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WO2008003305A1 - Verfahren zur herstellung eines rotationssymmetrischen teils und danach hergestelltes teil - Google Patents

Verfahren zur herstellung eines rotationssymmetrischen teils und danach hergestelltes teil Download PDF

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WO2008003305A1
WO2008003305A1 PCT/DE2007/001189 DE2007001189W WO2008003305A1 WO 2008003305 A1 WO2008003305 A1 WO 2008003305A1 DE 2007001189 W DE2007001189 W DE 2007001189W WO 2008003305 A1 WO2008003305 A1 WO 2008003305A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
shaft
solid material
rotationally symmetrical
rolled
symmetrical hollow
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/DE2007/001189
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Thomas Körner
Ernst-Peter Schmitz
Peter Kolbe
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Gesenkschmiede Schneider GmbH
Original Assignee
Gesenkschmiede Schneider GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Gesenkschmiede Schneider GmbH filed Critical Gesenkschmiede Schneider GmbH
Priority to MX2009000245A priority Critical patent/MX2009000245A/es
Priority to US12/307,865 priority patent/US8312750B2/en
Publication of WO2008003305A1 publication Critical patent/WO2008003305A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21H—MAKING PARTICULAR METAL OBJECTS BY ROLLING, e.g. SCREWS, WHEELS, RINGS, BARRELS, BALLS
    • B21H1/00—Making articles shaped as bodies of revolution
    • B21H1/18—Making articles shaped as bodies of revolution cylinders, e.g. rolled transversely cross-rolling

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a rotationally symmetrical hollow part, in particular shaft and a cross-wedge rolled rotationally symmetric cal hollow part.
  • Typical devices for cross wedge rolling of rods are known from DD 92 215.
  • the disclosure of this document is incorporated by reference in its entirety in order to avoid repetition.
  • a heated rod is processed stepwise between rollers, wherein mandrels are arranged as a stop member and as a support member coaxially and oppositely in the rolling axis of the material and at least one mandrel is axially displaceable relative to the other.
  • the axially arranged mandrels are used only for holding u. if necessary machining of the end sections of the rod - the production of a bore or through hole or a hollow part is not possible.
  • the object is achieved by a generic method for producing a rotationally symmetrical hollow metal part, in particular shaft, with: presenting rod-shaped ductile solid material; Heating the solid material to a temperature in the range of 300 ° C. below the forging temperature to the forging temperature; Cross wedge rolling of the solid material until the development of weakenings in the core region of the solid material with tearing of the same; and two mandrels guided in the rod-shaped solid material are inserted centrally during rolling; and a mandrel is retracted and the second mandrel overflows to produce a tubular member; and to a cross-corrugated rotationally symmetrical hollow part produced thereafter, in particular shaft, produced according to one of the preceding claims, characterized in that it is a transmission shaft, camshaft, drive shaft, output shaft, starter shaft, hollow shaft or a preform for forming parts and the like, solved.
  • the mandrels By inserting the mandrel a high workpiece accuracy is achieved because the material remains molded by the outer molds, while the solidification occurring through the hot rolling leads to waves with corresponding load capacity.
  • a typical number of revolutions of the raw material to the finished tube is between 5 to about 10 for chromium steel - after these turns, the mandrels have a hole of sufficient depth or made a through hole, with overflow of the mandrels is particularly favorable in the production of holes. It is pleasing that the mandrels are pressed with a relatively low contact pressure in the rod-shaped material, whereby a straight bore can be achieved with relatively little effort.
  • the tubes produced according to the invention by the cross wedge rolling are thicker wall than commercially available and show a solidification by the rolling treatment at elevated temperature.
  • Typical is a temperature (for steel) of 900 - 1150 0 C.
  • the thick outer walls of the pipe it is possible to obtain elevations and thinning in the pipe wall by cross rolling, which is common in drawn tubes, which are not commercially available in this form are not possible.
  • a typical temperature range for the novel process for steel is 900 - 1100 0 C - that is a relatively low temperature. This assists solidification of the shell by rolling.
