DE102005028828B3 - Method and device for producing metal rings - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Anordnung zum Herstellen von Ringen aus einem Rohr aus einem metallischen Werkstoff, wobei die Ringe am Innenumfang mit einem axial durchgehenden Innenprofil und am Außenumfang mit einem radialen Außenprofil versehen sind.The The present invention relates to a method and an arrangement for making rings from a tube of a metallic one Material, wherein the rings on the inner circumference with an axially continuous Inner profile and on the outer circumference with a radial outer profile are provided.
Ein
derartiges Verfahren ist beispielsweise bekannt aus der WO 2005/016575
A1 oder der
Zur Herstellung beispielsweise von Synchronringen kann dabei gleichzeitig ein radiales Innenprofil gebildet werden. Bei der Herstellung von Schaltmuffen wird vorgeschlagen, die notwendige Innenverzahnung (axiale Profilierung) spanend in einem separaten Arbeitsgang herzustellen, nachdem die Außenkontor komplett schleiffertig gewalzt worden ist.to Production of synchronizer rings, for example, can be done simultaneously a radial inner profile are formed. In the production of sliding sleeves it is suggested that the necessary internal toothing (axial profiling) in a separate operation to produce after the outside office has been rolled completely ready for grinding.
Aus
dem Dokument
Ferner
offenbart das Dokument
Durch diese Anordnung können Schlagwalzvorgänge bis dicht an eine radial vorstehende Schulter des Werkstückes ausgeführt werden, unter Beibehaltung der Vorteile des bekannten Schlagwalzverfahrens, bei dem die Materialverdrängung vornehmlich in Werkstücklängsachse erfolgt. Die beschriebene Schlagwalztechnik wird auch als Grob-Methode bezeichnet.By this arrangement can Impact roll processes be carried out close to a radially projecting shoulder of the workpiece, while retaining the advantages of the known impact rolling process, in which the material displacement primarily in workpiece longitudinal axis he follows. The described impact rolling technique is also referred to as coarse method.
Ein
weiteres Verfahren zum Herstellen von hohlen Werkstücken mit
axialer oder schräger
Profilierung innen und außen
ist aus dem Dokument
Vor dem obigen Hintergrund ist es die Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Verfahren zum Herstellen von Ringen aus einem metallischen Werkstoff, ausgehend von Rohrmaterial, anzugeben, wobei insbesondere die axiale Profilierung einfacher herstellbar sein soll.In front In the above background, it is the object of the invention to provide an improved Method for producing rings from a metallic material, starting from pipe material, in particular the axial Profiling should be easier to produce.
Diese Aufgabe wird zum einen gelöst durch ein Verfahren zum Herstellen von Ringen aus einem metallischen Werkstoff gemäß Anspruch 1, die am Innenumfang mit einem axial durchgehenden Innenprofil und am Außenumfang mit einem radialen Außenprofil versehen sind, mit den Schritten:
- a) Bereitstellen eines Rohres, das einen Rohrabschnitt aufweist, aus dem die Ringe herzustellen sind;
- b) Ausbilden des Innenprofils des Rohrabschnittes durch Kneten, wobei in dem Rohr ein erster Profildorn angeordnet ist, dessen Dornaußenprofil dem zu bildenden Innenprofil der Ringe entspricht, und wobei der Rohrabschnitt von außen mit einem Knetwerkzeug bearbeitet wird; und
- c) Ausbilden des radialen Außenprofils, und zwar durch Walzen, wobei das Dornaußenprofil des ersten Profildorns kürzer ist als die Länge des Rohrabschnittes, wobei der erste Profildorn schwimmend gelagert ist und wobei der Rohrabschnitt im Knetschritt b) in axialer Richtung relativ zu dem ersten Profildorn bewegt wird, und wobei in dem Walzschritt c) ein zweiter Profildorn in zumindest einem Teil des Rohrabschnittes oder einem von dem Rohrabschnitt abgetrennten Ring angeordnet ist.
- a) providing a pipe having a pipe section from which the rings are to be made;
- b) forming the inner profile of the pipe section by kneading, wherein in the tube, a first profile mandrel is arranged, the outer profile of the mandrel corresponding to the forming inner profile of the rings, and wherein the pipe section is machined from the outside with a kneading tool; and
- c) forming the radial outer profile, by rolling, wherein the mandrel outer profile of the first profile mandrel is shorter than the length of the pipe section, wherein the first profile mandrel is floatingly mounted and wherein the pipe section moves in the kneading step b) in the axial direction relative to the first profile mandrel is, and wherein in the rolling step c) a second profile mandrel in at least a portion of the pipe section or a separated from the pipe section ring is arranged.
