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(11) |
EP 1 344 584 B1 |
(12) |
EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT |
(45) |
Hinweis auf die Patenterteilung: |
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08.12.2004 Patentblatt 2004/50 |
(22) |
Anmeldetag: 11.03.2002 |
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(51) |
Internationale Patentklassifikation (IPC)7: B21D 22/14 |
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Umformwerkzeug und Verfahren zum spanlosen Umformen
Forming tool and method of non-cutting shaping
Outil de formage et procédé de formage sans enlèvement de matière
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(84) |
Benannte Vertragsstaaten: |
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DE ES FR IT |
(43) |
Veröffentlichungstag der Anmeldung: |
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17.09.2003 Patentblatt 2003/38 |
(73) |
Patentinhaber: Leifeld Metal Spinning GmbH |
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59229 Ahlen (DE) |
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Erfinder: |
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- Rolf, Bernhard
33428 Harsewinkel (DE)
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(74) |
Vertreter: Wunderlich, Rainer, Dipl.-Ing. et al |
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Patentanwälte
Weber & Heim
Irmgardstrasse 3 81479 München 81479 München (DE) |
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Entgegenhaltungen: :
EP-A- 0 335 602 US-A- 5 085 131
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DE-A- 3 518 491
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Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die
Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen
das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich
einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr
entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen). |
[0001] Die Erfindung betrifft zum einen ein Umformwerkzeug zum spanlosen Umformen rotierender
Werkstücke, insbesondere für Drückmaschinen und Drückwalzmaschinen, mit einem Umformabschnitt,
welcher ein Keramikmaterial aufweist und beim Umformen an dem rotierenden Werkstück
anliegt. Zum anderen betrifft die Erfindung ein Verfahren zum spanlosen Umformen,
bei dem ein Werkstück in Rotation versetzt wird und mittels mindestens eines Umformwerkzeuges
spanlos umgeformt wird.
[0002] Derartige Umformwerkzeuge und Verfahren werden zur Herstellung verschiedenster Metallteile
an Drückmaschinen, Drückwalzmaschinen, Projiziermaschinen, Einziehmaschinen oder sonstigen
Maschinen verwendet, auf denen spanlose Umformungen bei rotierenden Werkstücken durchgeführt
werden. Als zustellbare Umformwerkzeuge werden üblicherweise entweder sich mitdrehende
Umformrollen oder feststehende Umformstähle eingesetzt. Entsprechend der Rotationsgeschwindigkeit
des Werkstückes sowie abhängig von der Zustellgeschwindigkeit des Umformwerkzeuges
und den aufgebrachten Umformkräften ist das jeweilige Umformwerkzeug erheblichen Beanspruchungen
ausgesetzt. Diese mechanischen, thermischen und tribologischen Beanspruchungen führen
zu Werkzeugverschleiß und setzen einer Erhöhung der Umformgeschwindigkeit und damit
einer gewünschten Reduzierung der Fertigungszeit enge Grenzen.
[0003] Besonders hohe Belastungen beim Umformen ergeben sich in ganz besonderer Weise bei
der Anformung von Flaschenböden an rohrförmigen Werkstücken, wie sie etwa bei der
Herstellung von Hochdruckgasflaschen eingesetzt werden. Ein solches Verfahren ist
beispielsweise in der DE 35 18 491 A1 beschrieben. Das Einziehen eines Rohrendes erfolgt
bei diesem bekannten Verfahren durch einen sogenannten Einziehblock. Durch diesen
wird das freie Rohrende nach innen umgeformt, wobei eine so hohe Temperatur eingestellt
wird, dass in der Polzone der Flaschenboden durch Pressschweißen gasdicht verschlossen
wird. Der hierzu vorgesehene Einziehklotz ist mit einer speziellen Hartmetallaufpanzerung
versehen. Zudem wird in dieser Druckschrift vorgeschlagen, zur Kompensation des auftretenden
Verschleißes eine spezielle Nachstellung des Einziehklotzes vorzusehen. Hierzu ist
eine spezielle Umformmaschine mit einer entsprechenden Regeleinrichtung notwendig.
[0004] Aus der US 5,085,131, die die Basis für den Oberbegriff des Anspruchs 1 bildet, ist
eine Umformvorrichtung bekannt, bei der an ein rotierend antreibbares Werkstück ein
Werkzeug mit einem Keramikmaterial zustellbar ist. Eine keramische Drückrolle geht
aus der EP 0 335 602 A1 hervor.
