DE2847844A1

DE2847844A1 - Einrichtung zum nahtlosen walzen ringfoermiger gegenstaende

Info

Publication number: DE2847844A1
Application number: DE19782847844
Authority: DE
Inventors: Shigeo Kaiho; Kunio Kishino; Takashi Nagamine; Nobuyoshi Nagatsuma; Sousuke Sese
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1977-11-04
Filing date: 1978-11-03
Publication date: 1979-05-10
Also published as: US4241596A; FR2407767A1; GB2007134B; GB2007134A; FR2407767B1

Description

νΛΤΕΝΤΑΝ-WÄLTE DiPL.-InG. H. WeICKMANiN, DlVjL.-PfiYS. Dr. K. FlNCKE

Dipl.-Ing. F. A. We ι ckman n, Dipl.-Chem. B. Huber Da. Ing. H-Liska 2847844

SCHRT . .

8000 MÜNCHEN 86, DEN

POSTFACH 860820- -

MDHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 98 39 21/22

HONDA GIKEN KOGYO KABUSHIKI KAISHA
6-27-8, Jingumae, Shibuya-ku,
Tokio, Japan

Einrichtung zum nahtlosen Walzen ringförmiger Gegenstände

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Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum nahtlosen Walzen ringförmiger Gegenstände, insbesondere von Radfelgen, die beispielsweise aus einer Aluminiumlegierung' bestehen können.

Durch die japanischen Offenlegungsschriften 4-3868/1974 und 42065/1976 sind Verfahren und Einrichtungen zum nahtlosen Walzen von Radfelgen für Krafträder und Automobile bekannt. Eine derartige Einrichtung arbeitet allgemein derart, daß ein ringförmiges Materialstück zwischen zwei Werkzeugelementen angeordnet und diese aufeinander zu bewegt werden, wodurch der Durchmesser des Materialstücks vergrößert und gleichzeitig ein Walzen zu einer Felge durchgeführt wird. Hierbei sind mehrere Führungsrollen zur Begrenzung der■Durchmesservergrößerung des ringförmigen Materialstücks vorgesehen.

Die bekannten Einrichtungen sind jedoch nachteilig, da die plastische Verformung des Materialstücks viel größer in radialer als in anderen Richtungen ist. Außerdem neigt der Durchmesser des ringförmigen Materialstücks bei der Bearbeitung dazu, einen vorbestimmten Wert zu überschreiten, bevor das Materialstück seine vorgegebenen Konturen erhalten hat. Die Führungsrollen können zwar derartige zu große Durchmesser vermeiden, jedoch wird mit ihnen keine hohe Genauigkeit der anzustrebenden Kreisform und der Abmessungen erzielt, da sie unter einem gegenseitigen Winkelabstand zueinander angeordnet sind. Mit derartigen Führungsrollen werden manchmal auch verzogene Felgen hergestellt. Es wurden bereits verschiedene Versuche angestellt, diese Schwierigkeiten zu vermeiden. Eine Möglichkeit besteht beispielsweise darin, weitere Führungsrollen vorzusehen. Dadurch wird die Einrichtung zur Herstellung der Felgen jedoch komplizierter. Ferner wurden Zusatzeinrichtungen oder weitere Verfahrensschritte zur Korrektur der fertigen Felgen unter Erhöhung der

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Herstellungskosten angewendet. Derartig bearbeitete Felgen haben jedoch eine verringerte Festigkeit.

Um die vorstehend aufgezeigten Probleme der bekannten Verfahren und Einrichtungen zu beseitigen, wurde bereits ein Verfahren zum nahtlosen Walzen ringförmiger Gegenstände vorgeschlagen, bei dem ein ringförmiges Materialstück zwischen, einem ringförmigen Drehwerkzeug und einer drehbaren Andruckwalze angeordnet wird, die innerhalb des Drehwerkzeugs bewegbar angeordnet ist. Das Drehwerkzeug oder die Andruckwalze werden gedreht, wodurch das jeweils andere Element über das Materialstück in Drehung versetzt wird. Gleichzeitig wird die Andruckwalze in radialer Richtung auf das■Drehwerkzeug zu bewegt, wodurch das ringförmige Materialstück eine vorbestimmte Querschnittsform erhält, da es an das Drehwerkzeug angedrückt wird.

Bei einem derartigen Verfahren wird also das ringförmige Materialstück durch das Drehwerkzeug gewalzt, wenn es in seinem Innenumfang angeordnet ist. Dadurch ergibt sich ein ringförmiges Endprodukt mit sehr genauem Außendurchmesser, genauer Querschnitts- und Kreisform, das.nicht verzogen ist. Dieses Endprodukt muß nur wenigen Endbearbeitungsschritten unterzogen werden, beispielsweise einer Entgratung. Es ist jedoch keine Formkorrektur erforderlich. Deshalb können nahtlose ringförmige Gegenstände bzw. Radfelgen leicht, schnell und billig, insbesondere in Massenproduktion.hergestellt werden.

Eine zur Durchführung dieses Verfahrens geeignete Einrichtung sollte entsprechend leicht und zuverlässig arbeiten und einfach aufgebaut sein. Außerdem sollte sie möglichst kompakt aufgebaut sein. Insbesondere das ringförmige Drehwerkzeug ist beispielsweise bei der Herstellung von Felgen

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für Krafträder notwendigerweise relativ groß. Die Einrichtung stellt also eine Anzahl Probleme, die hinsichtlich der drehbaren Lagerung des Drehwerkzeugs und der Andruckwalze sowie ihrer Antriebe· zu lösen sind.

