Die Erfindung erfullt nun die Forderung aus dem taktweisen einen kontinuierlichen Arbeitsprozeß zu machen. Der hin-und hergehende Presse-, Gesenkstössel wird durch zwei synchron angetriebene Axial-Umformwalzen ersetzt. Im Gegensatz zu bekannten Walzeinrichtungen, bei denen der Werkstoff oder das Werkstück mit dem Umfang der Walzen umgeformt wird, erfolgt hierbei die Umformung an den Stirnseiten der Walzen. Die beiden Axial-Umformwalzen sind jede für sich entweder auf separaten Achsen oder auf einer gemeinsamen Achse gelagert und werden jede für sich synchron zueinander angetrieben, wobei jedoch die Antriebsbewegung von einer gemeinsamen Quelle, beispielsweise von einem Elektromotor, ausgehen kann.

Die beiden Axial-Umformwalzen sind leicht zueinander geneigt, so daß die beiden direkt gegenüberliegenden Stirnseiten der Walzen sich an einem Punkt ihres Außendurchmessers berühren und die diametral gegenüberliegende Stelle um etwas mehr als die Höhe des Rohteiles das umzuformende Werkstück auseinanderklafft. Bei gleichsinniger, synchroner Drehung der beiden Walzen gleichen Durchmessers bewegt sich, in der Seitenansicht betrachtet, ein Punkt am Walzenumfang vom Ausgangspunkt, wo die Walzen am weitesten auseinanderstehen, entlang einer sich keilförmig verjüngenden Bahn, nach einer Drehung um 180°, bis zur Berührung mit dem entsprechenden Punkt am Umfang der gegenüberliegenden Walze. Diese Schließbewegung, bei der zweiten Drehung um 180° ist dies eine Offnungsbewegung, entspricht dem Stösselhub einer Hubpresse.

Am Außenumfang der Axial-Umformwalzen sind jeweils genau gegenüberliegend mehrere Werkzeuge am Umfang verteilt angeordnet, die sich bei Berührung der Walzen zu einem geschlossenen Hohiraum, der der Form des Werkstückes entspricht, schließt. Abhängig vom Durchmesser der Axial-Umformwalzen und der Größe der Werkstücke bzw. Werkzeuge können mehr Werkzeuge angeordnet werden, so daß je Walzenumdrehung entsprechend viele Werkstücke umgeformt werden. Zum Beispiel würden bei einer Walzendrehzahl von 500 Umdrehungen pro Minute und 6 Werkzeugen gleichmäßig am Umfang verteilt 3000 Werkstücke pro Minute umgeformt werden.

Die Zuführung der Rohteile und Abführung der Fertigteile kann ebenfalls kontinuierlich, beispielsweise mittels sich drehender, scheibenförmiger Fördereinrichtungen, geschehen.

Die Zuführ-und Abführstetten in und aus den Umformwerkzeugen liegen vorteilhaft symmetrisch ca. 20°-40° links und rechts von der Stelle, wo die Axial-Umformwalzen am weitesten klaffen, so daß sich in der Draufsicht gesehen ein etwa U-förmiger Durchlauf der Werkstücke durch die engste Stelle der Walzen ergibt.

Die beiden Werkzeughälften bewegen sich nicht parallel gegeneinander, sondern führen dabei scharnierartig eine leichte Kippbewegung während des Schließ-und Offnungsvorganges aus. Diese Kippbewegung, die maximal gleich dem Öffnungswinkel zwischen den beiden Axial-Umformwalzen entspricht, muß bei der Formgestaltung der Umfangs-Konturflächen im Werkzeug berücksichtigt werden. Preß-und Gesenkformen mit nicht kreisförmigen und nicht zylindrischen bzw. geraden Flächen können berechnet und auf NC-gesteuerten Maschinen hergestellt werden.

Es ist aber auch möglich, die Umformwerkzeuge kippbar auszuführen, so daß Werkzeugformen, wie bei Hubpressen üblich, verwendet werden können. Mittels Kugelpfannen als Werkzeuglagerungen kann eine sphärische Kippfreiheit ermöglicht werden. Sehr oft genügt es, wenn beiden Werkzeughälften in tangentialer Richtung parallel zueinander stehen. Dies kann mit einem Kippgelenk erreicht werden, wobei die Lage der Werkzeughäiften zwangsweise gesteuert werden kann.

