇ be firmly connected.
  • the at least one bearing section can accordingly be tubular or rod-shaped.
  • the at least one bearing section can adjoin the at least one Umformab ⁇ section in the axial direction.
  • the at least one forming roller can be mushroom-shaped.
  • the forming tool can have at least one bearing arrangement for bearing the at least one forming roller on the at least one main body.
  • the at least one bearing assembly may be configured such that the ⁇ can zen at least one bearing assembly forces different bearing in the radial direction and / or in the axial direction.
  • the at least one bearing assembly may be received in the at least one main body in at least one Ausneh ⁇ determination.
  • the at least one bearing arrangement can have at least one bearing.
  • the at least one bearing can support the at least one bearing section of the at least one forming roller rotatably on the at least one main body.
  • the at least one bearing can be a roller bearing.
  • the at least one bearing can be a ball or roller bearing.
  • the at least one bearing can be a tapered roller bearing.
  • the at least one bearing can have an inner bearing ring and an outer bearing ring, between which rolling elements are received.
  • the bearing outer ring can be supported on the at least one main body in the axial and / or radial direction.
  • the bearing inner ring can receive the bearing section of the at least one forming roller in sections.
  • the at least one bearing arrangement can have a plurality of bearings.
  • the at least one Lageranord ⁇ voltage may be from 1, 2, 3 or assemble more bearings.
  • the bearings can be arranged offset from one another in the axial direction on the bearing section.
  • the Bearings can thus have a predetermined axial distance from one another.
  • the type of bearings of the at least one bearing arrangement can differ.
  • the at least one bearing arrangement can have ball bearings and roller bearings. It is also conceivable that tapered roller bearings and conventional roller bearings form the at least one bearing arrangement.
  • the at least one forming roller can be held on the at least one bearing arrangement via at least one axial securing element.
  • the at least one securing element can be supported on the bearing inner ring of the at least one bearing.
  • the at least one securing element can be connected to an axial end section of the at least one bearing section.
  • the at least one locking element can be a locking nut or a locking ring. Furthermore, several securing elements can be provided on one end section of the bearing section.
  • the at least one axis of rotation of the at least one forming roller can extend at least substantially parallel to the longitudinal axis of the main body.
  • the at least one axis of rotation can extend obliquely to the longitudinal axis of the main body.
  • the at least one axis of rotation can have a predetermined radial distance from the longitudinal axis of the main body.
  • At least the at least one forming section of the at least one forming roller can be displaceable along the axis of rotation of the forming roller.
  • the at least one forming roller can be constructed in several parts.
  • the deforming section and the bearing section can be formed by separate but interconnected elements.
  • the at least one bearing section can have at least one spring.
  • At least the bearing section can have at least one inner part and at least one outer part.
  • the at least one outer part of the at least one bearing section can be connected to the at least one bearing arrangement.
  • the at least one inner part and the at least one outer part can be displaceable relative to one another.
  • the at least one outer part can accommodate the at least one inner part, at least in sections.
  • the at least one outer part can thus form a guide for the at least one inner part.
  • the at least one outer part can be tubular.
  • the at least one inner part and the at least one outer part can be coupled to one another via at least one spring.
  • the at least one inner part and the at least one outer part can be displaceable relative to one another while compressing or stretching the at least one spring.
  • the at least one deformation section can be displaceable together with the at least one inner part relative to the outer part.
  • the at least one spring can be a compression or tension spring.
  • the at least one forming roller can be mounted on the main body so that it cannot be displaced, at least in the radial direction.
  • the at least one forming roller can be at least partially displaceable along its axis of rotation.
  • the radial and / or axial position of at least the forming section of the at least one forming roller can be adjusted mechanically, pneumatically or hydraulically.
  • the position of Wenig ⁇ least a forming roller can be adjusted accordingly, the machine side by means of mechanical, pneumatic or hydraulic adjustment.
  • the at least one forming roller can have at least two bearing sections.
  • the at least one deforming section can be provided in the axial direction between the at least two bearing sections.
  • the at least one main body can be designed in such a way that the at least two bearing sections are received at least in sections in the main body.
  • the at least one Lageran ⁇ assembly may include a plurality of bearings so that each of the at least two bearing portions is mounted on the main body via at least one bearing. In other words, the at least one main body can extend in the axial direction on both sides of the at least one forming section of the at least one forming roller.
  • the at least one deforming section can have at least one processing point in the region of its largest outside diameter, which is designed for deforming the workpiece.
  • the at least one deformed section can be curved or arched in the region of its largest external diameter.
  • the at least one deforming section can act on the inner circumferential surface of the workpiece in order to deform the material of the workpiece.
  • the processing point can have at least one processing edge or at least one processing vertex, which represents the largest outer diameter of the deforming section and can act on the inner circumferential surface of the workpiece to deform the material of the workpiece.
  • the Wenig ⁇ be deformed least one at least partially conical or frustoconical.
  • the forming tool can have several forming rollers.
  • the forming rollers can be arranged on the main body offset from one another by predetermined angular distances with respect to the longitudinal axis of the main body.
  • the foregoing Forming sections of the forming rollers can protrude beyond the main body in the radial direction, offset from one another by predetermined angular distances with respect to the longitudinal axis of the main body.
  • the forming rollers can attack the blank at several points with their forming areas in order to reshape the material of the blank.
  • the deformation areas can act in particular on the inner circumferential surface of a tubular blank.
  • the wall thickness of a tubular blank to be redu ⁇ sheet.
  • the forming rollers can successively process partial areas of the blank or partial areas of the inner circumferential surface of the blank. With several forming rollers, the duration of the forming process can be reduced, since the forming tool can attack the blank at several points. Furthermore, the material of the blank can also be brought into flow faster and more uniformly by the plurality of forming rollers and pressed into the negative form of a forming tool. In addition, a better support of the forming tool can be achieved with several forming rollers during the forming process.
  • the axes of rotation of the forming rollers can be arranged on a radius around the longitudinal axis of the main body.
  • the forming rollers can move on the radius around the longitudinal axis of the main body, which in this case forms the axis of rotation of the main body.
  • the at least one main body can be constructed in several parts.
  • the main body can have a plurality of recesses in which the bearings of the at least one bearing arrangement can be received.
  • the individual parts of the main body can be screwed together.
  • the individual parts of the main body can be designed essentially in the shape of a disk.
  • the present invention further relates to a forming device for forming a workpiece, comprising at least one forming tool and at least one form ⁇ tool.
  • the at least one forming tool has a negative form to ⁇ least a portion of the to be formed on the workpiece structure.
  • the at least one shaping tool and the at least one shaping tool can be displaced relative to one another in the axial direction, the at least one shaping tool and / or the at least one shaping tool being rotatable.
  • the at least one die and the at least one forming tool Kgs ⁇ NEN be arranged coaxially.
  • the axis of rotation of the at least one forming roller can in this case have a radial distance to the longitudinal axis of the main body and to the axis of the molding tool.
  • the negative mold can be formed on the inner peripheral surface of the molding tool.
  • the at least one molding tool can be barrel-shaped or drum-shaped. The at least one tool can be clamped in the molding tool.
  • the forming tool and / or the forming tool can be driven to rotate.
  • the at least one forming roller can be driven to rotate.
  • the at least one forming roller can be freely rotatably mounted on the at least one main body. This can be the case, for example, when the forming tool is driven.
  • the present invention also relates to a method for reshaping a workpiece, at least one forming tool and at least one forming tool being provided for reshaping the workpiece, the at least one forming tool having a negative shape of at least part of the structure to be formed on the workpiece, the at least a forming tool and the at least one forming tool for forming the at least one workpiece interact in such a way that the material of the workpiece is pressed into the negative shape of the forming tool in order to form the structure on the workpiece.
  • the material of the workpiece is pressed by the forming tool into the negative shape of the mold, said Nega ⁇ tivform a negative mold of at least a portion of the workpiece to the trainees structure corresponds.
  • the at least one shaping tool and the at least one shaping tool interact in such a way that the material of the workpiece can flow into the negative shape of the shaping tool.
  • Ver ⁇ as steel, stainless steel, and metals such as aluminum are reshaped.
  • the forming tool can act at least on the inner circumferential surface of the workpiece for forming the material of the workpiece.
  • the wall thickness of a tubular blank can be redu ⁇ sheet, as the material of the blank is pressed during the forming in the negative shape of the mold.
  • the forming tool is moved into the workpiece for forming.
  • the workpiece and / or the molding tool with the negative mold can stand still during the deformation.
  • the at least one molding tool can rotate during the deformation. Furthermore, at least it can rotate a forming tool during forming.
  • the forming tool and the forming tool can rotate in opposite directions of rotation.
  • the forming tool and the forming tool can also rotate together or in the same direction of rotation during the forming process.
  • the forming tool To ⁇ and / or the mold can also change reversing the direction of rotation during machining.
  • the workpiece can be arranged on the at least one forming tool during the forming process.
  • the metal forming ⁇ tool can be moved relative to the molding tool and the workpiece in the axial direction. In other words, the forming tool can rotate and be equal ⁇ temporarily moved in the axial direction relative to the workpiece and the mold.
  • the at least one forming tool can be moved for shaping of the material of the tee ⁇ work in the axial direction relative to the mold.
  • the at least one mold can alternatively or additionally to the forming of the material of the workpiece to be displaced in the axial direction relative to the at least one imaging Umformmaschine ⁇ .
  • the at least one forming roller can roll with its forming section on the workpiece.
  • the ⁇ we tendonss a forming roller can thus rotate about its axis of rotation. It can thereby be ensured that every point on the inner circumferential surface of the workpiece comes into contact with the deformed section.
  • the at least one forming tool and / or the at least one forming tool can be controlled in such a way that the desired structure is formed in sections or continuously on the outer circumferential surface of the workpiece.
  • a controller can be provided for this purpose.
  • the movements of the forming tool and the forming tool can be synchronized.
  • the rotation of the forming tool and the rotation of the forming tool can be synchronized via a control system or a transmission.
  • the displacement of the shaping tool in the axial direction relative to the shaping tool with the rotation of the shaping tool can be controlled via a controller.
  • FIG. 1 shows a perspective view of a forming tool according to a first embodiment
  • FIG. 2 shows a plan view of the forming tool according to the first embodiment
  • FIG. 3 shows a sectional view along the section line III-III in FIG. 2;
  • FIG. 4 shows a perspective view of a forming tool according to a second embodiment
  • Figure 5 is a plan view of the forming tool according to the second exporting ⁇ approximate shape
  • FIG. 6 shows a sectional view along the section line VI-VI in FIG. 5;
  • FIG. 7 shows a sectional view of a forming tool according to a third embodiment .
  • FIG. 1 shows a perspective view of a forming tool 10 according to a first embodiment.
  • the forming tool 10 has a main body 12 and forming rollers 14, 16 and 18.
  • the forming rollers 14, 16 and 18 are held on the main body 12 in the axial direction via a fastening plate 20.
  • the fastening plate 20 is screwed to the main body 12 via the screws 22.
  • the main body 12 is composed of two parts 24 and 26.
  • the forming rollers 14, 16 and 18 are rotatably mounted on the main body 12.
  • the forming rollers 14, 16 and 18 each have a forming section 28, 30 and 32.
  • the deforming sections 28, 30 and 32 are at least partially conical.
  • the deformed sections 28, 30 and 32 have a processing surface 34, 36, 38 which is formed by an outer or circumferential surface of the deformed sections 28, 30, 32.
  • the processing surfaces 34, 36, 38 are designed to come into contact with the workpiece to be reshaped in a point, line or section for reshaping the workpiece (not shown).
  • FIG. 2 shows a plan view of the forming tool 10.
  • the main body 12 has an outer surface 40.
  • the main body 12 is according to this embodiment cylindrical and in particular circular cylindrical.
  • the main body 12 has a longitudinal axis A.
  • the longitudinal axis A can also coincide with an axis of rotation of the main body 12.
  • the axes of rotation DM, DM, DIS of the forming rollers 14, 16, 18 are arranged on a radius RI around the longitudinal axis A.
  • the radius RI accordingly also indicates the distance between the axes of rotation DM, DM, DIS of the forming rollers 14, 16, 18 and the longitudinal axis A of the main body 12.
  • the forming rollers 14, 16, 18 are designed and arranged on the main body 12 in such a way that the forming sections 28, 30 and 32 each define a forming area 42, 44 and 46 in which the processing surface 34, 36, 38 is punctiform, linear or section-wise the workpiece to be formed (not shown) can come into contact.
  • the deformation sections 28, 30 and 32 of the deformation rollers 14, 16, 18 protrude with the deformation region 42, 44, 46 in the radial direction over the outer surface 40 of the main body 12. In the forming regions 42, 44, 46, the forming rollers 14, 16, 18 can come into contact with the inner circumferential surface of a workpiece (not shown) to be formed.
  • the Be 38 44 When forming the Be 38 44 can ⁇ processing surfaces 34, 36, in the forming region 42, 46 at processing stations Umform Suite48, 50, 52 join with the reshaped workpiece in contact.
  • the deforming section 28, 30, 32 At the processing points 48, 50, 52, the deforming section 28, 30, 32 can have the greatest radial distance RAi, RA2, RA3 from the longitudinal axis A of the main body 12.
  • the processing points 48, 50, 52 can lie on a common radius R2 around the longitudinal axis A of the main body 12.
  • the radius R2 is accordingly ⁇ speaking greater than the radius of the outer circumferential surface 40 of the main body 12.
  • Figure 3 shows a sectional view taken along the section line III-III in Figure 2.
  • the order ⁇ forming rollers 14, 16 and 18 according to this embodiment are formed in one piece, as can be seen from the fully shown in Figure 3 forming roller 18th In Figure 3, the forming roller 18 is shown completely.
  • the forming roller 18 has in addition to the forming section 32 has a bearing portion 54.
  • the bearing portion 54 is received from ⁇ section-wise in the main body 12th
  • the forming roller 18 is with Its bearing section 54 is rotatably mounted on the main body 12 via a bearing arrangement 56.
  • recesses 58 and 60 are formed in which the bearing assembly 56 is received.
  • the bearing arrangement 56 is composed of two bearings 62 and 64.
  • the bearings 62 and 64 can be roller bearings such as ball or roller bearings.
  • the bearings 62, 64 are tapered roller bearings.
  • a recess 66 is formed, into which the bearing section 54 of the forming roller 18 extends.
  • a securing element 68 is provided in the recess 66 on the bearing section 54.
  • the securing element 68 secures the forming roller 18 in the axial direction on the bearing arrangement 56.
  • the securing element 68 can be, for example, a securing ring or a locking nut.
  • the securing element 68 is supported on the bearing 62 in the axial direction.
  • the securing element 68 can be supported on an inner bearing ring 70 of the bearing 62.
  • the bearing section 54 is partially received in the bearing inner ring 70.
