Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Rotationskörpern durch Fliessumformung

Abstract

 Verfahren zur Herstellung von Rotationskörpern mit an ihren beiden Enden unterschiedlichen Durchmessern oder axialen Abschnitten mit unterschiedlichen Durchmessern, bei welchem unter Drehung des Rohlings (9) um seine Längsachse örtlich ein die Fließgrenze des Materials des Rohlings (9) übersteigender Druck zur Verminderung des Durchmessers des Rohlings (9) aus­geübt wird. Um bei einem solchen Verfahren eine einfache Variation der herzustellenden Rotationskörper zu ermöglichen, ist vorgesehen, daß eine gegenüber der axialen Erstreckung des Bereiches mit vermindertem Durchmesser des herzustellenden Rotationskörpers (9^v) eine kleinere Abmessung in Längsrichtung des Rohlings aufweisende Druckzone in axiale Richtung des Rohlings (9) über diesen während seines Drehens bewegt wird.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Rota­tionskörpern mit an ihren beiden Enden unterschiedlichen Durchmessern oder axialen Abschnitten mit unterschiedlichen Durchmessern, bei welchem unter Drehen des Rohlings um seine Längsachse örtlich ein die Fließgrenze des Materials des Rohlings übersteigender Druck zur Verminderung des Durchmes­sers des Rohlings ausgeübt wird, sowie eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

[0002] Bei den bisher bekannten derartigen Verfahren wurde eine auf einer Walze angeordneten Profilrippe in den durch eine in ent­gegengesetzter Drehrichtung umlaufende Gegendruckwalze abge­stützten Rohling eingedrückt, wobei die Breite dieser Profil­rippe zumindest so breit ist, wie der in seinem Durchmesser zu vermindernde Abschnitt des Rohlings lang ist. Praktisch bedeu­tet dies, daß der Druck auf der gesamten in seinem Durchmesser zu vermindernden Bereich gleichzeitig ausgeübt wird.

[0003] Dadurch ergibt sich aber der Nachteil, daß dazu sehr hohe Kräfte und damit auch große Energien erforderlich sind. Außer­dem beginnt das Material bei diesem bekannten Verfahren nur relativ schwer zu fließen.

[0004] So wurde durch die DE-OS 1 812 106 eine Lösung bekannt, bei der zwei mit Profilrippen versehenen Walzen auf einen Rohling einwirken. Dabei laufen die Profilrippen beider Walzen in ei­nem Spitz in die Mantelfläche der Walze aus und weisen in ih­ren beiden Endbereichen einem dem Querschnitt der herzustel­lenden Rille genau entsprechenden Querschnitt auf. Weiters sind auf beiden Walzen noch Zuführrippen angeordnet, die zwei senkrecht zur Achse der Walze verlaufende Abschnitte und zwi­schen diesen Abschnitten einen gegenüber der Achse geneigt verlaufenden Abschnitt aufweisen. Durch den letzteren wird das Stangenmaterial, aus dem der Rotationskörper hergestellt wird, in seine Lage vorgeschoben, in der während eines Umlaufes der Walze durch deren Profilrippen die entsprechende Rille einge­arbeitet wird. Eine ebenfalls auf den Walzen angeordnetes Meißel trennt den so hergestellten Rotationskörper von dem Stangenmaterial.

[0005] Weiters wurde durch die FR-PS 2 337 602 und die DE-OS 19 10 549 eine Lösung vorgeschlagen, bei der eine Walze mit einer spiralig angeordneten Profilrippe mit einer glatten Gegendruckwalze zusammenwirkt. Dabei ist ebenfalls eine als Meißel wirkende senkrecht zur Achse der Walze verlaufend kurze Rippe vorgesehen.

[0006] Dabei kommt es aufgrund der Steigung der Profilrippe zu einem Vorschub des Stangenmaterials und durch das Meißel zu einem Abtrennen der fertigen Rotationskörper. Auch dabei entspricht der Querschnitt des ablaufenden Endbereiches der Profilrippe der herzustellenden Rille.

[0007] Der Nachteil dieser Lösungen besteht darin, daß die mit den Profilrippen versehenen Walzen nur für die Herstellung eines bestimmten Rotationskörpers verwendet werden kann. Eine, wenn auch kleine Änderung an dem herzustellenden Rotationskörper, z.B. eine Änderung der axialen Erstreckung eines Bereiches mit vermindertem Durchmesser erfordert die Herstellung neuer Werk­zeuge, d.h. neuer Walzen.

[0008] Ziel der Erfindung ist es diesen Nachteil zu vermeiden und ein Verfahren und eine Vorrichtung vorzuschlagen, die auf einfa­che Weise eine Variation der herzustellenden Rotatiosnkörper mit geringem Aufwand ermöglicht.

[0009] Erfindungsgemäß wird daher vorgeschlagen, daß eine gegenüber der axialen Erstreckung des Bereiches mit vermindertem Durch­messer des herzustellenden Rotationskörpers eine kleinere Ab­messung in Längsrichtung des Rohlings aufweisende Druckzone in axialer Richtung des Rohlings über diesen während seines Dre­hens bewegt wird.

[0010] Dies kann in der Weise erfolgen, daß eine schmale Profilrippe während des Drehens des Rohlings in axialer Richtung über den Rohling bewegt wird.

[0011] In jedem Fall wirkt während der örtlichen Druckbehandlung des Rohlings auf diesen auch eine in axialer Richtung wirkende Kraftkomponente auf diesen ein, wodurch der durch die Druckbe­handlung ausgelöste Fließvorgang wesentlich erleichtert wird.

[0012] Außerdem ist es auf diese Weise möglich, durch Änderung des Vorschubes der Rohlinge gegenüber den Profilrippen die Länge des Bereiches mit vermindertem Durchmesser an dem fertigen Ro­tationskörper auf einfache Weise zu ändern.

[0013] Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es eine Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorzuschlagen.

[0014] Bei einer Einrichtung mit einer Walze, die mit einer Gegen­druckfläche zusammenwirkt und relativ zu dieser bewegbar ist, wobei auf der Walze und bzw. oder der Gegendruckfläche eine erhabene Profilrippe angeordnet ist, wird nach einem weiteren Merkmal der Erfindung vorgeschlagen, daß die Profilrippe eine gegenüber der axialen Erstreckung des Bereiches mit verminder­tem Durchmesser des herzustellenden Rotationskörpers eine, eine axiale Bewegung des Rohlings gegenüber den Profilrippen erzwingende Vorschubeinrichtung vorgesehen ist.