[0005] Der Erfindung liegt die
Aufgabe zugrunde, ein Umformwerkzeug und ein Verfahren zum spanlosen Umformen anzugeben,
welche den immer höheren Anforderungen bezüglich Reduzierung von Umformzeiten und
Erhöhung von Werkzeugstandzeiten Rechnung tragen.
[0006] Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Umformwerkzeug mit den Merkmalen des Anspruchs
1 und ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 8 gelöst. Bevorzugte Ausführungen
sind in den jeweils abhängigen Ansprüchen angegeben.
[0007] Bei dem erfindungsgemäßen Umformwerkzeug weist der Umformabschnitt ein Keramikmaterial
auf.
[0008] Bei den bisherigen metallischen Umformwerkzeugen, selbst wenn diese aus einem gehärteten
oder vergütetem Werkzeugstahl gefertigt oder mit einer Hartmetallaufpanzerung versehen
waren, sind der Umformgeschwindigkeit enge Grenzen gesetzt. Denn beim spanlosen Umformen
rotierender Werkstücke ergeben sich verfahrensbedingt hohe Druck- und Reibkräfte,
welche nicht nur zu einem hohen Abrieb sondern auch zum Entstehen einer hohen Reibungswärme
führen. Mit Zunahme der Umformgeschwindigkeit erhöhen sich in erheblichem Maße die
Reibungswärme und damit die negativen Effekte auf das Umformwerkzeug. So kann es bei
übermäßiger Reibungserwärmung zu Ausglüheffekten und anderen thermischen Schädigungen
der Werkstoffmatrix des Werkzeugstahles kommen, wodurch sich der Werkzeugverschleiß
noch drastischer erhöht. Selbst bei Einsatz einer Kühlflüssigkeit kann bei metallischen
Umformwerkzeugen nur eine bestimmte Umformgeschwindigkeit gefahren werden, da sich
ansonsten nicht mehr wirtschaftliche Werkzeugstandzeiten ergeben würden.
[0009] Dem gegenüber gewährt ein Keramikmaterial eine deutlich höhere Temperaturbeständigkeit
bei gleicher oder sogar größerer Härte. Der Umformabschnitt kann insgesamt aus Keramik
gefertigt oder mit einer Keramikbeschichtung versehen sein. Hierdurch wird selbst
bei hohen Werkzeugtemperaturen eine große Verschleißfestigkeit erreicht, so dass insgesamt
höhere Umformgeschwindigkeiten und größere Umformkräfte bei gleichbleibender oder
sogar verbesserter Werkzeugstandzeit im Vergleich zu herkömmlichen metallischen Umformwerkzeugen
erreicht werden können. Erste Versuche haben gezeigt, dass die Umformgeschwindigkeit
gegenüber bisherigen metallischen Umformwerkzeugen um ein Mehrfaches erhöht werden
kann. Unter den erfindungsgemäßen Umformwerkzeugen sind nicht nur die zustellbaren
Umformwerkzeuge sondern auch die gegenüber dem Werkstück stillstehenden Umformwerkzeuge
zu verstehen, wie etwa ein Drückfutter. Auch bei diesen Umformwerkzeugen, an denen
das beaufschlagte Werkstück fest anliegt, ist ein Keramikmaterial hinsichtlich der
Verbesserung der Temperaturbeständigkeit und der Oberflächenhärte vorteilhaft.
[0010] Grundsätzlich könnte das Umformwerkzeug vollständig oder weitgehend aus einem Keramikmaterial
gefertigt sein. Nach der Erfindung ist es jedoch vorgesehen, dass der Umformabschnitt
an einem Grundkörper aus einem Metall befestigt ist. Der metallische Grundkörper,
welcher beim Umformen nicht mit dem rotierenden Werkstück in Kontakt kommt, ist in
herkömmlicher Weise einfach zu fertigen und gewährt eine hohe Festigkeit bei dynamischer
Beanspruchung. Erfindungsgemäß wird an dem Umformwerkzeug lediglich der mit dem Werkstück
in Kontakt kommende Umformabschnitt aus dem Keramikmaterial gefertigt oder mit einer
Keramikbeschichtung versehen, so dass an diesem verschleißgefährdeten Bereich eine
hohe mechanische, thermische und tribologische Festigkeit sichergestellt ist. Durch
diesen bedarfsgerechten, sparsamen Einsatz des Keramikmaterials wird eine kostengünstige
Herstellung des Umformwerkzeuges möglich, welche sogar im Vergleich zur Herstellung
von Umformwerkzeugen aus gehärteten oder vergüteten Werkzeugstählen kostengünstiger
sein kann.