  • the bearing 62 has a bearing ring outer ring 72 which is supported axially and radially on the main body 12 or the inner wall of the recess 58.
  • Rolling bodies 74 are provided between the bearing inner ring 70 and the bearing outer ring 72.
  • the bearing 64 is provided in the recess 60 and is thus located closer to the forming section 32.
  • the bearings 62 and 64 have an axial distance zuei ⁇ on Nander.
  • the bearing 64 also has an inner bearing ring 76 and an outer bearing ring 78.
  • Rolling bodies 80 are provided between the inner bearing ring 76 and the outer bearing ring 78.
  • the bearing outer ring 78 rests on the inner wall of the recess 60 ⁇ from.
  • the bearing inner ring 76 receives a portion of the bearing section 54.
  • the inner bearing race 76 extends through an opening 82 in the mounting plate 20.
  • the bearing inner ring 76 may be with one of its end faces on the deformed ⁇ 32 create.
  • the processing surface 38 of the deforming section 32 has a conically shaped surface section 84.
  • the deforming section 32 widens conically in the direction of the main body 12.
  • the working surface 38 has a curved or arched surface portion 88, in which the forming section has its largest outer diameter ADIS or its largest radius.
  • the surface section 88 is convexly curved on the axis of rotation Die. In this FLAE ⁇ chenabites 88, the gathersstelie 52 is formed.
  • the outside diameter of the deforming section 32 decreases in the direction of the surface 86.
  • the deforming roller 18 merges into the bearing section 54.
  • the bearing section 54 is designed as a circular cylinder.
  • the opening 92 may for example serve as a vent.
  • FIG. 4 shows a perspective view of a forming tool 10 according to a second embodiment.
  • the forming tool 10 has a main body 12 and the forming rollers 14, 16, 18.
  • the forming rollers 14, 16 and 18 are secured to the main body 12 in the axial direction via the fastening plate 20 and the screws 22.
  • the main body 12 is composed of the two parts 24 and 26 together men ⁇ .
  • a shaft section 94 is provided on the part 24 which can couple the main body 12 to a drive device (not shown).
  • Screws 96, 98 and 100 can be seen on deformed sections 28, 30, 32.
  • the forming rollers 14, 16 and 18 are designed in several parts according to this embodiment. According to this embodiment, the forming rollers 14, 16, 18 are inclined, i.e. inclined inwardly with respect to the longitudinal axis A.
  • FIG. 5 shows a plan view of the forming tool 10.
  • the construction of the forming tool 10 according to the second embodiment corresponds Wesentli ⁇ chen the structure of execution described with reference to the figures 1-3 ⁇ form.
  • the forming rollers 14, 16, 18 are inclined .
  • the screws 96, 98, 100 are provided on the deforming sections 28, 30, 32.
  • the axes of rotation DM, DI ⁇ , DIS of the forming rollers 14, 16, 18 extend through the screws 96, 98, 100.
  • the axes of rotation DM, Die, Dis of the forming rollers 14, 16, 18 lie on a radius RI around the longitudinal axis A des Main body 12.
  • the deformed sections 28, 30, 32 protrude in the radial direction beyond the outer circumferential surface 40 of the main body 12.
  • the deforming sections 28, 30 and 32 each define a deformation area 42, 44 and 46 in which the processing surface 34, 36, 38 can come into contact with the workpiece (not shown) to be deformed at points, lines or in sections.
  • the deformation sections 28, 30 and 32 of the deformation rollers 14, 16, 18 protrude with the deformation region 42, 44, 46 in the radial direction over the outer surface 40 of the main body 12.
  • the processing surfaces 34, 36, 38 in the deformation region 42, 44, 46 at the processing points 48, 50, 52 can contact the workpiece to be deformed.
  • the processing surface 34, 36, 38 can have its greatest radial distance RAi, RA2, RA3 from the longitudinal axis A of the main body 12.
  • the contact points 48, 50, 52 can lie on a common radius R2 around the longitudinal axis A of the main body 12.
  • the radius R2 is correspondingly larger than the radius of the outer circumferential surface 40 of the main body 12.
  • the processing points 48, 50, 52 can have at least one processing edge or at least one processing vertex which has the largest outer diameter ADH, ADie, ADIS of the deforming section 28, 30, 32 and can act on the inner peripheral surface of the workpiece to deform the material of the workpiece.
  • FIG. 6 shows a sectional view along the section line VI-VI in FIG. 5.
  • the forming roller 18 is composed of several parts.
  • the forming roller 18 has the forming section 32 and the bearing section 54.
  • the deforming section 32 is formed by a machining element 32 which is screwed to the bearing section 54 via the screw 100.
  • the bearing section 54 is formed by an inner part 102 and an outer part 104.
  • the outer part 104 has an end portion 106 conically formed from ⁇ which is at least partially accommodated in a complementary recess 108 of the processing member 32nd
  • the inner part 102 is screwed to the machining element 32 via the screw 100.
  • the inner member 102 and outer member 104 are coupled with each other ⁇ ge 110 via a spring.
  • the spring 110 surrounds an end section 112 of the inner part 102.
  • the spring 110 is received in an end section 114 of the outer part 104 and is supported on a shoulder 116 of the outer part 104.
  • a nut 118 and a washer 120 are attached to the end portion 112 of the inner part 102 to hold the spring 110 on the inner part 102.
  • the essentially tubular outer part 104 receives the inner part 102.
  • the outer part 104 thus forms a guide for the Inner part 102.
  • With the compression of the spring 110 the inner part 102 can be displaced along the axis of rotation Dis relative to the outer part 104. In the event of a relative movement of the inner part 102 relative to the outer part 104, the machining element 32 can be lifted off the end section 106 of the outer part 104.
  • the outer part 104 is connected to the bearings 62 and 64 of the bearing arrangement 56.
  • the bearings 62 and 64 are received in the recesses 58 and 60 of the main body 12.
  • the outer part 104 is received in the bearing inner rings 70 and 76 of the bearings 62 and 64.
  • the bearing outer rings 72 and 78 are supported on the main body 12.
  • a corresponding shoulder 122 is formed on the part 26 of the main body 12 between the bearings 62 and 64 or between the recesses 58 and 60 in the axial direction.
  • the bearing outer ring 78 of the bearing 64 is also supported on the fastening plate 20.
  • the bearing inner ring 76 extends through an opening 82 in the fastening plate 20.
  • the bearing section 54 or the outer part 104 of the bearing section 54 is secured to the bearing arrangement 56 in the axial direction via the securing elements 124.
  • the securing elements 124 are supported in the axial direction on the bearing inner ring 70 of the bearing 62.
  • the securing elements 124 can be screwed to the outer part 104.
  • the securing elements 124 can have an internal thread and the external part 104 can have a section with an external thread.
  • the forming roller 18 and thus also the bearing arrangement 56 are arranged at an angle or inclined on the main body 12.
  • the recesses 58, 60 and 66 are arranged entspre ⁇ accordingly and adapted to be able to provide 56 to the inclined position of the forming roller 18 and the bearing assembly.
  • the axis of rotation Dis extends obliquely to the longitudinal axis A of the main body 12.
  • the radial distance between the longitudinal axis A of the main body 12 and the rotational axis Dis the forming roller 18 ver ⁇ Ringert in the direction of the circumferential member 32.
  • the order ⁇ mold 10 are withdrawn after the machining of a workpiece, ie in figure 6 in the direction of the longitudinal axis a upwardly, without the workpiece being damaged.
  • the forming roller 18 and in particular the machining element 32 can be under compression of the spring 110 and the resulting Relativbewe ⁇ supply are moved radially inwardly toward the longitudinal axis A to.
  • the radial protrusion of the forming roller 14, 16, 18 can be reduced or eliminated so that the forming rollers 14, 16, 18 can slide the machining element 32 on the workpiece without damaging it.
  • FIG. 7 shows a sectional view of a forming tool 10 according to a further embodiment.
  • the forming tool 10 has the main body 12 and several forming rollers, of which only the forming roller 14 is shown in FIG.
  • the longitudinal axis A of the main body 12 extends substantially parallel to the rotational axis ⁇ ADn the forming roller fourteenth
  • the forming roller 14 has the forming section 28 and two bearing sections 54, 126.
  • the deforming section 28 is conical.
  • the outer diameter of the conical deformed section 28 is reduced starting from the bearing section 54 in the direction of the bearing section 126.
  • the deformed section 28 is formed in the axial direction between the two bearing sections 54 and 126.
  • the forming roller 14 is rotatably mounted on the main body 12 via a bearing arrangement 56.
  • the bearing arrangement 56 is designed in such a way that it can support the forces Fr, Fai and Fa2 entered in FIG.
  • the forces Fr and Fai can act on the forming roller 14 when a workpiece is formed.
  • the force Fa2 can act on the forming roller 14, for example, when the forming tool 10 is pulled out of a tubular workpiece.
  • the forming roller 14 and the bearing arrangement 56 are received in a recess 66 in the main body 12.
  • the bearing arrangement 56 comprises the bearings 62, 64 and 128.
  • the two bearings 62 and 64 cooperate with the bearing section 54.
  • the bearing 128 serves to support the bearing section 126.
  • the bearing arrangement 56 further comprises a support element 130 on which the forming roller 14 can be supported in the axial direction .
  • the support member 130 is attached to the main body 12.
  • the support element 130 can be secured to the main body 12 via nuts 132, for example.
  • the position of the support element 130 can be adjustable in the axial direction.
  • the reshaping section 28 of the reshaping roller 14 projects with its reshaping region 42 in the radial direction beyond the outer circumferential surface of the main body 12. With the shaping region 42, the forming roller 14 (not shown) come in contact with the inner peripheral surface of a raw ⁇ lings for reshaping of the blank.
  • the main body 12 is composed of three parts 24, 26, 134.
  • the parts 24, 26, 134 can be connected to one another by means of screws.
  • the bearing section 126 is mounted on the part 134 via the bearing 128.
  • the part 134 of the main body 12 forms the free end of the main body 12 with which the forming tool 10 can first dip into a blank.
  • the deformation section 28 of the deformation roller 14 is received.
  • the part 134 has an opening 136 through which the deformation section 28 extends with its deformation region 42 in the radial direction.
  • the part 134 has a reduced outer diameter compared to the parts 24, 26.
  • the deforming region 42 of the deforming section 28 projects in the radial direction both over the outer circumferential surface 138 of the part 134 and over the outer circumferential surface 40 of the parts 24, 26.
  • the blank In order to reshape a workpiece or a workpiece blank into a workpiece having a predetermined structure, the blank (not shown) is placed in a negative mold (not shown).
  • the outer circumferential surface of the blank lies at least in sections against the inner circumferential surface of a molding tool (not shown) on which a negative shape of the structure to be formed on the outer surface of the workpiece is formed.
  • the molding tool and the blank are set in rotation together.
  • the forming tool 10 is displaced in the axial direction relative to the forming tool in order to produce a contact between the processing surfaces 34, 36, 38 of the forming rollers 14, 16, 18 in the forming areas 42, 44, 46 and the blank.
  • the forming rollers 14, 16, 18 around their axes of rotation DM, di start 6 and to rotate the.
  • the forming rollers 14, 16, 18 can roll on the inner peripheral surface of the blank and with the processing stations 48, 50, 52 in the Umform Suiteen 42, 44, 46, Ma ⁇ TERIAL of the blank forming. With their respective working surface 34, 36, 38 At the same time, the above-described relative movement takes place in the axial direction between the forming tool with the blank and the forming tool 10. The forming tool 10 is thus moved in the axial direction into the blank in order to reshape the material of the blank. The forming process may be terminated if the shaping tool has 10 with the forming rollers 14, 16, 18 traversed the region of the inner peripheral surface and bear beitet ⁇ , in which the predetermined structure on the outer peripheral surface of the raw ⁇ is to be formed compact.
  • the forming tool 10 is moved in the direction of the longitudinal axis A into the blank and through the blank in order to be able to machine the inner circumferential surface of the blank. Due to the relative storage and the punctual, linear or sectional contact of the processing points 48, 50 and 52 of the processing surfaces 34, 36, 38 of the forming rollers 14, 16, 18 with the material of the blank, the material of the blank is converted into the negative shape on the inner circumferential surface of the molding tool pressed. In other words, due to the pressure exerted on the material of the blank by the forming rollers 14, 16 and 18 due to the relative movement relative to the blank, the material of the blank can flow into the negative mold. As a result, the desired structure can be formed on the outer peripheral surface of the blank 16.
  • the speed of rotation of the mold with the blank may be adjusted 10 relative to the molding tool to the speed of the axial relative displacement of the forming tool, so that the forming tool 10, the entire inner peripheral surface of the blank during the extended in the axial direction ⁇ resulted relative displacement between the forming tool 10 and the Form tool can edit.
  • the method described above can also be carried out with a standing molding tool and a rotating molding tool 10.
  • the forming tool 10 is then rotated about the longitudinal axis A and is simultaneously moved in axia ⁇ ler direction relative to the mold with the blank.
  • the forming rollers 14, 16, 18 can roll on the inner circumferential surface of the blank through contact with the blank and rotate about their axis of rotation DM, Di6 and Die.
  • a double rotary motion instead of, ie, the main body 12 rotates with the forming rollers 14, 16, 18 about the L Lucassach ⁇ se A and the forming rollers 14, 16, 18 rotate about the axis of rotation DM, Di6, DIS .
  • complex structures can be produced quickly and inexpensively on the workpiece with a high degree of precision by forming.

Abstract

The present invention relates to a forming tool (10) for forming a workpiece, comprising: at least one main body (12), which has a longitudinal axis (12a); and at least one forming roller (14), which has at least one rotational axis (D14, D16, D18) and is mounted rotatably on the at least one main body (12), wherein: the at least one forming roller (14, 16, 18) has at least one forming section (28, 30, 32); the at least one forming section (28, 30, 32) protrudes at least in the radial direction, relative to the longitudinal axis (A) of the at least one main body (12), beyond at least a radial outer face (40) of the at least one main body (12) to create a forming region (48, 50, 52) for forming the workpiece. The invention also relates to a method for forming a workpiece in which at least one moulding tool and at least one forming tool (10) according to any one of claims 1 to 19 are provided to form the workpiece, wherein: the at least one moulding tool has a female mould of at least a part of the structure to be created on the workpiece; the at least one forming tool (10) and the at least one moulding tool interact to form the at least one workpiece such that the material of the workpiece is pressed into the female mould of the moulding tool to create the structure on the workpiece.