Das Drehwerkzeug zur Formung von Produkten großen Durchmessers, beispielsweise von Felgen für Krafträder, und der zugehörige Antriebs- bzw. Bewegungsmechanismus sind notwendigerweise groß, und deshalb ist es schwierig, das Drehwerkzeug vorwärts und rückwärts sowie aufwärts und abwärts mit minimalem Aufwand zu verlagern. Deshalb sollte anstelle einer Verlagerung des Drehwerkzeugs- die Andruckwalze gedreht und auf das Drehwerkzeug zu bzw. von ihm weg bewegt werden. Eine solche Bewegung kann auch aufwärts und abwärts erfolgen und ermöglicht dann das Einlegen ringförmiger Materialstücke' in die Arbeitsposition. Die Kraft, mit der die Andruckwalze das Materialstück gegen das Drehwerkzeug drückt, ist ziemlich groß, da das Materialstück kalt gewalzt wird. Die Andruckwalze, die vorwärts und rückwärts bewegbar und drehbar ist, wird an einer Lagerung gehalten, die ihrerseits vorwärts und rückwärts bewegbar ist. Mechanismen für die Andruckwalze einschließlich ihrer Lagerung sind notwendigerweise schwer, und das Gesamtgewicht einer solchen Einrichtung sowie die auf die Andruckwalze einwirkende Kraft müssen aufeinander abgestimmt sein. Dies ergibt eine relativ große Antriebseinheit für die Andruckwalze, die dann entsprechend große Halterungs- und Lagerungseinheiten erfordert, die außerdem stabil sein müssen.

Um ein hergestelltes Endprodukt aus dem Drehwerkzeug zu entfernen, sollte dieses aus voneinander entfernbaren Segmenten bestehen, die durch einen geeigneten Mechanismus zusammensetzbar und auseinander bewegbar sind. Ein solcher Mechanismus

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kann eine separate Antriebseinheit umfassen* die in. axialer Richtung betätigbar ist und die Werkzeugsegmente zusanmen- bzw. auseinanderführt» Mit einer axial relativ zum Drehwerkzeug angeordneten Antriebseinheit wird jedoch die Gesamtlänge der Werkzeugeinheit vergrößert, wodurch sich eine Vergrößerung der Gesamteinrichtung ergibt»

Ferner muß der Betrieb der Werkzeugrneehanismen jeweils dann unterbrochen· werden, wenn ein Endprodukt aus den Werkzeugsegmenten zu entnehmen ist. Dann muß der Betrieb für den" nächsten Walzzyklus wieder gestartet werden. Ein solches Verfahren bedeutet einen großen Energieverlußt, da das Drehwerkzeug groß und schwer ist. Dadurch ergibt sich wiederum eine Abnahme des Wirkungsgrades der Einrichtung sowie eine geringe Stückzahl.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Einrichtung zur Durchführung des vorstehend erläuterten Verfahrens zur nahtlosen Herstellung ringförmiger Gegenstände anzugeben, die bei möglichst einfachem .und kompaktem Aufbau einen hohen Wirkungsgrad hat, so daß die schnelle und genaue Herstellung großer Stückzahlen möglich ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs ί gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Einrichtung nach der Erfindung umfaßt ein ringförmiges Drehwerkzeug, das drehbar in einem Werkzeugkopf gelagert ist. Ferner ist eine Andruckwalze drehbar in einem Andruckwalzenkopf gelagert und kann auf das ringförmige.Drehwerkzeug zu bzw. von ihm weg bewegt werden. Außerdem ist ein Antriebszylinder zur Bewegung der Andruckwalze in radialer Richtung

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zum Drehwerkzeug bzw» ttoh ahm weg vorgesenen, der zur Wirkung kommt» wenn die Andruckwalze innerhalb des Drehwerkzeiags angeoirdnet ist. Somit kann ein ringförmiges Materialstüek zwischen die Andruckwalze und das Drehwerkzeug gebracht werden. Das Drehwerkzeug kann durch eines Elektromotor angetrieben werden, iweim das Materialstück zwischen ihm und der Andruckwalze angeordnet ist, Das Drehwerkzeug besteht aus . mehreren Werkzeugsegmenten, die während der Drehung zusammensetzbar sind-und gemeinsam ein ringförmiges Endprodukt herstellen« Ferner können die Segmente in radialer Richtung bewegt und somit voneinander getrennt werden, um das Endprodukt freizugeben. Die Andruckwalze ist koaxial auf einer Andruckwalzenspindel angeordnet, die in einem Gehäuse drehbar ist, welches auf dem Andruckwalzenkopf vorgesehen ist. Dieser kann zum Werkzeugkopf hin bzw. von ihm weg bewegt werden. Der Andruekwalzenkopf umfaßt Führungen, auf denen das Spindelgehäuse zur radialen Verlagerung der Andruckwalze bewegbar ist." Der Werkzeugkopf umfaßt eine hohle Werkzeugspindel, die in ihm drehbar gelagert ist und das Drehwerkzeug trägt. Es ist ein Mechanismus zur Verklemmung und Lösung der Werkzeugsegmente vorgesehen. Dieser Mechanismus kann durch einen Antriebszylinder betätigt werden, der eine auf dem Werkzeugkopf befestigte Kolbenstange und einen bewegbaren Kolben umfaßt.