[0015] Bei einer bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Einrichtung kann vorgesehen sein, daß die an der zentralen Walze angeordnete(n) Profilrippe(n) und die an der, vorzugs­weise in mehrere radial zur Walze verstellbaren Segmenten un­terteilte Gegendruckfläche angeordnete(n) Profilrippe(n) gegen die Drehachse der Walze geneigt verlaufen und einander im Zuge der gegenseitigen Relativbewegung kreuzen und die Vorschub­einrichtung durch eine Führung für die Rohlinge gebildet ist, die gegenüber den von den einander entsprechenden Kanten der Profilrippen sich beim Drehen der Walze ergebenden Kreuzungs­punkten bestimmten Linien geneigt verläuft.

[0016] Durch die einander kreuzenden und geneigt zur Drehachse der Walze verlaufenden Profilrippen ergibt sich ein gegenüber der Drehachse der Walze geneigter Verlauf der die Kreuzungspunkte der Profilrippen verbindenden imaginären Linie, wodurch die Zufuhr der Rohlinge und die Abfuhr der fertigen Rotationskör­per in verschiedenen Ebenen erfolgen kann, wobei durch den zu dieser Linie geneigten Verlauf der Führung für die axiale Ver­schiebung der Rohlinge gegenüber der durch den Kreuzungsbe­reich der Profilrippen der zentralen Walze und der Gegendruck­fläche bestimmten Wirkfläche gesorgt ist. Bei einer in radial zur Walze verschiebbare Segmente unterteilten Ausbildung der Gegendruckfläche ergibt sich auch noch der Vorteil, daß die Gegendruckfläche beliebig an die zentrale Walze zugestellt werden kann. Dies ist aufgrund der Tatsache möglich, daß die zusammenwirkenden Profilrippen einander kreuzen und daher im Extremfall nur entlang einer Mantellinie nicht aber flächig berühren können. In letzterem Falle würde ein Zustellen zu einem sich über die Bogenlänge des Segmentes ändernden Spalt führen.

[0017] Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn die Vor­schubeinrichtung durch eine Mitnahmeeinrichtung gebildet ist, die mindestens eine, vorzugsweise aber zwei in axialer Rich­tung der zentralen Walze voneinander distanzierte Drehkörper aufweist, in dem bzw. denen Stößel in deren Längsrichtung ver­schiebbar gehalten sind, die mittels eines Gleitsteines od.dgl. in eine in einem ortsfesten Teil der Einrichtung ange­ordnete umlaufende Steuernut eingreifen, wobei in zwei ver­schiedenen Drehkörpern geführte Stößel axial zueinander und im wesentlichen parallel zur Drehachse der Walze ausgerichtet sind und die Rohlinge durch mindestens einen Stößel, vorzugs­weise aber zwischen zwei Stößel klemmbar sind.

[0018] Durch diese Maßnahmen ergibt sich eine sehr exakte Führung der Rohlinge während der Bearbeitung, wobei durch die Steuernut bzw. Steuernuten die Führung der Rohlinge entlang einer zu den durch die Kreuzungspunkte der Profilrippen bestimmten Linie geneigten Bahn sichergestellt ist. In diesem Zusammenhang ist es besonders zweckmäßig, wenn die Steuernut(en) mit Ausnahme eines Zufuhr- und Entnahmebereiches für die Rohlinge bzw. die Rotationskörper im wesentlichen parallel zueinander verlaufen, wodurch eine besonders exakte Führung erreicht wird und eine einfache Aufnahme der Rohlinge und Abgabe der fertigen Rota­tionskörper ermöglicht wird.

[0019] Weiters kann vorgesehen sein, daß zumindest die einander zuge­kehrten Endbereiche der Stößel um die Längsachse der Stößel drehbar gehalten sind, wobei vorzugsweise die Endbereiche der einen Stößel gegen die koaxial ausgerichteten Stößel federbe­lastet sind. Damit wird eine Reibung zwischen den Stirnflächen der Rohlinge und den Stößeln vermieden. Durch die federnde Ab­stützung der Endbereiche der einen Stößel kann eine zu starke Pressung der in Bearbeitung befindlichen Rohlinge verhindert werden, wenn diese durch die Durchmesserverminderung in einem Abschnitt in deren axialen Abmessungen wachsen. Außerdem kön­nen dadurch auch Maßabweichungen der Rohlinge ausgeglichen werden. Die Endbereiche der Stößel können dabei durch Einsätze gebildet sein.

[0020] Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform einer erfin­dungsgemäßen Einrichtung kann weiters vorgesehen sein, daß für die Mitnahmeeinrichtung ein mit der zentralen Walze drehfest verbundener Zahnkranz vorgesehen ist, in dem mit parallel zu den Stößeln angeordneten Abstützwellen in Antriebsverbindung stehende Zahnradgetriebe eingreifen, wobei die Abstützwellen in den die Stößel führenden Drehkörpern bzw. mit diesen dreh­fest verbundenen Drehkörpern gehalten sind.

[0021] Durch diese Maßnahmen wird erreicht, daß die Mitnahmeeinrich­tung die Rohlinge nicht nur führt sondern auch antreibt, wobei durch entsprechende Abstimmung der Zahnradgetriebe die Umfangsgeschwindigkeit der zentralen Walze und der Rohlinge einander angeglichen werden kann.

[0022] Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:

Figur 1A und 1B schematisch Werkzeuge zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens und die Verformung eines Rohlings mit solchen Werkzeugen,

Figur 2 die Abwicklung der Profilrippen der Werkzeuge nach Figur 1A und 1B,

Figur 3 ein Ausführungsbeispiel einer Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens im Verti­kalschnitt,

Figur 4 eine Draufsicht auf die Einrichtung gemäß Fi­gur 3,

Figur 5 ein Detail der Einrichtung nach Figur 3 und 4 in einem größeren Maßstab,

Figur 6 ein Detail der Stößelführung der Einrichtung ge­mäß Figur 3 und 4 in vergrößertem Maßstab,

Figur 7 ein weiteres Detail der Stößel,

Figur 8 eine Explosionsdarstellung der Mitnahmeeinrich­tung der Einrichtung gemäß Figur 3 und 4

Figur 9 eine Ansicht der Mitnahmeeinrichtung.