Description

Umformwerkzeug, Umformvorrichtung und Verfahren zum Umformen eines Werkstücks Forming tool, forming device and method for forming a workpiece
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Umformwerkzeug zum Umformen eines Werkstücks und eine Umformvorrichtung mit einem solchen Umformwerkzeug. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Umformen eines Werkstücks. The present invention relates to a forming tool for forming a workpiece and a forming device with such a forming tool. The present invention also relates to a method for reshaping a workpiece.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Umformwerkzeug und eine Umformvorrichtung zum Umformen eines Werkstücks bereitzustellen, mit dem ein Werk¬ stück schnell, kostengünstig und mit hoher Präzision umgeformt werden kann. It is an object of the present invention, a shaping tool and a shaping device for shaping a workpiece, with which a work piece ¬ fast, inexpensive and can be formed with high precision.
Weitere Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Further embodiments are given in the dependent claims.
Das erfindungsgemäße Umformwerkzeug zum Umformen eines Werkstücks umfasst wenigstens einen Hauptkörper, der eine Längsachse aufweist, und wenigstens eine Umformrolle, die wenigstens eine Drehachse aufweist und an dem wenigstens einen Hauptkörper drehbar gelagert ist. Die wenigstens eine Umformrolle weist wenigstens einen Umformabschnitt auf, wobei der wenigstens eine Umformabschnitt bezogen auf die Längsachse des wenigstens einen Hauptkörpers zumindest in radialer Richtung über wenigstens eine radiale Außenfläche des wenigstens einen Hauptkörpers vorsteht, um wenigstens einen Umformbereich zum Umformen des Werkstücks zu bilden. The forming tool according to the invention for forming a workpiece comprises at least one main body, which has a longitudinal axis, and at least one forming roller, which has at least one axis of rotation and is rotatably mounted on the at least one main body. The at least one forming roller has at least one forming section, the at least one forming section protruding at least in the radial direction over at least one radial outer surface of the at least one main body in relation to the longitudinal axis of the at least one main body in order to form at least one forming area for forming the workpiece.
Das Material des Werkstücks kann von dem wenigstens einen Umformabschnitt der wenigstens einen Umformrolle mit Druck beaufschlagt werden, um das Werkstück umformen zu können. Das Umformwerkzeug kann mit dem wenigstens einen Umformabschnitt zum Umformen des Materials des Werkstücks beispielsweise auf die Innenumfangsfläche eines rohrförmigen oder ringförmigen Werkstücks einwirken. Durch die drehbare Lagerung der wenigstens einen Umformrolle kann zumindest der Umformabschnitt der wenigstens einen Umformrolle an der Innenumfangsfläche des Werkstücks abrollen. Das Umformwerkzeug kann das Material des Werkstücks zum Fließen bringen und beispielsweise in eine Negativform drücken, wodurch komplexe Strukturen an dem Werkstück mit einer hohen Präzision durch Umformen hergestellt werden können. Das Werkstück kann schnell und damit kostengünstig umgeformt werden. Die Längsachse des Hauptkörpers kann eine Drehachse des Umformwerkzeugs bilden. Der Hauptkörper kann wenigstens eine Öffnung aufweisen, durch die sich der wenigstens eine Umformabschnitt der wenigstens einen Umformrolle in radialer Richtung erstreckt. Der Umformabschnitt der wenigstens einen Umformrolle kann in radialer Richtung durch die wenigstens eine Öffnung in dem Hauptkörper in radialer Richtung über die radiale Außenfläche des Hauptkörpers vorstehen. The material of the workpiece can be subjected to pressure by the at least one deformation section of the at least one deformation roller in order to be able to deform the workpiece. The shaping tool can act with the at least one shaping section for reshaping the material of the workpiece, for example on the inner circumferential surface of a tubular or ring-shaped workpiece. As a result of the rotatable mounting of the at least one forming roller, at least the forming section of the at least one forming roller can roll on the inner circumferential surface of the workpiece. The forming tool can cause the material of the workpiece to flow and, for example, press it into a negative mold, as a result of which complex structures can be produced on the workpiece with high precision by forming. The workpiece can be reshaped quickly and therefore inexpensively. The longitudinal axis of the main body can form an axis of rotation of the forming tool. The main body can have at least one opening through which the at least one deformation section of the at least one deformation roller extends in the radial direction. The deformation section of the at least one deformation roller can protrude in the radial direction through the at least one opening in the main body in the radial direction beyond the radial outer surface of the main body.
Die wenigstes eine Umformrolle kann wenigstens einen Lagerabschnitt aufweisen. Der wenigstens eine Lagerabschnitt kann zumindest abschnittweise in dem wenigstens einen Hauptkörper aufgenommen sein. Der wenigstens eine Lagerabschnitt kann zylindrisch ausgebildet sein. Der wenigstens eine Lagerabschnitt kann kreiszylindrisch ausgebildet sein. Der wenigstens eine Lagerabschnitt kann mit dem Umfor¬ mabschnitt fest verbunden sein. Der wenigstens eine Lagerabschnitt kann dementsprechend rohr- oder stangenförmig ausgebildet sein. Der wenigstens eine Lagerabschnitt kann sich in axialer Richtung an den wenigstens einen Umformab¬ schnitt anschließen. Die wenigstens eine Umformrolle kann pilzförmig ausgebildet sein. The at least one forming roller can have at least one bearing section. The at least one bearing section can be received at least in sections in the at least one main body. The at least one bearing section can be cylindrical. The at least one bearing section can be designed as a circular cylinder. The at least one bearing portion can mabschnitt with the Umfor ¬ be firmly connected. The at least one bearing section can accordingly be tubular or rod-shaped. The at least one bearing section can adjoin the at least one Umformab ¬ section in the axial direction. The at least one forming roller can be mushroom-shaped.
Das Umformwerkzeug kann wenigstens eine Lageranordnung zum Lagern der wenigstens einen Umformrolle an dem wenigstens einen Hauptkörper aufweisen. Die wenigstens eine Lageranordnung kann derart ausgebildet sein, dass die wenigstens eine Lageranordnung Kräfte in radialer Richtung und/oder in axialer Richtung abstüt¬ zen kann. Die wenigstens eine Lageranordnung kann in wenigstens einer Ausneh¬ mung in dem wenigstens einen Hauptkörper aufgenommen sein. The forming tool can have at least one bearing arrangement for bearing the at least one forming roller on the at least one main body. The at least one bearing assembly may be configured such that the ¬ can zen at least one bearing assembly forces different bearing in the radial direction and / or in the axial direction. The at least one bearing assembly may be received in the at least one main body in at least one Ausneh ¬ determination.
Die wenigstens eine Lageranordnung kann wenigstens ein Lager aufweisen. Das wenigstens eine Lager kann den wenigstens einen Lagerabschnitt der wenigstens einen Umformrolle drehbar an dem wenigstens einen Hauptkörper lagern. Das wenigstens eine Lager kann ein Wälzlager sein. Das wenigstens eine Lager kann eine Kugel- oder Rollenlager sein. Beispielsweise kann das wenigstens eine Lager ein Kegelrollenlager sein. Das wenigstens eine Lager kann einen Lagerinnenring und einen Lageraußenring aufweisen, zwischen denen Wälzkörper aufgenommen sind. Der Lageraußenring kann sich an dem wenigstens einen Hauptkörper in axialer und/oder radialer Richtung abstützen. Der Lagerinnenring kann den Lagerabschnitt der wenigstens einen Umformrolle abschnittsweise aufnehmen. Die wenigstens eine Lageranordnung kann mehrere Lager aufweisen. Die wenigstens eine Lageranord¬ nung kann sich aus 1, 2, 3 oder mehr Lagern zusammensetzen. Die Lager können in axialer Richtung zueinander versetzt an dem Lagerabschnitt angeordnet sein. Die Lager können somit einen vorbestimmten axialen Abstand zueinander aufweisen. Die Lager der wenigstens einen Lageranordnung können sich von ihrem Typ her unterscheiden. Beispielsweise kann die wenigstens eine Lageranordnung Kugel- und Rollenlager aufweisen. Es ist ferner denkbar, dass Kegelrollenlager und herkömmliche Rollenlager die wenigstens eine Lageranordnung bilden. The at least one bearing arrangement can have at least one bearing. The at least one bearing can support the at least one bearing section of the at least one forming roller rotatably on the at least one main body. The at least one bearing can be a roller bearing. The at least one bearing can be a ball or roller bearing. For example, the at least one bearing can be a tapered roller bearing. The at least one bearing can have an inner bearing ring and an outer bearing ring, between which rolling elements are received. The bearing outer ring can be supported on the at least one main body in the axial and / or radial direction. The bearing inner ring can receive the bearing section of the at least one forming roller in sections. The at least one bearing arrangement can have a plurality of bearings. The at least one Lageranord ¬ voltage may be from 1, 2, 3 or assemble more bearings. The bearings can be arranged offset from one another in the axial direction on the bearing section. The Bearings can thus have a predetermined axial distance from one another. The type of bearings of the at least one bearing arrangement can differ. For example, the at least one bearing arrangement can have ball bearings and roller bearings. It is also conceivable that tapered roller bearings and conventional roller bearings form the at least one bearing arrangement.
Die wenigstens eine Umformrolle kann über wenigstens ein axiales Sicherungselement an der wenigstens einen Lageranordnung gehalten werden. Das wenigstens eine Sicherungselement kann sich an dem Lagerinnenring des wenigstens einen Lagers abstützen. Das wenigstens eine Sicherungselement kann mit einem axialen Endabschnitt des wenigstens einen Lagerabschnitts verbunden sein. Das wenigstens eine Sicherungselement kann eine Sicherungsmutter oder ein Sicherungsring sein. Ferner können mehrere Sicherungselemente an einem Endabschnitt des Lagerabschnitts vorgesehen sein. The at least one forming roller can be held on the at least one bearing arrangement via at least one axial securing element. The at least one securing element can be supported on the bearing inner ring of the at least one bearing. The at least one securing element can be connected to an axial end section of the at least one bearing section. The at least one locking element can be a locking nut or a locking ring. Furthermore, several securing elements can be provided on one end section of the bearing section.
Die wenigstens eine Drehachse der wenigstens einen Umformrolle kann sich zumindest im Wesentlichen parallel zu der Längsachse des Hauptkörpers erstrecken. Die wenigstens eine Drehachse kann sich schräg zu der Längsachse des Hauptkörpers erstrecken. Die wenigstens eine Drehachse kann einen vorbestimmten radialen Abstand zu der Längsachse des Hauptkörpers aufweisen. Zumindest der wenigstens eine Umformabschnitt der wenigstens einen Umformrolle kann entlang der Drehachse der Umformrolle verlagerbar sein. The at least one axis of rotation of the at least one forming roller can extend at least substantially parallel to the longitudinal axis of the main body. The at least one axis of rotation can extend obliquely to the longitudinal axis of the main body. The at least one axis of rotation can have a predetermined radial distance from the longitudinal axis of the main body. At least the at least one forming section of the at least one forming roller can be displaceable along the axis of rotation of the forming roller.
Die wenigstens eine Umformrolle kann mehrteilig aufgebaut sein. Beispielsweise können der Umformabschnitt und der Lagerabschnitt von separaten aber miteinander verbundenen Elementen gebildet werden. Der wenigstens eine Lagerabschnitt kann wenigstens eine Feder aufweisen. Zumindest der Lagerabschnitt kann wenigstens ein Innenteil und wenigstens ein Außenteil aufweisen. Das wenigstens eine Außenteil des wenigstens einen Lagerabschnitts kann mit der wenigstens einen Lageranordnung verbunden sein. Das wenigstens eine Innenteil und das wenigstens eine Außenteil können relativ zueinander verlagerbar sein. Das wenigstens eine Außenteil kann das wenigstens eine Innenteil zumindest abschnittsweise aufnehmen. Das wenigstens eine Außenteil kann somit eine Führung für das wenigstens eine Innenteil bilden. Das wenigstens eine Außenteil kann rohrförmig ausgebildet sein. Das wenigstens eine Innenteil und das wenigstens eine Außenteil können über wenigstens eine Feder miteinander gekoppelt sein. Das wenigstens eine Innenteil und das wenigstens eine Außenteil können unter Komprimierung oder Streckung der wenigstens einen Feder relativ zueinander verlagerbar sein. Der wenigstens eine Umformabschnitt kann zusammen mit dem wenigstens einen Innenteil relativ zu dem Außenteil verlagerbar sein. Die wenigstens eine Feder kann eine Druck- oder Zugfeder sein. The at least one forming roller can be constructed in several parts. For example, the deforming section and the bearing section can be formed by separate but interconnected elements. The at least one bearing section can have at least one spring. At least the bearing section can have at least one inner part and at least one outer part. The at least one outer part of the at least one bearing section can be connected to the at least one bearing arrangement. The at least one inner part and the at least one outer part can be displaceable relative to one another. The at least one outer part can accommodate the at least one inner part, at least in sections. The at least one outer part can thus form a guide for the at least one inner part. The at least one outer part can be tubular. The at least one inner part and the at least one outer part can be coupled to one another via at least one spring. The at least one inner part and the at least one outer part can be displaceable relative to one another while compressing or stretching the at least one spring. The at least one deformation section can be displaceable together with the at least one inner part relative to the outer part. The at least one spring can be a compression or tension spring.
Die wenigstens eine Umformrolle kann zumindest in radialer Richtung unverlagerbar an dem Hauptkörper gelagert sein. Die wenigstens eine Umformrolle kann entlang ihrer Drehachse zumindest teilweise verlagerbar sein. Die radiale und/oder axiale Position zumindest des Umformabschnitts der wenigstens einen Umformrolle kann mechanisch, pneumatisch oder hydraulisch verstellt werden. Die Position der wenigs¬ tens einen Umformrolle kann dementsprechend auch maschinenseitig durch mechanische, pneumatische oder hydraulische Verstellung verstellt werden. The at least one forming roller can be mounted on the main body so that it cannot be displaced, at least in the radial direction. The at least one forming roller can be at least partially displaceable along its axis of rotation. The radial and / or axial position of at least the forming section of the at least one forming roller can be adjusted mechanically, pneumatically or hydraulically. The position of Wenig ¬ least a forming roller can be adjusted accordingly, the machine side by means of mechanical, pneumatic or hydraulic adjustment.
Die wenigstens eine Umformrolle kann wenigstens zwei Lagerabschnitte aufweisen. Zwischen den wenigstens zwei Lagerabschnitten kann in axialer Richtung der wenigstens eine Umformabschnitt vorgesehen sein. Der wenigstens eine Hauptkörper kann derart ausgebildet sein, dass die wenigstens zwei Lagerabschnitte zumindest abschnittsweise in dem Hauptkörper aufgenommen sind. Die wenigstens eine Lageran¬ ordnung kann mehrere Lager aufweisen, sodass jeder der wenigstens zwei Lagerabschnitte über wenigstens ein Lager an dem Hauptkörper gelagert ist. Mit anderen Worten kann sich der wenigstens eine Hauptkörper in axialer Richtung beiderseits des wenigstens einen Umformabschnitts der wenigstens einen Umformrolle erstrecken. The at least one forming roller can have at least two bearing sections. The at least one deforming section can be provided in the axial direction between the at least two bearing sections. The at least one main body can be designed in such a way that the at least two bearing sections are received at least in sections in the main body. The at least one Lageran ¬ assembly may include a plurality of bearings so that each of the at least two bearing portions is mounted on the main body via at least one bearing. In other words, the at least one main body can extend in the axial direction on both sides of the at least one forming section of the at least one forming roller.
