DE19857626A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Oberflächenbehandlung von länglichen Profilen sowie deren Verwendung - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Oberflächenbehandlung von länglichen Profilen sowie deren VerwendungInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Oberflächenbehandlung von länglichen Profilen (12, 12'), bei welchem das längliche Profil (12, 12') durch mindestens eine wenigstens teilweise mit einem Außenprofil (22, 22', 76, 76', 78, 78') versehene Walze (16, 16', 74', 74'', 86', 86'') beaufschlagt wird, derart, daß die behandelte Oberfläche (14, 14') des länglichen Profils (12, 12') unter Druckeigenspannungen und die unter der behandelten Oberfläche (14, 14') liegenden Zonen des länglichen Profils (12, 12') unter Zugeigenspannungen in axialer und tangentialer Richtung gesetzt werden.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur
Oberflächenbehandlung von länglichen Profilen sowie deren Ver
wendung zur Oberflächenbehandlung von länglichen Profilen aus
Metall, vorzugsweise aus Stahl und/oder Aluminium und/oder
Aluminium enthaltenden Legierungen.
Beim Ziehen wie auch beim Strangpressen von länglichen Profi
len aus Metall, insbesondere auch aus Aluminium, entsteht an
deren äußeren Oberfläche im allgemeinen eine Oxidschicht von
zum Teil erheblicher Dicke. Auch bilden sich beim Ziehen bzw.
Strangpressen im allgemeinen in der Oberfläche von länglichen
Profilen aus Metall, insbesondere Aluminium, (Längs-)Risse
oder dergleichen. Da sowohl derartige Oxidschichten als auch
solche (Längs-)Risse zwangsläufig zu einer Herabsetzung der
Festigkeit der länglichen Profile führen, ist eine nachträgli
che Säuberung bzw. Abtragung der Materialoberfläche erforder
lich. Dies aber ist ausgesprochen arbeits- und damit kostenin
tensiv. Zudem weisen längliche Profile, die durch Ziehen bzw.
Strangpressen hergestellt sind, im allgemeinen Abmessungen mit
ausgesprochen großen Toleranzbereichen auf. Ein nachfolgendes
Richten bzw. sonstiges Formen der durch Ziehen bzw. Strang
pressen hergestellten länglichen Profile ist daher für deren
Weiterverarbeitung bzw. Weiterverwendung unbedingt notwendig.
Ein solcher Arbeitsschritt aber erhöht ebenfalls den Arbeits- bzw.
Kostenaufwand.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde,
ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Oberflächenbehandlung
von länglichen Profilen mit beliebigem Querschnitt bereit zu
stellen, das bzw. die konstruktiv ausgesprochen einfach ist
und eine Herstellung von länglichen Profilen von besonders ho
her Festigkeit und Härte sowie großer Genauigkeit ohne zusätz
lichen Arbeits- und Kostenaufwand ermöglichen, sowie deren
Verwendung zur Oberflächenbehandlung von länglichen Profilen
aus Metall, insbesondere Aluminium oder Aluminium enthaltenden
Legierungen, zur Verfügung zu stellen.
Diese Aufgabe wird auf überraschend einfache Weise in verfah
renstechnischer Hinsicht durch die Merkmale des Anspruchs 1
gelöst.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Verfahrens nach
den Merkmalen des Anspruchs 1, bei welchem das längliche Pro
fil durch mindestens eine wenigstens teilweise mit einem Au
ßenprofil versehene Walze beaufschlagt wird, derart, daß die
behandelte Oberfläche des länglichen Profils unter Druckeigen
spannungen und die unter der behandelten Oberfläche liegenden
Zonen des länglichen Profils unter Zugeigenspannungen in axia
ler und tangentialer Richtung gesetzt werden, läßt sich ein
besonders einfaches Verfahren erhalten, um längliche Profile
ohne großen Arbeits- und Kostenaufwand mit wesentlich erhöhter
Festigkeit und/oder Härte, ausgesprochen hoher Genauigkeit so
wie Glattheit herzustellen. Mit dem erfindungsgemäßen Verfah
ren wird eine Säuberung der Materialoberfläche und/oder der
oberflächennahen Randzone von spröden Oxidkrusten, beispiels
weise Aluminiumoxidkrusten, und schädlichen Verunreinigungen
erreicht. Während der Oberflächenbehandlung werden zugleich
Oberflächendefekte beseitigt und somit eine hierdurch hervor
gerufene Rißauslösung vermieden. Im Ergebnis sind die längli
chen Profile mit einer materialidentischen Hülle von mehreren
Hundert Mikrometern umgeben, die aufgrund einer erhöhten Mate
rialfestigkeit und resultierenden Druckeigenspannung verstei
fend wirkt. Die Oberflächenrauhigkeit verbessert sich gegen
über den länglichen Profilen unmittelbar nach dem Ziehen bzw.
Strangpressen bis etwa um den Faktor 6 bis 8. Rauhigkeitswerte
von Ra < 0,1 sind dabei die Regel. Die länglichen Profile er
halten mithin eine Eigenspannungscharakteristik, nämlich
Druckeigenspannungen in der plastisch verformten Oberfläche
bzw. oberflächennahen Randzone und Zugeigenspannungen in den
darunter liegenden Gebieten, welche einander entgegenwirken.
Die länglichen Profile erhalten mithin eine erheblich verbes
serte Dauerfestigkeit. Als zusätzlicher Vorteil des Verfahrens
nach der Erfindung ergibt sich infolge einer wesentlich ver
ringerten Oxidschichtdicke eine verbesserte Haftung, mit der
Folge, daß die länglichen Profile problemlos mit galvanischen
Beschichtungen versehen werden können, und zwar ohne die sonst
übliche Wasserstoffversprödung. Wegen der verbesserten Haftung
sind allerdings ebenso alle nur erdenklichen Korrosionsschutz
verfahren möglich. Durch eine solche Oberflächenbehandlung
wird eine verfestigte und von porösen Oxidpartikeln gereinigte
Oberflächenstruktur erhalten. Im Ergebnis dieser partiellen
Oberflächenbehandlung erhält der Werkstoff ein Eigenspannungs
system, welches eine erheblich verbesserte Dauerfestigkeit zur
Folge hat.
Vorteilhafte konstruktive Einzelheiten des erfindungsgemäßen
Verfahrens sind in den Ansprüchen 2 bis 14 beschrieben.
Von großer Redeutung für eine zusätzliche Vereinfachung bei
der Oberflächenbehandlung des länglichen Profils sind die Maß
nahmen des Anspruchs 2, wonach das längliche Profil durch die
Beaufschlagung durch die mindestens eine wenigstens teilweise
mit einem Außenprofil versehene Walze in axialer Richtung be
wegt wird. Demnach sind gesonderte verfahrenstechnische Maß
nahmen zur Weiterbeförderung des länglichen Profils nach der
Oberflächenbehandlung nicht erforderlich.
Zur weiteren Erhöhung der Festigkeit und Härte sowie gleich
zeitig der Genauigkeit wird das längliche Profil in besonderer
Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 3 durch zwei jeweils
wenigstens teilweise mit einem Außenprofil versehene Walzen
aufeinanderfolgend in entgegengesetzter Richtung beaufschlagt.
Auf diese Weise wird die zu behandelnde Oberfläche des längli
chen Profils vorzugsweise quer zur Bewegungsrichtung des läng
lichen Profils zuerst in einer Richtung und dann in dazu ent
gegengesetzter Richtung verformt.
Außerordentlich bedeutsam für eine Oberflächenbehandlung eines
länglichen Profile mit einer runden Oberfläche, zum Beispiel
eines Rund- bzw. Rohrmaterials, sind die Merkmale des An
spruchs 4, wonach das längliche Profil durch mindestens eine
wenigstens teilweise mit einem Außenprofil versehene Walze,
die parallel zum länglichen Profil angeordnet und um deren
Längsachse sowie um das längliche Profil drehbar ist, beauf
schlagt wird.
In weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens
wird das längliche Profil nach Anspruch 5 durch zwei jeweils
wenigstens teilweise mit einem Außenprofil versehene Walzen
und eine im wesentlichen unprofilierte Walze, die um das läng
liche Profil in etwa gleichem Abstand zueinander angeordnet
sind, beaufschlagt.
Vorzugsweise wird die zu behandelnde Oberfläche des länglichen
Profils dabei nach Anspruch 6 durch zwei Walzen mit einem Außen
profil in Form von zu den Längsachsen der Walzen in einem
Winkel α bzw. α' angeordneten ringförmigen Wülsten und Ausneh
mungen bearbeitet.
In diesem Zusammenhang werden die zwei Walzen nach Anspruch 7
vorzugsweise in gleicher Drehrichtung angetrieben, wenn die zu
den Längsachsen der Walzen in einem Winkel α bzw. α' angeord
neten ringförmigen Wülste und Ausnehmungen der zwei Walzen ei
ne zueinander im wesentlichen entgegengesetzter Vorlaufstel
lung aufweisen.
Alternativ dazu werden die Walzen nach Anspruch 8 in entgegen
gesetzter Drehrichtung angetrieben, wenn die zu den Längsach
sen der Walzen in einem Winkel α bzw. α' angeordneten ringför
migen Wülste und Ausnehmungen der zwei Walzen eine zueinander
im wesentlichen gleiche Vorlaufstellung aufweisen.
In alternativer Ausgestaltung der Erfindung ist für eine Ober
flächenbehandlung eines länglichen Profils mit wenigstens ei
ner ebenen Oberfläche in besonders vorteilhafter Weise nach
Anspruch 9 vorgesehen, daß das längliche Profil durch minde
stens eine wenigstens teilweise mit einem Außenprofil versehe
ne Walze, die im wesentlichen senkrecht oder in einem Winkel β
zum länglichen Profil angeordnet und um deren Längsachse dreh
bar ist, beaufschlagt wird.
Zweckmäßigerweise wird das längliche Profil entsprechend den
Maßnahmen nach Anspruch 10 durch die mindestens eine wenig
stens teilweise mit einem Außenprofil versehene Walze beauf
schlagt und durch mindestens eine weitere wenigstens teilweise
mit einem Außenprofil versehene Walze oder eine unprofilierte
Walze oder dergleichen Abstützeinrichtung, die zu der minde
stens einen Walze gegenüberliegend beabstandet ist, bearbeitet
bzw. abgestützt.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfah
rens besteht darin, die zu behandelnde Oberfläche des längli
chen Profils nach Anspruch 11 durch die mindestens eine Walze
mit einem Außenprofil in Form von ringförmigen Wülsten und
Ausnehmungen zu bearbeiten.