[0011] Das Umformwerkzeug kann mit jeder gewünschten Form ausgebildet werden. Nach der Erfindung
besteht ein besonders vielfältig einsetzbares Umformwerkzeug darin, dass dieses als
Umformrolle ausgebildet ist und dass der Umformabschnitt ein Ringkörper ist, welcher
aus dem Keramikmaterial gefertigt ist. Die Umformrolle kann jede beliebige Außenkontur
aufweisen und als Drückrolle, Drückwalzrolle, Profilierrolle, Projizierrolle, Einziehrolle,
etc. oder etwa als eine Umformrolle mit einem Stauchabsatz zum Anformen von Naben
ausgebildet sein.
[0012] Besonders wirtschaftlich nach der Erfindung ist es, dass der Ringkörper aus dem Keramikmaterial
lösbar an einem Rollengrundkörper gelagert ist. Auf diese Weise kann der Ringkörper
bei einem aufgetretenen Verschleiß einfach gewechselt werden.
[0013] Eine alternative Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Umformwerkzeuges besteht darin,
dass dieses als Umformstab ausgebildet ist und dass der Umformabschnitt ein Umformblock
ist, welcher aus dem Keramikmaterial gefertigt ist. Anders als Umformrollen werden
Umformstäbe durch das rotierende Werkstück nicht selbst in Drehung versetzt. Hierdurch
ergeben sich bei dem Umformen mittels Umformstäben wesentlich höhere Reibungseffekte.
Dies ist bei dem Durchführen sogenannter Pressschweißverfahren gewünscht, bei welchen
etwa Rohrenden zu fluiddichten Böden zusammengedrückt werden, wobei es in der mittigen
Polzone für einen fluiddichten Abschluss zu einer Verschweißung kommen muss. Gerade
bei diesen Umformverfahren mit Pressschweißen ist der Einsatz der erfindungsgemäßen
Umformwerkzeuge mit Keramikmaterial besonders vorteilhaft, da eine sehr hohe Reibungswärme
und damit ein schnelles und zuverlässiges Pressschweißen bei hoher Werkzeugstandzeit
ermöglicht wird.
[0014] Für eine stabile und dennoch kostengünstige Ausbildung des Umformwerkzeuges ist es
hierbei vorteilhaft, dass der Umformblock aus dem Keramikmaterial lösbar an einem
Stabgrundkörper gelagert ist. Ein schnelles Ersetzen des Umformblockes bei einer Geometrieänderung
des Werkstückes oder bei einem Auftreten von Werkzeugverschleiß ist somit sichergestellt.
[0015] Für einen besonders langlebigen und damit wirtschaftlichen Einsatz des erfindungsgemäßen
Umformwerkzeuges ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Umformabschnitt an dem
Grundkörper, insbesondere mittels mindestens eines Halteelementes, bevorzugt mit einem
gewissen Spiel, formschlüssig befestigt ist. Dieses Spiel ist unter Berücksichtigung
der unterschiedlichen Wärmedehnung des metallischen Grundkörpers gegenüber dem keramischen
Umformabschnitt ausgewählt, welcher grundsätzlich eine geringere Wärmedehnung als
ein Metall aufweist.
[0016] Nach der Erfindung muss die Halterung keramikgerecht sein, wobei der keramische Umformabschnitt
möglichst spannungsfrei am Grundkörper gehaltert ist, um eine Rissbildung des relativ
spröden Keramikmateriales zu verhindern.
[0017] Für eine keramikgerechte Ausbildung des Umformwerkzeuges ist es nach der Erfindung
weiter vorteilhaft, dass der Umformabschnitt mindestens eine Anschlagfläche aufweist,
welche an mindestens einer Anlagefläche an dem Grundkörper anliegt, und dass die mindestens
eine Anschlagfläche und die mindestens eine Anlagefläche derart angeordnet und ausgebildet
sind, dass die Umformkräfte zu einem wesentlichen Teil als Druckkräfte übertragbar
sind. Für eine besonders langlebige Anordnung eines keramischen Umformwerkzeuges ist
es zweckmäßig, dass der keramische Umformabschnitt weitgehend von Zugkräften und Biegebelastungen
frei bleibt, da eine hohe Festigkeit des keramischen Umformabschnittes vor allem bei
Druckkräften gegeben ist.