[0023] Figur 1A zeigt schematisch die an der Gegendruckfläche 1, die in fünf Segmente 2,3,4,5 und 6 unterteilt ist, angeordneten Profilrippen 7 und 8, von denen die Profilrippen 7 zur Ausbil­dung des Absatzes bzw. der Schulter 10 des fertigen Rotations­ körpers 9^v dient. Die Profilrippe 8 dient dagegen zur Ausbil­dung der Rille 11 des fertigen Rotationskörpers 9^v und weist am Beginn der Gegendruckfläche 1 bzw. an deren Grenze zum Ein­gabebereich für die zu bearbeitenden Rohlinge 9 ihre größte Breite und geringste Höhe auf. Entlang ihres Weges vom Anfang der Profilrippe 8 bis zu deren Ende an der im Hinblick auf die Drehrichtung der in Figur 1B dargestellten und innerhalb der Gegendruckfläche angeordneten Walze 12 ablaufenden Kante des Segmentes 6 der Gegendruckfläche 1 nimmt die Breite der Pro­filrippe 8 ständig ab und deren Höhe zu, wobei sie in einer der Form der Rille 10 gegengleichen Form ausläuft.

[0024] Die Profilrippe 7, die die Ausformung der Schulter 10 des fer­tigen Rotationskörpers bewirkt, nimmt dagegen entlang ihres Weges vom Querschnitt x am Rande des Eingabebereiches zum Querschnitt x5 an der ablaufenden Kante des Segmentes 6 bzw. am Beginn des Ausgangsbereiches für die fertigen Rotationskör­per 9^v in ihrer Breite und Höhe zu.

[0025] Die in Figur 1B dargestellte zentrale Walze 12 läuft in dem von den Segmenten 2 bis 6 den Gegendruckfläche umschlossenen Raum, doch wurde von einer gemeinsamen Darstellung aus Gründen einer besseren Übersichtlichkeit abgesehen. Der Einbau der Walze 12 erfolgt dabei so, daß bei einer Stellung der Walze 12 relativ zu den Segmenten 2 bis 6 der Gegendruckfläche 1 in der die Anfänge der Profilrippen 7 und 8 radial ausgerichtet sind, diese auch in gleicher Höhe liegen.

[0026] Das Zusammenwirken der beiden Gruppen von Profilrippen 7 und 8 bzw. 7′ und 8′ ist am besten aus der Figur 2 ersichtlich, die die Abwicklung des Profilrippen 7 und 8 der Gegendruckfläche 1 und der Profilrippen 7′ und 8′ der Walze 12 zeigt. Dabei stei­gen die Profilrippen 7 und 8 von links nach rechts an, woge­gen die Profilrippen 7′ und 8′ von links nach rechts abfallen. Bei einer Drehung der Walze 12 in Richtung des Pfeiles 13 in Figur 1B werden die Profilrippen 7′ und 8′ in Richtung des Pfeiles 13 in Figur 2 gegenüber den Profilrippen 7 und 8 be­wegt.

[0027] Wie aus den Figuren 1B und 2 zu ersehen ist, ändert sich die Querschnittsform der Profilrippen 7′ und 8′ in der gleichen Weise wie jene der Profilrippen 7 und 8, d.h. die Profil­rippe 7′ verbreitert sich vom Querschnitt x zum Querschnitt x5 und die Profilrippe 8′ nimmt dabei in ihrer Breite gegen den Bereich ihrer größten Erhebung zu ab. Aufgrund der ent­gegengesetzt zueinander und zur Achse der Walze 12 geneigten Anordnung der Profilrippen der Gegendruckfläche 1 und der Walze 12 ergeben sich beim Drehen der Walze 12 laufend Kreu­zungspunkte diese Profilrippen, die eine zur strichpunktiert gezeichneten Linie 15 im wesentlichen parallel, imaginäre Linien ergeben, in den geometrischen Ort der sich beim Drehen der Walze 12 ergebenden Kreuzungspunkte der Profilrippen 8,8′ entspricht. Wie aus Figur 2 zu ersehen ist, werden die Rohlinge 9 parallel zu der Linie 15 zwischen zwei Stößel 14, 14′ geführt.

[0028] Da die der Linie 15 nähere Kante der Profilrippe 7 bzw. 7′ mit dieser einen Winkel einschließt, wird der Rohling 9 bei seinem Weg vom Querschnitt x zum Querschnitt x5 zwischen der Walze 12 und der Gegendruckfläche 1 nicht nur aufgrund der entlang die­ses Weges zunehmenden Höhe der Profilrippen einem radial wir­kenden Druck ausgesetzt sondern auch einem an der sich ausbil­denden Schulter 10 angreifenden axialen Druck, der das Fließen des Materials, insbesondere in axialer Richtung wesentlich be­günstigt und erleichtert. Die Änderung der Form des Rohlings 9, die dieser bei der Erreichung der einzelnen Quer­schnitt x bis x5 zeigt, ist in Figur 1A dargestellt.

[0029] So entspricht das Zwischenprodukt 9′ dem Verformungszustand des Rohlings 9, wie er an der Grenze x1 zwischen dem Segment 2 und dem Segment 3 gegeben ist. Dies läßt die Querschnittsform der Profilrippen in diesem Querschnitt erkennen. In gleicher Weise entspricht das Zwischenprodukt 9˝ dem Verformungszustand des Rohlings im Querschnitt x2, das Zwischenprodukt 9′˝ dem Verformungszustand des Rohlings im Querschnitt x3 und das Zwischenprodukt 9′^v dem Verformungszustand im Querschnitt x4. Im Querschnitt x5 ist der Rohling zum fertigen Rotations­körpers 9^v ausgeformt.