Weiterhin liegt es im Rahmen der Erfindung, die zu behandelnde
Oberfläche des länglichen Profils nach Anspruch 12 durch meh
rere Walzen mit einem Außenprofil in Form der ringförmigen
Wülste und Ausnehmungen zu bearbeiten, wobei die ringförmigen
Wülste und Ausnehmungen von zueinander benachbarten Walzen in
deren Ausgestaltung und Anordnung voneinander unterschiedlich
sind und/oder die jeweils zueinander benachbarten Walzen in
verschiedener Drehrichtung angetrieben werden.
Dabei ist nach Anspruch 13 erfindungsgemäß vorgesehen, daß die
zu behandelnde Oberfläche des länglichen Profils durch Walzen
mit einem Außenprofil in Form von zu den Längsachsen der Wal
zen in einem Winkel α bzw. α' angeordneten ringförmigen Wül
sten und Ausnehmungen bearbeitet werden, wobei die Walzen bei
im wesentlichen entgegengesetzter Vorlaufstellung der Wülste
und Ausnehmungen in gleicher Drehrichtung oder bei im wesent
lichen gleicher Vorlaufstellung der Wülste und Ausnehmungen in
entgegengesetzter. Drehrichtung angetrieben werden.
Alternativ oder kumulativ ist darüber hinaus erfindungsgemäß
vorgesehen, daß die zu behandelnde Oberfläche des länglichen
Profils nach Anspruch 14 durch Walzen mit einem Außenprofil in
Form von zu deren Längsachsen senkrechten, insbesondere zuein
ander axial versetzten, ringförmigen Wülsten und Ausnehmungen
bearbeitet wird.
Diese Aufgabe wird weiterhin in vorrichtungstechnischer Hin
sicht auf überraschend einfache Weise durch die Merkmale des
Anspruchs 15 gelöst.
Demnach umfaßt die Vorrichtung nach der Erfindung zur Oberflä
chenbehandlung von länglichen Profilen mit einer runden Ober
fläche drei parallel und um das längliche Profil in etwa glei
chem Abstand zueinander angeordnete Walzen, welche wenigstens
teilweise mit einem die Oberfläche des länglichen Profils be
aufschlagenden Außenprofil versehen und jeweils einzeln um de
ren Längsachsen sowie gemeinsam um das längliche Profil dreh
bar sind. Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich somit
durch eine besonders einfache und kompakte Konstruktion aus.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung stellt zudem eine ausgespro
chen hohe Fertigungsgenauigkeit bei der Herstellung von läng
lichen Profilen mit besonders hoher Festigkeit und Härte sowie
großer Genauigkeit sicher. So lassen sich längliche Profile
mit Genauigkeiten von beispielsweise bis zu wenigstens etwa
1/10 mm herstellen. Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung
werden die länglichen Profile bei einer Oberflächenbehandlung
zudem keiner Drehbewegung unterworfen. Insoweit lassen sich
für solche länglichen Profile mit runder Oberfläche Vorschub
geschwindigkeiten von zum Beispiel bis zu etwa 100 Meter pro
Minute erreichen. Nicht zuletzt aufgrund einer ausgesprochen
hohen Bearbeitungsgeschwindigkeit ermöglicht die erfindungsge
mäße Vorrichtung eine wesentliche Verminderung des Arbeits- und
Kostenaufwandes bei der Oberflächenbehandlung solcher
länglichen Profile mit einer runden Oberfläche.
Vorteilhafte konstruktive Einzelheiten der erfindungsgemäßen
Vorrichtung sind in den Ansprüchen 16 bis 31 beschrieben.
Von großer Bedeutung für eine Oberflächenbehandlung von läng
lichen Profilen sind die Merkmale der Ansprüche 16 und 17, wo
nach mindestens eine Walze, insbesondere zwei, Walzen wenig
stens teilweise mit einem die Oberfläche des länglichen Pro
fils beaufschlagenden Außenprofil versehen ist/sind und die
übrigen Walzen, insbesondere eine Walze, unprofiliert ausge
bildet sind/ist.
Nach Anspruch 18 ist das die Oberfläche des länglichen Profils
beaufschlagende Außenprofil der mindestens eine Walze in Form
von zu der Längsachse der Walze in einem Winkel α bzw. α' an
geordneten ringförmigen Wülsten und Ausnehmungen ausgebildet.
Aufgrund der Merkmale der Ansprüche 19 und 20 ist in vorteil
hafter Weise eine Beaufschlagung der Oberfläche des länglichen
Profils durch das Außenprofil der zwei Walzen aufeinanderfol
gend in entgegengesetzter Richtung, d. h. eine zweifache Ver
formung im wesentlichen etwa quer oder auch schräg zur Bewe
gungsrichtung des länglichen Profils, ermöglicht.
Weiterhin liegt es im Rahmen der Erfindung, die mindestens ei
ne Walze nach Anspruch 21 mit unprofilierten Enden zu verse
hen.
Dabei weist das in Bewegungsrichtung des länglichen Profils
anströmseitige unprofilierte Ende der mindestens einen Walze
nach Anspruch 22 einen geringfügig kleineren Außendurchmesser
auf, um etwaige Ungleichmäßigkeiten des länglichen Profils 12
auszugleichen bzw. eine gewisse Richtfunktion vorzunehmen.
Entsprechend den Merkmalen des Anspruchs 23 besitzt das in Be
wegungsrichtung des länglichen Profils abströmseitige unprofi
lierte Ende der mindestens einen Walze hingegen einen gering
fügig größeren Außendurchmesser, um das bereits oberflächenbe
handelte länglichen Profil auf ein konstantes Maß mit glatter
Oberfläche zu bringen.
Weiterhin liegt es im Rahmen der Erfindung, daß die Walzen
nach den Ansprüchen 24 und 25 von einer Antriebseinrichtung
zum Drehen der Walzen jeweils einzeln um deren Längsachsen und
einem Antriebskopf zum Drehen der Walzen gemeinsam um das
längliche Profil aufgenommen sind.
Die Maßnahmen des Anspruchs 26, nämlich die Antriebseinrich
tung und/oder den Antriebskopf hydraulisch oder pneumatisch zu
steuern, ermöglicht eine stufenlose Steuerung unter Vermeidung
jeglichen Schlupfes und damit einhergehend eine ausgesprochen
hohe Oberflächenglattheit des länglichen Profils. Auch kann
damit eine äußerst exakte Einflußnahme auf die Vorschubge
schwindigkeit des länglichen Profils unter Berücksichtigung
der charakteristischen Merkmale und Betriebsbedingungen, wie
Durchmesser der Walzen, Steigung der ringförmigen Wülste und
Ausnehmungen, Länge der ringförmigen Wülste und Ausnehmungen,
Durchmesser des länglichen Profils und vieles andere mehr, ge
nommen werden.
In diesem Zusammenhang wird der Antrieb der Walzen und eines
Schneckenantriebs des Antriebskopfes nach den Ansprüchen 27
und 28 zweckmäßigerweise über gesonderte Antriebsmotoren vor
genommen, die insbesondere hydraulisch oder pneumatisch an
steuerbar sind. Diese Maßnahme unterstützt zusätzlich eine ex
akte Steuerung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, so daß auf
die Bewegung der Walzen und des Schneckenantriebs jeweils in
dividuell Einfluß genommen werden kann.
Eine derart hydraulisch oder pneumatisch wirkende Antriebsein
richtung wird in vorteilhafter Weise zusätzlich von einer
Dichtungsanordnung unterstützt, wie sie beispielsweise in der
DE 196 10 809 A1 beschrieben ist. Erst diese Dichtungsanord
nung ermöglicht neben der Eigenrotation der Walzen zusätzlich
eine Drehung der Walzen um das längliche Profil selbst.
Die Merkmale der Ansprüche 29 und 30 dienen in weiterer Ausge
staltung der Erfindung einer ausgesprochen großen Vielseitig
keit der Vorrichtung, da durch die relative Bewegbarkeit der
Antriebseinrichtung und des Antriebskopfes zueinander ein Län
genausgleich bei unterschiedlich langen Walzen und damit eine
beliebige Austauschbarkeit der Walzen ermöglicht ist.
Zum Erhalt einer ausgesprochen großen Genauigkeit bzw. nur
sehr kleinen Toleranzen bei gleichzeitig hoher Vorschubge
schwindigkeit sorgen weiterhin die Merkmale des Anspruchs 31,
wonach die Antriebseinrichtung und/oder der Antriebskopf mit
einer Zentriereinrichtung für das längliche Profil versehen
ist/sind. Mögliche Schwingungen, die durch die Oberflächenbe
handlung im Bereich der Walzen auftreten, können hierdurch be
seitigt, zumindest aber vermindert werden.
Diese Aufgabe wird in vorrichtungstechnischer Hinsicht des
weiteren auf überraschend einfache Weise durch die Merkmale
des Anspruchs 32 gelöst.
Demnach umfaßt die Vorrichtung nach der Erfindung zur Oberflä
chenbehandlung von länglichen Profilen mit wenigstens einer
ebenen Oberfläche mindestens eine im wesentlichen senkrecht
oder unter einem Winkel β zur Längsrichtung des länglichen Pro
fils angeordnete Walze, welche wenigstens teilweise mit einem
die Oberfläche des länglichen Profils beaufschlagenden Außen
profil versehen und um deren Längsachse drehbar ist. Die er
findungsgemäße Vorrichtung eignet sich mithin besonders für
eine Oberflächenbehandlung von länglichen Profilen mit etwa
rechteckförmigem, beispielsweise quadratischem, Querschnitt.
Die Vorteile die sich mit einer solchen Vorrichtung erreichen
lassen, sind im wesentlichen zu den vorgenannten Vorteilen im
Zusammenhang mit der Ausführungsform einer Vorrichtung zur
Oberflächenbehandlung von länglichen Profilen mit runder Ober
fläche, wie eine einfache Bauweise, eine Herstellung von läng
lichen Profilen mit besonders hoher Festigkeit und Härte sowie
großer Genauigkeit, ein geringer Arbeits- und Kostenaufwand
etc., identisch.