  • the at least one mandrel may have any shape, such as a tooth shape, a hexagon, a swirl profile, etc. It is advantageous if in the front drilling section rounded, preferably almost flat dome at relatively low Pressure, such as up to 5 tons, can be used to make a true to size wellbore.
  • the method is thus feasible for high volumes in a simple manner, which is achieved due to the molding process practically final shape and the workpieces thus produced in wstl. do not need to be reworked.
  • Both the workpiece itself can be achieved by saving material as well as the production costs a significant savings.
  • the hollow shaft reduces the weight of the conventional solid shaft but maintains its strength.
  • the material is displaced in the core to the outside, whereby a high workpiece accuracy is obtained because the material is pressed against external molds.
  • the mandrels can be inserted at the same time. But it is also possible that the mandrels are inserted time-shifted.
  • a typical shaft according to the invention which is used as a transmission main shaft, countershaft, has a diameter of about 30 to 200 mm, preferably from 60 to 150 mm - of course, diameter can be realized, which are above or below.
  • a typical wall thickness of waves is in the range of 0.5-200 mm, to which the invention is by no means limited.
  • the shaft advantageously consists of a ductile or forgeable wrought alloy, such as a 42CrMo4; 38MnVS6 and similar AFP steels (precipitation - hardening steels); 16MnCrS4, 20MnCr5, 20MoCrS4 steel, an aluminum or magnesium alloy, or all conventional steels, as are familiar to the expert.
  • Fig. 1 shows a cross section through a presented rod-shaped solid material
  • FIG. 2 shows a cross section of the cross-wedge rolled solid material in cross wedge rolling.
  • FIG 3 shows a cross section of a shaft during cross wedge rolling.
  • Fig. 4 shows a cross section through a shaft with two blind holes during the insertion of the mandrels
  • Fig. 5 shows a cross section through a shaft with a through hole
  • FIG. 6 shows a schematic view of a cross section through a cross wedge rolling machine using the example of a flat jaw machine with material guidance for securing the position for thorn-up.
  • FIG. 7 is a schematic side view of the cross wedge rolling machine of FIG. 6.
  • Fig. 1 shows a rod 1 made of solid material, which is heated to forging temperature.
  • Fig. 2 is shown schematically how this is formed into a cross wedge-rolled shaft with different diameters.
  • the rod 1 is moved with high forces via tools 12, 14, so that the material solidifies in the outer region 4 and the core 3 is brittle by the flexing movement and ruptures.
  • the tool 12, 14 forms the exterior of the shaft 2 already close to the final shape. It can be formed so bundles, thinning, etc.
  • a typical wall thickness of such a shaft is 5 - 10 mm.
  • FIG. 3 shows how two rotatably mounted movable mandrels 5, 6 are inserted from the two end faces of the shaft 2 in the middle of the shaft 2 along the weakened by the Mannesmann effect core 3 in the axial direction.
  • the spines 5, 6 are advanced until shortly before the meeting.
  • the shaft material is increasingly pressed outwards against the moving tools 12, 14 and thereby obtains a precise outer contour.
  • Fig. 4 shows a cross section through the cross-rolled shaft 2 in the first form. On both end faces a blind hole 8,8 has been generated by the mandrels.
  • Fig. 2 shows a cross section through a cross-rolled shaft 2, the one produced by superposition of the insertion of the mandrels 5, 6 final shape.
  • a mandrel 5, 6 is withdrawn from a superposition area of the mandrel paths, while the corresponding other mandrel is inserted over the overlap area, so that a through-hole 9 is formed.
  • the through hole is smooth, in a further step, the through-hole generating mandrel 5 can be withdrawn again and the first retracted mandrel is moved over the overlap region.
  • a cross wedge-rolled hollow shaft is created and larger diameters are conceivable, which are dependent on the size of the machine.
  • Typical dimensions of a finished shaft are a diameter of 30 to 200 mm, preferably 60 - 150 mm.
  • Ductile materials such as forgeable wrought alloys, can be used as materials.