Der Umformmaschine müssen einzelne Rohteile zugeführt werden, die aus umform- baren Werkstoffen bestehen. Die Umformbarkeit kann deutlich verbessert werden, wenn, wie zum Beispiel bei Stahl, im Halbwarm-oder Warmbereich gearbeitet wird. Die am Außenumfang der Axial-Umformwalzen angebrachten Werkzeuge lassen sich mit geeigneten Maßnahmen wirkungsvoll kühlen.

Sinnvoll wird die erfindungsgemäße Umformmaschine für die Massenteilfertigung verwendet, da die Produktivität sehr hoch ist. Auf der selben Maschine sollten vorteilhaft in den Abmessungen ähnliche Teile verarbeitet werden, bei denen auch die Rohteile vergleichbar hoch sind.

Die erfindungsgemäße Maschine ist in der Abbildung 1-8 beschrieben.

Figur 1 : Seitenansicht, teilweise im Schnitt, einer Ausführungsform mit einer gemeinsamen Welle mit Abstützung der Druckkräfte auf der Welle Figur 2 : Seitenansicht, teilweise im Schnitt, einer Ausführungsform mit einer gemeinsamen Welle mit Abstützung der Axialkräfte am Gestell Figur 3 : Umformwerkzeug sphärisch gelagert Figur 4 : Umformwerkzeug in Tangentialrichtung pendelnd zwangsgeführt Figur 5 : Werkstückzu-und abführung mit Einstoßer Figur 6 : Werkstückzuführung mittels Taschenscheibe Figur 7 : prinzipielle Seitenansicht, teilweise im Schnitt, einer Ausführungsform mit jeweils separat gelagerten Rotoren Figur 8 : prinzipielle Seitenansicht, teilweise im Schnitt, einer Ausführungsform mit jeweils separat gelagerten Rotoren.

Wie in Fig 1 dargestellt besteht die Umformmaschine aus einer Achse 1, die in einem Gestell 2 gelagert ist. Auf der Achse 1 sind zwei Rotore 3 drehbar gelagert, die über Zahnräder 4 von einer gemeinsamen Ritzelwelle 5 in gleicher Drehrichtung synchron angetrieben werden. Die Rotore 3 sind jeweils mittels Radiallager 6 und einem besonders hoch belastbarem Axiallager 7, das sich axial über eine Mutter 8 auf der Achse abstützt, drehbar gelagert. Die für beide Rotore 3 gemeinsame Achse 1 ist genau symmetrisch um den Winkel a hälftig geknickt. Der Winkel a bestimmt sich aus dem durch die Höhe der Rohteile vorgegebenem Offnungsmaß H und dem Teilkreisdurchmesser der Umformwerkzeuge 9. Die Achse 1 kann aus einem Stück bestehen, oder in der Mitte zusammengeflanscht sein. Die Rotore 3 sind axial gegeneinander so angestellt, dass sie an der durch die Schrägstellung um bedingten engsten Stelle vollkommen aneinander anliegen. Die Mittellinien der beiden Hälften der Umformwerkzeuge 9 bilden an dieser Stelle eine Linie. Die Öffnungshöhe H verringert sich entlang einer halben Drehung der Rotore 3 auf den Betrag 0 und die beiden Hohiräume der Umformwerkzeuge 9 schließen die Form der Werkstücke nach dem Axial-Umformwalzvorgang ein.

Die Umformkräfte stützen sich als Kippkraft über die Radiallager und die Axialkraft über die Muttern 8 symmetrisch auf der Achse 1 ab, so dass ein in sich volikommen geschlossener Kräftefluß entsteht. Während der Drehung der auf den Rotoren 3 befestigten Werkzeugträger 10 in die engste Stelle umschließen die beiden Werkzeughä ! ften 9 das Rohteil zunehmend, bis diese geschlossen sind und das Rohteil die Werkzeugform vollkommen ausfüllt und damit die gewünschte Werkstückform erhält. Für den in der Regel vorhandenen Materialüberschuß des Rohteils muss im Umformwerkzeug ein Freiraum vorhanden sein, wo es hinfließen kann.