[0018] Hinsichtlich der verfahrensmäßigen Lösung der eingangs gestellten Aufgabe ist die
Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass bei dem spanlosen Umformverfahren eines der
vorbeschriebenen Umformwerkzeuge eingesetzt wird. Hierdurch ergeben sich die bereits
genannten Vorteile hinsichtlich hoher Umformgeschwindigkeiten bei hohen Werkzeugstandzeiten.
[0019] Eine erfindungsgemäße Ausführungsform besteht darin, dass gegenüber dem Einsatz von
metallischen Umformwerkzeugen eine erhöhte Umformgeschwindigkeit eingestellt wird.
Dies erlaubt eine Reduzierung der Fertigungszeiten und damit eine hochwirtschaftliche
Fertigung.
[0020] Grundsätzlich kann das erfindungsgemäße Verfahren als eine Kaltumformung durchgeführt
werden. Bei einer Kaltumformung bleibt die Temperatur des Werkstückes unterhalb der
Rekristallisationstemperatur des metallischen Werkstoffs, so dass eine Kaltverfestigung
im Werkstück eintritt.
[0021] Besonders vorteilhaft ist es nach der Erfindung jedoch, dass eine Erhitzung des Werkstückes
bis auf Schmiedetemperatur erfolgt. Hierbei ist der Einsatz des erfindungsgemäBen
Umformwerkzeuges mit seiner hohen Temperaturbeständigkeit und langen Werkzeugstandzeit
besonders vorteilhaft. Das Werkstück kann durch eine separate Heizeinrichtung oder
ausschließlich durch die Reibungswärme beim Zustellen des Umformwerkzeuges erhitzt
werden. Bei dieser Verfahrensausführung wird das Werkstück zumindest bereichsweise
über die Rekristallisationstemperatur erwärmt, so dass eine Warmumformung erfolgen
kann.
[0022] Nach der Erfindung ist es besonders bevorzugt, dass mit dem Umformwerkzeug ein Pressschweißen
durchgeführt wird. Hierbei ist es bevorzugt, dass etwa ein Rohrende durch Zustellung
eines blockförmigen Umformwerkzeuges radial eingezogen wird und das Werkstück hierbei
eine so hohe Temperatur erreicht, dass es zumindest in der Polzone zu einer Verschweißung
und damit zu einem gasdichten Verschluss des Bodens kommt. Auf diese Weise können
nach der Erfindung Hochdruckgasflaschen oder andere Druckbehälter, wie etwa Gaspatronen
für Airbagsysteme, wirtschaftlich hergestellt werden.
[0023] Die Erfindung wird nachfolgend anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen weiter
erläutert, welche in den Zeichnungen dargestellt sind. In den Zeichnungen zeigen:
- Fig. 1
- eine Querschnittsansicht durch ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Umformrolle;
- Fig. 2
- eine Detail-Vorderanischt zu Fig. 1; und
- Fig. 3
- eine schematische Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen
Umformstabes bei der Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
[0024] Eine erfindungsgemäße Umformrolle 10, wie sie beispielhaft in Fig. 1 gezeigt ist,
umfasst einen metallischen, ringförmigen Grundkörper 20. An dessen Außenseite ist
ein als Ringkörper ausgebildeter Umformabschnitt 12 angeordnet. Der Umformabschnitt
12 kommt während des Umformprozesses mit dem umzuformenden, rotierenden Werkstück
in Kontakt. Hierzu ist der Außenumfang des Umformabschnittes 12 mit einer Einlaufschräge
13a sowie einer Auslaufschräge 13b versehen. Der Grundkörper 20 sowie der Umformabschnitt
12 sind im Wesentlichen rotationssymmetrisch zu einer Rollenachse 18 ausgebildet.
[0025] Der Umformabschnitt 12 ist bei diesem Ausführungsbeispiel vollständig aus einem Keramikmaterial
gefertigt. Das Keramikmaterial ist vorzugsweise eine SiN-Keramik, welche für hohe
mechanische, thermische und tribologische Beanspruchungen ausgelegt ist. Für eine
hohe Werkzeugstandzeit ist eine möglichst spannungsfreie Halterung des keramischen
Umformabschnittes 12 an dem metallischen Grundkörper 20 von Bedeutung.