Zweckmäßigerweise ist der mindestens einen wenigstens teilwei
se mit einem Außenprofil versehenen Walze nach Anspruch 33
mindestens eine weitere wenigstens teilweise mit einem Außen
profil versehene Walze oder unprofilierte Walze oder derglei
chen Abstützeinrichtung gegenüberliegend zugeordnet, um ein
sogenanntes Gegenlager für die mindestens eine Walze vorzuse
hen. Sofern nicht nur die obere Oberfläche des länglichen Pro
fils durch die mindestens eine Walze behandelt werden soll,
sondern darüber hinaus zugleich auch die untere Oberfläche,
ist insoweit mindestens eine weitere Walze vorgesehen, die ein
Außenprofil aufweist. Ansonsten kann eine unprofilierte Walze
oder dergleichen Abstützeinrichtung, zum Beispiel in Form ei
ner Abstützplatte etc., Verwendung finden.
Von großer Bedeutung für die Oberflächenbehandlung sind die
Merkmale der Ansprüche 34 bis 36, daß nämlich die mindestens
eine Walze ein Außenprofil aufweist, welches die Form von
ringförmigen Wülsten und Ausnehmungen besitzt, die zu der
Längsachse der jeweiligen Walze in einem Winkel α bzw. α'
und/oder senkrecht dazu angeordnet sind.
Zur weiteren Verbesserung von Festigkeit und Härte sowie Ge
nauigkeit sind darüber hinaus die Maßnahmen nach Anspruch 37
von außerordentlich großer Bedeutung. Demnach ist der minde
stens einen wenigstens teilweise mit einem Außenprofil verse
henen Walze eine zusätzliche ebenfalls wenigstens teilweise
mit einem Außenprofil versehene Walze nachgeordnet, um die
Oberfläche des länglichen Profils in Bewegungsrichtung des
länglichen Profils aufeinanderfolgend in entgegengesetzter
Richtung zu beaufschlagen, d. h. etwa quer bzw. schräg zur Be
wegungsrichtung des länglichen Profils einmal hin und dann
wieder zurück zu verformen.
Eine derartige quasi Hin- und Herverformung der Oberfläche des
länglichen Profils läßt sich in vorteilhafter Weise durch die
Merkmale der Ansprüche 38 und 39 in Abhängigkeit der konstruk
tiven Ausgestaltung, Anordnung und Drehrichtung der Wülste und
Ausnehmungen des Außenprofils verwirklichen.
Es liegt im Rahmen der Erfindung, der mindestens einen wenig
stens teilweise mit einem die Oberfläche des länglichen Pro
fils beaufschlagenden Außenprofil versehenen Walze nach An
spruch 40 wenigstens eine unprofilierte Walze in Bewegungs
richtung des länglichen Profils vor- und/oder nachzuordnen.
Entsprechend der Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrich
tung nach Anspruch 41 weist die mindestens eine vorgeordnete
unprofilierte Walze einen geringfügig kleineren Außendurchmes
ser auf, um das längliche Profil dem Außenprofil gleichförmig
zuzuführen und dabei gegebenenfalls vorhandene Ungleichmäßig
keiten und unerwünschte Toleranzüberschreitungen auszuglei
chen, zumindest aber abzumildern. Insoweit kommt der minde
stens einen vorgeordneten unprofilierten Walze eine gewisse
Richtfunktion zu.
Um das aus dem Bereich des Außenprofils kommende längliche
Profil auf ein vorbestimmtes konstantes Maß mit glatter Ober
fläche zu bringen, weist die mindestens eine nachgeordnete un
profilierte Walze nach Anspruch 42 einen geringfügig größeren
Außendurchmesser auf. Die mindestens eine nachgeordnete unpro
filierte Walze kann mithin zur zusätzlichen Formgebung verwen
det werden.
Weiterhin liegt es im Rahmen der Erfindung, daß die ringförmi
gen Wülste nach Anspruch 43 über den Außendurchmesser der min
destens eine Walze hinausragen.
Einer Oberflächenbehandlung von länglichen Profilen beliebiger
Dicke dienen die Merkmale der Ansprüche 44 bis 46, wonach die
mindestens eine Walze in einer Aufnahmeeinrichtung gelagert
ist, die gegenüber einer das längliche Profil abstützenden Ab
stützeinrichtung, beispielsweise in Form der mindestens einen
weiteren Walze, relativ bewegbar ist. Die Vielseitigkeit der
erfindungsgemäßen Vorrichtung wird auf diese Weise erhöht, da
längliche Profile beliebiger Dicke bzw. Höhenabmessung ober
flächenbehandelt werden können.
Nach Anspruch 47 ist/sind die Aufnahmeeinrichtung und/oder die
Abstützeinrichtung zweckmäßigerweise hydraulisch oder pneuma
tisch steuerbar.
Durch die Merkmale des Anspruchs 48, der mindestens einen
(weiteren) Walze jeweils einen gesonderten Antriebsmotor zuzu
ordnen, läßt sich zweckmäßigerweise eine individuelle Ansteue
rung der jeweiligen Walzen erreichen.
Weiterhin liegt es im Rahmen der Erfindung, die Walzen nach
Anspruch 49 mehrteilig auszubilden, insbesondere zum Beispiel
aus einer Welle hoher Zähigkeit und einer mit der Welle dreh
fest verbundenen Hülse hoher Festigkeit bzw. Härte sowie einer
damit einhergehenden Verschleißunempfindlichkeit zusammenzu
setzen.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind die Walzen vor
zugsweise nach Anspruch 50 durch ein inneres Kühlsystem
und/oder ein äußeres Kühlbad kühlbar, wodurch die Lebensdauer
der Vorrichtung erhöht werden kann.
Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens und den dazugehörigen
Vorrichtungen ist es schließlich nach Anspruch 51 noch mög
lich, längliche Profile aus Metall, vorzugsweise aus Stahl
und/oder aus Aluminium und/oder Aluminium enthaltenden Legie
rungen, herzustellen. Längliche Profile aus Aluminium oder
Aluminium enthaltenden Legierungen haben sich dabei in letzter
Zeit aufgrund der verschiedenen vorteilhaften Eigenschaften,
wie Korrosionsbeständigkeit, geringe spezifische Dichte, etc.,
als besonders geeignet herausgestellt. Insbesondere auf dem
Gebiet des Kraftfahrzeugbaus finden diese Materialien immer
häufiger Verwendung. Die diesen Materialien anhängenden Nach
teile, wie zum Beispiel nicht ausreichende Festigkeit, ar
beits- und kostenintensive Nachbehandlung der Materialoberflä
che aufgrund vorhandener Oxidschichten und (Längs-)Risse, so
wie ausgesprochen große Toleranzbereiche etc., lassen sich mit
dem erfindungsgemäßen Verfahren und den dazugehörigen Vorrich
tungen auf ausgesprochen einfache Weise beseitigen. So können
nach der Erfindung hergestellte längliche Stangen aus Vollma
terial oder Rohre zum Einsatz als Kopfstützbügeln in Kraft
fahrzeugen Verwendung finden.
Dem Werkstoff Aluminium bzw. Aluminium enthaltenden Legierun
gen erschließen sich aufgrund einer erheblich gesteigerten Fe
stigkeit und Härte, einer verbesserten Dauerfestigkeit, einer
nur mehr geringen Toleranzgröße und hohen Glattheit sowie ei
ner verbesserten Haftung für galvanische Beschichtungen oder
sonstige korrosions- und oxidierungsverhindernde Materialien
bisher nicht zugängliche Anwendungsmöglichkeiten. Dadurch wird
zugleich die Vielseitigkeit des Werkstoffes Aluminium bzw. der
Aluminium enthaltenden Legierungen und deren bereits seit lan
gem bekannten Vorteile noch weiter verbessert.
Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung er
geben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Aus
führungsformen der Erfindung sowie anhand der Zeichnungen.
Hierbei zeigen:
Fig. 1 eine schematische Vorderansicht einer Ausführungsform
einer erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung zur
Oberflächenbehandlung eines teilweise abgeschnittenen
länglichen Profiles mit einer runden Oberfläche, bei
spielsweise eines Rund- bzw. Rohrmaterials,
Fig. 2 eine teilweise aufgebrochene Draufsicht auf die er
findungsgemäße Vorrichtung nach der Fig. 1 entspre
chend der Pfeile II-II in vergrößerter Darstellung,
Fig. 3 eine Draufsicht auf die erfindungsgemäße Vorrichtung
nach der Fig. 1 entsprechend der Pfeile III-III in
vergrößerter Darstellung,
Fig. 4 eine Draufsicht auf die erfindungsgemäße Vorrichtung
nach der Fig. 1 entsprechend der Pfeile IV-IV in ver
größerter Darstellung,
Fig. 5A und 5B eine Querschnittsansicht durch die erfin
dungsgemäße Vorrichtung nach der Fig. 1 entsprechend
der Linie V-V und eine schematische Draufsicht auf
drei Walzen der erfindungsgemäßen Vorrichtung ent
sprechend der Fig. 5A, jeweils in vergrößerter Dar
stellung,
Fig. 6A, 6B und 6C schematische Seitensichten auf die
Ausführungsformen der drei Walzen der erfindungsgemäßen
Vorrichtung nach den Fig. 5A und 5B, jeweils in
vergrößerter Darstellung,
Fig. 7A und 7B eine schematische Vorderansicht einer ande
ren Ausführungsform einer erfindungsgemäß ausgebilde
ten Vorrichtung zur Oberflächenbehandlung eines teil
weise geschnittenen länglichen Profiles mit wenig
stens einer ebenen Oberfläche, beispielsweise eines
länglichen Profils mit quadratischem, rechteckigem
oder sonstwie polygonalem Querschnitt,
Fig. 8A und 8B schematische Seiten- bzw. Draufsicht auf
die Walzen der Ausführungsform der erfindungsgemäß
ausgebildeten Vorrichtung nach der Fig. 7 entspre
chend Ausschnitt VIII,
Fig. 9 schematische Seiten- bzw. Draufsicht auf die Walzen
der Ausführungsform der erfindungsgemäß ausgebildeten
Vorrichtung nach der Fig. 7 entsprechend Ausschnitt
VIII,
Fig. 10A und 10B eine teilweise geschnittene Seitenan
sicht auf die erfindungsgemäße Vorrichtung nach der
Fig. 7 und eine schematische Draufsicht auf drei Wal
zen der erfindungsgemäßen Vorrichtung entsprechend
der Fig. 7, jeweils in vergrößerter Darstellung, und
Fig. 11A und 11B schematische Darstellungen von zwei
Ausführungsbeispielen möglicher Verfahrensabläufe zur
Herstellung von länglichen Profilen mit beliebigem
Querschnitt, in welchen jeweils die Vorrichtung nach
der Erfindung integriert ist.