[0030] Aus der Form der Zwischenprodukte 9′,9˝,9˝′,9′^v,9^v ist deut­lich ersichtlich, daß die Profilrippe 8 und die Profilrippe 8′ (Figur 1B) von ihrem Beginn an in ihrer Breite in ihren radial äußersten Bereich im jeweiligen Querschnitt abnimmt, wogegen die Profilrippe 7 und 7′ in ihrer Breite zunehmen.

[0031] Aus Figur 1A ist auch zu ersehen, daß die Rohlinge 9 während der Bearbeitung zwischen zwei Stößel 14, 14′ gehalten sind, die sich im zwischen den Querschnitten x5 und x liegenden Ein­gabe- und Ausgabebereich voneinander trennen und so die Ein­gabe der Rohlinge 9 und die Ausgabe der fertigen Rotationskör­per 9^v ermöglichen, die in verschiedenen, senkrecht zur Achse der Walze liegenden Ebenen erfolgt.

[0032] Wie insbesondere aus der Figur 2 zu ersehen ist, verlaufen die zur Ausformung der Rille 11 dienenden Profilrippen 8 und 8′ im wesentlichen parallel zur Linie 15 und damit parallel zum Weg den die Rohlinge während ihrer Bearbeitung zwischen der Walze 12 und der Gegendruckfläche 1 beschreiben. Die geringe Neigung der Linie 15 zu den Profilrippen 8, 8′ ist durch das Längenwachstum der Rohling durch das Eindrücken der Rille bedingt.

[0033] Wie sich aus den Figuren 1A bis 2, insbesondere aber aus Fi­gur 2 ergibt, ist es bei gleicher Ausbildung der Profilrippen durch bloße Änderung des Winkels in dem der Rohling bei seiner Bearbeitung zu der durch die sich beim Drehen der Walze ergebenden, durch die Kreuzungspunkte der Profilrippen be­stimmten Linie geführt wird, möglich, die Verformung des Rohlings zu ändern. Bei einem entsprechend großen Winkel zwi­schen der Profilrippe 8,8′ und der Bahn auf der die Rohlinge 9 zwischen der Walze 12 und der Gegenfläche geführt werden, kann die Profilrippe 8,8′ aber auch zur Ausformung eines Abschnit­tes der herzustellenden Rotationskörpers 9^v mit kleinerem Durchmesser verwendet werden. Dazu brauchen die Rohlinge le­diglich auf einer Bahn geführt werden die relativ zu der Pro­filrippe 8,8′ nach oben führt, z.B. entlang der strichliert in Figur 2 eingezeichneten Linie 16. Dabie würden die durch die Profilrippen 8,8′ bestimmten Druckzonen in axialer Richtung gegenüber dem Rohling verschoben werden, wogegen bei der durch die Profilrippen 7,7′ bestimmten Druckzonen und einer Führung der Rohlinge entsprechend der Linie 15 in Figur 2 nur eine Begrenzung der Druckzonen in axialer Richtung gegenüber dem Rohling bewegt wird.

[0034] Figur 3 zeigt schematisch eine Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens im Vertikalschnitt, wobei insbesondere die Lager bzw. deren Einbau vereinfacht darge­ stellt sind. Auch sind aus herstellungstechnischen Gründen und aus Gründen einer einfacheren Montage aus mehreren Teilen be­stehende Baugruppen zum Teil als ein Teil dargestellt.

[0035] Der Antriebsmotor 20 treibt über eine Kupplung 21, deren eine Hälfte mit einer Schwungmasse 22 verbunden ist, eine Welle 23 an. Diese ist in üblicher Weise über die Wälzlager 24 und 25 im Gehäuse 26 abgestützt und ist drehfest mit einem Kegelzahn­rad 27 und einem Kettenrad 29 verbunden.

[0036] Das Kegelrad 27 kämmt mit einem weiteren Kegelzahnrad 28, das mit einer vertikal stehenden Hauptwelle 30 drehfest verbunden ist. Die Hauptwelle 30 ist mittels zweier Kegelrollenlager 31 und 32 in einem mit dem Gehäuse 26 verbundenen Tragzylinder 33 gehalten.

[0037] Auf diesem Tragzylinder 33 ist ein erster Führungskörper 34 aufgesetzt und mit diesem starr verbunden. Weiters ist auf dem Tragzylinder 33 ein Nadellager 35 angeordnet, das durch den Führungskörper 34 und einen Stützflansch 36 in seiner axialen Lage festgelegt ist und einen mit einem Kettenzahnkranz 38 versehenen Drehkörper 37 drehbar lagert.

[0038] Dieser Drehkörper 37 bzw. dessen Kettenzahnkranz 38 is über zwei Ketten 39 mit Kettenrädern 40 verbunden, die mit der Ab­triebswelle 41 eines Getriebes 42 drehfest verbunden sind. Dieses Getriebe 42 wird über zwei Ketten 44 und Kettenräder 43 von der Welle 23 bzw. den mit dieser verbundenen Kettenrädern 29 angetrieben und über eine Konsole 46 im Gehäuse 26′ gehalten.

[0039] Der Drehkörper 37 ist über Bolzen 45 mit einem weiteren Dreh­körper 47 verbunden und über ein Wälzlager 48 an der Haupt­welle 30 gelagert. Diese beiden Drehkörper 37 und 47 sind weiters über geschlitzte Führungshülsen 49 miteinander verbun­den, in denen die Stößel 14′, bzw. deren Führungsköpfe 50 axial verschiebbar geführt sind. Diese Führungsköpfe 50 greifen mit ihrer drehbar gehaltenen Rolle 51 in eine im Führungskörper 43 angeordnete Steuernut 52 ein.

[0040] Die Stößel 14′ durchsetzen den Drehkörper 47 und sind in die­sem in Buchsen 53 geführt. Weiters ist an dem Drehkörper 47 ein Spritzring 54 befestigt, der zum Ableiten des zur Schmie­ rung dienenden Öls in einen nicht dargestellten, ringförmig angeordneten Ölsumpf dient.

[0041] Der Drehkörper 47 ist mittels Stützen 55 mit einem weiteren Drehkörper 56 verbunden, der ebenso wie der Drehkörper 47 mit sich in tangentialer Richtung erstreckenden Abschnitten von Schwalbenschwanzführungen versehen ist, die zur Aufnahme von Gleitsteinen dienen, die Teile der in den Figuren 8 bis 10 dargestellten Mitnahmeeinrichtung sind und später an Hand die­ser Figuren erläutert werden. Aus Gründen einer besseren Über­sichtlichkeit sind die entsprechenden Bezugszeichen in der Fi­gur 3 nicht eingetragen.