  • the alloys are by no means limited to iron alloys - it is also possible to use corresponding non-ferrous alloys or alloys with a lower iron content, such as ductile aluminum or magnesium alloys.
  • FIG. 6 a cross wedge rolling machine 10 is schematically illustrated for understanding the method.
  • a rod 1 is held by opposite material supports 16, 18 like a cage together with two opposing outer tools 12, 14.
  • the outer tools 12, 14 are arranged perpendicular to the material supports 16, 18.
  • a tool 12 with the tool carrier 13 is arranged substantially stationary, while the second tool 14 with the tool carrier 15 and the material supports 16, 18 with the rolling rod material 1 up and down or in two linear directions moves back and forth.
  • the workpiece is acted upon from both sides by the tools 12, 14 with very high forces, so that a cross-wedge-rolled shaft 2 is produced from the rod part 1.
  • Fig. 2 shows schematically a side view of this cross wedge rolling machine 10, wherein a wedge-shaped tool 12 exerts forces on the shaft 2 and the shaft 2 is formed by a material support 16 and the tool 14.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Forging (AREA)
  • Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines rotationssymmetrischen hohlen Metallteils, insbesondere Welle, mit: Vorlegen von stangenförmigem duktilem Vollmaterial; Erwärmen des Vollmaterials von etwa 300 °C unterhalb der Schmiedetemperatur bis zur Schmiedetemperatur; Querkeilwalzen des Vollmaterials bis zum Entstehen von Schwächungen im Kernbereich (3) des Vollmaterials unter Aufreissen desselben; wobei zwei Dorne (5, 6) geführt in das stangenförmige Vollmaterial beim Walzen mittig eingeführt werden; und ein Dorn zurückgezogen wird und der zweite Dorn unter Herstellung eines rohrförmigen Teils überläuft sowie ein danach hergestelltes querkeilgewalztes rotationssymmetrisches hohles Teil, insbesondere Welle, das es eine Getriebewelle, Nockenwelle, Antriebswelle, Abtriebswelle, Anlasserwelle, Hohlwelle oder eine Vorform für Umformteile und ähnliches sein kann.

Description

Verfahren zur Herstellung eines rotationssymmetrischen Teils und danach hergestelltes Teil
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines rotationssymmetrischen hohlen Teils, insbesondere Welle sowie ein querkeilgewalztes rotationssymmetri- sches hohles Teil.
Das Herstellen von rotationssymmetrischen hohlen Teilen aus Vollmaterial, die auch als Vorform für weiteres Umformen dienen können, bspw. abgesetzten Wellen, insbesondere von Getriebewellen durch Querkeilwalzen ist zunehmend üblich. Es wird auf Flachbacken- bzw. Rundbackenmaschinen durchgeführt. Diese quer- keilgewalz-ten Wellen sind aufgrund des Walzvorgangs in ihrem Aussenbereich verfestigt. Durch den Einsatz von Vollmaterial entsteht ein hohes Gewicht, was insbesondere bei der Anwendung derartiger Wellen in der Kraftfahrzeugindustrie unerwünscht ist. Getriebewellen werden deshalb auch mit Rundknetmaschinen aus Hohlwellen aufwendig hergestellt und verschweißt bzw. werden Wellen mechanisch bearbeitet (tieflochgebohrt).