Der wenigstens eine Umformabschnitt kann im Bereich seines größten Außendurchmessers wenigstens eine Bearbeitungsstelle aufweisen, die zum Umformen des Werkstücks ausgebildet ist. Der wenigstens eine Umformabschnitt kann im Bereich seines größten Außendurchmessers gekrümmt oder gewölbt sein. Mit der wenigstens einen Bearbeitungsstelle kann der wenigstens eine Umformabschnitt auf die Innenumfangsfläche des Werkstücks zum Umformen des Materials des Werkstücks einwirken. Die Bearbeitungsstelle kann wenigstens eine Bearbeitungskante oder wenigstens einen Bearbeitungsscheitel aufweisen, die oder der den größten Außendurchmesser des Umformabschnitts darstellt und zum Umformen des Materials des Werkstücks auf die Innenumfangsfläche des Werkstücks einwirken kann. Der wenigs¬ tens eine Umformabschnitt zumindest abschnittsweise konisch oder kegelstumpfförmig ausgebildet sein. The at least one deforming section can have at least one processing point in the region of its largest outside diameter, which is designed for deforming the workpiece. The at least one deformed section can be curved or arched in the region of its largest external diameter. With the at least one processing point, the at least one deforming section can act on the inner circumferential surface of the workpiece in order to deform the material of the workpiece. The processing point can have at least one processing edge or at least one processing vertex, which represents the largest outer diameter of the deforming section and can act on the inner circumferential surface of the workpiece to deform the material of the workpiece. The Wenig ¬ be deformed least one at least partially conical or frustoconical.
Das Umformwerkzeug kann mehrere Umformrollen aufweisen. Die Umformrollen können bezogen auf die Längsachse des Hauptkörpers um vorbestimmte Winkelabstände zueinander versetzt an dem Hauptkörper angeordnet sein. Die vorstehenden Umformabschnitte der Umformrollen können bezogen auf die Längsachse des Hauptkörpers um vorbestimmte Winkelabstände zueinander versetzt in radialer Richtung über den Hauptkörper hinaus vorstehen. Die Umformrollen können mit ihren Umformbereichen an mehreren Stellen an dem Rohling angreifen, um das Material des Rohlings umzuformen. Die Umformbereiche können insbesondere auf die Innenumfangsfläche eines rohrförmigen Rohlings einwirken. Während des Umformvorgangs mit dem Umformwerkzeug kann die Wandstärke eines rohrförmigen Rohlings redu¬ ziert werden. Aufgrund der Rotation des Rohlings oder des Umformwerkzeugs können die Umformrollen nacheinander Teilbereiche des Rohlings bzw. Teilbereiche der Innenumfangsfläche des Rohlings bearbeiten. Mit mehreren Umformrollen kann die Dauer des Umformvorgangs reduziert werden, da das Umformwerkzeug an mehreren Stellen an dem Rohling angreifen kann. Ferner kann das Material des Rohlings durch die Mehrzahl an Umformrollen auch schneller und gleichmäßiger ins Fließen gebracht und in die Negativform eines Formwerkzeugs gedrückt werden. Darüber hinaus kann mit mehreren Umformrollen eine bessere Abstützung des Umformwerkzeugs während des Umformvorgangs erreicht werden. The forming tool can have several forming rollers. The forming rollers can be arranged on the main body offset from one another by predetermined angular distances with respect to the longitudinal axis of the main body. The foregoing Forming sections of the forming rollers can protrude beyond the main body in the radial direction, offset from one another by predetermined angular distances with respect to the longitudinal axis of the main body. The forming rollers can attack the blank at several points with their forming areas in order to reshape the material of the blank. The deformation areas can act in particular on the inner circumferential surface of a tubular blank. During the forming with the shaping tool, the wall thickness of a tubular blank to be redu ¬ sheet. Due to the rotation of the blank or of the forming tool, the forming rollers can successively process partial areas of the blank or partial areas of the inner circumferential surface of the blank. With several forming rollers, the duration of the forming process can be reduced, since the forming tool can attack the blank at several points. Furthermore, the material of the blank can also be brought into flow faster and more uniformly by the plurality of forming rollers and pressed into the negative form of a forming tool. In addition, a better support of the forming tool can be achieved with several forming rollers during the forming process.
Die Drehachsen der Umformrollen können auf einem Radius um die Längsachse des Hauptkörpers angeordnet sein. Bei einer Rotation des Umformwerkzeugs können sich die Umformrollen auf dem Radius um die Längsachse des Hauptkörpers bewegen, die in diesem Fall die Drehachse des Hauptkörpers bildet. The axes of rotation of the forming rollers can be arranged on a radius around the longitudinal axis of the main body. When the forming tool rotates, the forming rollers can move on the radius around the longitudinal axis of the main body, which in this case forms the axis of rotation of the main body.
Der wenigstens eine Hauptkörper kann mehrteilig aufgebaut sein. Der Hauptkörper kann mehrere Ausnehmungen aufweisen, in denen die Lager der wenigstens einen Lageranordnung aufgenommen sein können. Die einzelnen Teile des Hauptkörpers können miteinander verschraubt sein. Die Einzelteile des Hauptkörpers können im Wesentlichen scheibenförmig ausgebildet sein. The at least one main body can be constructed in several parts. The main body can have a plurality of recesses in which the bearings of the at least one bearing arrangement can be received. The individual parts of the main body can be screwed together. The individual parts of the main body can be designed essentially in the shape of a disk.
Die vorliegende Erfindung betrifft ferner eine Umformvorrichtung zum Umformen eines Werkstücks, die wenigstens ein Umformwerkzeug und wenigstens ein Form¬ werkzeug umfasst. Das wenigstens eine Formwerkzeug weist eine Negativform zu¬ mindest eines Teils der an dem Werkstück auszubildenden Struktur auf. Das wenigstens eine Umformwerkzeug und das wenigstens eine Formwerkzeug sind in axialer Richtung relativ zueinander verlagerbar sind, wobei das wenigstens eine Formwerkzeug und/oder das wenigstens eine Umformwerkzeug rotierbar sind. The present invention further relates to a forming device for forming a workpiece, comprising at least one forming tool and at least one form ¬ tool. The at least one forming tool has a negative form to ¬ least a portion of the to be formed on the workpiece structure. The at least one shaping tool and the at least one shaping tool can be displaced relative to one another in the axial direction, the at least one shaping tool and / or the at least one shaping tool being rotatable.
Das wenigstens eine Formwerkzeug und das wenigstens eine Umformwerkzeug kön¬ nen koaxial angeordnet sein. Die Drehachse der wenigstens einen Umformrolle kann in diesem Fall einen radialen Abstand zur Längsachse des Hauptkörpers und zur Achse des Formwerkzeugs aufweisen. Die Negativform kann an der Innenumfangsfläche des Formwerkzeugs ausgebildet sein. Das wenigstens eine Formwerkzeug kann tonnen- oder trommelförmig ausgebildet sein. Das wenigstens eine Werkzeug kann in das Formwerkzeug eingespannt sein. The at least one die and the at least one forming tool Kgs ¬ NEN be arranged coaxially. The axis of rotation of the at least one forming roller can in this case have a radial distance to the longitudinal axis of the main body and to the axis of the molding tool. The negative mold can be formed on the inner peripheral surface of the molding tool. The at least one molding tool can be barrel-shaped or drum-shaped. The at least one tool can be clamped in the molding tool.
Das Formwerkzeug und/oder das Umformwerkzeug können zur Rotation angetrieben werden. Die wenigstens eine Umformrolle kann zur Rotation angetrieben werden. Die wenigstens eine Umformrolle kann frei drehbar an dem wenigstens einen Hauptkörper gelagert sein. Dies kann beispielsweise dann der Fall sein, wenn das Umformwerkzeug angetrieben wird. The forming tool and / or the forming tool can be driven to rotate. The at least one forming roller can be driven to rotate. The at least one forming roller can be freely rotatably mounted on the at least one main body. This can be the case, for example, when the forming tool is driven.
Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Umformen eines Werkstücks, wobei zum Umformen des Werkstücks wenigstens ein Formwerkzeug und wenigstens ein Umformwerkzeug vorgesehen sind, wobei das wenigstens eine Formwerkzeug eine Negativform zumindest eines Teils der an dem Werkstück auszu- bildenden Struktur aufweist, wobei das wenigstens eine Umformwerkzeug und das wenigstens eine Formwerkzeug zum Umformen des wenigstens einen Werkstücks derart Zusammenwirken, dass das Material des Werkstücks in die Negativform des Formwerkzeugs gedrückt wird, um die Struktur an dem Werkstück auszubilden. The present invention also relates to a method for reshaping a workpiece, at least one forming tool and at least one forming tool being provided for reshaping the workpiece, the at least one forming tool having a negative shape of at least part of the structure to be formed on the workpiece, the at least a forming tool and the at least one forming tool for forming the at least one workpiece interact in such a way that the material of the workpiece is pressed into the negative shape of the forming tool in order to form the structure on the workpiece.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird das Material des Werkstücks von dem Umformwerkzeug in die Negativform des Formwerkzeugs gedrückt, wobei die Nega¬ tivform einer Negativform zumindest eines Teils der an dem Werkstück auszubilden- den Struktur entspricht. Das wenigstens eine Formwerkzeug und das wenigstens eine Umformwerkzeug wirken derart zusammen, dass das Material des Werkstücks in die Negativform des Formwerkzeugs fließen kann. Mit dem erfindungsgemäßen Ver¬ fahren können beispielsweise Stahl, Edelstahl und Metalle wie Aluminium umgeformt werden. In the inventive method, the material of the workpiece is pressed by the forming tool into the negative shape of the mold, said Nega ¬ tivform a negative mold of at least a portion of the workpiece to the trainees structure corresponds. The at least one shaping tool and the at least one shaping tool interact in such a way that the material of the workpiece can flow into the negative shape of the shaping tool. Can take the invention Ver ¬ as steel, stainless steel, and metals such as aluminum are reshaped.
Das Umformwerkzeug kann zumindest auf die Innenumfangsfläche des Werkstücks zum Umformen des Materials des Werkstücks einwirken. Durch den Umformvorgang mit dem Umformwerkzeug kann die Wandstärke eines rohrförmigen Rohlings redu¬ ziert werden, da das Material des Rohlings während des Umformens in die Negativform des Formwerkzeugs gedrückt wird. Das Umformwerkzeug wird zum Umformen in das Werkstück hinein bewegt. Das Werkstück und/oder das Formwerkzeug mit der Negativform können während des Umformens Stillstehen. Das wenigstens eine Formwerkzeug kann während des Umformens rotieren. Ferner kann das wenigstens eine Umformwerkzeug während des Umformens rotieren. Das Formwerkzeug und das Umformwerkzeug können in entgegengesetzten Rotationsrichtungen rotieren.The forming tool can act at least on the inner circumferential surface of the workpiece for forming the material of the workpiece. Through the forming process with the forming tool, the wall thickness of a tubular blank can be redu ¬ sheet, as the material of the blank is pressed during the forming in the negative shape of the mold. The forming tool is moved into the workpiece for forming. The workpiece and / or the molding tool with the negative mold can stand still during the deformation. The at least one molding tool can rotate during the deformation. Furthermore, at least it can rotate a forming tool during forming. The forming tool and the forming tool can rotate in opposite directions of rotation.
Das Umformwerkzeug und das Formwerkzeug können während der Umformung jedoch auch zusammen oder in der gleichen Rotationsrichtung rotieren. Das Um¬ formwerkzeug und/oder das Formwerkzeug können auch reversierend die Rotationsrichtung während der Bearbeitung wechseln. Das Werkstück kann während des Umformens an dem wenigstens einen Formwerkzeug angeordnet sein. Das Umform¬ werkzeug kann in axialer Richtung relativ zu dem Formwerkzeug und dem Werkstück bewegt werden. Anders ausgedrückt kann das Umformwerkzeug rotieren und gleich¬ zeitig in axialer Richtung relativ zu dem Werkstück und dem Formwerkzeug bewegt werden. However, the forming tool and the forming tool can also rotate together or in the same direction of rotation during the forming process. The forming tool To ¬ and / or the mold can also change reversing the direction of rotation during machining. The workpiece can be arranged on the at least one forming tool during the forming process. The metal forming ¬ tool can be moved relative to the molding tool and the workpiece in the axial direction. In other words, the forming tool can rotate and be equal ¬ temporarily moved in the axial direction relative to the workpiece and the mold.
Das wenigstens eine Umformwerkzeug kann zum Umformen des Materials des Werk¬ stücks in axialer Richtung relativ zu dem Formwerkzeug bewegt werden. Das wenigstens eine Formwerkzeug kann alternativ oder zusätzlich zum Umformen des Materials des Werkstücks in axialer Richtung relativ zu dem wenigstens einen Umformwerk¬ zeug verlagert werden. The at least one forming tool can be moved for shaping of the material of the tee ¬ work in the axial direction relative to the mold. The at least one mold can alternatively or additionally to the forming of the material of the workpiece to be displaced in the axial direction relative to the at least one imaging Umformwerk ¬.
Nach dem Auftreffen des Umformwerkzeugs auf das Werkstück kann die wenigstens eine Umformrolle mit ihrem Umformabschnitt an dem Werkstück abrollen. Die we¬ nigstens eine Umformrolle kann sich somit um ihre Drehachse drehen. Dadurch kann sichergestellt werden, dass jeder Punkt der Innenumfangsfläche des Werkstücks mit dem Umformabschnitt in Kontakt kommt. After the forming tool has hit the workpiece, the at least one forming roller can roll with its forming section on the workpiece. The ¬ we nigstens a forming roller can thus rotate about its axis of rotation. It can thereby be ensured that every point on the inner circumferential surface of the workpiece comes into contact with the deformed section.