Bei der nachfolgenden Beschreibung von verschiedenen Ausfüh
rungsbeispielen erfindungsgemäßer Vorrichtungen 10 zur Ober
flächenbehandlung von länglichen Profilen 12 mit einer runden
Oberfläche 14, beispielsweise mit rundem Querschnitt in Form
von einem Rund- oder Rohrmaterial, und länglichen Profilen 12'
mit wenigstens einer ebenen Oberfläche 14', beispielsweise mit
quadratischem oder - wie hier gezeigt - rechteckigem oder son
stigem polygonalen Querschnitt, sind einander entsprechende,
gleiche Bauteile jeweils mit identischen Bezugsziffern verse
hen.
In den Fig. 1 bis 6C ist eine Ausführungsform einer erfin
dungsgemäßen Vorrichtung 10 zur Oberflächenbehandlung von läng
lichen Profilen 12 mit einer runden Oberfläche 14 gezeigt.
Entsprechend insbesondere den Fig. 2 bis 4 bzw. 5A umfaßt die
Vorrichtung 10 drei Walzen 16, 16', 16'', die parallel und um
das längliche Profil 12 in etwa gleichem Abstand, d. h. jeweils
um 120° versetzt, zueinander angeordnet sind. Die drei Walzen
16, 16', 16'' weisen bei dem in den Fig. 2 bis 4 bzw. 5A ge
zeigten Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 10 jeweils einen
gleichen Durchmesser auf. Insoweit sind deren Längsachsen 18, 18', 18''
auf einem gemeinsamen Teilkreis 20 gelegen und damit
jeweils zu dem länglichen Profil 12 gleich beabstandet. Der
Durchmesser der drei Walzen 16, 16', 16'' kann aber ebenso va
riieren.
Die Walzen 16, 16', 16'' sind wenigstens teilweise mit einem
die Oberfläche 14 des länglichen Profils 12 beaufschlagenden
Außenprofil 22, 22' versehen. Bei der Ausführungsform der Vor
richtung 10 nach den Fig. 1 bis 6C sind die Walzen 16 und 16'
mit einem solchen Außenprofil 22, 22' versehen. Die Walze 16''
ist demgegenüber unprofiliert ausgebildet. Grundsätzlich ist
es jedoch ebenso möglich, anstelle von zwei Walzen 16, 16' le
diglich eine Walze mit einem derartigen die Oberfläche 14 des
länglichen Profils 12 beaufschlagenden Außenprofil auszustat
ten (nicht gezeigt). Auch ist es denkbar, alle drei parallel
und um das längliche Profil 12 in etwa gleichem Abstand zuein
ander angeordnete Walzen 16, 16', 16'' mit einem solchen die
Oberfläche 14 des länglichen Profils 12 beaufschlagenden Au
ßenprofil zu versehen (nicht gezeigt).
Das die Oberfläche 14 des länglichen Profils 12 beaufschlagen
de Außenprofil 22, 22' der zwei Walzen 16, 16' ist in Form von
ringförmigen Wülsten 24 und dazwischen angeordneten Ausnehmun
gen 26 ausgebildet, die zu der Längsachse 18, 18' der jeweili
gen Walze 16, 16'' in einem Winkel α angeordnet sind. Mithin
verlaufen die Wülste 24 und Ausnehmungen 26 der beiden Walzen
16, 16' in Längsrichtung der Walzen 16, 16' schräg. Die ring
förmigen Wülste 24 ragen dabei über den Außendurchmesser der
Walzen 16, 16' hinaus.
In vorteilhafter Weise sind die zwei Walzen 16, 16' wenigstens
teilweise mit einem Außenprofil 22, 22' versehen, das die
Oberfläche 14 des länglichen Profils 12 aufeinanderfolgend in
entgegengesetzter Richtung beaufschlagt, d. h. die Oberfläche
14 des länglichen Profils 12 zunächst in einer Richtung und
dann in der dazu entgegengesetzten Richtung verformt.
Bei der in den Fig. 1 bis 6C dargestellten Ausführungsform der
erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 sind die Wülste 24 und Aus
nehmungen 26 des Außenprofils 22, 22' der beiden Walzen 16,
16' zu diesem Zweck zueinander umgekehrt, d. h. etwa kreuzwei
se, angeordnet. Obschon der Winkel α des Außenprofils 22 der
Walze 16 zu dem Winkel α' des Außenprofils 22' der Walze 16'
betragsmäßig identisch ist, unterscheiden sich die Winkel α
bzw. α' demnach in ihrem Vorzeichen, sind mithin einmal posi
tiv und einmal negativ, oder umgekehrt. Der Winkel α, α' liegt
dabei in einem Bereich zwischen 2° und 85°, vorzugsweise zwi
schen 2° und 60° und ganz besonders bevorzugt zwischen 2° und
10° einschließlich.
Es ist allerdings dazu alternativ oder kumulativ möglich, daß
sich die Winkel α, α' der Steigung der ringförmigen Wülste 24
und Ausnehmungen 26 voneinander betragsmäßig unterscheiden,
daß zum Beispiel der Winkel α 30° und der Winkel α' 45° betra
gen. Auch jede andere Kombination kann vorgesehen sein.
Nach der Fig. 5B sind die Wülste 24 bzw. Ausnehmungen 26 an
der Walze 16 von rechts nach links und an der Walze 16' von
links nach rechts vorlaufend ausgebildet. Um eine Bewegung des
länglichen Profils 12 bei einer solchen im wesentlichen entge
gengesetzten Vorlaufstellung der Wülste 24 und Ausnehmungen 26
der zwei zueinander benachbarten Walzen 16, 16' sicherzustel
len, sind die zwei Walzen 16, 16' daher in gleicher Drehrich
tung antreibbar.
Wenn demgegenüber allerdings die Vorlaufstellung der Wülste 24
und Ausnehmungen 26 im wesentlichen gleich ist, sind die zwei
zueinander benachbarten Walzen 16, 16'' dann in entgegenge
setzter Drehrichtung antreibbar (nicht dargestellt).
Das längliche Profil 12 wird bei der Ausführungsform der er
findungsgemäßen Vorrichtung 10 nach den Fig. 1 und 5B in Rich
tung des Pfeiles 28 durch die Walzen 16, 16', 16'' von rechts
nach links bewegt.
Die Walzen 16, 16' weisen zwei Enden 30, 32 auf, welche wie
deutlich aus den Fig. 5B, 6A und 6B hervorgeht, das jeweilige
Außenprofil 22, 22' begrenzen. Das in Bewegungsrichtung des
länglichen Profils 12 gemäß Pfeil 28 anströmseitige Ende 30
und abströmseitige Ende 32 der Walzen 16, 16' sind dabei un
profiliert bzw. glatt ausgebildet. Das anströmseitige Ende 30
der Walze 16, 16' weist einen geringfügig kleineren Außen
durchmesser auf, um etwaige Ungleichmäßigkeiten des dem Außen
profil 22, 22' zuzuführenden länglichen Profils 12 auszuglei
chen bzw. vorab eine gewisse Richtfunktion auszuüben. Das ab
strömseitige Ende 32 der Walzen 16, 16' weist hingegen einen
geringfügig größeren Durchmesser auf, um das aus dem Bereich
des Außenprofils 22, 22' kommende längliche Profil 12 auf ein
konstantes Maß, nämlich auf das tatsächliche bzw. gewünschte
Soll-Maß des länglichen Profils 12, mit ausgesprochen glatter
Oberfläche bzw. geringem Toleranzmaß zu bringen. Die Walze
16'' hingegen ist durchgehend mit einer glatten Oberfläche
versehen.
Die Walzen 16, 16', 16'' sind weiterhin jeweils einzeln um de
ren Längsachsen 18, 18', 18'' drehbar ausgebildet, wie insbe
sondere in der Fig. 5A gezeigt ist. Wie bereits erwähnt, sind
dabei die beiden Walzen 16, 16' mit gegenläufigem Außenprofil
22, 22' jeweils in gleicher Drehrichtung, die Walze 16'' mit
ausschließlich glatter Oberfläche in dazu entgegengesetzter
Drehrichtung angetrieben. Die Drehrichtung der Walze 16'' mit
ausschließlich glatter Oberfläche kann allerdings beliebig ge
wählt werden.
Die Walzen 16, 16', 16'' sind entsprechend der Fig. 1 von ei
ner Antriebseinrichtung 34 und einem Antriebskopf 36 oder der
gleichen Antriebsanordnung aufgenommen. Die Antriebseinrich
tung 34 ist zum Drehen der Walzen 16, 16', 16'' jeweils ein
zeln um deren Längsachsen 18, 18', 18'' vorgesehen. Der An
triebskopf 36 oder dergleichen Antriebsanordnung dient zum
Drehen der Walzen 16, 16', 16'' gemeinsam um das längliche
Profil 12.
Das anströmseitige Ende 30 der Walzen 16, 16', 16'' ist ent
sprechend den Fig. 1, 3 und 6A bis 6C mit einem Profil 38,
beispielsweise einem Vierkantprofil, in einer entsprechend ge
formten, im wesentlichen paßgenauen Ausnehmung 40 (vgl. Fig.
3) von der hydraulischen Antriebseinrichtung 34 drehfest auf
genommen. Das abströmseitige Ende 32 der Walzen 16, 16', 16''
ist hingegen jeweils über einen Zapfen 42 in Ausnehmungen 43
des Antriebskopfes 36 (vgl. Fig. 2) drehbar aufgenommen.
Bei der in der Fig. 1 dargestellten Ausführungsform der Vor
richtung 10 nach der Erfindung ist die Antriebseinrichtung 34
dem Antriebskopf 36 oder dergleichen Antriebsanordnung in Be
wegungsrichtung des länglichen Profils 12 gemäß Pfeil 28 vor
geordnet. Ebenso ist es jedoch möglich, die Antriebseinrich
tung 34 dem Antriebskopf 36 oder dergleichen Antriebseinrich
tung in Bewegungsrichtung des länglichen Profils 12 nachzuord
nen, so daß dann das jetzt anströmseitige Ende 30 der Walzen
16, 16', 16'' drehbar in dem Antriebskopf 36 gelagert wäre und
das jetzt abströmseitige Ende 32 der Walzen 16, 16', 16'' in
der Antriebseinrichtung 34 drehfest zur Aufnahme gelangen wür
de.