Bevorzugte Anwendung findet das Axialumformwalzen bei ringförmigen Teilen, wo der Materialüberschuß sich in Form einer schmalen Innenwulst ansammelt, die bei der Weiterverarbeitung entfernt wird. Die Werkzeughälften 9 müssen nicht gleich und beide auch keine Hohiräume, wie in der Fig 1 dargestellt, sein. Eine Werkzeughälfte kann also auch aus einer glatten Fläche bestehen oder auch erhaben sein.

Fig 2 zeigt im Prinzip die gleiche Umformmaschine mit dem Unterschied, dass hier die beim Umformprozeß auftretenden Axialkräfte am Maschinengestell über das Axiallager 7 und den Stützring 35 abgestützt werden. Dies setzt ein sehr kräftig dimensioniertes und an möglichst drei Seiten geschlossenes Gestell voraus, deren Hälften 2 und 11 mit ausreichend bemessenen Schrauben und Zugankern zusammengehalten werden. Bei sehr großen Axialkräften bekommt diese Ausführung den Vorzug, da dass Mutterngewinde 8 in Fig 1 nur eine begrenzte Kraft aufnehmen kann.

In Fig 2 ist auch gezeigt, dass zur Montage der Umformmaschine, in einer Gestet) hä) fte, ein zur Ritzelwelle 5 achsparalleler Flansch 12 vorhanden sein muss.

Dargestellt ist in Fig 2 ein für sehr hohe zu übertragende Drehmomente besonders geeigneter zentrischer Schneckenradantrieb 13. Dieser ist hier wegen der einfacheren Darstellung in der senkrechten Schnittebene gezeigt, er kann aber vorteilhaft zu dieser Ebene geschwenkt sein.

Die in Fig 1 und 2 beispielhaft dargestellten Umformwerkzeuge 9 sind fest mit den Werkzeughaltern 10 verbunden. Das bedeutet, die Mittellinien der beiden Werkzeughälften 9 machen während der Drehung von H zur engsten Stelle eine räumliche Kippbewegung um den Winkel a zueinander. Das bedeutet, dass während der halben Rotordrehung bis zum vollständigen Schließen der beiden Werkzeughälften, an der engsten Stelle, wo sich beide Rotore berühren, diese über das Werkstück klappen und die in Drehrichtung vordere Hälfte des Werkstückes fertigformen. Umgekehrt klappen beim Öffnen der beiden Werkzeughälften, während der zweiten Hälfte der Rotordrehung, die Werkzeughälften auseinander und formen die zweite Hälfte des Werkstückes fertig. Der Umformvorgang ist somit von einer Walzbewegung überlagert. Um Partien am Werkstück die nahezu zylindrisch oder parallel zur Werkzeugachse sind in die geforderte Form zu bringen, muss die Werkzeugkontur korrigiert werden. Die am tiefsten über bzw. in das Werkstück eintauchenden Werkzeugkanten bewegen sich der Klappbewegung folgend entlang eines flachen Kreisbogens. Um eine Kollision zwischen angestrebter Werkstückform und Werkzeug zu vermeiden müssen sich deshalb Hohiformen der Umformwerkzeuge axial nach aussen leicht tulpenförmig erweitern. Diese Formkorrektur ist unterschiedlich, je nachdem in welchem Abstand sie sich zur Drehachse befindet.

Als Alternative dazu werden, wie in Fig 3 dargestellt, die Werkzeugaufnahmen 14 als Halbkugeln ausgeführt, die in Kugelpfannen in den Werkzeughaltern 10 allseitig kippbar gelagert sind, wobei der Werkzeugmittelpunkt ortsfest ist. Die beiden Werkzeugaufnahmen 14,14a werden durch federnde Elemente 15,15a in den Haltern 10,10a in einer vorbestimmten Ausgangslage gehalten. Die Reibung in der Kugelpfanne kann reduziert werden durch ein Schmiersystem, bestehend aus einer oder mehrerer Schmiernuten 19 und einem Bohrungssystem 20, durch das das Schmiermittel zugeführt wird. Die sphärisch beweglichen Werkzeugaufnahmen 14, 14a richten sich jeweils zueinander so aus, dass die Kippkräfte null sind.