Typische Vorrichtungen zum Querkeilwalzen von Stangen sind aus der DD 92 215 bekannt. Auf die Offenbarung dieser Druckschrift wird zur Vermeidung von Wider- holungen in vollem Umfang bezug genommen. Dort wird eine erwärmte Stange stufenweise zwischen Walzen verarbeitet, wobei Dorne als Anschlagglied und als Stützglied gleichachsig und gegenüberliegend in der Walzachse des Materials angeordnet werden und mindestens ein Dorn gegenüber dem anderen axial verschieblich ist. Die axial angeordneten Dorne dienen lediglich zur Halterung u. ggf. Bearbeitung der Endabschnitte der Stange - die Herstellung einer Bohrung oder Durchgangsbohrung bzw. eines hohlen Teils ist nicht möglich. Aus der DE 10308849A1 ist die umformende Herstellung form- und maßgenauer rotationssymmetrischer Hohlkörper aus stangenförmigem Vollmaterial-Halbzeug unter Bohrungdrücken unter Verwendung eines Drückdoms und eines mindestens zwei Drückrollen aufweisenden Rollenschlittens umgeformt wird, wobei vor dem Umformvorgang das Halbzeug gezielt erwärmt und nachfolgend abgekühlt wird, wodurch ein gezieltes Temperaturgefälle vom Kern des Halbzeuges zu seiner Mantelfläche hin eingestellt wird; im Umformbereich der entstehende Hohlkörper gekühlt wird, um die Festigkeit des Werkstoffes bei ausreichender Duktilität zu erhöhen und der Hohlkörper daraufhin einer Wärmebehandlung mit gesteuertem Temperaturprofil unterzogen wird, um die Festigkeit und Zähigkeit des Werkstoffes - hier von Eisen-Iegierungen - zu erhöhen und die Dauerfestigkeit zu verbessern. Es ist also eine aufwendige Temperaturführung zur Durchführung des Verfahrens notwendig.
Aus der DE 190905038 ist eine Querwalzvorrichtung mit Dorneinrichtung bekannt, wobei aber keine Angaben über Verfahrensparameter, wie Temperatur oder Dauer bzw. Material für das Arbeiten mit der dort beschriebenen Dorneinrichtung zur Herstellung von Wellen gemacht werden, um das erfindungsgemäße Hohlteil herstellen zu können.
Es ist demgegenüber Aufgabe der Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines rotationssymmetrischen hohlen Teils zu schaffen, das einfacher leichte Teile aus duktilem Metall hoher Festigkeit erzeugt.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein gattungsgemäßes Verfahren zur Herstellung eines rotationssymmetrischen hohlen Metallteils, insbesondere Welle, mit: Vorlegen von stangenförmigem duktilem Vollmaterial; Erwärmen des Vollmaterials auf eine Temperatur im Bereich von 3000C unterhalb der Schmiedetemperatur bis zur Schmiedetemperatur; Querkeilwalzen des Vollmaterials bis zum Entstehen von Schwächungen im Kernbereich des Vollmaterials unter Aufreissen desselben; und zwei Dorne geführt in das stangenförmige Vollmaterial beim Walzen mittig eingeführt werden; und ein Dorn zurückgezogen wird und der zweite Domes unter Herstellung eines rohrförmigen Teils überläuft; sowie auf ein danach hergestelltes querkeilgewalztes rotationssymmetrisches hohles Teil, insbesondere Welle, hergestellt nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Getriebewelle, Nockenwelle, Antriebswelle, Abtriebswelle, Anlasserwelle, Hohlwelle oder eine Vorform für Umformteile und ähnliches ist, gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Dadurch, dass nun durch das Einschieben der Dorne in einen geschwächten Innenbereich, in dem aufgrund der Walkbewegung bei einer erhöhten Temperatur (bei Stahl im Bereich von 900 - 1150 0C) das Kristallgitter des schmiedefähigen Metall-Materials geschwächt wird, kann eine Durchgangsbohrung erzielt werden, wodurch in einfacher Weise ein relativ dickwandiges rotationssymmetrisches hohles Teil, wie eine hohle Welle, mit hoher Präzision herstellbar ist. Diese Schwächung des Stangenkerns beim Querkeilwalzen bzw. dem Walkeffekt desselben ist auch als Mannesmann-Effekt bekannt. Aufgrund des hohen Außendrucks auf die Stange während des Querkeilwalzens verfestigt sich die äußere (Mantel-) Schicht des stan- genförmigen Materials, wodurch das Auseinandertreiben der Wände erleichtert wird. Durch das Einschieben des Doms wird eine hohe Werkstückgenauigkeit erzielt, da das Material durch die äusseren Formwerkzeuge geformt bleibt, während die durch das Warmwalzen auftretende Verfestigung zu Wellen mit entsprechender Belastungsfähigkeit führt. Eine typische Anzahl Umdrehungen des Rohmaterials bis zum fertigen Rohr beträgt zwischen 5 bis etwa 10 für Chromstahl - nach diesen Umdrehungen haben die Dorne eine Bohrung ausreichender Tiefe oder aber eine Durchgangsbohrung hergestellt, wobei ein Überlaufen der Dorne bei der Bohrungsherstellung besonders günstig ist. Es ist erfreulich, daß die Dorne mit einem relativ geringen Anpreßdruck in das stangenförmige Material eindrückbar sind, wodurch eine gerade Bohrung mit relativ wenig Aufwand erzielt werden kann.