Die Antriebseinrichtung 34 und/oder der Antriebskopf 36 oder
dergleichen Antriebsanordnung der drei Walzen 16, 16', 16''
ist/sind bei der Ausführungsform der Vorrichtung 10 nach der
Erfindung, die in der Fig. 1 dargestellt ist, hydraulisch oder
pneumatisch steuerbar. Ein solcher Antrieb der drei Walzen 16,
16', 16'' ermöglicht eine stufenlose Steuerung, um jeglichen
Schlupf zu vermeiden und somit eine ständig glatte Oberfläche
14 des länglichen Profils 12 bei dessen Behandlung zu erhal
ten. Eine solche hydraulische oder pneumatische Antriebsein
richtung 34 und/oder ein hydraulisch bzw. pneumatisch betrie
bener Antriebskopf 36 läßt/lassen sich zum Beispiel durch eine
Dichtungsanordnung, wie in der DE 196 10 809 A1 beschrieben,
auf ganz vorteilhafte Weise unterstützen. Die Antriebseinrich
tung 34 und/oder Antriebskopf 36 ist/sind über ein Steuerpult
44 steuer- bzw. regelbar.
Die Antriebseinrichtung 34 umfaßt dabei insgesamt drei geson
derte, vorzugsweise hydraulisch betriebene, Antriebsmotoren
46, welche endseitig jeweils einer der Walzen 16, 16', 16''
zugeordnet sind. Es ist jedoch auch möglich, lediglich die
beiden profilierten Walzen 16, 16' mittels eines solchen An
triebsmotors 46 anzutreiben.
Der in den Fig. 1 und 2 näher dargestellte Antriebskopf 36
oder dergleichen Antriebsanordnung steht mit einem Schnecken
antrieb 48 in Wirkeingriff. Zur Vermeidung jeglichen Schlupfes
sind der Schneckenantrieb 48 und somit der Antriebskopf 36
ebenfalls über einen Antriebsmotor 50 hydraulisch oder pneuma
tisch angetrieben. Über die Geschwindigkeit des Schneckenan
triebs 48, die gleichermaßen die Drehgeschwindigkeit des An
triebkopfes 36 und damit die gemeinsame Drehbewegung der Wal
zen 16, 16', 16'' um das zu behandelnde längliche Profil 12
vorgibt, wird gleichermaßen der Vorschub des länglichen Pro
fils 12 durch die erfindungsgemäße Vorrichtung 10 bestimmt.
Weiterhin sind die Antriebseinrichtung 34 und der Antriebskopf
36 zueinander relativ bewegbar ausgebildet. Die Antriebsein
richtung 34 ist zu diesem Zweck über eine Führungseinrichtung
52 in Form einer Führungsstange oder dergleichen und ein me
chanisch, elektrisch, pneumatisch oder hydraulisch betätigba
res Antriebselement 54, die von einem Rahmen 56 der Vorrich
tung 10 abgestützt sind, längsverschieblich ausgebildet. Das
Antriebselement 54 ist vorzugsweise als Druckzylinder ausge
staltet. Auf diese Weise ist es möglich, einen Längenausgleich
bei unterschiedlich langen Walzen 16, 16', 16'' vorzunehmen,
wobei die Austauschbarkeit der Walzen 16, 16', 16'' und damit
die Vielseitigkeit der Vorrichtung 10 noch weiter erhöht wird.
Um ein längliches Profil 12 mit einer ausgesprochen hohen Ge
nauigkeit bzw. nur sehr kleinen Toleranzen zu erhalten, sind
der Antriebseinrichtung 34 und dem Antriebskopf 36 zusätzlich
Zentriereinrichtungen 58 zugeordnet. Das sich mit hoher Ge
schwindigkeit durch die Vorrichtung 10 nach der Erfindung ge
mäß Pfeil 28 bewegende Profil 12 wird stabilisiert, indem
Schwingungen, die gegebenenfalls durch die Oberflächenbehand
lung im Bereich der Walzen 16, 16', 16'' erzeugt sind, durch
die Zentriereinrichtungen 58 aufgefangen werden.
Wie in der Fig. 1 nur schematisch angedeutet, werden die Wal
zen 16, 16', 16'' durch ein inneres Kühlsystem gekühlt. Alter
nativ oder kumulativ können die Walzen 16, 16', 16'' darüber
hinaus in an sich bekannter Weise durch ein äußeres Kühlungs
bad gekühlt werden (nicht dargestellt).
Nicht zuletzt aufgrund der Tatsache, daß das Profil 12 keiner
Drehbewegung unterzogen wird, eine Oberflächenbehandlung des
Profils 12 vielmehr durch die sich jeweils einzeln um deren
Längsachsen 18, 18', 18'' sowie gemeinsam um das längliche
Profil 12 drehenden Walzen 16, 16', 16'' erfolgt, lassen sich
Vorschubgeschwindigkeiten von bis zu etwa 100 Meter/Minute er
reichen. Trotz einer solchen weitaus verbesserten Leistung der
Vorrichtung 10 läßt sich eine ausgesprochen hohe Genauigkeit
des letztendlich durch das abströmseitige Ende 32 der Walzen
16, 16', 16'' auf das gewünschte Maß gebrachte Profil 12 er
reichen. So sind beispielsweise Genauigkeiten von bis zu we
nigstens etwa 1/10 mm möglich, und zwar ohne gesonderte Nach
bearbeitung.
Durch die gegenläufige bzw. auch als kreuzweise zu bezeichnen
de Ausrichtung der Wülste 24 und Ausnehmungen 26 des Außenpro
fils 22, 22' der Walzen 16, 16' wird das längliche Profil 12
einer Längsbewegung unterworfen, ohne jedwede Drehbewegung.
Entsprechend der Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrich
tung 10 nach der Fig. 1 läßt sich eine ausgesprochen vielsei
tige Einsatzmöglichkeit der Vorrichtung 10 erreichen. So ist
es möglich, Walzen 16, 16', 16'' mit unterschiedlicher Länge,
mit unterschiedlichem Durchmesser wie auch unterschiedlichem
Außenprofil 22, 22', d. h. durch Anordnung der Wülste 24 und
Ausnehmungen 26 mit unterschiedlicher Steigung, in unter
schiedlicher Anzahl der Wülste 24 und Ausnehmungen 26, mit un
terschiedlichem Zwischenabstand etc., je nach Abmessungen, Ma
terialeigenschaften etc. des jeweiligen länglichen Profils 12
individuell zu verwenden.
Entsprechend den Fig. 6A bis 6C sind die Walzen 16, 16', 16''
mehrteilig ausgebildet. So umfassen die Walzen 16, 16', 16''
jeweils eine Welle 60 mit einem im Bereich des Profils 38 vor
gesehen Anschlag 62. Die Welle 60 nimmt eine Hülse 64 entweder
mit dem Außenprofil 22, 22', dem anströmseitigen Ende 30 und
dem abströmseitigen Ende 32 oder mit insgesamt glatter Ober
fläche auf. Die Hülse 64 ist über einen Nutenkeil 66 an der
Welle 60 drehgesichert angebracht. In axialer Richtung ist die
Hülse 64 auf der Welle 60 durch den Anschlag 62, einen Ring 68
und eine Mutter 70 gesichert. Aufgrund einer solchen Mehrtei
ligkeit ist es möglich, ohne weiteres die Hülse 64 bei Ver
schleiß oder Defekt des Außenprofils 22, 22' der Walzen 16,
16' bzw. 16'' ohne Aufwand auszutauschen. Eine solche Mehrtei
ligkeit hat zudem den Vorteil, daß die Welle 60 und die Hülse
64 unterschiedlichen Herstellungsweisen unterzogen werden kön
nen, so daß letztendlich die Welle 60 eine hohe Zähigkeit und
die Hülse 64 mit dem Außenprofil 22, 22' der Walzen 16, 16'
bzw. 16'' eine große Härte und damit hohe Verschleißfestigkeit
aufweisen.
Mit der weiteren Ausführungsform der Vorrichtung 10, die in
den Fig. 7A bis 10B dargestellt ist, lassen sich in entspre
chender Weise längliche Profile 12' oberflächenbehandeln. Die
länglichen Profile 12' weisen im Gegensatz zu den länglichen
Profilen 12 allerdings wenigstens eine ebene Oberfläche 14'
auf. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich
um ein im Querschnitt rechteckiges Profil 12' (vgl. insbeson
dere Fig. 10A), dessen obere und untere Oberfläche 14' glei
chermaßen bearbeitet werden.
Die Vorrichtung 10 zur Oberflächenbehandlung von solchen läng
lichen Profilen 12' mit wenigstens einer ebenen Oberfläche 14'
ist bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 7A und 7B als
Presse oder dergleichen Vorrichtung ausgestaltet. Die Vorrich
tung 10 umfaßt eine Aufnahmevorrichtung 72 in der insgesamt
vier Paare von Walzen 74, 74', 74'', 74''' vorgesehen sind,
die in Bewegungsrichtung des Profils 12' gemäß Pfeil 28 hin
tereinander angeordnet und wenigstens teilweise mit einem die
Oberfläche 14' des länglichen Profils 12' beaufschlagenden Au
ßenprofil 76, 76', 78, 78' versehen sind, welche nachfolgend
noch im einzelnen beschrieben werden.
Die Walzen 74, 74', 74'', 74''' sind in einem Halterahmen 79
um deren Längsachsen 80 drehbar angeordnet, der mit einem Kopf
82 der Aufnahmeeinrichtung 72 verbunden ist. Wie die Fig. 9
zeigt, sind die Walzen 74, 74', 74'', 74''' senkrecht zur Be
wegungsrichtung des länglichen Profils 12' gemäß Pfeil 28 an
geordnet. Es ist jedoch möglich, diese in einem Winkel β schräg
dazu anzustellen (nicht gezeigt). Der Winkel β beträgt bei dem
dargestellten Ausführungsbeispiel daher 0°.
Die Aufnahmeeinrichtung 72 wirkt mit einer Abstützeinrichtung
84 zusammen, welche der Aufnahmeeinrichtung 72 gegenüberlie
gend zugeordnet und als sogenanntes Gegenlager für das längli
che Profil 12' bei dessen Oberflächenbehandlung vorgesehen
ist. Die Abstützeinrichtung 84 ist bei dem dargestellten Aus
führungsbeispiel ebenfalls durch insgesamt vier Paare von Wal
zen 86, 86', 86'', 86''' gebildet, die in Zahl und Anordnung
den vier Paaren von Walzen 74, 74', 74'', 74''' entsprechen.