[0042] Auf der Hauptwelle 30 ist ein Futterkörper 57 drehfest ange­ordnet, auf den die mit den Profilrippen 7′ und 8′ versehene Walze 12 aufgeschoben und mittels einer Feder und Nutverbin­dung drehfest gehalten ist. Mit der Walze 12 ist ein Zahn­kranz 58 verschraubt, von dem der Antrieb für die Mitnahmeeinrichtung abgeleitet wird, wie noch an Hand der Fi­guren 8 und 10 näher erläutert werden wird.

[0043] Auf einem Absatz der Hauptwelle 30 ist eine Hülse 58 aufge­schoben und über eine Nut-Federverbindung drehfest mit dieser verbunden. Auf dieser Hülse 59 ist über ein Wälzlager 60 ein mit einem Innenzahnkranz 61 verschraubter Drehkörper 62 gela­gert. Der Innenzahnkranz 61 kämmt, wie aus Figur 5 ersichtlich ist, mit Zwischenzahnrädern 63, die ihrerseits mit weiteren, lediglich zur Drehrichtungsumkehr dienenden Zahnrädern 64 käm­men, die ebenso wie die Zwischenzahnräder 63 drehbar in einem im Inneren eines weiteren gehäusefesten Führungskörpers 65 an­geordneten Ring 66 gehalten sind. Die Zahnräder 64 ihrerseits kämmen mit einem an der Hülse 59 angeordneten Zahnkranz, der für den Antrieb des Drehkörpers 62 über die Zahnräder 63 und 64 sowie den Zahnkranz 61 sorgt, der den Führungskörper 65 über ein Wälzlager 60′ abstützt.

[0044] Der Drehkörper 62 ist über Bolzen 67 und eine Hülse 68 mit ei­nem Ring 69 verbunden, in dem ebenso wie im Drehkörper 62 Buchsen 53, in denen die Stößel 14 drehbar und axial verschiebbar geführt sind, gehalten sind.

[0045] Der Führungskörper 65 ist zweiteilig ausgebildet und stützt über ein Wälzlager 69′ die Hauptweile 30 ab. Weiters ist der Führungskörper 65 mit einer Steuernut 70 versehen, in die, wie in Figur 6 in größerem Maßstab dargestellt ist, eine in jedem Rührungskopf 71 der Stößel 14 gehaltene drehbare Rolle 51 ein­greift. Der die Rolle 51 tragende Zapfen 72 greift, wie Figur 6 zeigt, mit einem Ansatz in eine umlaufende Nut 73 des Stößels 14 ein, wodurch dieser drehbar aber axial unverschiebbar in dem Führungskopf 71 gehalten ist.

[0046] Die Steuernut 70 verläuft über den größten Teil des Umfanges des Führungskörpers 65 parallel zu der Steuernut 52 des Füh­rungskörpers 34. Lediglich im an Hand der Figur 1A erläuterten Eingabe- und Ausgabebereich ist diese Parallelität nicht gegeben und die beiden Steuernuten laufen in diesem Bereich auseinander und wieder zusammen.

[0047] Der Führungskörper 65 ist über einen Flanschkörper 74 mit ei­nem Stützarm 75 verbindbar, in dem die Hauptwelle 30 in einem Gleitlager abgestützt ist. Der Stützarm 75 ist auf einer Trag­säule 76, die auf dem Gehäuse 26′ befestigt ist, abgestützt. In dieser Tragsäule 76 ist eine Spindel 77 angeordnet, die in ihrem oberen Bereich mittels eines Zentrierringes 78 gegen die Innenwand der Tragsäule 76 und gegen eine zylindrische Bohrung 79 des Stützarmes 75 abgestützt ist. Der Stützarm 75 ist mittels einer Mutter 80 mit der Tragsäule 76 verspannt.

[0048] Nach dem Aufdrehen und Abnehmen der Mutter 80 und Lösen der Verbindung des Flanschkörpers 74 mit dem Stützarm 75 kann die­ser angehoben und verschwenkt werden, wodurch es möglich ist die Einrichtung zu zerlegen um z.B. die Walze 12 gegen eine andere mit anders ausgebildeten Profilrippen auszutauschen um andere Rotationskörper herstellen zu können.

[0049] An dem Gehäuse 26′ sind weiters noch fünf die Segmente 2 bis 6 der Gegenfläche 1 tragende Schlitten 81 angeordnet. Diese Schlitten sind in Gehäusen 82 geführt, in denen je eine in ei­ner aus Axial- und Radialwälzlagern bestehende Lageranord­nung 83 abgestützte Gewindespindel 84 angeordnet ist. Diese ist über ein Getriebe 85 von einem Schrittschaltmotor 86 angetrieben und durchsetzt zwei gegenseitig zum Ausgleich des Gewindespieles verspannte Muttern 87, die ihrerseits mit dem im Gehäuse 82 geführten Schlittenkörper 88, in dem eine Schwachstelle 89 zur Aufnahme von Dehnungsstreifen eingearbei­tet ist, verbunden ist.

[0050] An der Stirnseite des Schlittenkörpers 88 ist ein Höhensupport geführt, der samt der zugehörigen Verstellspindel mit 90 be­zeichnet ist. An diesem Höhensupport 90 ist ein Segment der die Profilrippen 7 und 8 tragenden Gegenfläche 1 befestigt.

[0051] An den Schalitten 81 und der Tragsäule 76 ist über Haltearme 91 eine umlaufende Kulisse 92 gehalten, die wie noch an Hand der Figuren 8 und 9 näher erläutert werden wird, zur Steuerung der Mitnahmeeinrichtung vorgesehen ist.

[0052] Die in Figur 4 besser ersichtliche Zuführeinrichtung für die zu verformenden Rohlinge ist in ihrer Gesamtheit mit 93 be­zeichnet und wird von dem Getriebe 42 über ein Kettenrad 94 und eine Kette 95 angetrieben.