Das wenigstens einen Formwerkzeug und/oder das wenigstens einen Umformwerkzeug können derart gesteuert werden, dass die gewünschte Struktur abschnittsweise oder kontinuierlich an der Außenumfangsfläche des Werkstücks ausgebildet wird. Dazu kann eine Steuerung vorgesehen sein. Die Bewegungen des Formwerkzeugs und des Umformwerkzeug können synchronisiert werden. Beispielsweise können die Rotation des Formwerkzeugs und die Rotation des Umformwerkzeugs über eine Steuerung oder ein Getriebe synchronisiert werden. Ferner kann die Verlagerung des Umformwerkzeugs in axialer Richtung relativ zu dem Formwerkzeug mit der Rotation des Formwerkzeugs über eine Steuerung gesteuert werden. The at least one forming tool and / or the at least one forming tool can be controlled in such a way that the desired structure is formed in sections or continuously on the outer circumferential surface of the workpiece. A controller can be provided for this purpose. The movements of the forming tool and the forming tool can be synchronized. For example, the rotation of the forming tool and the rotation of the forming tool can be synchronized via a control system or a transmission. Furthermore, the displacement of the shaping tool in the axial direction relative to the shaping tool with the rotation of the shaping tool can be controlled via a controller.
Im Folgenden werden beispielhafte Ausführungsformen eines Umformwerkzeugs mit Bezug auf die beigefügten Figuren beschrieben. Es stellen dar: Figur 1 eine perspektivische Ansicht eines Umformwerkzeugs gemäß einer ersten Ausführungsform; Exemplary embodiments of a forming tool are described below with reference to the accompanying figures. They represent: FIG. 1 shows a perspective view of a forming tool according to a first embodiment;
Figur 2 eine Draufsicht auf das Umformwerkzeug gemäß der ersten Ausführungsform; FIG. 2 shows a plan view of the forming tool according to the first embodiment;
Figur 3 eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie III-III in Figur 2; FIG. 3 shows a sectional view along the section line III-III in FIG. 2;
Figur 4 eine perspektivische Ansicht eines Umformwerkzeugs gemäß einer zweiten Ausführungsform; FIG. 4 shows a perspective view of a forming tool according to a second embodiment;
Figur 5 eine Draufsicht auf das Umformwerkzeugs gemäß der zweiten Ausfüh¬ rungsform; Figure 5 is a plan view of the forming tool according to the second exporting ¬ approximate shape;
Figur 6 eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie VI-VI in Figur 5; und FIG. 6 shows a sectional view along the section line VI-VI in FIG. 5; and
Figur 7 eine Schnittansicht eines Umformwerkzeugs gemäß einer dritten Aus¬ führungsform. FIG. 7 shows a sectional view of a forming tool according to a third embodiment .
Figur 1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Umformwerkzeugs 10 gemäß einer ersten Ausführungsform. Das Umformwerkzeug 10 weist einen Hauptkörper 12 und Umformrollen 14, 16 und 18 auf. Die Umformrollen 14, 16 und 18 werden über eine Befestigungsplatte 20 in axialer Richtung an dem Hauptkörper 12 gehalten. Die Be¬ festigungsplatte 20 ist über die Schrauben 22 mit dem Hauptkörper 12 verschraubt. Der Hauptkörper 12 setzt sich gemäß dieser Ausführungsform aus zwei Teilen 24 und 26 zusammen. FIG. 1 shows a perspective view of a forming tool 10 according to a first embodiment. The forming tool 10 has a main body 12 and forming rollers 14, 16 and 18. The forming rollers 14, 16 and 18 are held on the main body 12 in the axial direction via a fastening plate 20. The fastening plate 20 is screwed to the main body 12 via the screws 22. According to this embodiment, the main body 12 is composed of two parts 24 and 26.
Die Umformrollen 14, 16 und 18 sind drehbar an dem Hauptkörper 12 gelagert. Die Umformrollen 14, 16 und 18 haben jeweils einen Umformabschnitt 28, 30 und 32.The forming rollers 14, 16 and 18 are rotatably mounted on the main body 12. The forming rollers 14, 16 and 18 each have a forming section 28, 30 and 32.
Die Umformabschnitte 28, 30 und 32 sind zumindest abschnittsweise konisch ausgebildet. Die Umformabschnitte 28, 30 und 32 weisen eine Bearbeitungsfläche 34, 36, 38 auf, die von einer Außen- oder Mantelfläche der Umformabschnitte 28, 30, 32 gebildet wird. Die Bearbeitungsflächen 34, 36, 38 sind dazu ausgebildet, zum Umformen des Werkstücks (nicht gezeigt) punktuell, linienförmig oder abschnittsweise mit dem umzuformenden Werkstück in Kontakt zu kommen. The deforming sections 28, 30 and 32 are at least partially conical. The deformed sections 28, 30 and 32 have a processing surface 34, 36, 38 which is formed by an outer or circumferential surface of the deformed sections 28, 30, 32. The processing surfaces 34, 36, 38 are designed to come into contact with the workpiece to be reshaped in a point, line or section for reshaping the workpiece (not shown).
Figur 2 zeigt eine Draufsicht auf das Umformwerkzeug 10. Der Hauptkörper 12 hat eine Außenfläche 40. Der Hauptkörper 12 ist gemäß dieser Ausführungsform zylindrisch und insbesondere kreiszylindrisch ausgebildet. Der Hauptkörper 12 hat eine Längsachse A. Die Längsachse A kann auch mit einer Drehachse des Hauptkörpers 12 zusammenfallen. Die Drehachsen DM, DM, DIS der Umformrollen 14, 16, 18 sind auf einem Radius RI um die Längsachse A angeordnet. Der Radius RI gibt dementsprechend auch den Abstand zwischen den Drehachsen DM, DM, DIS der Umformrollen 14, 16, 18 und der Längsachse A des Hauptkörpers 12 an. FIG. 2 shows a plan view of the forming tool 10. The main body 12 has an outer surface 40. The main body 12 is according to this embodiment cylindrical and in particular circular cylindrical. The main body 12 has a longitudinal axis A. The longitudinal axis A can also coincide with an axis of rotation of the main body 12. The axes of rotation DM, DM, DIS of the forming rollers 14, 16, 18 are arranged on a radius RI around the longitudinal axis A. The radius RI accordingly also indicates the distance between the axes of rotation DM, DM, DIS of the forming rollers 14, 16, 18 and the longitudinal axis A of the main body 12.
Die Umformrollen 14, 16, 18 sind derart ausgebildet und an dem Hauptkörper 12 angeordnet, dass die Umformabschnitte 28, 30 und 32 jeweils einen Umformbereich 42, 44 und 46 festlegen, in dem die Bearbeitungsfläche 34, 36, 38 punktuell, linienförmig oder abschnittsweise mit dem umzuformenden Werkstück (nicht gezeigt) in Kontakt kommen kann. Die Umformabschnitte 28, 30 und 32 der Umformrollen 14, 16, 18 stehen mit dem Umformbereich 42, 44, 46 in radialer Richtung über die Außenfläche 40 des Hauptkörpers 12 vor. In den Umformbereichen 42, 44, 46 können die Umformrollen 14, 16, 18 mit der Innenumfangsfläche eines umzuformenden Werkstücks (nicht gezeigt) in Kontakt kommen. Bei der Umformung können die Be¬ arbeitungsflächen 34, 36, 38 im Umformbereich 42, 44, 46 an Bearbeitungsstellen Umformbereich48, 50, 52 mit dem umzuformenden Werkstück in Kontakt kommen. An den Bearbeitungsstellen 48, 50, 52 kann der Umformabschnitt 28, 30, 32 den größten radialen Abstand RAi, RA2, RA3 zu der Längsachse A des Hauptkörpers 12 aufweisen. Die Bearbeitungsstellen 48, 50, 52 können auf einem gemeinsamen Radi¬ us R2 um die Längsachse A des Hauptkörpers 12 liegen. Der Radius R2 ist dement¬ sprechend größer als der Radius der Außenumfangsfläche 40 des Hauptkörpers 12. Aufgrund der zumindest abschnittsweisen konischen Ausbildung der Umformab¬ schnitte 28, 30 und 32 der Umformrollen 14, 16, 18 können die Umformabschnitte 28, 30, 32 an den Bearbeitungsstellen 48, 50, 52 ihren größten Radius und Außen¬ durchmesser ADM, ADie, AD18 haben. Die Bearbeitungsstellen 48, 50, 52 können wenigstens eine Bearbeitungskante oder wenigstens einen Bearbeitungsscheitel haben, die oder der den größten Außendurchmesser ADM, ADie, ADM des Umform¬ abschnitts 28, 30, 32 darstellt und zum Umformen des Materials des Werkstücks auf die Innenumfangsfläche des Werkstücks einwirken kann. The forming rollers 14, 16, 18 are designed and arranged on the main body 12 in such a way that the forming sections 28, 30 and 32 each define a forming area 42, 44 and 46 in which the processing surface 34, 36, 38 is punctiform, linear or section-wise the workpiece to be formed (not shown) can come into contact. The deformation sections 28, 30 and 32 of the deformation rollers 14, 16, 18 protrude with the deformation region 42, 44, 46 in the radial direction over the outer surface 40 of the main body 12. In the forming regions 42, 44, 46, the forming rollers 14, 16, 18 can come into contact with the inner circumferential surface of a workpiece (not shown) to be formed. When forming the Be 38 44 can ¬ processing surfaces 34, 36, in the forming region 42, 46 at processing stations Umformbereich48, 50, 52 join with the reshaped workpiece in contact. At the processing points 48, 50, 52, the deforming section 28, 30, 32 can have the greatest radial distance RAi, RA2, RA3 from the longitudinal axis A of the main body 12. The processing points 48, 50, 52 can lie on a common radius R2 around the longitudinal axis A of the main body 12. The radius R2 is accordingly ¬ speaking greater than the radius of the outer circumferential surface 40 of the main body 12. Due to the at least in sections conical formation of the Umformab ¬, sections 28 30 and 32 of the forming rollers 14, 16, 18 can Umformabschnitte 28, 30, 32 to the have processing stations 48, 50, 52 to their greatest radius and outside diameter ¬ ADM, AThe, AD 18th The processing stations 48, 50, 52 may be at least one working edge or at least one machining vertices have the or the greatest outer diameter ADM, AThe, ADM of Forming ¬ portion 28, 30, 32 represents and for shaping of the material of the workpiece on the inner peripheral surface of the workpiece can act.
Figur 3 zeigt eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie III-III in Figur 2. Die Um¬ formrollen 14, 16 und 18 sind gemäß dieser Ausführungsform einstückig ausgebildet, wie anhand der in Figur 3 vollständig dargestellten Umformrolle 18 erkennbar ist. In Figur 3 ist die Umformrolle 18 vollständig gezeigt. Die Umformrolle 18 hat neben dem Umformabschnitt 32 einen Lagerabschnitt 54. Der Lagerabschnitt 54 ist ab¬ schnittsweise in dem Hauptkörper 12 aufgenommen. Die Umformrolle 18 ist mit io ihrem Lagerabschnitt 54 über eine Lageranordnung 56 drehbar an dem Hauptkörper 12 gelagert. In dem Teil 26 des Hauptkörpers 12 sind Ausnehmungen 58 und 60 ausgebildet, in denen die Lageranordnung 56 aufgenommen ist. Gemäß dieser Ausführungsform setzt sich die Lageranordnung 56 aus zwei Lagern 62 und 64 zusammen. Die Lager 62 und 64 können Wälzlager wie zum Beispiel Kugel- oder Rollenlager sein. Gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Lager 62, 64 Kegelrollenlager. Figure 3 shows a sectional view taken along the section line III-III in Figure 2. The order ¬ forming rollers 14, 16 and 18 according to this embodiment are formed in one piece, as can be seen from the fully shown in Figure 3 forming roller 18th In Figure 3, the forming roller 18 is shown completely. The forming roller 18 has in addition to the forming section 32 has a bearing portion 54. The bearing portion 54 is received from ¬ section-wise in the main body 12th The forming roller 18 is with Its bearing section 54 is rotatably mounted on the main body 12 via a bearing arrangement 56. In the part 26 of the main body 12, recesses 58 and 60 are formed in which the bearing assembly 56 is received. According to this embodiment, the bearing arrangement 56 is composed of two bearings 62 and 64. The bearings 62 and 64 can be roller bearings such as ball or roller bearings. According to the embodiment shown, the bearings 62, 64 are tapered roller bearings.
In dem Teil 24 des Hauptkörpers 12 ist eine Ausnehmung 66 ausgebildet, in die sich der Lagerabschnitt 54 der Umformrolle 18 hineinerstreckt. In der Ausnehmung 66 ist an dem Lagerabschnitt 54 ein Sicherungselement 68 vorgesehen. Das Sicherungselement 68 sichert die Umformrolle 18 in axialer Richtung an der Lageranordnung 56. Das Sicherungselement 68 kann beispielsweise ein Sicherungsring oder eine Sicherungsmutter sein. Das Sicherungselement 68 stützt sich an dem Lager 62 in axialer Richtung ab. Dazu kann sich das Sicherungselement 68 an einem Lagerinnenring 70 des Lagers 62 abstützen. In dem Lagerinnenring 70 ist der Lagerabschnitt 54 teilweise aufgenommen. Neben dem Lagerinnenring 70 weist das Lager 62 einen Lagerringaußenring 72 auf, der sich an dem Hauptkörper 12 bzw. der Innenwand der Ausnehmung 58 axial und radial abstützt. Zwischen dem Lagerinnenring 70 und dem Lageraußenring 72 sind Wälzkörper 74 vorgesehen. In the part 24 of the main body 12, a recess 66 is formed, into which the bearing section 54 of the forming roller 18 extends. A securing element 68 is provided in the recess 66 on the bearing section 54. The securing element 68 secures the forming roller 18 in the axial direction on the bearing arrangement 56. The securing element 68 can be, for example, a securing ring or a locking nut. The securing element 68 is supported on the bearing 62 in the axial direction. For this purpose, the securing element 68 can be supported on an inner bearing ring 70 of the bearing 62. The bearing section 54 is partially received in the bearing inner ring 70. In addition to the bearing inner ring 70, the bearing 62 has a bearing ring outer ring 72 which is supported axially and radially on the main body 12 or the inner wall of the recess 58. Rolling bodies 74 are provided between the bearing inner ring 70 and the bearing outer ring 72.
Das Lager 64 ist in der Ausnehmung 60 vorgesehen und befindet sich somit näher an dem Umformabschnitt 32. Die Lager 62 und 64 weisen einen axialen Abstand zuei¬ nander auf. Wie das Lager 62 hat auch das Lager 64 einen Lagerinnenring 76 und einen Lageraußenring 78. Zwischen dem Lagerinnenring 76 und dem Lageraußenring 78 sind Wälzkörper 80 vorgesehen. Der Lageraußenring 78 stützt sich an der Innen¬ wand der Ausnehmung 60 ab. Der Lagerinnenring 76 nimmt einen Abschnitt des Lagerabschnitts 54 auf. Der Lagerinnenring 76 erstreckt sich durch eine Öffnung 82 in der Befestigungsplatte 20. Der Lagerinnenring 76 kann sich mit einer seiner Stirn¬ flächen an den Umformabschnitt 32 anlegen. The bearing 64 is provided in the recess 60 and is thus located closer to the forming section 32. The bearings 62 and 64 have an axial distance zuei ¬ on Nander. Like the bearing 62, the bearing 64 also has an inner bearing ring 76 and an outer bearing ring 78. Rolling bodies 80 are provided between the inner bearing ring 76 and the outer bearing ring 78. The bearing outer ring 78 rests on the inner wall of the recess 60 ¬ from. The bearing inner ring 76 receives a portion of the bearing section 54. The inner bearing race 76 extends through an opening 82 in the mounting plate 20. The bearing inner ring 76 may be with one of its end faces on the deformed ¬ 32 create.