Bei einer Einrichtung nach der Erfindung ist also ein eine Andruckwalzenspindel enthaltendes Gehäuse auf einem bewegbaren Andruekwalzenkopf angeordnet, so daß eine Verschiebung in radialer Richtung möglich ist. Der Antriebszylinder wirkt auf das Spindelgehäuse nur dann ein, wenn ein ringförmiges Metallstück zwischen dem Drehwerkzeug und der Andruckwalze zu walzen ist. Deshalb ist es nicht erforderlich, den Antriebszylinder mit dem Andruekwalzenkopf zu vereinigen,

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wodurch die Gesamtkonstruktion einfacher wird. Da der Antriebszylinder nur während des Walzvorganges belastet wird, kann er bei zuverlässiger Arbeitsweise kleine Abmessungen haben, wodurch die Gesamtabmessungen der Einrichtung minimal gehalten werden können.

Die Segmente des Drehwerkzeuges sind in einer zylindrischen Werkzeugspindel befestigt, und der Klemm- und Lösemechanismus ist gleichfalls innerhalb der Spindel angeordnet. Der Antri-ebszylinder zur Betätigung dieses Mechanismus ist auf -dem Werkzeugkopf vorgesehen, in dem die Werkzeugspindel· montiert ist. Dadurch wird.der Raum innerhalb des Werkzeugkopfes gut ausgenutzt und die Gesamteinrichtung klein gehalten.

Ein zylindrisches Gehäuse ist innerhalb der zylindrischen Werkzeugspindel angeordnet und mit ihr drehbar. Die Verklemmung und Lösung der Werkzeugsegmente kann durchgeführt werden, während diese gedreht werden. Außerdem kann ein ringförmiges Materialstück eingegeben und ein Fertigprodukt ausgegeben werden, während sich das Drehwerkzeug weiterdreht, so daß die Einrichtung mit hohem Wirkungsgrad schnell arbeiten kann.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen Seitenteilschnitt einer Einrichtung nach der Erfindung,

Fig. 2 eine vordere Seitenansicht eines Andruckwalzenkopfes,

Fig. 3 eine vordere Seitenansicht eines Drehwerkzeugkopfes,

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Pig. 4 eine Teildraufsicht in Blickrichtung IV nach Fig. 1,

Pig. 5 einen vergrößerten Querschnitt der gegenseitigen Verbindung des Andruckwalzen-Spindelgehäuses und eines Antriebszylinders,

Fig. 6 eine vordere Seitenansicht des Andruekwalzen-■kopfes mit Darstellung der Verbindung zwischen dem Andruckwalzen-Spindelgehäuse und dem Antriebszylinder,

Pig. 7 den Schnitt VII-VII nach Fig. 6, Fig. 8 den Schnitt VIII-VIII nach Fig. 6,

Fig. 9 eine vergrößerte vordere Seitenansicht der Drehwerkzeugspindel,

Fig. 10 einen vergrößerten Schnitt des Drehwerkzeugkopfes zur Darstellung der Position der Werkzeugsegmente in verklemmtem Zustand,

Fig. 11 eine Darstellung ähnlich Fig. 10, jedoch mit gelösten Werkzeugsegmenten,

Fig. 12 einen vergrößerten Teilschnitt eines Mechanismus zur Verklemmung und Lösung der Werkzeugsegmente,

Fig. 13 . eine vergrößerte vordere Teilansicht des Mechanismus nach Fig. 12,

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Fig. 14 eine schematische Darstellung des Walzvorgangs in einer Einrichtung nach der Erfindung,

Fig. 15 den Schnitt XV-XT nach Fig. 14,

Fig. 16 eine Darstellung ähnlich Fig. 15.« jedoch nach Formung eines Endprodukts,

Fig. 17 einen vergrößerten Querschnitt einer mit der Einrichtung hergestellten Radfelge und

Fig. 18 einen, vergrößerten Querschnitt einer weiteren, mit der Einrichtung hergestellten Radfelge.

Wie aus Fig. 1 hervorgeht, umfaßt eine Einrichtung nach der Erfindung eine längliche Grundplatte 1, einen Andruckwalzenkopf 20 und einen Drehwerkzeugkopf 60. Die Köpfe 20 und 60 sind auf der Grundplatte 1 einander gegenüberstehend _z montiert. Der Andruckwalzenkopf 20 ist auf einem Bett 2 angeordnet, das an der Grundplatte 1 befestigt ist, und hat zwei Führungsnuten 21 (Fig. 2), die auf zwei Führungsschienen 3 des Betts 2 geführt sind. Diese verlaufen in Längsrichtung der Grundplatte 1. Wie aus Fig. 1 hervorgeht, trägt das Bett 2 einen Antriebszylinder 5» der von dem Drehwerkzeugkopf 60 wegweisend angeordnet ist und dessen Kolbenstange 6 über eine Kopplung 7 mit dem Andruckwalzenkopf 20 verbunden ist. Somit kann der Andruckwalzenköpf 20 zum Drehwerkzeugkopf 60 hin bzw. von ihm wegbewegt werden, wenn der Antriebszylinder 5 betätigt wird. Der Andruckwalzenkopf 20 hat einen Anschlag 23, das Bett 2 hat einen Anschlag 8. Die Anschläge 23 und 8 wirken aufeinander ein und sperren die Bewegung des Andruckwalzenkopfes 20 zum.Drehwerkzeugkopf 60, wenn eine vorbestimmte

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- 13 - ■ - .

Position erreicht isr. Einer oder beide Anschläge 23 und 8 können eingestellt werden, um diese yorbestimmte Position zu verändern.