[0026] Zur Halterung an dem Grundkörper 20 weist der ringförmige Umformabschnitt 12 an seiner
Innenseite eine Schulter 11 auf, dessen beide Stirnseiten als eine Anschlagfläche
14a, 14b dienen. Die erste Anschlagfläche 14a liegt an einer ersten Anlagefläche 24a
des Grundkörpers 20 an, während die zweite Anschlagfläche 14b an einer Anlagefläche
24b eines Halteelementes 22 anliegt, welcher den Umformabschnitt 12 mit seiner Schulter
11 formschlüssig an dem Grundkörper 20 hält. Hierzu weist der Grundkörper 20 eine
entsprechende Ausnehmung für das ringförmige Halteelement 22 auf, welches mittels
mehrerer Schrauben 17 gegen den Grundkörper 20 gespannt wird. Zur Vermeidung von Dehnungsspannungen
bei einer unterschiedlichen Temperaturausdehnung während der Bearbeitung bildet der
Innendurchmesser des ringförmigen Umformabschnittes 12 mit dem Außendurchmesser des
zugehörigen Bereiches des Grundkörpers 20 eine Spielpassung.
[0027] Wie mit Bezug auf Fig. 2 erkennbar ist, weist der keramische Umformabschnitt 12 an
seiner einen Stirnseite eine Nut 15 auf, in welche im montierten Zustand ein Stift
16 eingreift. Der Stift 16 wiederum ist fest in einer entsprechenden Bohrung des Grundkörpers
20 verankert. Diese Anordnung kann sowohl zur einfachen Positionierung des keramischen
Umformabschnittes 12 an dem Grundkörper 20 sowie als ein zusätzliches Mitnehmerelement
zur Übertragung von Drehmomenten dienen.
[0028] Eine alternative Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Umformwerkzeuges als ein Umformstab
40 geht zusammen mit einer Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens aus Fig. 3
hervor. Der erfindungsgemäße Umformstab 40 umfasst einen metallischen Grundkörper
50, an welchem ein blockförmiger, keramischer Umformabschnitt 42 mittels eines plattenförmigen
Halteelementes 52 und einer schematisch angedeuteten Schraube 57 lösbar angebracht
ist. Der blockförmige Umformabschnitt 42 weist etwa rechtwinklig zueinander gerichtete
Anschlagflächen 44a und 44b auf. Die erste, obere Anschlagfläche 44a liegt an einer
korrespondierend dazu ausgebildeten Anlagefläche 54a des Halteelementes 52 an, während
die vertikal gerichtete, zweite Anschlagfläche 44b des Umformabschnittes 42 an einer
korrespondierenden, vertikalen Anlagefläche 54b des Grundkörpers 50 anliegt. Die Anschlagflächen
44a, 44b sind zusammen mit den Anlageflächen 54a, 54b so angeordnet und ausgebildet,
dass die beim bestimmungsgemäßen Umformen auftretenden Umformkräfte im Wesentlichen
als Druckkräfte auf den keramischen Umformabschnitt 42 übertragen werden. Zum formschlüssigen
Halten des Umformabschnittes 42 weist das Halteelement 52 an seiner vorderen Endseite
eine Umgreifung 53 auf. Der thermische Umformabschnitt 42 ist weiter so ausgebildet,
dass ein radiales und axiales Einziehen eines Rohres mit einem Verschweißen zu einem
gasdichten Behälterboden möglich ist.
[0029] Hierzu ist ein rohrförmiges Ausgangswerkstück 5a, welches in der unteren Hälfte von
Fig. 3a schematisch durch eine Strichpunktlinie angezeigt ist, an einer Spindel 60
mittels einer Halteeinrichtung 62 eingespannt. Über die Spindel 60 wird das Werkstück
5a um eine Drehachse 64 in Rotation versetzt. Durch axiales und radiales Zustellen
des zuvor beschriebenen Umformwerkzeuges wird das freie Ende des Werkstückes 5a allmählich
radial eingezogen und dabei axial verkürzt, wobei einzelne Verfahrensabschnitte schematisch
in der oberen Hälfte der Fig. 3 gezeigt und mit 5b gekennzeichnet sind. Das Werkstück
5a wird dabei so weit radial eingezogen, dass sich der eingezogene Werkstückrand im
Bereich der Drehachse 64, in der sogenannten Polzone, berührt. Durch entsprechende
Wärmeeinbringung, welche sowohl durch die Reibungswärme zwischen dem rotierenden Werkstück
5a und dem Umformwerkzeug und gegebenenfalls ergänzend durch eine Heizeinrichtung
66 erzeugt wird, welche beispielsweise Gasbrenner sein können, wird das Werkstück
5a gezielt erwärmt. Es kann so in der Polzone zu einer gasdichten Verschweißung eines
Bodens des eingezogenen Werkstückes 5c kommen.