Die Bearbeitungsfläche 38 des Umformabschnitts 32 weist einen konisch ausgebildeten Flächenabschnitt 84 auf. In dem konisch ausgebildeten Flächenabschnitt 84 weitet sich der Umformabschnitt 32 in Richtung des Hauptkörpers 12 konisch auf. Zwischen dem konischen Flächenabschnitt 84 und einer sich im Wesentlichen senk¬ recht zur Drehachse Dis erstreckenden Fläche 86 hat die Bearbeitungsfläche 38 einen gekrümmten oder gewölbten Flächenabschnitt 88, in dem der Umformabschnitt seinen größten Außendurchmesser ADis bzw. seinen größten Radius aufweist. Bezogen auf die Drehachse Die ist der Flächenabschnitt 88 konvex gewölbt. In diesem Flä¬ chenabschnitt 88 ist die Bearbeitungsstelie 52 ausgebildet. Nach dem Bereich mit dem größten Außendurchmesser bzw. nach der Bearbeitungsstelle 52 verringert sich der Außendurchmesser des Umformabschnitts 32 in Richtung der Fläche 86. An der Fläche 86 geht die Umformrolle 18 in den Lagerabschnitt 54 über. Der Lagerabschnitt 54 ist kreiszylindrisch ausgebildet. The processing surface 38 of the deforming section 32 has a conically shaped surface section 84. In the conically designed surface section 84, the deforming section 32 widens conically in the direction of the main body 12. Between the conical surface portion 84 and a substantially perpendicular ¬ right to the rotational axis Dis extending surface 86, the working surface 38 has a curved or arched surface portion 88, in which the forming section has its largest outer diameter ADIS or its largest radius. Based The surface section 88 is convexly curved on the axis of rotation Die. In this FLAE ¬ chenabschnitt 88, the Bearbeitungsstelie 52 is formed. After the area with the largest outside diameter or after the processing point 52, the outside diameter of the deforming section 32 decreases in the direction of the surface 86. At the surface 86, the deforming roller 18 merges into the bearing section 54. The bearing section 54 is designed as a circular cylinder.
Zwischen der Ausnehmung 66 in dem Teil 24 des Hauptkörpers 12 und der Stirnflä¬ che 90 des Hauptkörpers 12 erstreckt sich eine Öffnung 92. Die Öffnung 92 kann beispielsweise als Belüftungsöffnung dienen. Between the recess 66 in the part 24 of the main body 12 and the Stirnflä ¬ surface 90 of the main body 12 extends an opening 92. The opening 92 may for example serve as a vent.
Die voranstehenden Erläuterungen, die im Zusammenhang mit der Umformrolle 18 und dessen Lagerung gemacht wurden, gelten analog auch für die Umformrollen 14 und 16 sowie deren Lagerung. The above explanations, which were made in connection with the forming roller 18 and its storage, also apply analogously to the forming rollers 14 and 16 and their storage.
Figur 4 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Umformwerkzeugs 10 gemäß einer zweiten Ausführungsform. Das Umformwerkzeug 10 hat einen Hauptkörper 12 und die Umformrollen 14, 16, 18. Die Umformrollen 14, 16 und 18 werden über die Be¬ festigungsplatte 20 und die Schrauben 22 in axialer Richtung an dem Hauptkörper 12 gesichert. Der Hauptkörper 12 setzt sich aus den beiden Teilen 24 und 26 zusam¬ men. An dem Teil 24 ist ein Wellenabschnitt 94 vorgesehen, der den Hauptkörper 12 mit einer Antriebseinrichtung (nicht gezeigt) koppeln kann. FIG. 4 shows a perspective view of a forming tool 10 according to a second embodiment. The forming tool 10 has a main body 12 and the forming rollers 14, 16, 18. The forming rollers 14, 16 and 18 are secured to the main body 12 in the axial direction via the fastening plate 20 and the screws 22. The main body 12 is composed of the two parts 24 and 26 together men ¬. A shaft section 94 is provided on the part 24 which can couple the main body 12 to a drive device (not shown).
An den Umformabschnitten 28, 30, 32 sind Schrauben 96, 98 und 100 erkennbar.Screws 96, 98 and 100 can be seen on deformed sections 28, 30, 32.
Die Umformrollen 14, 16 und 18 sind gemäß dieser Ausführungsform mehrteilig ausgebildet. Die Umformrollen 14, 16, 18 sind gemäß dieser Ausführungsform schräg gestellt, d.h. mit Bezug auf die Längsachse A nach innen geneigt. The forming rollers 14, 16 and 18 are designed in several parts according to this embodiment. According to this embodiment, the forming rollers 14, 16, 18 are inclined, i.e. inclined inwardly with respect to the longitudinal axis A.
Figur 5 zeigt eine Draufsicht auf das Umformwerkzeug 10. Der Aufbau des Umformwerkzeugs 10 gemäß der zweiten Ausführungsform entspricht im Wesentli¬ chen dem Aufbau der mit Bezug auf die Figuren 1-3 beschriebenen Ausführungs¬ form. Die Umformrollen 14, 16, 18 sind schräg gestellt. An den Umformabschnitten 28, 30, 32 sind die Schrauben 96, 98, 100 vorgesehen. Durch die Schrauben 96, 98, 100 erstrecken sich die Drehachsen DM, DIÖ, DIS der Umformrollen 14, 16, 18. Die Drehachsen DM, Die, Dis der Umformrollen 14, 16, 18 liegen auf einem Radius RI um die Längsachse A des Hauptkörpers 12. Die Umformabschnitte 28, 30, 32 stehen in radialer Richtung über die Außenumfangsfläche 40 des Hauptkörpers 12 vor. Die Umformabschnitte 28, 30 und 32 legen jeweils einen Umformbereich 42, 44 und 46 fest, in dem die Bearbeitungsfläche 34, 36, 38 punktuell, linienförmig oder abschnittsweise mit dem umzuformenden Werkstück (nicht gezeigt) in Kontakt kommen kann. Die Umformabschnitte 28, 30 und 32 der Umformrollen 14, 16, 18 stehen mit dem Umformbereich 42, 44, 46 in radialer Richtung über die Außenfläche 40 des Hauptkörpers 12 vor. Bei der Umformung können die Bearbeitungsflächen 34, 36, 38 im Umformbereich 42, 44, 46 an den Bearbeitungsstellen 48, 50, 52 das umzuformende Werkstück kontaktieren. An den Bearbeitungsstellen 48, 50, 52 kann die Bearbeitungsfläche 34, 36, 38 ihren größten radialen Abstand RAi, RA2, RA3 zu der Längsachse A des Hauptkörpers 12 aufweisen. Die Berührstellen 48, 50, 52 können auf einem gemeinsamen Radius R2 um die Längsachse A des Hauptkörpers 12 liegen. Der Radius R2 ist dementsprechend größer als der Radius der Außenumfangsfläche 40 des Hauptkörpers 12. Die Bearbeitungsstellen 48, 50, 52 können wenigstens eine Bearbeitungskante oder wenigstens einen Bearbeitungsscheitel haben, die oder der den größten Außendurchmesser ADH, ADie, ADIS des Umformabschnitts 28, 30, 32 darstellt und zum Umformen des Materials des Werkstücks auf die Innenumfangsfläche des Werkstücks einwirken kann. Figure 5 shows a plan view of the forming tool 10. The construction of the forming tool 10 according to the second embodiment corresponds Wesentli ¬ chen the structure of execution described with reference to the figures 1-3 ¬ form. The forming rollers 14, 16, 18 are inclined . The screws 96, 98, 100 are provided on the deforming sections 28, 30, 32. The axes of rotation DM, DI Ö , DIS of the forming rollers 14, 16, 18 extend through the screws 96, 98, 100. The axes of rotation DM, Die, Dis of the forming rollers 14, 16, 18 lie on a radius RI around the longitudinal axis A des Main body 12. The deformed sections 28, 30, 32 protrude in the radial direction beyond the outer circumferential surface 40 of the main body 12. The deforming sections 28, 30 and 32 each define a deformation area 42, 44 and 46 in which the processing surface 34, 36, 38 can come into contact with the workpiece (not shown) to be deformed at points, lines or in sections. The deformation sections 28, 30 and 32 of the deformation rollers 14, 16, 18 protrude with the deformation region 42, 44, 46 in the radial direction over the outer surface 40 of the main body 12. During the deformation, the processing surfaces 34, 36, 38 in the deformation region 42, 44, 46 at the processing points 48, 50, 52 can contact the workpiece to be deformed. At the processing points 48, 50, 52, the processing surface 34, 36, 38 can have its greatest radial distance RAi, RA2, RA3 from the longitudinal axis A of the main body 12. The contact points 48, 50, 52 can lie on a common radius R2 around the longitudinal axis A of the main body 12. The radius R2 is correspondingly larger than the radius of the outer circumferential surface 40 of the main body 12. The processing points 48, 50, 52 can have at least one processing edge or at least one processing vertex which has the largest outer diameter ADH, ADie, ADIS of the deforming section 28, 30, 32 and can act on the inner peripheral surface of the workpiece to deform the material of the workpiece.
Figur 6 zeigt eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie VI-VI in Figur 5. Die Umformrolle 18 setzt sich gemäß dieser Ausführungsform aus mehreren Teilen zusammen. Die Umformrolle 18 weist den Umformabschnitt 32 und den Lagerabschnitt 54 auf. Der Umformabschnitt 32 wird gemäß dieser Ausführungsform von einem Bearbeitungselement 32 gebildet, das über die Schraube 100 mit dem Lagerabschnitt 54 verschraubt ist. Der Lagerabschnitt 54 wird von einem Innenteil 102 und einem Außenteil 104 gebildet. Das Außenteil 104 weist einen konisch aus¬ gebildeten Endabschnitt 106 auf, der in einer komplementären Ausnehmung 108 des Bearbeitungselements 32 zumindest abschnittsweise aufgenommen ist. Das Innenteil 102 ist über die Schraube 100 mit dem Bearbeitungselement 32 verschraubt. FIG. 6 shows a sectional view along the section line VI-VI in FIG. 5. According to this embodiment, the forming roller 18 is composed of several parts. The forming roller 18 has the forming section 32 and the bearing section 54. According to this embodiment, the deforming section 32 is formed by a machining element 32 which is screwed to the bearing section 54 via the screw 100. The bearing section 54 is formed by an inner part 102 and an outer part 104. The outer part 104 has an end portion 106 conically formed from ¬ which is at least partially accommodated in a complementary recess 108 of the processing member 32nd The inner part 102 is screwed to the machining element 32 via the screw 100.
Das Innenteil 102 und das Außenteil 104 sind über eine Feder 110 miteinander ge¬ koppelt. Die Feder 110 umgibt einen Endabschnitt 112 des Innenteils 102. Die Feder 110 ist in einem Endabschnitt 114 des Außenteils 104 aufgenommen und stützt sich an einem Absatz 116 des Außenteils 104 ab. An dem Endabschnitt 112 des Innenteils 102 ist eine Mutter 118 und eine Unterlegscheibe 120 angebracht, um die Feder 110 an dem Innenteil 102 zu halten. Das im Wesentlichen rohrförmige Außenteil 104 nimmt das Innenteil 102 auf. Das Außenteil 104 bildet somit eine Führung für das Innenteil 102. Unter Komprimierung der Feder 110 ist das Innenteil 102 entlang der Drehachse Dis relativ zu dem Außenteil 104 verlagerbar. Bei einer Relativbewegung des Innenteils 102 relativ zu dem Außenteil 104 kann das Bearbeitungselement 32 von dem Endabschnitt 106 des Außenteils 104 abgehoben werden. The inner member 102 and outer member 104 are coupled with each other ¬ ge 110 via a spring. The spring 110 surrounds an end section 112 of the inner part 102. The spring 110 is received in an end section 114 of the outer part 104 and is supported on a shoulder 116 of the outer part 104. A nut 118 and a washer 120 are attached to the end portion 112 of the inner part 102 to hold the spring 110 on the inner part 102. The essentially tubular outer part 104 receives the inner part 102. The outer part 104 thus forms a guide for the Inner part 102. With the compression of the spring 110, the inner part 102 can be displaced along the axis of rotation Dis relative to the outer part 104. In the event of a relative movement of the inner part 102 relative to the outer part 104, the machining element 32 can be lifted off the end section 106 of the outer part 104.
Das Außenteil 104 ist mit den Lagern 62 und 64 der Lageranordnung 56 verbunden. Die Lager 62 und 64 sind in den Ausnehmungen 58 und 60 des Hauptkörpers 12 aufgenommen. Das Außenteil 104 ist in den Lagerinnenringen 70 und 76 der Lager 62 und 64 aufgenommen. Die Lageraußenringe 72 und 78 stützen sich an dem Hauptkörper 12 ab. Dazu ist zwischen den Lagern 62 und 64 bzw. zwischen den Ausnehmungen 58 und 60 in axialer Richtung ein entsprechender Absatz 122 an dem Teil 26 des Hauptkörpers 12 ausgebildet. Der Lageraußenring 78 des Lagers 64 stützt sich ferner an der Befestigungsplatte 20 ab. Der Lagerinnenring 76 erstreckt sich durch eine Öffnung 82 der Befestigungsplatte 20. Der Lagerabschnitt 54 bzw. das Außenteil 104 des Lagerabschnitts 54 ist über die Sicherungselemente 124 in axialer Richtung an der Lageranordnung 56 gesichert. Die Sicherungselemente 124 stützen sich in axialer Richtung an dem Lagerinnenring 70 des Lagers 62 ab. Die Sicherungselemente 124 können mit dem Außenteil 104 verschraubt sein. Dazu können die Sicherungselemente 124 ein Innengewinde und das Außenteil 104 einen Abschnitt mit einem Außengewinde aufweisen. The outer part 104 is connected to the bearings 62 and 64 of the bearing arrangement 56. The bearings 62 and 64 are received in the recesses 58 and 60 of the main body 12. The outer part 104 is received in the bearing inner rings 70 and 76 of the bearings 62 and 64. The bearing outer rings 72 and 78 are supported on the main body 12. For this purpose, a corresponding shoulder 122 is formed on the part 26 of the main body 12 between the bearings 62 and 64 or between the recesses 58 and 60 in the axial direction. The bearing outer ring 78 of the bearing 64 is also supported on the fastening plate 20. The bearing inner ring 76 extends through an opening 82 in the fastening plate 20. The bearing section 54 or the outer part 104 of the bearing section 54 is secured to the bearing arrangement 56 in the axial direction via the securing elements 124. The securing elements 124 are supported in the axial direction on the bearing inner ring 70 of the bearing 62. The securing elements 124 can be screwed to the outer part 104. For this purpose, the securing elements 124 can have an internal thread and the external part 104 can have a section with an external thread.