[0053] Die Übersetzung des Getriebes 42 und Kettenräder 40 und 38, sowie jene des durch den Zahnkranz 61 und den Zahnkranz der Hülse 59, sowie die Zahnräder 63 und 64 gebildeten Getriebes ist so gewählt, daß die mit diesen Getrieben angetriebenen Drehkörper auf der von den in diesen Drehkörpern gehaltenen Stößeln 14, 14′ beschriebenen Bahn die halbe Umfangsgeschwin­digkeit des Mantels der die Profilrippen tragenden Walze auf­weisen.

[0054] In dem in Figur 4 im Schnitt dargestellten Schlitten 81 ist ein Schwingungserzeuger 96 in das Segment der Gegendruck­fläche 1 eingeschraubt, der die Gegendruckfläche in hochfre­quente Schwingungen versetzt und dadurch die Verformung der Rohlinge 9 erleichtert, die mittels einer in der Figur 4 aus Gründen einer besseren Übersichtlichkeit nicht dargestellten Mitnehmereinrichtung zwischen den Segmenten der Gegendruckflä­che 1 und der Walze 12 geführt werden.

[0055] Die Zuführeinrichtung 93 weist, wie aus Figur 4 ersichtlich, eine geneigt verlaufende Rinne 97 auf, welche die Rohlinge 9 zu einem Sternrad 98 leitet. Dieses Sternrad 98 transportiert die Rohlinge zu einem weiteren Sternrad 99, wobei zur Überfüh­rung der Rohlinge 9 ein Leitblech 100 vorgesehen ist, das über einen aus Gründen einer besseren Übersichtlichkeit nicht dar­gestellten Halter an dem Gehäuse 26′ befestigt ist.

[0056] In dem Sternrad 99, das in einer gegenüber dem Sternrad 98 versetzten Ebene umläuft, sind Stempel 101 geführt, von denen nur zwei dargestellt sind. Diese Stempel ragen über die obere Stirnfläche des Sternrades 99 vor und gleiten an der Nocke 102. Diese Nocke, die stillsteht, bewirkt das Ausschieben der Rohlinge 9 in die Bahn der Stößel 14, 14′, von denen sie erfaßt, bzw. geklemmt werden.

[0057] In einer von der Zuführeinrichtung verschiedenen horizontalen Ebene ist ein Magnet 103 angeordnet. der die fertigen Rota­tionskörper 9^v nach deren Freigabe durch die Stößel 14, 14′ in eine weitere Rinne 104 leitet.

[0058] In der Rinne 104 ist eine Weiche 105 eingebaut, die es ermög­licht durch Einschieben eines Ablenkbleches 106 mittels der Kolben-Zylinderanordnung 107 wahlweise einen Rotationskörper herauszuziehen, der dann über eine Rinne 108 zu einer Meßein­richtung 109 gelangt. In dieser wird der Rotationskörper 9^v mit einem Kolben 110 in eine Meßposition geschoben, in der er an einem durch die Kolben-Zylinderanordnung 112 verschwenkba­ren Anschlag 111 anliegt. Die Messung selbst erfolgt mittels eines optischen Meßkopfes 113, der das Meßergebnis in Form von elektrischen Signalen freigibt, die einer nicht dargestellten Steuereinrichtung z.B. einem Prozeßrechner zugeführt werden. Dieser gibt im Falle, daß die ermittelten Meßwerte gegen die Grenzen eines vorgegebenen Toleranzfeldes gehen an die Schrittschaltmotore 86 der Schlitten 81 entsprechende Steuer­befehle, um diese entsprechend zu verstellen. Dadurch wird die Einhaltung sehr enger Toleranzen möglich.

[0059] Nach dem Vermessen des Rotationskörpers 9^v wird der An­schalg 111 durch die Zylinder-Kolbenanordnung 112 verschwenkt und die Zylinder-Kolbenanordnung 110 schiebt den bereits ver­messenen Rotationskörper zu der Öffnung 114 vor, durch die er über die Rinne 115 nach außen rutscht.

[0060] Figur 7 zeigt die Endbereiche der Stößel 14 und 14′ in ver­größertem Maßstab, wobei diese Endbereiche um die Längsachse der Stößel drehbar sind, Dabei ist den Stößel 14 ein Ein­satz 116 in dessen Stirnseite eingeschraubt, in dem eine Spitze mittels eines eine Querbohrung 118 der Spitze 117 durchsetzenden Stift 119, der auch die Wände des Einsatzes 116 durchsetzt. Die Spitze 117 ist axial verschiebbar in dem Ein­satz 116 gehalten und von einer Feder 120 beaufschlagt. Da die Querbohrung 118 einen größeren Durchmesser aufweist als der Stift, ist eine geringe axiale Verschiebung der Spitze 117 ge­genüber dem Einsatz, bzw. dessen Hülse gegeben. Diese ermög­licht den Ausgleich von geringen Maßabweichungen der Rohlinge 9 und den Ausgleich des Längenwachstums der Rohlinge während der Verformung durch die Profilrippen 7 und 8 bzw. 7′ und 8′ der Gegendruckfläche 1 bzw. der Walze 12.

[0061] Auf den Gewindezapfen 120 des Stößels 14′ ist eine Hülse 121 aufgeschraubt in die eine Gleitbuchse 122 eingesetzt und mit einem Einsatzstück 123 gesichert ist. In dieser Gleit­buchse 122 ist eine Spitze 124 gehalten, wobei der Bund der Spitze an einem Gleitring 125 abgestützt ist, der seinerseits an einer Schulter der Hülse 121 abgestützt ist.

[0062] Durch die drehbare Spitze 124 der Stößel 14′ und die drehbare Halterung der Stößel 14 in deren Führungsköpfen 71 ist die Ge­währ gegeben, daß zwischen den Stößeln 14, 14′ und den zwi­schen diesen gehaltenen Rohlingen 9 eine Reibung vermieden ist.

[0063] Die Mitnahmeeinrichtung wird an Hand der Figur 8, 9 und 10 nä­her erläutert.