[0030] Verfahrensbedingt ist das Umformwerkzeug bei diesem Verfahren sehr hohen mechanischen,
thermischen und tribologischen Beanspruchungen ausgesetzt. Diesen Beanspruchungen
hält das erfindungsgemäße Umformwerkzeug in ganz hervorragender Weise stand. Insbesondere
kann das erfindungsgemäße Umformwerkzeug mit einer derartigen Geschwindigkeit zugestellt
werden, dass eine sehr hohe Reibungswärme entsteht und so ein zuverlässiges Verschweißen
des Werkstückbodens bei deutlich verringerter Heizenergiezufuhr erreicht wird. Unter
bestimmten Bedingungen kann sogar die Reibungswärme für das Verschweißen ausreichend
sein. In diesem Fall wäre eine ergänzende Heizeinrichtung 66 nicht mehr notwendig.
Zudem wird durch eine hohe Umformgeschwindigkeit die Fertigungszeit verkürzt, was
insgesamt zu einem besonders wirtschaftlichen Verfahren führt.
1. Umformwerkzeug zum spanlosen Umformen rotierender Werkstücke (5), insbesondere für
Drückmaschinen und Drückwalzmaschinen, mit einem Umformabschnitt (12, 42), welcher
ein Keramikmaterial aufweist und beim Umformen an dem rotierenden Werkstück (5) anliegt,
dadurch gekennzeichnet,
dass ein Grundkörper (20, 50) aus Metall vorgesehen ist, an dem der Umformabschnitt (12,
42) formschlüssig befestigt ist.
2. Umformwerkzeug nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass dieses als Umformrolle (10) ausgebildet ist und
dass der Umformabschnitt (12) ein Ringkörper ist, welcher aus dem Keramikmaterial gefertigt
ist.
3. Umformwerkzeug nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Ringkörper aus dem Keramikmaterial lösbar an dem Grundkörper (20) der Umformrolle
(10) gelagert ist.
4. Umformwerkzeug nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass dieses als Umformstab (40) ausgebildet ist und
dass der Umformabschnitt (42) ein Umformblock ist, welcher aus dem Keramikmaterial gefertigt
ist.
5. Umformwerkzeug nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Umformblock aus dem Keramikmaterial lösbar an dem Grundkörper (50) des Umformstabes
(40) gelagert ist.
6. Umformwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Umformabschnitt (12, 42) an dem Grundkörper (20, 50) mittels mindestens eines
Halteelementes (22, 52) mit einem gewissen Spiel befestigt ist.
7. Umformwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Umformabschnitt (12, 42) mindestens eine Anschlagfläche (14, 44) aufweist, welche
an mindestens einer Anlagefläche (24, 54) an dem Grundkörper (20, 50) anliegt, und
dass die mindestens eine Anschlagfläche (14, 44) und
die mindestens eine Anlagefläche (24, 54) derart angeordnet und ausgebildet sind,
dass die Umformkräfte zu einem wesentlichen Teil als Druckkräfte übertragbar sind.
8. Verfahren zum spanlosen Umformen, bei dem ein Werkstück (5) in Rotation versetzt wird
und mittels mindestens eines Umformwerkzeuges spanlos umgeformt wird,
dadurch gekennzeichnet,
dass ein Umformwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 7 eingesetzt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass gegenüber dem Einsatz von rein metallischen Umformwerkzeugen eine erhöhte Umformgeschwindigkeit
eingestellt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine Erhitzung des Werkstückes (5) bis auf Schmiedetemperatur erfolgt.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass mit dem Umformwerkzeug ein Pressschweißen durchgeführt wird.
1. Forming tool for forming rotating workpieces (5) without cutting, in particular for
spinning machines and roller spinning machines, comprising a forming section (12,
42) which has a ceramic material and rests on the rotating workpiece (5) during forming,
characterized in that
a basic body (20, 50) consisting of metal is provided to which the forming section
(12, 42) is fixed in a form-fit manner.