Die erfindungsgemäß durch das Querkeilwalzen hergestellten Rohre sind dickwandiger als im Handel erhältlich und zeigen eine Verfestigung durch die Walzbehandlung bei erhöhter Temperatur. Typisch ist eine Temperatur (bei Stahl) von 900 - 1150 0C. Durch die dicken Außenwände des Rohrs ist es möglich, Erhebungen und Ausdünnungen in der Rohrwandung durch Querwalzen zu erhalten, was bei üblichen gezogenen Rohren, die in dieser Form nicht im Handel erhältlich sind, nicht möglich ist.
Ein typischer Temperaturbereich für das erfindungsgemäße Verfahren für Stähle ist 900 - 1100 0C - also eine relativ niedrige Temperatur. Dadurch wird die Verfestigung des Mantels durch das Walzen unterstützt.
Der mindestens eine Dorn kann jede beliebige Form haben, wie eine Zahnform, einen Sechskant, ein Drallprofil etc. Dabei ist es vorteilhaft, wenn im vorderen bohrenden Abschnitt abgerundete, bevorzugt fast flache Dome bei relativ geringem Druck, wie bis 5 Tonnen, eingesetzt werden, um ein massgenaues Bohrloch herzustellen.
Das Verfahren ist somit für hohe Stückzahlen in einfacher Weise durchführbar, wobei aufgrund des eingesetzten Formverfahrens praktisch Endform erzielt wird und die so hergestellten Werkstücke im wstl. nicht nachbearbeitet werden müssen.
Sowohl beim Werkstück selbst kann durch Materialeinsparung als auch bei den Produktionskosten eine erhebliche Ersparnis erzielt werden.
Die hohle Welle reduziert das Gewicht der herkömmlichen Wellen aus Vollmaterial, wobei aber deren Festigkeit beibehalten wird. Durch das Einschieben der Dorne wird das Material im Kern nach außen verdrängt, wobei eine hohe Werkstückgenauigkeit erhielt wird, da das Material gegen äußere Formwerkzeuge gedrückt wird.
Es ist vorteilhaft, dass zwei Dorne entlang der Stirnseiten des stangenartigen Vollmaterials eingeschoben werden. Dadurch wird der Weg eines Doms verkürzt und eine höhere Zykluszeit erzielt. Dabei werden die Dorne nur soweit eingeschoben, daß sie sich gerade noch nicht berühren. Im weiteren Verlauf wird ein Dorn zurückgefahren und der zweite Dorn über einen Überlappungsbereich weiter eingeschoben.
In günstiger Weise können die Dorne zeitgleich eingeschoben werden. Es ist aber ebenso möglich, daß die Dorne zeitverschoben eingeschoben werden.
Eine typische erfindungsgemäße Welle, die als Getriebehauptwelle, Vorgelegewelle eingesetzt wird, hat einen Durchmesser von ca. 30 bis 200 mm, bevorzugt von 60 - 150 mm - selbstverständlich können auch Durchmesser realisiert werden, die darüber oder darunter liegen. Eine typische Wanddicke von Wellen liegt im Bereich von 0,5 - 200 mm, auf welche die Erfindung aber keineswegs eingeschränkt ist. Die Welle besteht vorteilhafter Weise aus einer duktilen bzw. schmiedefähigen Knetlegierung, wie einem 42CrMo4; 38MnVS6 und ähnliche AFP - Stähle (ausschei- dungshärtende Stähle) ; 16MnCrS4, 20MnCr5, 20MoCrS4 -Stahl, einer Aluminium- oder Magnesiumlegierung, bzw. alle üblichen Stähle, wie sie dem Fachmann geläufig sind..