Die Walzen 86, 86', 86'', 86''' sind daher ebenfalls in Bewe
gungsrichtung des Profils 12' gemäß Pfeil 24 hintereinander
angeordnet und wenigstens teilweise mit einem die Oberfläche
14' des länglichen Profils beaufschlagenden Außenprofil 76,
76', 78, 78' versehen.
Sofern eine Behandlung der unteren Oberfläche 14' des längli
chen Profils 12' allerdings nicht erforderlich ist, ist es
selbstverständlich, daß anstelle der Walzen 86', 86'' mit ei
nem Außenprofil 76, 76', 78, 78' ebenfalls unprofilierte Wal
zen 86, 86''', eingesetzt werden. Auch ist es denkbar, die Ab
stützeinrichtung 84 nicht mit den Walzen 86, 86', 86'', 86'''
auszugestalten, sondern statt dessen zum Beispiel eine Ab
stützplatte oder dergleichen vorzusehen.
Die Aufnahmeeinrichtung 72 mit der mindestens einen die obere
Oberfläche 14' des länglichen Profils 12' bearbeitenden Walze
74', 74'' ist gegenüber der das längliche Profil 14' abstüt
zenden Abstützeinrichtung 84 relativ bewegbar. Auf diese Weise
ist sichergestellt, daß längliche Profile 12' beliebiger Dicke
oberflächenbehandelt werden können.
Zu diesem Zweck ist die Aufnahmeeinrichtung 72 über eine Füh
rungseinrichtung 88, beispielsweise in Form von Führungsstan
gen 89 oder dergleichen, und ein mechanisch, elektrisch, pneu
matisch oder hydraulisch betätigbares Antriebselement 90 ge
genüber der Abstützeinrichtung 84 relativ bewegbar, d. h. hö
henverstellbar. Das betätigbare Antriebselement 90 ist vor
zugsweise als Druckzylinder ausgebildet.
Die Aufnahmeeinrichtung 72 und/oder die Abstützeinrichtung 84
ist/sind hydraulisch oder pneumatisch steuerbar. Die Paare von
Walzen 74, 74''' bzw. 86, 86''', die jeweils eine glatte Ober
fläche aufweisen, sind mittels gesonderter Antriebsmotoren 92
um deren Längsachsen 80 drehbar angetrieben. Die Antriebsmoto
ren 92 sind dabei auch vorzugsweise als Hydraulik- bzw. Pneu
matikmotoren ausgebildet. Auf diese Weise läßt sich der Vor
schub des länglichen Profils 12' beliebig, gleichzeitig aber
exakt und vor allem stufenlos einstellen. Die Walzen 74', 74''
bzw. 86', 86'' sind demgegenüber in dem Halterahmen 79 der
Aufnahmeeinrichtung 72 lediglich frei drehbar gelagert.
Wenn auch bei dem in den Fig. 7A bis 10B gezeigten Ausfüh
rungsbeispiel der Vorrichtung 10 lediglich die
Walzen 74, 74''', 86', 86''' über Antriebsmotoren 92 in Drehung
versetzt werden, so ist es durchaus denkbar, alternativ oder kumulativ
einzelne oder sämtliche Walzen 74', 74'' und/oder 86', 86''
mit Außenprofil 76, 76', 78, 78' über derartige Antriebsmoto
ren mit einer Drehbewegung zu beaufschlagen. Hierdurch kann
der Vorschub des länglichen Profils 12' noch zusätzlich unter
stützt werden.
Je nach individueller Vorgabe bzw. Anforderung an die Festig
keit und/oder Maßgenauigkeit des länglichen Profils 12' kann
diese beispielhaft beschriebene Ausführungsform der Vorrich
tung 10 nach der Erfindung beliebig variiert werden. So es ist
ohne weiteres möglich, die obere und/oder untere Oberfläche
14' des länglichen Profils 12' lediglich durch eine einzige
Walze 74', 74'' bzw. 86', 86'' zu bearbeiten, die ein wenig
stens teilweise mit einem die Oberfläche 14' des länglichen
Profils 12' beaufschlagendes Außenprofil 76, 76', 78, 78' be
sitzt. Gleichfalls ist es denkbar, die Anzahl der Walzen 74',
74'' bzw. 86', 86'' mit Außenprofil 76, 76', 78, 78' zu erhö
hen.
Wie sich den Fig. 8A, 9, 10A und 10B deutlich entnehmen läßt,
weisen die Walzen 74', 74'', 86', 86'' wenigstens teilweise
ein die Oberfläche 14' des länglichen Profils 12' beaufschla
gendes Außenprofil 76, 76', 78, 78' in Form von ringförmigen
Wülsten 94 und Ausnehmungen 96 auf. Die Außenprofile 76, 76'
bzw. 78, 78' sind dabei jeweils aufeinander abgestimmt.
Bei den Walzen 74', 86' sind die ringförmigen Wülste 94 und
Ausnehmungen 96 zu den Längsachsen 80 der Walzen 74', 86'
senkrecht angeordnet. Mithin sind die ringförmigen Wülste 94
und Ausnehmungen 96 der Walzen 74', 86' parallel in Bewegungs
richtung des länglichen Profils 12' gemäß Pfeil 28 ausgerich
tet.
Bei den Walzen 74'', 86'' sind die Wülste 94 und Ausnehmungen
96 entsprechend dem Ausführungsbeispiel nach der Fig. 1 zu den
Längsachsen 80 der Walzen 74'', 86'' in einem Winkel α bzw. α'
angeordnet. Mithin sind die Wülste 94 und Ausnehmungen 96 mit
einer Steigung versehen bzw. schräg zur Bewegungsrichtung des
länglichen Profils 12' gemäß Pfeil 28 ausgerichtet. Die Wülste
94 und Ausnehmungen 96 sind wiederum gegenläufig, d. h. kreuz
weise, angeordnet.
Vorzugsweise sind die Walzen 74', 86' bzw. 74'', 86'' mit dem
Außenprofil 76, 76', 78, 78' in Bewegungsrichtung des längli
chen Profils 12' gemäß Pfeil 28 paarweise hintereinander ange
ordnet, derart, daß die Oberfläche 14' des länglichen Profils
12' aufeinanderfolgend in entgegengesetzter Richtung beauf
schlagt wird. Die Oberfläche 14' des länglichen Profils 12'
wird mithin etwa quer zur Bewegungsrichtung des länglichen
Profils 12' gemäß Pfeil 28 einmal hin und dann in entgegenge
setzter Richtung wieder zurück verformt.
Dies kann bei den zwei einander nachgeordneten Walzen 74' bzw.
86' mit zu deren Längsachsen 80 senkrecht angeordneten ring
förmigen Wülste 94 und Ausnehmungen 96 dadurch erfolgen, daß
die zwei Walzen 74' bzw. 86' und/oder die ringförmigen Wülste
94 und Ausnehmungen 96 zueinander axial versetzt sind.
Bei den zwei einander nachgeordneten Walzen 74'' bzw. 86'' mit
den zu deren Längsachsen 80 in einem Winkel α bzw. α' angeord
neten ringförmigen Wülsten 94 und Ausnehmungen 96 sind zwei
Möglichkeiten für eine solche Hin- und Herverformung der Ober
fläche 14' des länglichen Profils 12' möglich. Zum einen sind
die zwei Walzen 74'' bzw. 86'' entsprechend den in den Fig. 8A
und 9 gezeigten Ausführungsbeispiel bei im wesentlichen entge
gengesetzter Vorlaufstellung der Wülste 94 und Ausnehmungen 96
in gleicher Drehrichtung antreibbar. Zum anderen ist es denk
bar, die zwei Walzen 74'' bzw. 86'' bei gleicher Vorlaufstel
lung der Wülste 94 und Ausnehmungen 96 in entgegengesetzter
Drehrichtung anzutreiben (nicht gezeigt). Beide Ausführungs
formen sind dabei in ihrer Wirkung und Funktion gleichbedeu
tend.
Den Fig. 8A, 9 und 10B ist schließlich noch entnehmbar, daß
die Paare von Walzen 74, 74''' bzw. 86, 86''' eine glatte
Oberfläche aufweisen. Die Walzen 74, 74''' bzw. 86, 86''' sind
den Walzen 74', 74'' bzw. 86', 86'' mit entsprechendem Außen
profil 76, 76' bzw. 78, 78' in Bewegungsrichtung des längli
chen Profils 12' gemäß Pfeil 28 vor- und/oder nachgeordnet.
Die in Bewegungsrichtung anströmseitigen Walzen 70 bzw. 86
sind allerdings mit einem geringfügig kleineren Außendurchmes
ser, die in Bewegungsrichtung abströmseitigen Walzen 70'''
bzw. 86''' mit einem geringfügig größeren Außendurchmesser
ausgestaltet.
Es ist ohne weiteres möglich, nur die Walzen 74', 86' oder
74'', 86'' vorzusehen und/oder die Walzen 74', 86' und/oder
74'', 86'' untereinander oder auch miteinander in jeder ande
ren Reihenfolge zu kombinieren. So besteht beispielsweise die
Möglichkeit, eine Walze 74' mit dem Außenprofil 76, eine Walze
74'' mit Außenprofil 78, eine Walze 74'' mit dem Außenprofil
78' und eine Walze 74' mit Außenprofil 76', oder in jeder an
deren Kombination, in Reihe anzuordnen.
Wie insbesondere in der Fig. 10A dagestellt ist, können auch
die einander zugeordneten Walzen 74', 86' mit voneinander un
terschiedlichen Außenprofilen 76 bzw. 76' etc. ausgebildet
sein. Entsprechendes gilt für die Walzen 74'', 86''.
Die Fig. 11A und 11B veranschaulichen Verfahrensabläufe, in
welchen die Oberflächenbehandlung gemäß dem Verfahren und der
dazugehörigen Vorrichtung nach der Erfindung integriert ist.
Nach der Fig. 11A wird das längliche Profil 12, 12' vorzugs
weise aus Aluminium in einer Presse 98 stranggepreßt, dann in
einem Bad 100 einer Kühlung unterzogen, anschließend auf einer
Richtbank 102 gerichtet, sodann in einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung 10 entsprechend oberflächenbehandelt, danach in
einer Formbank 104 verformt und schließlich in einer Schneide
einrichtung 106 abgelängt.