Der Andruetewalzenköpf 20 hat eine Kammer 24, die sieh zum Drehwerkzeugkopf 6o hin öffnet* sowie einen vertikalen Kanal 25* der vor der Kammer 24 angeordnet ist. Der Kanal 25 ist durch zwei vertikale Wände 20a begrenzt, die einander zugewandt sind und vertikale Nuten 2.6 aufweisen. Die Kammer 24 enthält ein Andruekwalzen-Spindelgehäuse 27* das eine Längsbohrung 28 aufweist, in der eine frei drehbare Spindel 30 mit Rollenlagern 29 gelagert ist. Das dem Drehwerkzeugkopf 60.abgewandte Ende des Gehäuses 27 ist durch eine Abdeckung 31 verschlossen.

Eine Andruckwalze 32 ist koaxial auf der Spindel 30 an deren dem Drehwerkzeugkopf 60 zugewandtem Ende befestigt. Die Andruckwalze 32 hat eine Umfangsvertiefung 33» deren Quersehnittsform der Querschnittskontur eines herzustellenden ringförmigen Gegenstandes entspricht. Die Spindel 30 hat einen kreisrunden Plansch J>K nahe der Andruckwalze 32 und ist in dem Gehäuse durch eine an ihm befestigte Halterung 35 gehalten. Wie aus Fig·. 4 und 7 hervorgeht, hat das Gehäuse 27 zwei vertikal verlaufende Vorsprünge 36, die in den vertikal verlaufenden Nuten 26 geführt sind.. Sie werden in diesen durch zwei Halteplatten 37 gehalten. Die Nuten 26 und die Halteplatten 37 bilden somit Führungen, längs denen das Gehäuse 27 in vertikaier Richtung bewegt werden kann, wodurch die Andruckwalze 32 relativ zum Andruck walzenkopf 20 und damit zum-Drehwerkzeugkopf 60 angehoben und abgesenkt werden kann.

Der Drehwerkzeugkopf 60 nach Fig. 1 ist auf einer auf der Grundplatte 1 angeordneten Konsole 6l montiert und hat eine

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zyiindrische Kammer ό2,· die in Längsrichtung der Grundplatte 1 verläuft. In der Kammer 62 ist eine Drehwerkzeugspindel 6^> in Form eines Hohlzylinders drehbar gelagert, wozu Rollenlager -64 vorgesehen sind.

Die Drehwerkzeugspindel 62 enthält eine ringförmige Werkzeuganordnung 65, die an dem Spindelende angeordnet ist, welches dem Andruckwalzenkopf 20 zugewandt ist. Die Werkzeuganordnung 65 hat einen-ringförmigen erhabenen Formteil 66, der radial nach innen ragt und dessen Querschnittskontur derjenigen des herzustellenden Endprodukts entspricht. Die Werkzeuganordnung 65 besteht aus mehreren Werkzeugsegmenten 67 (besser in Fig. 3 und 9 zu erkennen) und wird mit mehreren Segmentstücken 68 (Fig. l) gehalten, deren Zahl und Position derjenigen der Werkzeugsegmente 67 entspricht. Die. Werkzeuganordnung 65 ist in der Drehwerkzeugspindel 63 mit einem abgeschrägten Ring 69 gehalten, der aus mehreren Segmenten besteht, die jeweils durch einen Stab '70 vorwärts und rückwärts bewegbar sind. Die Drehwerkzeugspindel 63 ist in dem Drehwerkzeugkopf 60 mit einem ringförmigen Halter 63a gehalten.·

Die Konsole 6l hat eine dem Bett 2 abgewandte Lagerung für einen Elektromotor 10, der über einen Antriebsriemen 12 mit einem Untersetzungsgetriebe 11 gekoppelt ist. Dieses ist in einer Aussparung 6la der Konsole 61 angeordnet und mit einer Abdeckung 71. des Drehwerkzeugkopfes 60 gehalten. Das Untersetzungsgetriebe 11 hat ein Ritzel 30 auf seiner Antriebswelle, das in einen Zahnring 72 eingreift, der die Drehwerkzeugspindel 63 an ihrem der Werkzeuganordnung 65 abgewandten Ende umgibt. Wenn der Antriebsmotor 10 eingeschaltet wird, so werden die Drehwerkzeugspindel· 63 und damit die Werkzeuganordnung 65 über den Antriebsriemen 12,

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das Untersetzungsgetriebe 11, das Ritzel 13 und dem Zahnring 72 angetrieben.

^zwisQhen dem Bett 2 und der Konsole 61'ist ein Antriebszylinder" 38 angeordnet, der auf einer an dem Bett 2 befestigten Halterung 14 und der Konsole 6l gelagert ist. Der Antriebszylinder hat einen Kolben 40 und eine vertikal von ihm ausgehende Kolbenstange 4l, die an dem Andruckwalzen-Spindelgehäuse 27 befestigt ist, so daß dieses aufwärts und abwärts bewegt wird, wenn der Antriebszylinder 38 betätigt wird. Dieser Vorgang wird im folgenden noch eingehender beschrieben. - ..

Der Aufbau der Einrichtung kann besser verstanden werden, wenn zuvor die Arbeitsweise erläutert wird. Ein ringförmiges Materialstück W, das in Fig. 14 gezeigt ist, wird durch Schneiden eines Hohlzylinders aus einer Aluminiumlegierung bereitgestellt, der beispielsweise durch Guß, Ziehen oder Extrusion hergestellt wurde. Das Materialstück W hat eine vorbestimmte Breite und einen vorbestimmten Durchmesser, der größer als derjenige der Andruckwalze 32 ist. Das Materialstück W wird auf der Andruckwalze 32 angeordnet, wonach der Antriebszylinder 5 (Fig. 1) betätigt wird, um den Andruckwalzenkopf 20 vorwärts in Richtung zum Drehwerkzeugkopf 60 zu bewegen, bis diese Bewegung durch die Anschläge 23 und 8 gesperrt wird. Zu diesem Zeitpunkt ist die.Andruckwalze 32 praktisch zentral innerhalb der Drehwerkzeuganordnung 65 positioniert, wobei die Vertiefung 33 der Andruckwalze 32 radial auf den erhabenen Werkzeugteil 66 der Werkzeuganordnung 65 ausgerichtet ist. Die Werkzeuganordnung 65 wird in Richtung B (Fig. 14) durch den Elektromotor 10 gedreht. Dann wird der Antriebszylinder 38 eingeschaltet, um das Andruckwalzen-Spindelgehäuse 27 vertikal längs der Nuten 26 in den Wänden .2Oa zu