Diese Werkzeugausführung ermöglicht, dass die vorbestimmte Ausgangsiage, z. B. das Zuführen der Rohteile erleichtert und dass bei planparallelen Rohteilen die beiden Umformwerkzeuge, während des Umformvorgangs senkrecht zueinander ausgerichtet bleiben.

Während des Schließens der Hälften der Umformwerkzeuge erfolgt die Verkippung dieser zu einem ganz erheblichen Anteil in tangentialer Richtung. Dies wird bei der in Fig 4 dargestellten Werkzeugausführung ausgenützt. Das Schwenken der Werkzeughälften nur um eine radiale Drehachse erlaubt es, auf relativ einfache Weise die Werkzeuge nach dem für die jeweilige Umformung günstigsten Ablauf zwangsweise zu steuern. Die Steuerbewegung wird über einen Hebel 15, an dessen Quertraverse 16 zwei Kurvenrollen 17 befestigt sind, die auf der um den Rotor 3 angeordneten Glockenkurve 33 abrollen, auf die Werkzeugaufnahme 18 mit halbzylindrischer enform übertragen. Die gleiche Betätigungsvorrichtung ist an der gegenüberliegenden Werkzeugaufnahme 18a angebracht. Die zylindrische Schwenklagerung hat Schmiernuten 19, in die durch ein Bohrungssystem 20 Schmiermittel gedrückt wird.

Das Zu-und Abführen der Werkstücke 21,22 in die Umformwerkzeuge 9 der sich drehenden Rotore 3 wird in den Fig 5 und Fig 6 beispielhaft dargestellt. Bei der linearen Zuführung in Fig 5 werden die Rohteile 21 in einer Schiene geordnet hintereinanderliegend taktweise vor den Zuführschieber 24 transportiert, der z. B. von einem hydraulischen oder pneumatischen Zylinder betätigt, das Rohteil 21 in die Position 25 schiebt, wo es vom sich vorbeibewegenden Umformwerkzeug 9 mitgenommen wird. Um den Einlegevorgang sicher zu machen wird das Rohteil 21 während des Vorschiebens durch ein an der Einiegevorrichtung angebrachtes, in Werkzeugbereich nach unten gebogenes Federblech 26, in die eine Werkzeughälfte gedrückt. Das umgeformte Teil 22 wird an der Entladestelle mittels eines ~ 27 aus dem Rotorbereich gefördert und einer Ablaufrinne 28 zugeführt. Zum Entladen des fertigen Teils 22 sind im Umformwerkzeug federnde Abdrückbolzen bekannter Ausführung angebracht.

Besonders bei schneller Zuführfolge der Rohteile 21. ist eine Beladeeinrichtung mit einer Taschenscheibe 29, wie in Fig 6 gezeigt, vorteilhaft. Der Teilkreis der Aufnahmen 30 für die Rohteile 21 in der Taschenscheibe 29, tangiert den Teilkreis der Werkzeuge 9 an der Einlegestelle. Die beiden Teilkreise bewegen sich in die gleiche Richtung und mit gleicher Umfangsgeschwindigkeit. Die Bewegungen sind so aufeinander abgestimmt, dass zum selben Zeitpunkt die aufeinanderfolgenden Werkzeuge 9 und Taschen 30 mit den Rohteilen 21 in der Einlegestelle 31 sich überdecken. Ein schrägstehendes Blechteil 32 drückt dabei das Rohteil 21 in die eine Werkzeughälfte 9. Anstelle des Blechteils 32 kann auch eine keilförmige Leiste angebracht sein, bei dem die Schräge die dem Rohteil zugewandte Seite ist. Die Taschenscheibe 29 kann auch mit einem rößeren Teiikreisdurchmesser ausgeführt werden, wenn gleichzeitig die tangentialen Abstände der Taschen 30 kleiner sind als die tangentialen Abstände der Werkzeuge 9. Die radiale Begrenzungen der Taschen 30 müssen dann in Drehrichtung entsprechend den unterschiedlichen Geschwindigkeiten ausgestaltet sein, Taschenschräge 34, um ein Verklemmen der Werkstücke 21 zwischen Werkzeug 9 und Tasche 30 zu verhindern.