Das Verfahren nach der Fig. 11B unterscheidet sich von demje
nigen der Fig. 11A nur dadurch, daß das längliche Profil 12,
12' nach der Oberflächenbehandlung in der erfindungsgemäßen
Vorrichtung 10 direkt auf ein Haspel 108 aufgewickelt wird.
Dies ist erstmalig durch die erfindungsgemäße Vorrichtung 10
möglich, da das längliche Profil 12, 12' keiner Eigenrotation
unterworfen ist, sondern sich nur gerade in Längsrichtung ge
mäß Pfeil 28 bewegt.
Das Verfahren und die Vorrichtung 10 nach der Erfindung eignen
sich besonders gut für die Massenproduktion von zum Beispiel
Kopfstützbügeln in Kraftfahrzeugen oder ähnlichem, die vor
zugsweise aus Aluminium oder Aluminium enthaltenden Legierun
gen bestehen. Insbesondere zeichnen sich derartig hergestellte
Kopfstützen einerseits durch eine ausgesprochen hohe Festig
keit, andererseits aber auch eine gewisse Verformbarkeit aus,
so daß gerade bei Frontalzusammenstößen bisher zu verzeichnen
de Kopfverletzungen der Fahrzeuginsassen vermieden werden kön
nen.
Das Verfahren und die dazugehörigen Vorrichtungen nach der Er
findung sind nicht auf die zuvor beispielhaft beschriebenen
Ausführungsformen beschränkt. So ist es durchaus denkbar, die
in dem Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung
gemäß den Fig. 7A bis 10B auch die seitlichen Oberflächen in
entsprechender Weise zu der oberen bzw. unteren Oberfläche des
länglichen Profils zu bearbeiten. Zu diesem Zweck müßten dann
lediglich mindestens jeweils eine Walze mit einem Außenprofil
etwa senkrecht zu den beschriebenen Walzen angeordnet werden.
Claims (52)
1. Verfahren zur Oberflächenbehandlung von länglichen Profilen
(12, 12'), bei welchem das längliche Profil (12, 12') durch
mindestens eine wenigstens teilweise mit einem Außenprofil
(22, 22', 76, 76', 78, 78') versehene Walze (16, 16', 74',
74'', 86', 86'') beaufschlagt wird, derart, daß die behan
delte Oberfläche (14, 14') des länglichen Profils (12, 12')
unter Druckeigenspannungen und die unter der behandelten
Oberfläche (14, 14') liegenden Zonen des länglichen Profils
(12, 12') unter Zugeigenspannungen in axialer und tangen
tialer Richtung gesetzt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
längliche Profil (12, 12') durch die Beaufschlagung durch
die mindestens eine wenigstens teilweise mit einem Außen
profil (22, 22', 76, 76', 78, 78') versehene Walze (16,
16', 74', 74'', 86', 86'') in axialer Richtung bewegt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß das längliche Profil (12, 12') durch zwei jeweils we
nigstens teilweise mit einem Außenprofil (22, 22', 76, 76',
78, 78') versehene Walzen (16, 16', 74', 74'', 86', 86'')
aufeinanderfolgend in entgegengesetzter Richtung beauf
schlagt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß das längliche Profil (12) mit einer runden
Oberfläche (14) durch mindestens eine wenigstens teilweise
mit einem Außenprofil (22, 22') versehene Walze (16, 16'),
die parallel zum länglichen Profil (12) angeordnet und um
deren Längsachse (18, 18') sowie um das längliche Profil
(12) drehbar ist, beaufschlagt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das
längliche Profil (12) durch zwei jeweils wenigstens teil
weise mit einem Außenprofil (22, 22') versehene Walzen (16,
16') und eine im wesentlichen unprofilierte Walze (16''),
die um das länglichen Profil (12) in etwa gleichem Abstand
zueinander angeordnet sind, beaufschlagt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die zu behandelnde Oberfläche (14) des länglichen Pro
fils (12) durch zwei Walzen (16, 16') mit einem Außenprofil
(22, 22') in Form von zu den Längsachsen (18, 18') der Wal
zen (16, 16') in einem Winkel (α, α') angeordneten ring
förmigen Wülsten (24) und Ausnehmungen (26) bearbeitet
wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die
zwei Walzen (16, 16') in gleicher Drehrichtung angetrieben
werden, wenn die zu den Längsachsen (18, 18') der Walzen
(16, 16') in einem Winkel (α, α') angeordneten ringförmi
gen Wülste (24) und Aushebungen (26) der zwei Walzen (16,
16') eine zueinander im wesentlichen entgegengesetzte Vor
laufstellung aufweisen.
8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die
zwei Walzen (16, 16') in entgegengesetzter Drehrichtung an
getrieben werden, wenn die zu den Längsachsen (18, 18') der
Walzen (16, 16') in einem Winkel (α, α') angeordneten
ringförmigen Wülste (24) und Ausnehmungen (26) der zwei
Walzen (26, 26') eine zueinander im wesentlichen gleiche
Vorlaufstellung aufweisen.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß das längliche Profil (12') mit wenigstens ei
ner ebenen Oberfläche (14') durch mindestens eine wenig
stens teilweise mit einem Außenprofil (76, 76', 78, 78')
versehene Walze (74', 74'', 86', 86''), die im wesentlichen
senkrecht oder in einem Winkel (β) zum länglichen Profil
(12') angeordnet und um deren Längsachse (80) drehbar ist,
beaufschlagt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das
längliche Profil (12') durch die mindestens eine wenigstens
teilweise mit einem Außenprofil (76, 76', 78, 78') versehe
ne Walze (74', 74'') beaufschlagt wird und durch mindestens
eine weitere wenigstens teilweise mit einem Außenprofil
(76, 76', 78, 78') versehene Walze (86', 86'') oder eine
unprofilierte Walze (86, 86''') oder dergleichen Abstütz
einrichtung, die zu der mindestens einen Walze (74', 74'')
gegenüberliegend beabstandet ist, beaufschlagt bzw. abge
stützt wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die
zu behandelnde Oberfläche (14') des länglichen Profils
(12') durch die mindestens eine Walze (74', 74'', 86',
86'') mit einem Außenprofil (76, 76', 78, 78') in Form von
ringförmigen Wülsten (94) und Ausnehmungen (96) bearbeitet
werden.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die
zu behandelnde Oberfläche (14') des länglichen Profils
(12') durch mehrere Walzen (74', 74'', 86', 86'') mit einem
Außenprofil (76, 76', 78, 78') in Form der ringförmigen
Wülste (94) und Ausnehmungen (96) bearbeitet wird, wobei
die ringförmigen Wülste (94) und Ausnehmungen (96) von zu
einander benachbarten Walzen (74', 74'', 86', 86'') in de
ren Ausgestaltung und Anordnung voneinander unterschiedlich
sind und/oder die jeweils zueinander benachbarten Walzen
(74', 74'', 86', 86'') in verschiedener Drehrichtung ange
trieben werden.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die
zu behandelnde Oberfläche (14') des länglichen Profils
(12') durch Walzen (74'', 86'') mit einem Außenprofil (78,
78') in Form von zu den Längsachsen (80) der Walzen (74'',
86'') in einem Winkel (α, α') angeordneten ringförmigen
Wülsten (94) und Ausnehmungen (96) bearbeitet werden, wobei
die Walzen (74'', 86'') bei im wesentlichen entgegengesetz
ter Vorlaufstellung der Wülste (94) und Ausnehmungen (96)
in gleicher Drehrichtung oder bei im wesentlichen gleicher
Vorlaufstellung der Wülste (94) und Ausnehmungen (96) in
entgegengesetzter Drehrichtung angetrieben werden.
14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet,
daß die zu behandelnde Oberfläche (14') des länglichen Pro
fils (12') durch Walzen (74', 86') mit einem Außenprofil
(76, 76') in Form von zu deren Längsachsen (80) senkrech
ten, insbesondere zueinander axial versetzten, ringförmigen
Wülsten (94) und Ausnehmungen (96) bearbeitet wird.
15. Vorrichtung zur Oberflächenbehandlung von länglichen Profi
len (12) mit einer runden Oberfläche (14), insbesondere zur
Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, die drei parallel und um das längliche Profil
(12) in etwa gleichem Abstand zueinander angeordnete Walzen
Walzen (16, 16', 16'') umfaßt, welche wenigstens teilweise
mit einem die Oberfläche (14) des länglichen Profils (12)
beaufschlagenden Außenprofil (22, 22') versehen und jeweils
einzeln um deren Längsachsen (18, 18', 18'') sowie gemein
sam um das längliche Profil (12) drehbar sind.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß
mindestens eine Walze, insbesondere zwei Walzen (16, 16'),
wenigstens teilweise mit einem die Oberfläche (14) des
länglichen Profils (12) beaufschlagenden Außenprofil (22,
22') versehen ist/sind.
17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß
die übrigen Walzen, insbesondere eine Walze (16''), unpro
filiert ausgebildet sind/ist.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch ge
kennzeichnet, daß das die Oberfläche (14). des länglichen
Profils (12) beaufschlagende Außenprofil (22, 22') der min
destens einen Walze (16, 16') in Form von zu der Längsachse
(18, 18') der Walze (16, 16') in einem Winkel (α, α') an
geordneten ringförmigen Wülsten (24) und Ausnehmungen (26)
ausgebildet ist.
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch ge
kennzeichnet, daß die zwei Walzen (16, 16') wenigstens
teilweise mit einem die Oberfläche (14) des länglichen Pro
fils (12) aufeinanderfolgend in entgegengesetzter Richtung
beaufschlagenden Außenprofil (22, 22') versehen sind.
20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß
zwei zueinander benachbarte Walzen (16, 16') mit einem Außen
profil (22, 22') bei im wesentlichen entgegengesetzter
Vorlaufstellung der Wülste (24) und Ausnehmungen (26) in
gleicher Drehrichtung und bei im wesentlichen gleicher Vor
laufstellung der Wülste (24) und Ausnehmungen (26) in ent
gegengesetzter Drehrichtung antreibbar sind.
21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 20, dadurch ge
kennzeichnet, daß die mindestens eine Walze (16, 16') mit
unprofilierten Enden (30, 32) versehen ist.