[0064] Die Drehkörper 47 und 56 sind abschnittweise mit tangential verlaufenden, radial vorspringenden Schalbenschwanzführun­gen 126 versehen. Auf jedem der Abschnitte der Schwalben­schwanzführungen sind zwei Gleitsteine127 verschiebbar an­geordnet. Die Stößel 14 und 14′ verlaufen zwischen den Ansät­zen der Drehkörper hindurch, wogegen die Abstützrollen 128 in den Bohrungen 129 der Gleitsteine127 drehbar gelagert sind. Die in verschiedenen Drehkörper 47 bzw. 56 gehaltenen Gleit­steine 127 sind über die Druckkörper 130, die mit den Gleit­steinen 127 verschraubt sind, miteinander verbunden.

[0065] Gesteuert werden die Druckkörper 130 von je einer Nocken­welle 131, deren zylindrische Ansätze 132, die die in den radial vorspringenden Ansätzen der Drehkörper 47 und 56 angeordneten Bohrungen 133 durchsetzen bzw. in diesen drehbar gehalten sind. Dabei sind die oberen zylindrischen Ansätze 132 in je einem Steuerhebel 134 drehfest geklemmet, wobei die Ansätze 132 in die Bohrungen 135 eingreifen, die einen Schlitz 136 begrenzen. Diese Steuerhebel 134 gleiten beim Drehen der beiden Drehkörper 47, 56 an der feststehenden Kulisse 92 entlang.

[0066] Diese Kulisse 92 beschreibt über den Bogenbereich, über den sich die Gegendruckfläche 1 erstreckt, im wesentlichen einen Kreisbogen. Im Bereich des Zuführ- und Ausgabebereiches für die Rohlinge 9 bzw. die fertigen Rotationskörper 9^v weist die Kulisse 92 eine Vertiefung 137 auf, die den Steuerhebeln ein Verschwenken ermöglicht.

[0067] Die Abstützwalzen 128 weisen einen mit einer Randrierung ver­sehenen Bereich auf, der mit den Rohlingen 9 in Berührung kommt und diese antreibt. Der Antrieb der Abstützwalzen er­folgt durch die Zahnräder 138, die mit den Abstützwalzen dreh­fest verbunden sind. Diese Zahnräder 138 kämmen mit Zwischen­rädern 139, die mit je einem Zahnrad 138 in einem Halter 140 drehbar gelagert sind, wobei die Zwischenräder 138 mit dem Zahnkranz 58 kämmen, der mit der die Profilrippen 7′,8′ tra­genden Walze 12 verbunden ist. Dabei kommt es aufgrund der Geschwindigkeitsdifferenz zwischen dem Zahnkranz 58 und den sich aufgrund der bewegungsschlüssigen Verbindung mit den Drehkörpern 47 und 56, die durch die Abstützwellen 128 gegeben ist, mitbewegenden Haltern 140 zu einem Abwälzen der Zwischen­räder 138 und damit zu einem Antrieb der Abstützwellen.

[0068] Die jeweils zusammengehörenden Halter 140 sind, wie aus der Figur 9 ersichtlich ist, mit einem Bolzen 141 miteinander ver­bunden, wobei die beiden Halter 140 durch zwei Federn 142 zu­sammengespannt sind.

[0069] Solange die Steuerhebel 134 an dem kreisbogenförmigen Bereich der Kulisse 92 entlanggleiten sind diese ausgelenkt und die Nockenwellen 131, die mit diesen drehfest verbunden sind, drücken die Druckkörper 130 und die mit diesen in den Gleit­steinen 127 gehaltenen Abstützwellen 128 gegen die Stößel 14, 14′ und damit gegen die zu verformenden Rohlinge 9. Dabei wer­den auch die Halter 140 gegen die Kraft der Federn 142 ausein­ander gezwängt. Gleitet einer der Steuerhebeln 134 in die Ver­tiefung der Kulisse, so kann dieser ausweichen und die Federn 142 können die Abstützwellen 128 von den Stößeln wegdrücken, wodurch es über die Verschwenkung der Nockenwelle 131 auch zu einem Verschwenken des Steuerhebels 134 kommt, der durch die Federn 142 in Kontakt mit der Kulisse 92 gehalten wird.

[0070] Wie aus Figur 10 zu ersehen ist, laufen die Zwischenräder 139 in zwei verschiedenen horizontalen Ebenen um und sind auf ein­seitig in dem jeweiligen Halter 140 gehaltenen Achsstummeln drehbar befestigt. Die Übersetzung der Getriebe 58, 139, 138 und die Abstützwelle 128, bzw. der Durchmesser deren randrier­ten Bereiches sind so aufeinander abgestimmt, daß die Umfangs­geschwindigkeit des randrierten Bereiches der Abstützwel­len 128 und damit auch jene der an diesen anliegenden Rohlinge 9, gleich der Umfangsgeschwindigkeit des Mantels der die Profilrippen tragenden Walze 12 ist. Die Rohlinge 9 werden zwar schon allein durch das Abwälzen an der stillstehenden Gegendruckfläche 1 und dem Mantel der Walze 12 in Drehung ver­setzt, wie dies durch die Pfeile in Figur 10 angedeutet ist, doch kann es während der Verformung des Rohlings auch zu einem Gleiten des Rohlings an diesen Flächen kommen. Dies wird durch den zusätzlichen Antrieb des Rohlinge durch die Abstützwellen verhindert, wobei, wie aus Figur 10 ersichtlich ist, der Roh­ling 9 stets zwischen den in benachbarten Paaren von Haltern 140 gehaltenen Abstützwellen 128 abgestützt und angetrieben werden.

[0071] Wie aus der Figur 8 ersichtlich ist, weisen die Druckkör­per 130 eine den Abstützwellen 128 zugekehrte Nut auf, die in axialer Richtung verläuft und in den Walzkörper 144 gehalten sind, die über die äußeren Ränder der Nut 145 vorragen. Damit wird die Reibung zwischen den Abstützwellen und den Druckkör­pern 130 weitgehend vermieden.

[0072] Beim Übergang der Steuerhebeln 134 vom kreisbogenförmigen Be­reich der Kulisse 92 in deren Vertiefung 137 kommt es zu einer zusätzlichen Bewegung der Zwischenräder 138 gegenüber dem Zahnkranz 58 aufgrund der dabei erfolgenden Annäherung der beiden mit dem Bolzen 141 verbundenen Halter 140, die durch die Federn 142 bedingt ist. Diese zusätzliche Bewegung führt zwar zu einer Änderung der Drehzahl der Abstützwellen, die aber, da sich dabei die Abstützwellen 128 vom Rohling 9 ent­fernen, bedeutungslos ist.