2. Forming tool according to claim 1,
characterized in that
said tool is designed as a forming roller (10) and in that the forming section (12) is an annular body produced of the ceramic material.
3. Forming tool according to claim 2,
characterized in that
the annular body of the ceramic material is detachably supported on the basic body
(20) of the forming roller (10).
4. Forming tool according to claim 1,
characterized in that
said tool is designed as a forming bar (40) and in that the forming section (42) is a forming block produced of the ceramic material.
5. Forming tool according to claim 4,
characterized in that
the forming block of the ceramic material is detachably supported on the basic body
(50) of the forming bar (40).
6. Forming tool according to any one of claims 1 to 5,
characterized in that
the forming section (12, 42) is fixed to the basic body (20, 50) by means of at least
one holding member whilst having a certain degree of free motion.
7. Forming tool according to any one of claims 1 to 6,
characterized in that
the forming section (12, 42) has at least one stop face (14, 44) which rests against
at least one contact face (24, 54) on the basic body (20, 50), and
in that the at least one stop face (14, 44) and the at least one contact face (24, 54) are
arranged and designed such that the forming forces can be transferred to a substantial
degree as compressive forces.
8. Method of non-cutting forming, wherein a workpiece (5) is put into rotation and formed
in a non-cutting manner by means of at least one forming tool,
characterized in that
a forming tool according to any one of claims 1 to 7 is used.
9. Method according to claim 8,
characterized in that
a higher forming speed is set as compared with the use of forming tools consisting
completely of metal.
10. Method according to claim 8 or 9,
characterized in that
a heating of the workpiece (5) up to forging temperature takes place.
11. Method according to any one of claims 8 to 10,
characterized in that
a pressure welding is carried out with the forming tool.
1. Outil de façonnage pour le façonnage sans enlèvement de matière de pièces rotatives
(5), en particulier pour des machines de tournage et de fluotournage, avec une section
de façonnage (12, 42) qui présente un matériau céramique et qui s'appuie contre la
pièce rotative (5) lors du façonnage, caractérisé en ce qu'un corps de base (20, 50) en métal est prévu, sur lequel la section de façonnage
(12, 42) est fixée par engagement positif.
2. Outil de façonnage selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est conformé en rouleau de façonnage (10) et en ce que la section de façonnage (12) est un corps annulaire qui est fabriqué dans le matériau
céramique.
3. Outil de façonnage selon la revendication 2, caractérisé en ce que le corps annulaire en matériau céramique est monté amovible sur le corps de base
(20) du rouleau de façonnage (10).
4. Outil de façonnage selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est conformé en barre de façonnage (40) et en ce que la section de façonnage (42) est un bloc de façonnage qui est fabriqué dans le matériau
céramique.
5. Outil de façonnage selon la revendication 4, caractérisé en ce que le bloc de façonnage en matériau céramique est monté amovible sur le corps de base
(50) de la barre de façonnage (40).
6. Outil de façonnage selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la section de façonnage (12, 42) est fixée sur le corps de base (20, 50) avec un
certain jeu au moyen d'au moins un élément de fixation (22, 52).
7. Outil de façonnage selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé
en ce que la section de façonnage (12, 42) présente au moins une surface de butée (14, 44)
qui s'appuie contre au moins une surface d'appui (24, 54) du corps de base (20, 50),
et
en ce que la surface de butée (14, 44) au nombre d'au moins une et la surface d'appui
(24, 54) au nombre d'au moins une sont placées et conformées de telle manière que
les formes de façonnage peuvent être transmises pour une part importante sous forme
de forces de compression.
8. Procédé de façonnage sans enlèvement de matière, dans lequel une pièce (5) est mise
en rotation et est façonnée sans enlèvement de matière au moyen d'un outil de façonnage,
caractérisé en ce que l'on utilise un outil de façonnage selon quelconque l'une des revendications 1 à
7.
9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que, par rapport à l'utilisation d'outils de façonnage purement métalliques, on règle
une vitesse de façonnage supérieure.
10. Procédé selon la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce qu'il se produit un chauffage de la pièce (5) jusqu'à la température de forgeage.
11. Procédé selon l'une quelconque des revendications 8 à 10, caractérisé en ce qu'un soudage par pression est effectué avec l'outil de façonnage.