DE19741109C2 - Vorrichtung zur Nachbearbeitung von Rundmaterial - Google Patents

Description

Für die Nachbearbeitung von Rundmaterial werden bekannterweise Walzeinrichtungen verschiedener Bauart eingesetzt, die mit mehreren Walzen und Rollen ausgerüstet sind und die nach dem Prinzip des Querwalzens arbeiten.

Dabei geht es um das Richten von Stangenmaterial bzw. Glätten der Werkstückoberfläche, ein Einebnen von Oberflächenprofilen (Höhen und Täler), eine Verringerung der Rauhigkeitsparameter R_a und R_z oder eine Korrektur der Unrundheit.

Die auf eine Verminderung der Oberflächenrauhigkeit zielende Glättung, auch verschiedentlich als Polieren bezeichnet wird mit hoher Walzenanpreßkraft erreicht und beschränkt sich in ihrer Wirksamkeit auf lokale plastische Verformungen im oberflächennahen Bereich (Offenlegungsschrift DE 25 25 289, Patentschrift DE 43 36 270 C1, Reichspatent 324414, Wirtschaftspatent 88467, Offenlegungsschrift DE 38 43 211 A1, Gebrauchsmuster G 9415530.5).

Lösungen dieser bekannten Arten bewirken jedoch keine wesentlichen werkstoffverbessernden Eigenschaften.

Der in den Patentansprüchen 1 bis 5 angegebenen Erfindung liegt das Problem zu Grunde, die Nachbearbeitung von Rundmaterial so zu gestalten, daß festigkeitsbestimmende Werkstoffeigenschaften wie zum Beispiel Zugfestigkeit und Härte nachhaltig erhöht werden.

Dieses Problem wird durch die in den Patentansprüchen 1 bis 5 aufgeführten Merkmale der Ausbildung und Anordnung von Rollen im Zusammenwirken mit bekannten Elementen einer Querwalzeinrichtung gelöst.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß der Werkstoff in einem dem Querwalzen ähnlichen Verfahren einem stetigen Fließvorgang unterworfen wird. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß der technische und finanzielle Aufwand zur Realisierung gering ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung der Vorrichtung in Vorderansicht

Fig. 2 eine Seitenansicht der Elemente 3 und 4 von Fig. 1

Fig. 3 eine unmaßstäbliche Schnittdarstellung der Elemente 1, 3 und 5 von Fig. 1, Element 1 um 90° in die Zeichenebene gedreht,

Es bedeuten:

Zwei Walzen 1, 2 und mehrere in einem Rollenbock 4 gelagerte Druck- und Verformungsrollen 3 die gemeinsam ein Werkstück 5 fixieren. Die Walzen 1, 2 sind gleichsinnig angetrieben, die Walze 2 ist gegen die ortsfest gelagerte Walze 1 radial anstellbar und in geringen Maße zur Überwindung toleranzbedingter Unrundheiten des Werkstückes 5 abgefedert (in der Fig. 1 nicht dargestellt).

Beide Walzen 1, 2 sind leicht ballig ausgeführt, ihre Achsen verlaufen zur Gewährleistung des Werkstücktransportes in axialer Richtung leicht verschränkt zueinander.

Die Rollen 3 sind ebenfalls ballig ausgeführt und an ihren Kanten leicht gerundet.

Die Wirkungsweise ist folgende (Fig. 3): Das von den Walzen 1, 2 und den Rollen 3 erfaßte Werkstuck 5 wird in Pfeilrichtung selbstständig durchgezogen. Dabei steht die zuerst wirkende Rolle 3 infolge ihrer Druckwirkung im tiefsten Eingriff, während jede der folgenden Rollen 3 zur vorhergehenden leicht zurückversetzt ist.

Die erste Rolle streckt dabei in axialer Richtung, entgegen dem Werkstücktransport einen Wulst ab, der jedoch in Folge der radial wirkenden Anpreß- und Rollkraft auch in Rollrichtung wirkt. Dieser sich in Arbeitsrichtung bildende Wendelwulst wird von den beiden balligen Walzen 1, 2 axial und radial belastet. Somit wird der gesamte Werkstoff einer ständigen unsymmetrischen und ungleichförmigen aber stetig flacher werdenden Knetung unterzogen.

Diese so im raschen Wechsel mit der Umlauffrequenz erfolgende Beanspruchung führt zu einer Umstrukturierung des Werkstoffgefüges bis in tiefere Schichten, was im Ergebnis einem stetig aufrechterhaltenen Fließvorgang entspricht. Derartig nachbearbeitetes Rundmaterial verfügt auch über eine hohe Oberflächengüte.

Die Rollen 3 sind in der Form ihrer Mantellinien weitestgehend anpassungsfähig an den Wirkvorgang. So ist es ohne Einschränkung des Schutzumfanges möglich, die Funktion mehrerer Rollen 3 in nur einer Rolle zu vereinigen.

In Unterscheidung zu bekannten Verfahren wird mit der erfindungsgemäßen Lösung ein Bearbeitungsablauf erreicht, der aus dem Zusammenwirken aller aufeinander abgestimmten und zugeordneten Walzen- und Rollengeometrieen resultiert. Über die große Breite der Walzen im Verhältnis zu einer einzelnen Umformrolle steht ein ausreichend langer Bearbeitungsweg zur Verfügung, der nach der Anzahl der Rollen in mehrere Arbeitsstufen unterteilt ist. Diese Folgebearbeitung von Umformrolle zu Umformrolle läuft kontinuierlich ab, bei sich selbsttätig regulierender Verformungskraft. Einmal in Gang gesetzt läuft der Bearbeitungsprozeß gleichmäßig und ohne Unterbrechung ab.

Als Ergebnis sei die erfindungsgemäße Nachbearbeitung einer zinkhaltigen Aluminiumlegierung genannt, deren erreichte Festigkeitswerte mit denen von Stahl vergleichbar sind.

Ein weiteres Ergebnis der erfindungsgemäßen Nachbearbeitung ist die problemlose Verchromung von Aluminium, ohne die sonst befürchtete Wasserstoffversprödung.

Claims (5)

1. Vorrichtung zur Nachbearbeitung von Rundmaterial mittels zweier angetriebener Querwalzen und eines Rollenelementes, welche mit Druckkraft auf die Mantelfläche eines nachzuar­ beitenden Rundmaterials einwirken, dadurch gekennzeichnet, daß ein Rollenelement (4) aus mehreren ballig ausgeführten Rollen (3) besteht, die auf einer eigenen oder gemeinsamen Achse unabhängig voneinander angeordnet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mantellinien der Rollen (3) eine parabolische Form oder ei­ nen wendelförmigen Verlauf über die Mantelfläche aufweisen und daß diese Form für alle Rollen einheitlich oder auch un­ terschiedlich ausgeführt sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollen (3) in ihrem größten Durchmesser und/oder in ihrer Breite einheitlich oder auch unterschiedlich ausge­ führt sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die eigene oder gemeinsame Achse der Rol­ len (3) zur Bearbeitungsachse mit leichter Neigung einstell­ bar ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß mehrere Rollenelemente (4) parallel zuein­ ander in einheitlichen oder unterschiedlichen Rollen ange­ ordnet sind.