22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß
das in Bewegungsrichtung des länglichen Profils (12) an
strömseitige unprofilierte Ende (30) der mindestens einen
Walze (16, 16') einen geringfügig kleineren Außendurchmes
ser aufweist.
23. Vorrichtung nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeich
net, daß das in Bewegungsrichtung des länglichen Profils
(12) abströmseitige unprofilierte Ende (32) der mindestens
einen Walze (16, 16') einen geringfügig größeren Außen
durchmesser aufweist.
24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 23, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Walzen (16, 16', 16'') von einer An
triebseinrichtung (34) zum Drehen der Walzen (16, 16',
16'') jeweils einzeln um deren Längsachsen (18, 18', 18'')
und einem Antriebskopf (36) oder dergleichen Antriebsanord
nung zum Drehen der Walzen (16, 16', 16'') gemeinsam um das
längliche Profil (12) aufgenommen sind.
25. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß
die Walzen (16, 16', 16'') jeweils von der Antriebseinrich
tung (34) mit einem Ende (30) drehfest, insbesondere über
ein Profil (38) und eine entsprechend geformte Ausnehmung
(40) der Antriebseinrichtung (34), und von dem Antriebskopf
(36) oder dergleichen Antriebsanordnung mit einem Ende (32)
drehbar aufgenommen sind.
26. Vorrichtung nach Anspruch 24 oder 25, dadurch gekennzeich
net, daß die Antriebseinrichtung (34) und/oder der An
triebskopf (36) hydraulisch oder pneumatisch steuerbar
ist/sind.
27. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 24 bis 26, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung (34) Antriebsmo
toren (46) umfaßt, die jeweils einer der Walzen (16, 16',
16'') zugeordnet sind.
28. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 24 bis 27, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Antriebskopf (36) oder dergleichen
Antriebsanordnung mit einem Schneckenantrieb (48) drehbar
ist, der insbesondere über einen gesonderten Antriebsmotor
(50) antreibbar ist.
29. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 24 bis 28, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung (34) und der An
triebskopf (36) zueinander relativ bewegbar ausgebildet
sind.
30. Vorrichtung nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß
die Antriebseinrichtung (34) über eine Führungseinrichtung (52)
oder dergleichen und ein mechanisch, elektrisch, pneu
matisch oder hydraulisch betätigbares Antriebselement (54),
insbesondere einen Druckzylinder oder dergleichen, längs
verschiebbar ist.
31. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 24 bis 30, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung (34) und/oder der
Antriebskopf (36) mit Zentriereinrichtungen (58) für das
längliche Profil (12) versehen ist/sind.
32. Vorrichtung zur Oberflächenbehandlung von länglichen Profi
len (12') mit wenigstens einer ebenen Oberfläche (14'),
insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der
vorhergehenden Ansprüche, die mindestens eine im wesentli
chen senkrecht oder unter einem Winkel (13) zur Längsrich
tung (Pfeil 28) des länglichen Profils (12') angeordnete
Walze (74', 74'', 86', 86'') umfaßt, welche wenigstens
teilweise mit einem die Oberfläche (14') des länglichen
Profils (12') beaufschlagenden Außenprofil (76, 76', 78,
78') versehen und um deren Längsachse (80) drehbar ist.
33. Verfahren nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß der
mindestens einen wenigstens teilweise mit einem Außenprofil
(76, 76', 78, 78') versehenen Walze (74', 74'') mindestens
eine weitere wenigstens teilweise mit einem Außenprofil
(76, 76', 78, 78') versehene Walze (86, 86', 86'') oder unpro
filierte Walze (86, 86''') oder dergleichen Abstützeinrich
tung gegenüberliegend zugeordnet ist.
34. Vorrichtung nach Anspruch 32 oder 33, dadurch gekennzeich
net, daß die mindestens eine Walze (74', 74'', 86', 86'')
wenigstens teilweise ein die Oberfläche (14') des längli
chen Profils (12') beaufschlagendes Außenprofil (76, 76',
78, 78') in Form von ringförmigen Wülsten (94) und Ausneh
mungen (96) aufweist.
35. Vorrichtung nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß
die ringförmigen Wülste (94) und Ausnehmungen (96) der min
destens einen Walze (74'') zu deren Längsachse (80) in ei
nem Winkel (α, α') angeordnet sind.
36. Vorrichtung nach Anspruch 34 oder 35, dadurch gekennzeich
net, daß die ringförmigen Wülste (94) und Ausnehmungen (96)
der mindestens einen Walze (74', 74'', 86', 86'') zu deren
Längsachse (80) senkrecht angeordnet sind.
37. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 32 bis 36, dadurch ge
kennzeichnet, daß der mindestens einen wenigstens teilweise
mit einem Außenprofil (76, 78) versehenen Walze (74', 74'',
86', 86'') eine zusätzliche wenigstens teilweise mit einem
Außenprofil (76', 78') versehene Walze (74', 74'', 86',
86'') in Bewegungsrichtung des länglichen Profils (12') zur
Beaufschlagung der Oberfläche (14') des länglichen Profils
(12') aufeinanderfolgend in entgegengesetzter Richtung
nachgeordnet ist.
38. Vorrichtung nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, daß
die zwei einander nachgeordneten Walzen (74'', 86'') ring
förmige Wülste (94) und Ausnehmungen (96) aufweisen, die zu
deren Längsachsen (80) in einem Winkel (α, α') angeordnet
sind, wobei die zwei Walzen (74'', 86'') bei im wesentli
chen entgegengesetzter Vorlaufstellung der Wülste (94) und
Ausnehmungen (96) in gleicher Drehrichtung oder bei im we
sentlichen gleicher Vorlaufstellung der Wülste (94) und
Ausnehmungen (96) in entgegengesetzter Drehrichtung an
treibbar sind.
39. Vorrichtung nach Anspruch 37 oder 38, dadurch gekennzeich
net, daß die zwei einander nachgeordneten Walzen (74', 86')
ringförmige Wülste (94) und Ausnehmungen (96) aufweisen,
die zu deren Längsachsen (80) senkrecht angeordnet sind,
wobei die zwei Walzen (74', 86') und/oder die ringförmigen
Wülste (94) und Ausnehmungen (96) zueinander axial versetzt
sind.
40. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 32 bis 39, dadurch ge
kennzeichnet, daß der mindestens einen wenigstens teilweise
mit einem die Oberfläche (14') des länglichen Profils (12')
beaufschlagenden Außenprofil (76, 76', 78, 78') versehenen
Walze (74', 74'', 86', 86'') wenigstens eine unprofilierte
Walze (74, 74''', 86, 86''') in Bewegungsrichtung des läng
lichen Profils (12') vor- und/oder nachgeordnet ist.
41. Vorrichtung nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, daß
die mindestens eine vorgeordnete unprofilierte Walze (74,
74''', 86, 86''') einen geringfügig kleineren Außendurch
messer aufweist.
42. Vorrichtung nach Anspruch 40 oder 41, dadurch gekennzeich
net, daß die mindestens eine nachgeordnete unprofilierte
Walze (74, 74''', 86, 86''') einen geringfügig größeren
Außendurchmesser aufweist.
43. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 42, dadurch ge
kennzeichnet, daß die ringförmigen Wülste (24, 94) über den
Außendurchmesser der mindestens einen Walze (16, 16', 74',
74'', 86', 86'') hinausragen.
44. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 32 bis 43, dadurch ge
kennzeichnet, daß die mindestens eine Walze (74', 74') in
einer Aufnahmeeinrichtung (72) gelagert ist, die gegenüber
einer das längliche Profil (12') abstützenden Abstützein
richtung (84) relativ bewegbar ist.
45. Vorrichtung nach Anspruch 44, dadurch gekennzeichnet, daß
die Aufnahmeeinrichtung (72) über eine Führungseinrichtung
(88) oder dergleichen und ein mechanisch, elektrisch, pneu
matisch oder hydraulisch betätigbares Antriebselement (90),
insbesondere einem Druckzylinder oder dergleichen, gegen
über der Abstützeinrichtung (84) relativ verstellbar ist.
46. Vorrichtung nach Anspruch 44 oder 45, dadurch gekennzeich
net, daß die Abstützeinrichtung (84) die mindestens eine
weitere wenigstens teilweise mit einem Außenprofil (78,
78') versehene Walze (86', 86'') oder unprofilierte Walze
(86, 86''') oder dergleichen umfaßt.
47. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 44 bis 46, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Aufnahmeeinrichtung (72) und/oder die
Abstützeinrichtung (84) hydraulisch oder pneumatisch steu
erbar ist/sind.
48. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 44 bis 47, dadurch ge
kennzeichnet, daß der mindestens einen (weiteren) wenig
stens teilweise mit einem Außenprofil (76, 76', 78, 78')
versehenen und/oder unprofilierten Walze (74', 74'', 86',
86'' bzw. 74, 74''', 86, 86''') jeweils ein gesonderter An
triebsmotor (92) zugeordnet ist.
49. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 48, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Walzen (16, 16', 16'', 74, 74', 74'',
74''', 86, 86', 86'', 86''') mehrteilig ausgebildet, insbe
sondere aus einer Welle (60) sowie einer mit der Welle (60)
drehfest verbundenen Hülse (64) mit dem teilweise vorgese
henen Außenprofil (22, 22', 76, 76', 78, 78'), dem glatten
anströmseitigen Ende (30), und dem glatten abströmseitigen
Ende (32) oder mit glatter Oberfläche insgesamt zusammenge
setzt sind.
50. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 49, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Walzen (16, 16', 16'', 74, 74', 74'',
74''', 86, 86', 86'', 86''') durch ein inneres Kühlsystem
und/oder ein äußeres Kühlbad kühlbar sind.
51. Verwendung eines Verfahrens und einer Vorrichtung nach ei
nem der vorhergehenden Ansprüche zur Oberflächenbehandlung
von länglichen Profilen (12, 12') aus Metall, vorzugsweise
aus Stahl und/oder aus Aluminium und/oder Aluminium enthal
tenden Legierungen, insbesondere aus AlMg4,5Mn, AlMgSi0,5,
AlMgSi1, AlMg5, AlZn4,5Mg1, AlCuMg1, AlCuMg2, AlZnMgCu0,5,
AlZnMgCu1,5.
52. Verwendung des Verfahrens und der Vorrichtung nach Anspruch
49 zur Herstellung von Kopfstützbügeln in Kraftfahrzeugen.
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OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
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