In gleicher Weise wird die obige Aufgabe gelöst durch eine Anordnung zum Herstellen von Ringen aus einem metallischen Werkzeug gemäß Anspruch 7, insbesondere zur Durchführung des oben genannten Verfahrens, mit
- – einer Knetvorrichtung zum Ausbilden des Innenprofils, wobei die Knetvorrichtung einen ersten Profildorn aufweist, der in dem Rohr angeordnet ist und dessen Dornaußenprofil dem zu bildenden Innenprofil der Ringe entspricht, und wobei die Knetvorrichtung ein Knetwerkzeug aufweist, das den Rohrabschnitt von außen bearbeitet, um einen innen profilierten Rohrabschnitt zu bilden wobei das Dornaußenprofil des ersten Profildorns kürzer ist als die Länge des Rohrabschnittes, wobei der erste Profildorn in Bezug auf das Rohr schwimmend gelagert ist; und
- – einer nachgeordneten Walzvorrichtung zum Bilden des Außenprofils, wobei die Walzvorrichtung einen zweiten Profildorn aufweist, dessen Dornaußenprofil dem hergestellten Innenprofil des Rohrabschnittes entspricht und der beim Bilden des Außenprofils in zumindest einen Teil des innen profilierten Rohrabschnittes oder in einen von dem Rohrabschnitt abgetrennten Ring eingeschoben ist.
- A kneading device for forming the inner profile, wherein the kneading device has a first profile mandrel which is arranged in the tube and whose mandrel outer profile corresponds to the inner profile of the rings to be formed, and wherein the kneading device comprises a kneading tool which processes the pipe section from the outside to a to form inside profiled pipe section wherein the mandrel outer profile of the first profile mandrel is shorter than the length of the pipe section, wherein the first profile mandrel is floatingly mounted with respect to the tube; and
- - A downstream rolling device for forming the outer profile, wherein the rolling device has a second profile mandrel whose outer mandrel profile corresponds to the manufactured inner profile of the pipe section and which is inserted in forming the outer profile in at least part of the internally profiled pipe section or in a separated from the pipe section ring.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren und der erfindungsgemäßen Herstellungsanordnung kann das axiale Innenprofil der Ringe deutlich kostengünstiger hergestellt werden, nämlich durch Kneten. Da der zum Herstellen der Ringe verwendete metallische Werkstoff wegen des verwendeten Walzverfahrens zum Herstellen des radialen Außenprofils ohnehin in Grenzen fließfähig sein muss, ist das Knetverfahren zur Herstellung des axialen Innenprofils generell anwendbar.at the method according to the invention and the manufacturing arrangement according to the invention can the axial inner profile of the rings significantly cheaper produced, namely by kneading. Since the metallic used for producing the rings Material because of the rolling process used to manufacture the radial outer profile anyway be flowable within limits must, is the kneading process for the production of the axial inner profile generally applicable.
Der Begriff des Knetens ist vorliegend breit zu verstehen und soll sämtliche ähnliche und alternative Verfahren (z.B. Drückwalzen) beinhalten, bei denen Werkstoff durch radialen und/oder axialen Druck (kontinuierlich oder intermittierend) in das Profil des Profildorn gedrückt wird.Of the Concept of kneading is to be understood broadly and is intended to all similar and alternative methods (e.g., spinning rolls) in which Material by radial and / or axial pressure (continuous or intermittently) is pressed into the profile of the profile mandrel.
Schließlich hat sich gezeigt, dass das so hergestellte axiale Innenprofil bei dem darauffolgenden Walzschritt zur Herstellung des radialen Außenprofils überraschenderweise nicht oder nur sehr gering beeinflusst wird, so dass im günstigsten Fall eine Nachbearbeitung des axialen Innenprofils nach dem Walzschritt nicht erforderlich ist.Finally has shown that the thus produced axial inner profile in the following rolling step for producing the radial outer profile surprisingly is not or only very slightly influenced, so in the cheapest Case post-processing of the axial inner profile after the rolling step is not required.
Ferner wird erreicht, dass die Länge des Rohrabschnittes, an dem das axiale Innenprofil in einem Stück ausgebildet wird, vergleichsweise lang ausgebildet sein kann, beispielsweise 50 bis 70 cm. Es ist jedoch auch denkbar, den Rohrabschnitt noch länger auszubilden, beispielsweise 2 m oder mehr (theoretisch unendlich).Further will reach that length the pipe section on which the axial inner profile formed in one piece is, can be formed comparatively long, for example 50 to 70 cm. However, it is also conceivable to make the pipe section even longer, for example 2 m or more (theoretically infinite).
Gegenüber anderen Verfahren kann damit der verwertbare Anteil eines Ausgangsrohres deutlich vergrößert werden, da die Länge des profilierten Rohrabschnittes im Verhältnis zu der Länge der in der Regel notwendigen Einspannung des Rohres größer wird.Over other Procedure can thus be the usable portion of an output pipe be significantly enlarged, because the length of the profiled pipe section in relation to the length of the usually necessary clamping of the tube becomes larger.