Die Umformrolle 18 und damit auch die Lageranordnung 56 sind schräg oder geneigt an dem Hauptkörper 12 angeordnet. Die Ausnehmungen 58, 60 und 66 sind entspre¬ chend angeordnet und ausgebildet, um die Schrägstellung der Umformrolle 18 und der Lageranordnung 56 bereitstellen zu können. Die Drehachse Dis erstreckt sich schräg zur Längsachse A des Hauptkörpers 12. Der radiale Abstand zwischen der Längsachse A des Hauptkörpers 12 und der Drehachse Dis der Umformrolle 18 ver¬ ringert sich in Richtung des Umfangselements 32. Durch diese schräge Anordnung der Umformrolle 18 und auch der übrigen Umformrollen 14 und 16 kann das Um¬ formwerkzeug 10 nach der Bearbeitung eines Werkstücks zurückgezogen werden, d.h. in Figur 6 in Richtung der Längsachse A nach oben, ohne dass das Werkstück beschädigt wird. Die Umformrolle 18 und insbesondere das Bearbeitungselement 32 kann unter Komprimierung der Feder 110 und der daraus resultierende Relativbewe¬ gung nach radial innen in Richtung der Längsachse A bewegt werden. Dadurch kann der radiale Überstand der Umformrolle 14, 16, 18 reduziert oder aufgehoben werden, so dass die Umformrollen 14, 16, 18 das Bearbeitungselement 32 an dem Werkstück abgleiten können, ohne es zu beschädigen. Figur 7 zeigt eine Schnittansicht eines Umformwerkzeugs 10 gemäß einer weiteren Ausführungsform. Das Umformwerkzeug 10 weist den Hauptkörper 12 und mehrere Umformrollen auf, von denen in Figur 7 nur die Umformrolle 14 gezeigt ist. Die Längsachse A des Hauptkörpers 12 erstreckt sich im Wesentlichen parallel zur Dreh¬ achse ADn der Umformrolle 14. The forming roller 18 and thus also the bearing arrangement 56 are arranged at an angle or inclined on the main body 12. The recesses 58, 60 and 66 are arranged entspre ¬ accordingly and adapted to be able to provide 56 to the inclined position of the forming roller 18 and the bearing assembly. The axis of rotation Dis extends obliquely to the longitudinal axis A of the main body 12. The radial distance between the longitudinal axis A of the main body 12 and the rotational axis Dis the forming roller 18 ver ¬ Ringert in the direction of the circumferential member 32. By this oblique arrangement of the forming roller 18, and also the remaining forming rollers 14 and 16, the order ¬ mold 10 are withdrawn after the machining of a workpiece, ie in figure 6 in the direction of the longitudinal axis a upwardly, without the workpiece being damaged. The forming roller 18 and in particular the machining element 32 can be under compression of the spring 110 and the resulting Relativbewe ¬ supply are moved radially inwardly toward the longitudinal axis A to. As a result, the radial protrusion of the forming roller 14, 16, 18 can be reduced or eliminated so that the forming rollers 14, 16, 18 can slide the machining element 32 on the workpiece without damaging it. FIG. 7 shows a sectional view of a forming tool 10 according to a further embodiment. The forming tool 10 has the main body 12 and several forming rollers, of which only the forming roller 14 is shown in FIG. The longitudinal axis A of the main body 12 extends substantially parallel to the rotational axis ¬ ADn the forming roller fourteenth
Die Umformrolle 14 weist den Umformabschnitt 28 und zwei Lagerabschnitte 54, 126 auf. Der Umformabschnitt 28 ist konisch ausgebildet. Der Außendurchmesser des konischen Umformabschnitts 28 reduziert sich ausgehend von dem Lagerabschnitt 54 in Richtung des Lagerabschnitts 126. Der Umformabschnitt 28 ist in axialer Richtung zwischen den beiden Lagerabschnitten 54 und 126 ausgebildet. Die Umformrolle 14 ist über eine Lageranordnung 56 drehbar an dem Hauptkörper 12 gelagert. Die Lageranordnung 56 ist derart ausgebildet, dass sie die in Figur 7 eingetragenen Kräfte Fr, Fai und Fa2 abstützen kann. Die Kräfte Fr und Fai können beim Umformen eines Werkstücks auf die Umformrolle 14 einwirken. Die Kraft Fa2 kann beispielsweise beim Herausziehen des Umformwerkzeugs 10 aus einem rohrförmigen Werkstück auf die Umformrolle 14 einwirken. The forming roller 14 has the forming section 28 and two bearing sections 54, 126. The deforming section 28 is conical. The outer diameter of the conical deformed section 28 is reduced starting from the bearing section 54 in the direction of the bearing section 126. The deformed section 28 is formed in the axial direction between the two bearing sections 54 and 126. The forming roller 14 is rotatably mounted on the main body 12 via a bearing arrangement 56. The bearing arrangement 56 is designed in such a way that it can support the forces Fr, Fai and Fa2 entered in FIG. The forces Fr and Fai can act on the forming roller 14 when a workpiece is formed. The force Fa2 can act on the forming roller 14, for example, when the forming tool 10 is pulled out of a tubular workpiece.
Die Umformrolle 14 und die Lageranordnung 56 sind in einer Ausnehmung 66 in dem Hauptkörper 12 aufgenommen. Die Lageranordnung 56 umfasst die Lager 62, 64 und 128. Die beiden Lager 62 und 64 wirken mit dem Lagerabschnitt 54 zusammen. Das Lager 128 dient zur Lagerung des Lagerabschnitts 126. Die Lageranordnung 56 umfasst ferner ein Stützelement 130, an dem sich die Umformrolle 14 in axialer Rich¬ tung abstützen kann. Das Stützelement 130 ist an dem Hauptkörper 12 befestigt.The forming roller 14 and the bearing arrangement 56 are received in a recess 66 in the main body 12. The bearing arrangement 56 comprises the bearings 62, 64 and 128. The two bearings 62 and 64 cooperate with the bearing section 54. The bearing 128 serves to support the bearing section 126. The bearing arrangement 56 further comprises a support element 130 on which the forming roller 14 can be supported in the axial direction . The support member 130 is attached to the main body 12.
Das Stützelement 130 kann beispielsweise über Muttern 132 an dem Hauptkörper 12 gesichert werden. Die Position des Stützelements 130 kann in axialer Richtung einstellbar sein. The support element 130 can be secured to the main body 12 via nuts 132, for example. The position of the support element 130 can be adjustable in the axial direction.
Der Umformabschnitt 28 der Umformrolle 14 steht mit seinem Umformbereich 42 in radialer Richtung über die Außenumfangsfläche des Hauptkörpers 12 vor. Mit dem Umformbereich 42 kann die Umformrolle 14 mit der Innenumfangsfläche eines Roh¬ lings zum Umformen des Rohlings (nicht gezeigt) in Kontakt kommen. The reshaping section 28 of the reshaping roller 14 projects with its reshaping region 42 in the radial direction beyond the outer circumferential surface of the main body 12. With the shaping region 42, the forming roller 14 (not shown) come in contact with the inner peripheral surface of a raw ¬ lings for reshaping of the blank.
Der Hauptkörper 12 setzt sich gemäß dieser Ausführungsform aus drei Teilen 24, 26, 134 zusammen. Die Teile 24, 26, 134 können über Schrauben miteinander verbunden sein. Der Lagerabschnitt 126 ist über das Lager 128 an dem Teil 134 gelagert. Das Teil 134 des Hauptkörpers 12 bildet das freie Ende des Hauptkörpers 12, mit dem das Umformwerkzeug 10 zuerst in einen Rohling eintauchen kann. In dem Teil 134 ist der Umformabschnitt 28 der Umformrolle 14 aufgenommen. Das Teil 134 weist eine Öffnung 136 auf, durch die sich der Umformabschnitt 28 mit seinem Umformbereich 42 in radialer Richtung erstreckt. Das Teil 134 weist verglichen mit den Teilen 24, 26 einen verringerten Außendurchmesser auf. Der Umformbereich 42 des Umformabschnitts 28 steht sowohl über die Außenumfangsfläche 138 des Teils 134 als auch über die Außenumfangsfläche 40 der Teile 24, 26 in radialer Richtung vor. According to this embodiment, the main body 12 is composed of three parts 24, 26, 134. The parts 24, 26, 134 can be connected to one another by means of screws. The bearing section 126 is mounted on the part 134 via the bearing 128. The part 134 of the main body 12 forms the free end of the main body 12 with which the forming tool 10 can first dip into a blank. In the part 134, the deformation section 28 of the deformation roller 14 is received. The part 134 has an opening 136 through which the deformation section 28 extends with its deformation region 42 in the radial direction. The part 134 has a reduced outer diameter compared to the parts 24, 26. The deforming region 42 of the deforming section 28 projects in the radial direction both over the outer circumferential surface 138 of the part 134 and over the outer circumferential surface 40 of the parts 24, 26.
Zum Umformen eines Werkstücks bzw. eines Werkstückrohiings in ein eine vorbestimmte Struktur aufweisendes Werkstück wird der Rohling (nicht gezeigt) in eine Negativform (nicht gezeigt) eingelegt. Die Außenumfangsfläche des Rohlings liegt zumindest abschnittsweise an der Innenumfangsfläche eines Formwerkzeugs (nicht gezeigt) an, an der eine Negativform der an der Außenfläche des Werkstücks auszu- bildenden Struktur ausgebildet ist. In order to reshape a workpiece or a workpiece blank into a workpiece having a predetermined structure, the blank (not shown) is placed in a negative mold (not shown). The outer circumferential surface of the blank lies at least in sections against the inner circumferential surface of a molding tool (not shown) on which a negative shape of the structure to be formed on the outer surface of the workpiece is formed.
Das Formwerkzeug und der Rohling werden zusammen in Rotation versetzt. Während des Umformvorgangs findet eine Relativbewegung in axialer Richtung zwischen dem Umformwerkzeug 10 und dem Formwerkzeug mit dem Rohling statt, während das Formwerkzeug mit dem Rohling rotiert. Das Umformwerkzeug 10 wird in axialer Richtung relativ zu dem Formwerkzeug verlagert, um einen Kontakt zwischen den Bearbeitungsflächen 34, 36, 38 der Umformrollen 14, 16, 18 in den Umformbereichen 42, 44, 46 und dem Rohling herzustellen. Durch den Kontakt zwischen den Bearbeitungsflächen 34, 36, 38 in den Umformbereichen 42, 44, 46 und dem Materi¬ al des Rohlings beginnen sich die Umformrollen 14, 16, 18 um ihre Drehachsen DM, Di6 und Die zu drehen. Die Umformrollen 14, 16, 18 können mit ihrer jeweiligen Bearbeitungsfläche 34, 36, 38 an der Innenumfangsfläche des Rohlings abrollen und mit den Bearbeitungsstellen 48, 50, 52 in den Umformbereichen 42, 44, 46 das Ma¬ terial des Rohlings umformen. Gleichzeitig findet die voranstehend beschriebene Relativbewegung in axialer Richtung zwischen dem Formwerkzeug mit dem Rohling und dem Umformwerkzeug 10 statt. Das Umformwerkzeug 10 wird somit in axialer Richtung in den Rohling hinein bewegt, um das Material des Rohlings umzuformen. Der Umformvorgang kann beendet werden, wenn das Umformwerkzeug 10 mit den Umformrollen 14, 16, 18 den Bereich der Innenumfangsfläche abgefahren und bear¬ beitet hat, in dem die vorbestimmte Struktur an der Außenumfangsfläche des Roh¬ lings ausgebildet werden soll. Das Umformwerkzeug 10 wird in Richtung der Längsachse A in den Rohling hinein und durch den Rohling hindurchbewegt, um die Innenumfangsfläche des Rohlings bearbeiten zu können. Durch die Relatiwerlagerung und den punktuellen, linienförmigen oder abschnittsweisen Kontakt der Bearbeitungsstellen 48, 50 und 52 der Bearbeitungsflächen 34, 36, 38 der Umformrollen 14, 16, 18 mit dem Material des Rohlings wird das Material des Rohlings in die Negativform an der Innenumfangsfläche des Formwerkzeugs gedrückt. Mit anderen Worten kann aufgrund des von den Umformrollen 14, 16 und 18 durch die Relativbewegung relativ zu dem Rohling auf das Material des Rohlings ausgeübten Drucks das Material des Rohlings in die Negativform fließen. Dadurch kann an der Außenumfangsfläche des Rohlings 16 die gewünschte Struktur ausgebildet werden. Die Drehzahl der Rotation des Formwerkzeugs mit dem Rohling kann auf die Geschwindigkeit der axialen Relativverlagerung des Umformwerkzeugs 10 relativ zu dem Formwerkzeug abgestimmt werden, sodass das Umformwerkzeug 10 die gesamte Innenumfangsfläche des Rohlings während der in axialer Richtung ausge¬ führten Relativverlagerung zwischen dem Umformwerkzeug 10 und dem Formwerkzeug bearbeiten kann. The molding tool and the blank are set in rotation together. During the forming process, there is a relative movement in the axial direction between the forming tool 10 and the forming tool with the blank, while the forming tool rotates with the blank. The forming tool 10 is displaced in the axial direction relative to the forming tool in order to produce a contact between the processing surfaces 34, 36, 38 of the forming rollers 14, 16, 18 in the forming areas 42, 44, 46 and the blank. By the contact between the working surfaces 34, 36, 38 in the Umformbereichen 42, 44, 46 and the Materi ¬ al of the blank, the forming rollers 14, 16, 18 around their axes of rotation DM, di start 6 and to rotate the. The forming rollers 14, 16, 18 can roll on the inner peripheral surface of the blank and with the processing stations 48, 50, 52 in the Umformbereichen 42, 44, 46, Ma ¬ TERIAL of the blank forming. With their respective working surface 34, 36, 38 At the same time, the above-described relative movement takes place in the axial direction between the forming tool with the blank and the forming tool 10. The forming tool 10 is thus moved in the axial direction into the blank in order to reshape the material of the blank. The forming process may be terminated if the shaping tool has 10 with the forming rollers 14, 16, 18 traversed the region of the inner peripheral surface and bear beitet ¬, in which the predetermined structure on the outer peripheral surface of the raw ¬ is to be formed compact. The forming tool 10 is moved in the direction of the longitudinal axis A into the blank and through the blank in order to be able to machine the inner circumferential surface of the blank. Due to the relative storage and the punctual, linear or sectional contact of the processing points 48, 50 and 52 of the processing surfaces 34, 36, 38 of the forming rollers 14, 16, 18 with the material of the blank, the material of the blank is converted into the negative shape on the inner circumferential surface of the molding tool pressed. In other words, due to the pressure exerted on the material of the blank by the forming rollers 14, 16 and 18 due to the relative movement relative to the blank, the material of the blank can flow into the negative mold. As a result, the desired structure can be formed on the outer peripheral surface of the blank 16. The speed of rotation of the mold with the blank may be adjusted 10 relative to the molding tool to the speed of the axial relative displacement of the forming tool, so that the forming tool 10, the entire inner peripheral surface of the blank during the extended in the axial direction ¬ resulted relative displacement between the forming tool 10 and the Form tool can edit.