[0073] Die Steuernuten 52, 70, die den Weg der Rohlinge 9 bestimmen, verlaufen in dem durch die Gegendruckfläche 1 überdeckten Be­ reich entsprechend der Linie 15 in Figur 1A bzw. parallel zu dieser. Außerhalb dieses Bereiches weist der Verlauf der Steu­ernuten gegenläufige Ausbauchungen auf, wobei sich die umlau­fenden Steuernuten 52, 70 voneinander weiter entfernen und wieder einander annähern, sodaß es in diesem Bereich zu keiner Klemmung der Rohlinge 9 bzw. 9^v in diesem Bereich kommt und die Rohlinge zugeführt und die fertigen Rotationskörper abge­führt werden können.

[0074] Selbstverständlich können die Steuernuten 52,70 in dem der Gegendruckfläche 1 gleichen Bereich einen von der Linie 15 in Figur 1A abweichenden Verlauf ausweisen und z.B. parallel zur Linie 16 oder 17 in Figur 2 verlaufen. Dies hängt von der Form des herzustellenden Rotationskörpers 9^v und von der Ausbildung der Profilrippen 7,8;7′,8′ ab.

[0075] Beim dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Gegendruck­fläche eine der Walze 12 entsprechende Krümmung auf. Dies ist aber keineswegs unbedingt erforderlich. So kann auch eine ebene Gegendruckfläche vorgesehen sein, über die die Walze hinwegbewegt wird, wobei es gleichgültig ist, ob die Gegen­druckfläche gegenüber der Achse der Walze bewegt wird oder diese parallel zur Gegendruckfläche bewegt wird.

Ansprüche

1. Verfahren zur Herstellung von Rotationskörpern mit an ih­ren beiden Enden unterschiedlichen Durchmessern oder axialen Abschnitten mit unterschiedlichen Durchmessern, bei welchem unter Drehung des Rohlings (9) um seine Längsachse örtlich ein die Fließgrenze des Materials des Rohlings (9) übersteigender Druck zur Verminderung des Durchmessers des Rohlings (9) ausgeübt wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine gegenüber der axialen Erstreckung des Bereiches mit vermindertem Durchmesser des herzustellenden Rotationskörpers (9^v) eine kleinere Abmessung in Längs­richtung des Rohlings aufweisende Druckzone in axiale Richtung des Rohlings (9) über diesen während seines Dre­hens bewegt wird.

2. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach An­spruch 1, die eine Walze (12) aufweist, die mit einer Gegendruckfläche (1) zusammenwirkt und relativ zu dieser bewegbar ist, wobei auf der Walze und bzw. oder der Gegendruckfläche eine erhabene Profilrippe angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Profilrippe(en) (7,7′) eine gegenüber der axialen Erstreckung des Bereiches mit vermindertem Durchmesser des herzustellenden Rotationskörpers (9^v) geringere Breite aufweist und für die Rohlinge (9) eine eine axiale Bewegung des Rohlings (9) gegenüber den Profilrippen (7, 7′) erzwingende Vorschubeinrichtung (14,14′,52,70) vorge­sehen ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, die eine Walze (12) aufweist, die mit einer Gegendruckfläche (1) zusammenwirkt und relativ zu dieser bewegbar ist, wobei auf der Walze (12) und bzw. oder der Gegendruckfläche eine erhabene Profil­rippe angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß die an der zentralen Walze (12) angeordnete(n) Profil­rippe(n) (7) und die an der vorzugsweise in mehrere radial zur Walze (12) verstellbare Segmente (2,3,4,5,6) unter­teilte Gegendruckfläche (1) angeordnete(n) Profilrip­ pe(n) (7) gegen die Drehachse der Walze (12) geneigt verlaufen und einander im Zuge der gegenseitigen Relativbewegung kreuzen und eine Führung für die Rohlinge (9) vorgesehen ist, die gegenüber den von den einander entsprechenden Kanten der Profilrippen (7,7′) sich beim Drehen der Walze (12) ergebenden Kreuzungspunkten bestimmten Linie geneigt verläuft.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Führung durch eine Mitnahmeeinrichtung gebildet ist, die mindestens einen, vorzugsweise aber zwei in axialer Richtung der zentralen Walze (12) voneinander distanzierte Drehkörper (37,47;62,69) aufweist, in dem bzw. denen Stößel (14,14′) in deren Längsrichtung verschiebbar gehalten sind, die mittels eines Gleitsteines od.dgl. in eine in einem ortsfesten Teil der Einrichtung angeordnete umlaufende Steuernut (52,70) eingreifen, wobei in zwei verschiedene Drehkörper (34,47;62,69) geführte Stößel (14,14′) axial zueinander und im wesentlichen parallel zur Drehachse der Walze (12) ausgerichtet sind und die Rohlinge durch mindestens einen Stößel (14,14′) vorzugsweise aber zwischen zwei Stößel (14,14′;) klemmbar sind.

5. Einrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß zumindest die einander zugekehrten Endbereiche der Stößel (14,14′) drehbar gehalten sind, wobei vorzugsweise die Endbereiche der einen Stößel (14) gegen die koaxial ausgerichteten Stößel (14′) federbelastet sind.

6. Einrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß für die Mitnahmeeinrichtung ein mit der zentralen Walze (12) drehfest verbundener Zahnkranz (58) vorgesehen ist, in den mit parallel zu den Stößeln (14,14′) angeordneten Abstützwellen (128) in Antriebsrichtung stehende Zahnradgetriebe (139,138) eingreifen, wobei die Abstützwellen (128) in den die Stößel führenden Drehkörpern bzw. mit diesen drehfest verbundenen Drehkörpern (47,56) gehalten sind.

7. Einrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Steuernuten (52,70) mit Ausnahme eines Zufuhr- und Entnahmebereiches für die Rohlinge (9) bzw. die Rotationskörper (9^v) im wesentlichen parallel zueinander verlaufen.

Zeichnung