Die Umformmaschine kann sowohl mit vertikaler also auch, wie in Fig 1 und 2 dargestellt, waagrechter Rotoranordnung ausgeführt sein. Die Anzahl der Werkzeuge am Rohrumfang kann, abhängig vom Rotordurchmesser, dem Werkstückdurchmesser und damit den Abmessungen der Werkzeughalter und den erforderlichen Umformkräften, von eins bis acht und mehr betragen. Je Rotorumdrehung werden der Anzahl der Werkzeuge entsprechend viele Werkstücke erzeugt, sodass sehr hohe Stückleistungen, die weit über denen mit bekannten Umformmaschinen erreichbaren liegen, produziert werden.

Im aligemeinen ist es von Vorteil, die sich aus der Anzahl der Werkzeuge mal Rotordrehzahl ergebenden, periodischen Drehmomentspitzen des Antriebs zu mindern bzw. zu glätten, dazu können die Rotore konstruktiv so gestaltet werden, dass sie gleichzeitig als Schwungmasse wirken.

Die Synchronisation der beiden Rotore zueinander wird in den Abbildungen Fig 1 und 2 durch einen gemeinsamen Antrieb, der gleichzeitig beide Rotore antreibt, erreicht.

Es ist jedoch auch möglich nur einen Rotor anzutreiben und den dagegenstehenden zweiten Rotor über eine Stirnverzahnung mitzubewegen.

Wie in Fig 7 dargestellt, besteht die Umformmaschine gemäß, einer weiteren Ausführungsform mit separat gelagerten Rotoren aus dem Maschinengestell mit der Grundplatte 10, den beiden Seitenteilen 20 und 30 und der Mittelstütze 40. In den Seitenteilen 20,30 sind Lagersitze 50 vorgesehen, in denen die von den Lagerungen 60 drehbar abgestützten Rotore 70 und 80 gelagert sind.

Die Rotore bestehen aus den Lagerzapfen 90 und dem Rotorkörper 100, auf denen gleichmäßig am Umfang verteilt und jeweils genau gegenüberstehend die Umformwerkzeuge 110 und 120 befestigt sind. Die Umformwerkzeuge 110 und 120 bilden jeweils ein Paar, in welches die angestrebten symmetrischen oder unsymmetrischen Endformen des Umformteiles eingearbeitet sind. Je nach der Größe der Werkzeuge 110,120 und dem Umfang der Rotorkörper 100 können 1 bis beispielweise 12 solcher Werkzeugpaare 110,120 angebracht sein. An dem Rotorkörper 100 oder dem Lagerzapfen 90 wirkt je Rotor ein separater aber exakt synchroner Antrieb, der hier in Form der Zahnkränze 130 angedeutet ist.

Um die Seitenkräfte, die beim Umformvorgang entstehen abzustützen, wird zwischen den schräg zueinandergeneigten Rotoren 70 und 80 stirnseitig die Mittelstütze 40 mit der Grundplatte 10 festverbunden angebracht, die Mittelstütze 40 hat gegenüber- liegend zwei Stützzapfen 140 die auf radial hochbelastbare Lager 150 montiert sind, die die Rotore 70 und 80 über die Lageraufnahmebohrungen 160 in den Rotoren drehbar gelagert abstützen.

Fig 8 zeigt eine weitere Ausführungsform der Umformmaschine dar. Die beiden unter einem Winkei a stirnseitig zueinander geneigten Rotore 70 und 80 sind den beiden Lagerstöcken 160 und 170 radial und axial gelagert.

Die Lagerstöcke 160,170 umfassend dreiseitig volikommen die Rotore 70, 80 und stützen diese drehbar gelagert über die Radiallager 180 und 190 und das Axiallager 200 ab. Der Antrieb der Rotore 70,80 erfolgt über die Lagerzapfen 90 durch hier nicht dargestellte Antriebe bekannter Art, die verschiedenartig ausgeführt sein können.

Die paarweise zusammenwirkenden Umformwerkzeuge 210 und 220 an den Stirnflächen der Rotore befestigt und durch geeignete Fixierungen, hier beispielsweise als Zentrierzapfen 230 dargestellt, genau in ihrer Lager zueinander festgelegt.

Sämtliche Ausführungsformen und/oder Einzelheiten der Fig 1 bis 6 können in sinnvoller Kombination auch in Verbindung mit den Ausführungsformen der Fig 7 und 8 verwirklicht werden (nicht näher abgebildet).