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bewegen, so daß damit iie Andruckwalze 32 aufwärts in Richtung A radial zum Innenumfang der Werkzeuganordnung 65 Mn bewegt wird. Bei Anstoßen des ringförmigem Materialstücks ¥ am Innenumfang der Werkzeuganordnung 65, die sich in Drehung befindet, beginnen auch das Materialstück W und die Andruckwalze 32 ihre Drehung, wodurch der WalzVorgang des Werkstücks W eingeleitet wird. Eine weitere Aufwärtsfoex^egung der Andruckwalze 3.2 aus ihrer in Pig. 15 gezeigten Stellung bewirkt ein radiales Andrücken des■Materialstücks W an den erhabenen Farmteil 66 und gleichzeitig eine Durchmesservergrößerung.. Das ringförmige Materialstück W wird somit zu einem ringförmigen Produkt" W, zwischen dem erhabenen Formteil 66 und der Vertiefung 33 (Fig. 16) gewalzt. Da das Produkt W, auf den Innenumfang der Werkzeuganordnung 65 begrenzt ist, erhält es einen genauen Durchmesser und eine sehr genaue Kreisform, die frei von Fehlern ist.

Das ringförmige Endprodukt W, hat keine Naht und eignet sich ' besonders als Felge für Krafträder oder Automobile. Es hat eine Querschnittsform, wie sie beispielsweise in Fig. IJ gezeigt ist. Diese Form hat zwei Flansche Wp₅ die radial nach ■ außen abstehen und einen die Breite der Felge bestimmenden Abstand zueinander haben. Darunter sind zwei Stufen oder Kanten W, angeordnet, die über einen mittleren Steg W^ miteinander verbunden sind. Ferner ist ein ringförmig radial nach innen stehender Vorsprung Wj- vorgesehene Dieser kann zur Befestigung von Speichen oder Radarmen dienen., ohne daß entsprechende Befestigungslöcher in dem Steg Wh vorgesehen sein müssen_o Dies erweist sich als besonders vorteilhaft bei der Verwendung der Felge für schlauchlose Reifen. Eine derartige Querschnittsform der Felge W₁ ergibt sich durch geeignete Auswahl und Zusammenstellung des Drehwerkzeugs und der Andruckwalze, die jeweils die vorgegebene Umfangskontur haben müssen,, Figo 18 zeigt

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eine andere Felge Wg, bei der kein ringförmiger Vorsprung nach innen vorgesehen ist» Diese Form ergibt sich durch geeignete Wahl der Andruckwalze.

Im folgenden werden die zentralen Teile der Einrichtung beschrieben.

Wie aus Fig. 2, 6 und 8 hervorgeht, hat das Andruckwalzen-Spindelgehäuse 27 an seiner Unterseite nahe seinem vorderen Ende eine Aufnahme 42 mit einem Kanal 43, der sich nach unten und vorn öffnet und der teilweise durch zwei mit Abstand..zueinander angeordnete Kanten 44 begrenzt ist« Die Kolbenstange 4-1 des Antriebszylinders 38 hat an ihrem oberen Ende ein in die Aufnahme passendes Kopplungselement 45, das in den Kanal 43 einschiebbar ist. Unter ihm ist ein kleinerer Durchmesser vorgesehen, der etwa dem Abstand der Kanten 44 zueinander entspricht. Somit sind das Gehäuse 27 und der Antriebszylinder 38 miteinander gekoppelt.

Vor dem Start der Einrichtung wird der Andruckwalzenkopf 20 mit dem Antriebszylinder 5 von dem Werkzeugkopf 60 zurückgezogen und das Gehäuse 27 abgesenkt, wobei Anschläge 47 und 48 (Fig. 5) aneinander gehalten werden. Zu diesem Zeitpunkt wird die Kolbenstange 4l zurückgezogen, wodurch das Kopplungselement 45 horizontal auf den Kanal 43 der Aufnahme 42 ausgerichtet wird. Vor dem Arbeitszyklus wird der Antriebszylinder 5 eingeschaltet und schiebt den Andruckwalzenkopf 20 vor, bis der Anschlag 23 an den Anschlag 8 anstößt, wonach der Kanal 43 über das Kopplungselement 45 der Kolbenstange. 4l geschoben wird. Damit ist die Andruckwalze 32 innerhalb der Werkzeuganordnung 65 angeordnet, wie in Fig. 5 dargestellt. Dann wird der Antriebszylinder 38 eingeschaltet,

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um das Gehäuse 27 zum V/alzen anzuheben. Nachdem ein ringförmiges Materialstück w zu einer Felge W, gewalzt ist, wird der Antriebszylinder 38 wiederum eingeschaltet, um das Gehäuse 27 abzusenken, bis es seine untere Grenzstellung erreicht, die durch die Anschläge 47 und 48 bestimmt ist. Der Antriebszylinder 5 wird dann betätigt, um den Andruckwalzenkopf 20 von dem Werkzeugkopf 60 zu entfernen, wodurch die Aufnahme 42 von dem Kopplungselement 45 der Kolbenstange 4l getrennt wird. Dadurch ist das Gehäuse 27 von dem Antriebszylinder 38 abgekoppelt. Der Antriebszylinder 38 befindet sich in einer festen Stellung und kann nur dann auf das Gehäuse 27 einwirken, wenn dieses zum Werkzeugkopf 60 hin bewegt wird, um ein Werkstück zu walzen. Der Antriebszylinder 38 kann deshalb eine einfache Konstruktion und geringe Größe haben, außerdem kann das Andruckwalzen-Spindelgehäuse 27 möglichst" leicht gefertigt sein.