Das voranstehend beschriebene Verfahren kann auch mit einem stehenden Formwerkzeug und einem rotierenden Umformwerkzeug 10 durchgeführt werden. Das Umformwerkzeug 10 rotiert dann um die Längsachse A und wird gleichzeitig in axia¬ ler Richtung relativ zu dem Formwerkzeug mit dem Rohling bewegt. Auch in diesem Fall können die Umformrollen 14, 16, 18 durch den Kontakt mit dem Rohling an der Innenumfangsfläche des Rohlings abrollen und sich um ihre Drehachse DM, Di6 und Die drehen. Es findet somit auch in diesem Fall eine doppelte Drehbewegung statt, d. h. der Hauptkörper 12 dreht sich mit den Umformrollen 14, 16, 18 um die Längsach¬ se A und die Umformrollen 14, 16, 18 drehen sich um die Drehachse DM, Di6, DIS. The method described above can also be carried out with a standing molding tool and a rotating molding tool 10. The forming tool 10 is then rotated about the longitudinal axis A and is simultaneously moved in axia ¬ ler direction relative to the mold with the blank. In this case, too, the forming rollers 14, 16, 18 can roll on the inner circumferential surface of the blank through contact with the blank and rotate about their axis of rotation DM, Di6 and Die. There is thus also in this case a double rotary motion instead of, ie, the main body 12 rotates with the forming rollers 14, 16, 18 about the Längsach ¬ se A and the forming rollers 14, 16, 18 rotate about the axis of rotation DM, Di6, DIS .
Gemäß der Erfindung können schnell und kostengünstig komplexe Strukturen an dem Werkstück mit einer hohen Präzision durch Umformen hergestellt werden können. According to the invention, complex structures can be produced quickly and inexpensively on the workpiece with a high degree of precision by forming.

Claims

Patentansprüche Claims
1. Umformwerkzeug (10) zum Umformen eines Werkstücks, insbesondere eines rohrförmigen Werkstücks, umfassend: wenigstens einen Hauptkörper (12), der eine Längsachse (A) aufweist, und wenigstens eine Umformrolle (14,16, 18), die wenigstens eine Drehachse (DM, Die, Dis) aufweist und an dem wenigstens einen Hauptkörper (12) drehbar gelagert ist, wobei die wenigstens eine Umformrolle (14, 16, 18) wenigstens einen Umformabschnitt (28, 30, 32) aufweist, wobei der wenigstens eine Umformabschnitt (28, 30, 32) bezogen auf die Längsachse (A) des wenigstens einen Hauptkörpers (12) zumin¬ dest in radialer Richtung über wenigstens eine radiale Außenfläche (40) des wenigstens einen Hauptkörpers (12) vorsteht, um wenigstens einen Umformbereich (48, 50, 52) zum Umformen des Werkstücks zu bilden. 1. A forming tool (10) for forming a workpiece, in particular a tubular workpiece, comprising: at least one main body (12) which has a longitudinal axis (A), and at least one forming roller (14, 16, 18) which has at least one axis of rotation ( DM, Die, Dis) and is rotatably mounted on the at least one main body (12), the at least one forming roller (14, 16, 18) having at least one forming section (28, 30, 32), the at least one forming section ( 28, 30, 32) relative to the longitudinal axis (a) of the at least one main body (12) at ¬ least in the radial direction over at least a radially outer surface (40) of the at least) projecting a main body (12 to at least one deformation area (48, 50, 52) for forming the workpiece.
2. Umformwerkzeug (10) nach Anspruch 1, wobei die wenigstens eine Umformrolle (14, 16, 18) wenigstens einen Lagerabschnitt (54) aufweist, der zumindest abschnittweise in dem wenigstens einen Hauptkörper (12) aufgenommen ist. 2. Forming tool (10) according to claim 1, wherein the at least one forming roller (14, 16, 18) has at least one bearing section (54) which is received at least in sections in the at least one main body (12).
3. Umformwerkzeug (10) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Umformwerkzeug (10) wenigstens eine Lageranordnung (56) zum Lagern der wenigstens einen Umformrolle (14, 16, 18) an dem wenigstens einen Hauptkör¬ per (12) aufweist. 3. forming tool (10) according to claim 1 or 2, wherein the forming tool (10) has at least one bearing arrangement (56) for supporting the at least one forming roller (14, 16, 18) on the at least one Hauptkör ¬ per (12).
4. Umformwerkzeug (10) nach Anspruch 3, wobei die wenigstens eine Lageranordnung (56) wenigstens ein Lager (62, 64) aufweist, das den wenigstens einen Lagerabschnitt (54) der wenigstens einen Umform¬ rolle (14, 16, 16) drehbar an dem wenigstens einen Hauptkörper (12) lagert. 4 forming tool (10) according to claim 3, wherein the at least one bearing assembly (56) at least one bearing (62, 64) which is rotatably mounted to the at least one bearing portion (54) at least one metal forming ¬ roll (14, 16, 16) on the at least one main body (12) is supported.
5. Umformwerkzeug (10) nach einem Ansprüche 2 bis 4, wobei zumindest der Lagerabschnitt (54) wenigstens ein Innenteil (102) und wenigs¬ tens ein Außenteil (104) aufweist, wobei das wenigstens eine Außenteil (104) mit der wenigstens einen Lageranordnung (54) verbunden ist. 5. forming tool (10) according to any one of claims 2 to 4, wherein at least the bearing portion (54) has at least one inner part (102) and at least ¬ least one outer part (104), wherein the at least one outer part (104) with the at least one bearing arrangement (54) is connected.
6. Umformwerkzeug (10) nach Anspruch 5, wobei das wenigstens eine Innenteil (102) und das wenigstens eine Außenteil (104) relativ zueinander verlagerbar sind. 6. forming tool (10) according to claim 5, wherein the at least one inner part (102) and the at least one outer part (104) are displaceable relative to one another.
7. Umformwerkzeug (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei sich die Drehachse (DM, Die, Dis) der wenigstens einen Umformrolle (14, 16, 18) zumindest im Wesentlichen parallel zu der Längsachse (A) des Hauptkörpers (12) erstreckt. 7. Forming tool (10) according to one of the preceding claims, wherein the axis of rotation (DM, Die, Dis) of the at least one forming roller (14, 16, 18) extends at least substantially parallel to the longitudinal axis (A) of the main body (12) .
8. Umformwerkzeug (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei sich die Drehachse (DM, DM, DIS) der wenigstens einen Umformrolle (14, 16, 18) schräg zu der Längsachse (A) des Hauptkörpers (12) erstreckt. 8. Forming tool (10) according to one of claims 1 to 6, wherein the axis of rotation (DM, DM, DIS) of the at least one forming roller (14, 16, 18) extends obliquely to the longitudinal axis (A) of the main body (12).
9. Umformwerkzeug (10) nach Anspruch 7 oder 8, wobei zumindest der Umformabschnitt (28, 30, 32) der wenigstens einen Umformrolle (14, 16, 18) entlang der Drehachse (DM, DIÖ, DIS) der wenigstens einen Umform¬ rolle (14, 16, 18) verlagerbar ist. 9. forming tool (10) according to claim 7 or 8, wherein at least the forming section (28, 30, 32) of the at least one forming roller (14, 16, 18) along the axis of rotation (DM, D IÖ , DIS) of the at least one forming ¬ role (14, 16, 18) is displaceable.
10. Umformwerkzeug (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die radiale und/oder axiale Position zumindest des Umformabschnitts (28, 30, 32) der wenigstens einen Umformrolle (14, 16, 18) mechanisch, pneumatisch oder hydraulisch veränderbar ist. 10. forming tool (10) according to any one of claims 1 to 9, wherein the radial and / or axial position of at least the forming section (28, 30, 32) of the at least one forming roller (14, 16, 18) can be changed mechanically, pneumatically or hydraulically .
11. Umformwerkzeug (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die wenigstens eine Umformrolle (14, 16, 18) wenigstens zwei Lagerabschnitte (54) aufweist, zwischen denen in axialer Richtung der wenigstens eine Umformab schnitt (28, 30, 32) angeordnet ist. 11. Forming tool (10) according to one of claims 1 to 10, wherein the at least one forming roller (14, 16, 18) has at least two bearing sections (54), between which the at least one Umformab section (28, 30, 32) in the axial direction ) is arranged.
12. Umformwerkzeug (10) nach Anspruch 11, wobei der wenigstens eine Hauptkörper (12) derart ausgebildet ist, dass die wenigs tens zwei Lagerabschnitte (54) zumindest abschnittsweise in dem Hauptkörper (12) aufgenommen sind. 12. The forming tool (10) according to claim 11, wherein the at least one main body (12) is designed such that the at least two bearing sections (54) are at least partially received in the main body (12).
13. Umformwerkzeug (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei der wenigstens eine Umformabschnitt (28, 30, 32) im Bereich seines größten Außendurchmessers wenigstens eine Bearbeitungsstelle (48, 50, 52) aufweist, die zum Umformen des Werkstücks ausgebildet ist. 13. Forming tool (10) according to one of claims 1 to 12, wherein the at least one forming section (28, 30, 32) in the region of its largest outer diameter has at least one processing point (48, 50, 52) which is designed for forming the workpiece .
14. Umformwerkzeug (10) nach Anspruch 13, wobei der wenigstens eine Umformabschnitt (28, 30, 32) im Bereich seines größten Außendurchmessers gekrümmt oder gewölbt ist. 14. The forming tool (10) according to claim 13, wherein the at least one forming section (28, 30, 32) is curved or arched in the region of its largest outer diameter.
15. Umformwerkzeug (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei der wenigstens eine Umformabschnitt (28, 30, 32) zumindest abschnittsweise konisch oder kegelstumpfförmig ausgebildet ist. 15. The forming tool (10) according to any one of claims 1 to 14, wherein the at least one forming section (28, 30, 32) is at least partially conical or frustoconical.
16. Umformwerkzeug (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei das Umformwerkzeug (10) mehrere Umformrollen (14, 16, 18) aufweist. 16. The forming tool (10) according to any one of claims 1 to 15, wherein the forming tool (10) has a plurality of forming rollers (14, 16, 18).
17. Umformwerkzeug nach Anspruch 16, wobei die Umformrollen (14, 16, 18) um vorbestimmten Winkelabstände um die Längsachse (A) des Hauptkörpers (12) zueinander versetzt an dem Hauptkörper (12) angeordnet sind. 17. Forming tool according to claim 16, wherein the forming rollers (14, 16, 18) are arranged offset from one another on the main body (12) by predetermined angular distances about the longitudinal axis (A) of the main body (12).
18. Umformwerkzeug nach Anspruch 16 oder 17, wobei die Drehachsen (DM, DIÖ, DIS) der Umformrollen (14, 16, 18) auf einem Radi¬ us (RI) um die Längsachse (A) des Hauptkörpers (12) angeordnet sind. 18. Forming tool according to claim 16 or 17, wherein the axes of rotation (DM, DIÖ, DIS) of the forming rollers (14, 16, 18) are arranged on a radius (RI) around the longitudinal axis (A) of the main body (12).
19. Umformwerkzeug (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 18, wobei der Hauptkörper (12) mehrteilig ausgebildet ist. 19. Forming tool (10) according to one of claims 1 to 18, wherein the main body (12) is formed in several parts.
20. Umformvorrichtung zum Umformen eines Werkstücks, umfassend: wenigstens ein Umformwerkzeug (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 19, und wenigstens ein Formwerkzeug, das eine Negativform zumindest eines Teils der an dem Werkstück auszubildenden Struktur aufweist, wobei das wenigstens eine Umformwerkzeug (10) und das wenigstens eine Formwerkzeug in axialer Richtung relativ zueinander verlagerbar sind, wobei das wenigstens eine Formwerkzeug und/oder das wenigstens eine Umformwerkzeug (10) rotierbar sind. 20. Forming device for forming a workpiece, comprising: at least one forming tool (10) according to one of claims 1 to 19, and at least one forming tool which has a negative shape of at least part of the structure to be formed on the workpiece, wherein the at least one forming tool (10 ) and the at least one shaping tool can be displaced relative to one another in the axial direction, the at least one shaping tool and / or the at least one shaping tool (10) being rotatable.
21. Umformvorrichtung nach Anspruch 20, wobei das wenigstens eine Formwerkzeug und das wenigstens eine Umformwerk¬ zeug (10) koaxial angeordnet sind. 21. forming device according to claim 20, wherein the at least one mold tool and (10) are arranged coaxially at least one Umformwerk ¬ convincing.
22, Umformvorrichtung nach Anspruch 20 oder 21, wobei die Negativform an der Innenumfangsfläche des Formwerkzeugs ausgebildet ist. 22, forming device according to claim 20 or 21, wherein the negative mold is formed on the inner peripheral surface of the mold.
23. Verfahren zum Umformen eines Werkstücks, wobei zum Umformen des Werk¬ stücks wenigstens ein Formwerkzeug und wenigstens ein Umformwerkzeug (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 19 vorgesehen sind, wobei das wenigstens eine Formwerkzeug eine Negativform zumindest eines Teils der an dem Werkstück auszu- bildenden Struktur aufweist, wobei das wenigstens eine Umformwerkzeug (10) und das wenigstens eine Formwerkzeug zum Umformen des wenigstens einen Werkstücks derart Zusammenwirken, dass das Material des Werkstücks in die Negativform des Formwerkzeugs gedrückt wird, um die Struktur an dem Werkstück auszubilden. 23. A method of forming a workpiece, wherein the forming of the ¬ plant at least one mold and at least one forming tool (10) piece according to one of claims 1 to 19 are provided, wherein the at least for For at least one mold, a negative mold of a portion of on the workpiece - Has forming structure, wherein the at least one forming tool (10) and the at least one forming tool for forming the at least one workpiece interact in such a way that the material of the workpiece is pressed into the negative mold of the forming tool to form the structure on the workpiece.
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