Durch das Anordnen des zweiten Profildorns, dessen Außenprofil dem bereits gefertigten axialen Innenprofil des Rohrabschnittes bzw. Rings entspricht, kann der Walzschritt durchgeführt werden, ohne dass ein Werkstofffluss die Integrität des bereits gefertigten Innenprofils beeinträchtigt.By the arrangement of the second profile mandrel, the outer profile of the already manufactured axial Inner profile of the pipe section or ring corresponds, the Rolling performed without having a material flow the integrity of the already manufactured inner profile impaired.
Es versteht sich dabei, dass es ggf. nach dem Walzschritt noch notwendig sein kann, eine Nachbearbeitung des axialen Innenprofils durchzuführen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist hingegen überhaupt keine Nachbearbeitung notwendig, jedenfalls keine spanende Nachbearbeitung.It It is understood that it may still be necessary after the rolling step may be to perform a post-processing of the axial inner profile. at a preferred embodiment, however, is at all no post-processing necessary, at least no post-processing.
Die Aufgabe wird somit vollkommen gelöst.The Task is thus completely solved.
Bei dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren ist es bei einer alternativen Ausführungsform bevorzugt, wenn die einzelnen Ringe vor dem Walzschritt c) von dem innen profilierten Rohrabschnitt abgetrennt werden.at the production process according to the invention it is preferred in an alternative embodiment if the individual rings before the rolling step c) profiled from the inside Tube section to be separated.
Bei dieser Ausführungsform ist es vorteilhaft, dass in dem Walzschritt der Werkstofffluss ggf. von beiden axialen Seiten aus nahe dem Walzwerkzeug steuerbar ist.at this embodiment it is advantageous that in the rolling step the material flow is optionally from both axial sides of the rolling tool is controllable.
Bei einer alternativen Ausführungsform erfolgt der Walzschritt c) vorzugsweise an dem innen profilierten Rohrabschnitt, wobei fertiggestellte Ringe anschließend abgetrennt werden.at an alternative embodiment the rolling step c) is preferably carried out on the inside profiled Pipe section, finished rings then separated become.
Hierbei ist die Handhabung vorteilhaft, da eine große Anzahl von Einzelteilen erst dann entsteht, wenn die Ringe fertiggestellt sind.in this connection The handling is advantageous because a large number of items only then arises when the rings are completed.
Ferner ist es vorteilhaft, wenn das Rohr in dem Knetschritt b) relativ zu dem Knetwerkzeug in axialer Richtung bewegt wird.Further it is advantageous if the tube in the kneading step b) relative is moved to the kneading tool in the axial direction.
Bei dieser Ausführungsform kann das axiale Innenprofil in einem kontinuierlichen Arbeitsschritt an dem Rohrabschnitt ausgebildet werden. Alternativ ist es natürlich auch denkbar, dass das Knetwerkzeug sich relativ zu dem Rohr bewegt.at this embodiment can the axial inner profile in a continuous step be formed on the pipe section. Alternatively, of course it is conceivable that the kneading tool moves relative to the tube.
Ferner ist es vorteilhaft, wenn der erste Profildorn im Knetschritt b) in axialer Richtung abgestützt wird und somit in Bezug auf das Knetwerkzeug im Wesentlichen stationär bleibt.Further it is advantageous if the first profile mandrel in the kneading step b) is supported in the axial direction and thus remains substantially stationary with respect to the kneading tool.
Zwar ist der Profildorn hierbei schwimmend gelagert. Um jedoch Verklemmungen zu vermeiden, kann in axialer Richtung eine Abstützung erfolgen, vorzugsweise in Bewegungsrichtung des Rohrabschnittes relativ zu dem ersten Profildorn.Although the profile mandrel is floating here. However, in order to avoid jamming, a support can take place in the axial direction, preferably in the direction of movement of the tube cut relative to the first profile mandrel.
In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens ist es vorteilhaft, wenn in dem Walzschritt c) eine axiale Gegenkraft auf den Rohrabschnitt bzw. den Ring erzeugt wird, und zwar entgegen der durch die Walzwerkzeuge erzeugten Fließrichtung des Werkstoffes, um so den Werkstofffluss in axialer und/oder radialer Richtung steuern zu können.In a further embodiment the production process according to the invention it is advantageous if in the rolling step c) an axial counterforce is generated on the pipe section or the ring, and against the flow direction of the material produced by the rolling tools, so as to control the material flow in the axial and / or radial direction to be able to.