Ein Klemm- und Lösemechanismus 73j der in Pig. IO gezeigt ist," umfaßt einen abgeschrägten Ring 69, der zwischen der Drehwerkzeugspindel 63 und der geklemmten Werkzeuganordnung 65 vorgesehen ist. Die Werkzeuganordnung 65 hat einen abgeschrägten Außenumfang 67a, der flächig an dem Innenumfang 74a des abgeschrägten Rings 69 anliegt. Dieser besteht aus mehreren Segmenten lh (Pig. 9)i die voneinander getrennt werden können. Der Mechanismus 73 umfaßt ferner mehrere Halter 68 für die Werkzeugsegmente 67* wobei jeder Halter 68 einen Verriegelungsvorsprung 68a hat, der radial nach innen ragt und einen radial nach außen ragenden Verriegelungsvorsprung 67b am jeweiligen Werkzeugsegment 67 festhält. Die Werkzeuganordnung 65 wird. auf diese Weise durch den abgeschrägten Ring 69 und die Halter 68 in ihrer Anordnung zusammengehalten.

Innerhalb der Drehwerkzeugspindel 63 ist ein zylindrisches Gehäuse 75 vorgesehen, das den Mechanismus 73 trägt und seinerseits

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drehbar ist. Das Gehäuse 75 hat eine koaxiale Bohrung 76 und mehrere Kammern 77* die radial außerhalb der Bohrung J6 liegen. Jede Kammer 77 enthält einen axialen Arm 79* der an seinem einen Ende mit einem Stift 61 an einer Halterung 8θ schwenkbar befestigt ist, die am Gehäuse 75 montiert ist. Das andere Ende des Arms 79 trägt einen der Halter 68 über eine Verbindung 78. Der Arm 79 kann um den Stift 8l in radialer Richtung des Gehäuses 75 geschwenkt werden.

Jeder Arm 79 hat einen Führungsschlitz 82 in seiner Längsrichtung, der etwa in seiner Mitte angeordnet ist. Der Führung sschlitz 82 hat einen horizontalen Vorderteil 82a und einen Hinterteil 82b, der radial nach innen geneigt ist. Jedes Ringsegment jK hat an seinem hinteren, der abgeschrägten Fläche 7^-a abgewandten Teil eine Halterung 83, die radial in eine der Kammern 77 hineinragt und mit einem Stift 84 in dem jeweiligen Führungsschlitz 82 des entsprechenden Arms 79 geführt ist.

Es sind mehrere Räume 85 zwischen .dem Gehäuse 75 und der Drehwerkzeugspindel 63 vorgesehen, die mit axialen Bohrungen 86 des Gehäuses 75 in Verbindung stehen. Ein Stab 70 ist durch eine der Bohrungen 86 in den damit verbundenen Raum 85 geführt und an seinem einen Ende mit einem der Segmente 64 des abgeschrägten Rings 69 verbunden. Das andere Ende des Stabes 70 ragt aus dem Gehäuse 75 heraus.

Ein Antriebszylinder 87 ist in der Bohrung 76 des Gehäuses. 75 angeordnet und betätigt den Klemm- und Lösungsmechanismus 73. Der Antriebszylinder 87 hat einen Kolben 89 in einer Zylinderkammer 88, eine vordere, in Lagern 92 am Gehäuse 75 gelagerte Kolbenstange 9I und eine hintere, an der Abdeckung 71 des Drehwerkzeugkopfes 60 befestigte Kolbenstange 90. An dem vorderen Ende der vorderen Kolbenstange 9I sind Führungsrollen 93

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ORlGfNAL INSPECTED

für das jeweilige Werkstück W gehalten. Da die'Kolbenstangen 90 und 91 mit der Abdeckung 71 verbunden und axial zum Ge-" häuse 75 angeordnet sind, kann der Zylinder 88 über den Kolben 89 bewegt werden, wenn der Antriebszylinder 87 eingeschaltet wird. Der Zylinder 88 hat an seinem hinteren Ende eine Verengung 88a mit einer Kante 88b, diese Verengung ist" teilweise durch eine Platte 9^ begrenzt, die am Zylinder 88 befestigt ist. Die Verengung 88a umgibt zwischen der Kante 88b und der Platte 9^ ein drehbares .Antriebselement 96, das in Lagern 95 auf dem Zylinder 88 gelagert ist. Das Antriebselement 96 hat einen Ringflansch 97* an dem die Stäbe 70 befestigt sind. Kanäle 98 sind in der Kolbenstange 90 und im Kolben. 89 vorgesehen und mit dem Innenraum des Zylinders 88 verbunden. Sie sind in Strömungsverbindung mit einer Flüssigkeitsquelle, so daß Flüssigkeit dem Zylinder 88 zugeführt, bzw. von "ihm abgeführt werden kann, um den Antriebszylinder 87 ein- und auszuschalten. Durch die beschriebene Anordnung des Kiemmund Lösemechanismus 73 und des Antriebszylinders 87 kann- der Drehwerkzeugkopf 60 relativ kompakt aufgebaut werden. Beim Betrieb der Einrichtung werden die Drehwerkzeugspindel 63 und das in ihr enthaltene Gehäuse 75 um den Antriebszylinder 87 herum bewegt, der seinerseits über die hintere Kolbenstange" 60 stationär gehalten wird.

Fig. 10 zeigt die Position der Teile für die Klemmstellung der Werkzeugsegmente &J, während Fig. 11 die Position der Teile für die Lösungsstellung der Werkzeugsegmente 67 zeigt, · in der das Endprodukt aus der Werkzeuganordnung 65 entnommen werden kann. Die Werkzeuganordnung 65 wird· folgendermaßen gelöst: Während die Drehwerkzeugspindel 63 gedreht wird, wird Hydraulikdruck auf die Kanäle 98 gegeben, so daß Hydraulikflüssigkeit in das hintere Ende des Zylinders 88 eingeleitet wird. Dadurch wird der Zylinder 88 aus der in Fig. 10

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gezeigten Stellung um eine vorbestimmten Betrag in die in Fig. 11 gezeigte Stellung gebracht. Diese Bewegung des Zylinders 88 hat zur Folge, daß der Flansch 97 die Stäbe 70 zurückzieht, wodurch die abgeschrägten Ringsegmente 7^ entsprechend von der Werkzeuganordnung 65 entfernt werden. Wenn die Segmente "Jk- von den Werkzeugsegmenten 67 entfernt werden, und der Stift 84 an der Halterung 83 in dem horizontalen Teil 82a des Führungsschlitzes 82 bewegt wird, sind die Werkzeugsegmente noch zusammengehalten und haben einen radialen Abstand von der Drehwerkzeugspindel 63 (Fig. 1.0). Ein weiteres Zurückziehen der abgeschrägten Ringsegmente -7²I-bringt den Stift 8Ψ in den geneigten Teil 82b des Führungsschlitzes 82, wodurch die Arme 79 um ihre Stifte 81 geschwenkt und die Halter 68 radial auseinandergespreizt werden. Entsprechend werden die Werkzeugsegmente 67, die mit den Haltern 68 über die Verriegelungselemente 68a und 67b gekoppelt sind, radial nach außen zur Drehwerkzeugspindel 63 hin bewegt, wo- durch sie voneinander getrennt werden (Fig. 11). Das Endprodukt kann dann aus der Werkzeuganordnung 65 mit einer nicht dargestellten Einrichtung entnommen werden.

Nachdem das Endprodukt entnommen worden ist, werden die Werkzeugsegmente 67 durch Betätigung des Antriebszylinders 87 wieder zusammengeführt. Gleichzeitig wird der Andruckwalzenkopf 20 wieder mit einem neuen Materialstück auf der Andruckwalze 32 vorgeschoben, um einen neuen Arbeitszyklus zu beginnen. Die Werkzeugsegmente 67 können gelöst und zusammengeführt werden, während sich die Drehwerkzeugspindel 65 dreht, denn der Mechanismus 73 und die Werkzeugsegmente 67 drehen sich dabei mit. Der Elektromotor 10 kann deshalb ohne Stillsetzung kontinuierlich betrieben werden, so daß eine schnellere Herstellung großer Stückzahlen möglich ist.

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Wie aus Fig. 12 und Ij hervorgeht, ist ein Ring 99 drehbar, das vordere Ende der Kolbenstange 91 umgebend, angeordnet und an dem Gehäuse 75 befestigt. Der Ring 99 hat mehrere Aussparungen 99a, die in Winkelabständen entsprechend der Werkzeuganordnung 65 verteilt sind. Jede Aussparung 99a öffnet sich radial nach außen und enthält ein Druckelement'100, das radial bewegbar ist. Druckfedern 102 sind zwischen einem Flansch 101 an dem Druckelement 100 und dem Boden der jeweiligen Aussparung 99a vorgesehen, so daß das Druckelement 100 normalerweise radial nach außen gedrückt wird.. Die Aussparung 99a ist durch eine Abdeckung 103 verschlossen, durch die der Flansch 101 in ihr gehalten wird. Das Druckelement 100 hat ein Ende 100a, das durch die Abdeckung 103 hindurchragt und an einen Anschlag 104 anliegt, der zentral an jedem Halter 68 angeordnet ist. Wenn die Werkzeugsegmente 67" zusammengeführt werden, so werden die Halter 68 radial durch die Druckelemente 100 nach außen gedrückt.

Wenn die Werkzeugsegmente 67 aus dem gelösten Zustand (Fig. 11) zusammenzuführen sind, so wird der Antriebszylinder 87 betätigt, so daß die abgeschrägten Ringsegmente 74 vorwärts zu den Werkzeugsegmenten 67 hin bewegt werden. Dabei werden die Stifte 84 aus den geneigten Teilen 82b in die horizontalen Teile 82a der Führungsschlitze 82 geführt, wodurch die' Arme 79 radial nach innen geschwenkt werden. Gleichzeitig werden die Halter 68 und die Werkzeugsegmente 67 gleichfalls radial nach innen bewegt. Wenn die abgeschrägten Ringsegmente 64 an den Werkzeugsegmenten 67 anschlagen, so schlagen die Anschläge 104 an den Haltern 68 an die Enden der Druckelemente 100 an,und die Halter 68 werden durch die Druckelemente 100 um ihre Schwenkstellen 78 verlagert. Deshalb werden die Werkzeugsegmente 67 nicht vollständig.zusammengeführt, bevor die abgeschrägten Ringsegmente 74 an den Werkzeugsegmenten 67