Bei dieser Ausführungsform kann erreicht werden, dass während des Walzens des radialen Außenprofils radiale Erhebungen entstehen, die über den Außendurchmesser des ungewalzten Rohres hinausgehen. Mit anderen Worten kann ggf. ein Werkstofffluss radial nach außen erzeugt werden, um so bei möglichst geringer Beeinflussung des bereits gefertigten axialen Innenprofils ein radiales Außenprofil mit vergleichsweise großen Differenzen zwischen maximalem und minimalem Außendurchmesser zu bilden.at this embodiment can be achieved during that rolling the radial outer profile Radial elevations arise over the outer diameter of the unrolled Go out pipe. In other words, if necessary, a material flow radially outward be generated as much as possible slight influence on the already manufactured axial inner profile a radial outer profile with comparatively large Differences between maximum and minimum outer diameter to form.
In der Walzvorrichtung ist vorzugsweise ein Gegendruckwerkzeug vorgesehen, das einen Anlageabschnitt aufweist, mittels dessen eine axiale Gegenkraft auf den Rohrabschnitt bzw. den Ring entgegen der durch die Walzwerkzeuge hervorgerufenen Fließrichtung des Werkstoffes erzeugt werden kann, um so den Werkstofffluss in axialer und/oder in radialer Richtung zu steuern.In the rolling device is preferably provided with a counterpressure tool, having an abutment portion, by means of which an axial counterforce on the pipe section or the ring against the by the rolling tools caused flow direction of the material can be generated so as to reduce the flow of material in axial and / or to control in the radial direction.
Das Gegendruckwerkzeug ist vorzugsweise einstückig mit dem zweiten Profildorn ausgebildet.The Counterpressure tool is preferably integral with the second profile mandrel educated.
Bei der erfindungsgemäßen Herstellungsanordnung ist ferner vorzugsweise eine Abtrennvorrichtung zum Abtrennen von einzelnen Ringen von dem Rohrabschnitt vorgesehen.at the manufacturing arrangement according to the invention is also preferably a separating device for separating individual rings provided by the pipe section.
Hierbei kann es sich um eine separate Vorrichtung handeln, beispielsweise ein Drehwerkzeug oder Fräswerkzeug, Schleifwerkzeug, Säge, etc. zum radialen Abstechen der einzelnen Rohre.in this connection it may be a separate device, for example a turning tool or milling tool, Grinding tool, saw, etc. for radial parting of the individual tubes.
Die Abtrennvorrichtung kann dabei vor der Walzvorrichtung angeordnet sein, um der Walzvorrichtung auf diese Weise einzelne, lediglich am Innenumfang profilierte Ringe zuzuführen.The Separating device can be arranged in front of the rolling device be to the rolling device in this way individual, only to supply profiled rings on the inner circumference.
Die Abtrennvorrichtung kann jedoch alternativ auch an oder nach der Walzvorrichtung angeordnet sein, um jeweils einen Ring von dem Rohrabschnitt abzutrennen, der sowohl am Innenumfang als auch am Außenumfang fertig profiliert ist.The However, separation device may alternatively also be on or after Rolling device may be arranged to each a ring of the pipe section Separate, both on the inner circumference and on the outer circumference finished profiled.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It it is understood that the above and the following yet to be explained features not only in the specified combination, but also in other combinations or alone, without to leave the scope of the present invention.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:embodiments The invention are illustrated in the drawings and in the following description explained. Show it:
In
Das
Rohr
Die
Knetvorrichtung
Die
Knetvorrichtung
Zu
diesem Zweck ist in der Knetvorrichtung
Der
Profildorn
Ferner
weist der erste Profildorn
Bei
dem Knetvorgang erfolgt eine gewisse Durchmesserreduzierung des
Ausgangsrohrs
Der
erste Profildorn
In
der Knetvorrichtung
Von
dem Ausgangsrohr kann somit ein überwiegender
Teil (der Rohrabschnitt
Der
innen profilierte Rohrabschnitt
Die
Walzvorrichtung
Anschließend kann
ein weiterer Abschnitt des innen profilierten Rohrabschnittes
Die
Walzvorrichtung
Die
Walzvorrichtung
Ferner üben die
Walzrollen
Der
Rohrabschnitt
Gegenüber dem
Dokument
Zu
diesem Zweck ist in der Walzvorrichtung
Ferner
weist der zweite Profildorn
In
der Walzvorrichtung
Durch
die Ausübung
eines axialen Druckes auf den Rohrabschnitt
Im
dargestellten Ausführungsbeispiel
kann der am Innenumfang axial und am Außenumfang radial profilierte
Ring
Die
Walzvorrichtung
Auf
der dem Anlageabschnitt
Die
Knetvorrichtung
Bei
der Knetvorrichtung
Der
erste Profildorn
Demzufolge
wird in der Knetvorrichtung
Man
erkennt, dass hierbei im Vergleich zu dem Verfahren mit schwimmendem
ersten Profildorn
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