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anschlagen. Wenn die abgeschrägten Ringsegmente 74 weiter vorgeschoben werden, so kommen ihre abgeschrägten Flächen jH-a an die abgeschrägten Flächen 67a der Werkzeugsegmente 6j_s die "dann gegen die. Kraft der Federn 102 radial nach innen gedruckt werden. Dann sind die Werkzeugsegmente 67' in einer sehr genauen Kreisform angeordnet. Sie können nicht fehl ausgerichtet werden* da sie durch die abgeschrägten Ringsegmente 7^ beaufschlagt sind, die wiederum synchron vorgeschoben werden. Die so' zusammengesetzte Werkzeuganordnung 65 kann Felgen walzen, die gegenüber bisherigen Möglichkeiten erhöhte Genauigkeit haben und frei von Verzug sind." ""

Die vorstehend beschriebenen Merkmale der Erfindung können einzeln oder in beliebiger Zusammenfassung erfindungswesentlich sein.

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Claims

Pat β η t a η s prüch.e

ί 1. jEinriehtung zum nahtlosen Wal2en ringförmiger Gegenstände, insbesondere iron Radfelgen, gekennzeichnet durch einen ' ein ringförmiges Drehwerkzeug (65) drehbar haltenden Dr ehwerkzeiagkopf (6o)_a durch einen eine Andruckwalze- (32) drehbar haltenden und zum Drehwerkzeug (65) hin und von ihm weg blewegbar haltenden Andruckwalzenkopf (20) und durch eine Vorrichtung {38) zur Bewegung der Andruckwalze {32) radial zum Drehwerkzeug (65), wenn sie innerhalb des Drehwerkzeugs (65) angeordnet ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

der Drehwerkzeugkopf (βθ) eine Drehwerkzeugspindel (63) in Form eines Hohlzylinders aufweist, die drehbar gelagert ist und .das Drehwerkzeug (65) enthält.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch ein Bett (2) zur' verschieblichen Aufnahme des Andruckwalzenkopfes (20), der ferner ein in vertikaler Richtung bewegliches Gehäuse (27) enthält, welches eine drehbare Andruckwalzenspindel (j50) aufweist.
4. Einrichtung nach Anspruch 3* dadurch gekennzeichnet, daß außerhalb des Gehäuses (27) ein Antriebszylinder (38) angeordnet ist, dessen Kolbenstange (4l) mit dem Gehäuse (27) nur bei Anordnung der Andruckwalze (32) innerhalb des Drehwerkzeugs (65) koppelbar ist..
5· Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Drehwerkzeug (65) aus

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mehreren voneinander lösbaren Werkzeugsegmenten (67) besteht, daß ein Mechanismus (73) zur Zusammenführung und' Lösung der Werkzeugsegmente (67) vorgesehen ist, daß innerhalb der Drehwerkzeugspindel (63) ein diesen Mechanismus (73) enthaltendes Gehäuse (75) angeordnet ist und daß ein Antriebszylinder (87) zur Betätigung des Mechanis mus (73) mit dem Drehwerkzeugkopf (60) fest verbunden ist.
6. "Einrichtung nach Anspruch 5* dadurch gekennzeichnet, "daß

der Mechanismus (73) zum Zusammenführen und Lösen der Werkzeugsegmente (67) einen abgeschrägten Ring (69) aufweist, der zwischen die. Werkzeugsegmente (67) und die Drehwerkzeugspindel (63) bewegbar ist, um die Werkzeugsegmente (67) zusammenzuführen, und daß mehrere Halter (68) für die Werkzeugsegmente (67) vorgesehen sind, die zur Lösung der Werkzeugsegmente (67) bei Entfernung des abgeschrägten Rings (69) von den Werkzeugsegmenten (67) bewegbar sind.
7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Mechanismus (73 ) zum Zusammenführen und Lösen der Werkzeugsegmente (67) mehrere Arme (79) aufweist, die in dem Gehäuse (75) schwenkbar angeordnet und mit dem abgeschrägten Ring (69) gekoppelt sind, und daß die Halter (68) an den Armen (79) gehalten sind, welche durch Bewegung des abgeschrägten Rings (69) -geschwenkt werden.
8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebszylinder (87) für den Mechanismus (73) zum Zusammenführen und Lösen der Werkzeugsegmente (67-) teilweise innerhalb der Drehwerkzeugspindel (63) angeordnet ist.

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9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebszylinder (87) für den Mechanismus (73) zum Zusammenführen und Lösen"der Werkzeugsegmente (67) einen Kolben (89) mit Kolbenstange (90) aufweist, die mit einer Abdeckung (71) des Drehwerkzeugkopfes (60) verbunden ist, und daß ferner ein auf dem Kolben (90) in die Drehwerkzeugspindel (63) hinein und aus ihr heraus bewegbares Zylinderelement (88) vorgesehen ist, welches den Mechanismus (73) zum Zusammenführen und -Lösen der Werkzeugsegmente (67) betätigt.
10. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehwerkzeugspindel (63) zusammen mit dem ringförmigen Drehwerkzeug (65) innerhalb des Drehwerkzeugkopfes (60) drehbar angetrieben ist.
11. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Andruckwalze (32) leerlaufend gelagert ist.
12. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Federelemente (100, 102) zur Lösung der Werkzeugsegmente (67), durch die der Mechanismus (73) zum Zusammenführen und Lösen der Werkzeugsegmente (67) die Werkzeugsegmente (67) gegen Federkraft zusammenführt.

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