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels einer hohlen Welle, auf das sie keineswegs eingeschränkt ist, sowie der begleitenden Zeichnung näher erläutert. Darin zeigt:
Fig. 1 einen Querschnitt durch ein vorgelegtes stangenförmiges Vollmaterial
Fig. 2 einen Querschnitt des querkeilgewalzten Vollmaterials beim Querkeilwalzen;
Fig. 3 einen Querschnitt einer Welle beim Querkeilwalzen;
Fig. 4 einen Querschnitt durch eine Welle mit zwei Sacklochbohrungen während des Einbringens der Dorne
Fig. 5 einen Querschnitt durch eine Welle mit einer Durchgangsbohrung
Fig. 6 eine schematische Ansicht eines Querschnitts durch eine Querkeilwalzma- schine am Beispiel einer Flachbackenmaschine mit Materialführung zur Lagesicherung für das Aufdornen.
Fig. 7 schematisch eine Seitenansicht der Querkeilwalzmaschine der Fig. 6.
In Fig.1 ist eine Stange 1 aus Vollmaterial dargestellt, das auf Schmiedetemperatur erwärmt wird. In Fig. 2 ist schematisch dargestellt, wie dieses zu einer querkeilgewalzten Welle mit verschiedenen Durchmessern umgeformt wird. Während des Wal-zens wird die Stange 1 mit hohen Kräften über Werkzeuge 12, 14, bewegt, so daß sich das Material im Aussenbereich 4 verfestigt und der Kern 3 durch die Walkbewegung brüchig wird und aufreißt. Das Werkzeug 12, 14 formt das Äußere der Welle 2 bereits in Endformnähe. Es können so Bunde, Ausdünnungen etc. ausgebildet werden. Eine typische Wandstärke einer solchen Welle beträgt 5 - 10 mm. Fig. 3 zeigt, wie von beiden Stirnflächen der Welle 2 zwei drehbar gelagerte bewegliche Dorne 5, 6 mittig in die Welle 2 entlang des durch den Mannesmann-Effekt geschwächten Kerns 3 in axialer Richtung eingeschoben werden. Die Dorne 5, 6 werden bis kurz zum Zusammentreffen vorgeschoben. Dadurch wird das Wellenmaterial verstärkt nach außen gegen die sich bewegenden Werkzeuge 12, 14 gedrückt und erhält dadurch eine präzise Aussenkontur.
Fig. 4 zeigt einen Querschnitt durch die quergewalzte Welle 2 in der ersten Form. Auf beiden Stirnseiten ist ein Sackloch 8,8 durch die Dorne erzeugt worden.
Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch eine quergewalzte Welle 2, die eine durch Überlagerung des Einschiebens der Dorne 5, 6 hergestellte Endform. Um diese Durchgangsbohrung zu erzeugen, wird ein Dorn 5, 6 aus einem Überlagerungsbereich der Dornwege zurückgezogen, während der entsprechend andere Dorn über den Überlagerungsbereich hinweg eingeschoben wird, so daß eine Durchgangsbohrung 9 entsteht. Damit die Durchgangsbohrung glatt ist, kann in einem weiteren Schritt der die Durchgangsbohrung erzeugende Dorn 5 wieder zurückgezogen werden und der erste zurückgezogene Dorn über den Überlappungsbereich gefahren wird.
Somit wird eine querkeilgewalzte hohle Welle geschaffen wobei auch größere Durchmesser denkbar sind, die von der Maschinengröße abhängig sind. Typische Maße einer fertigen Welle sind ein Durchmesser von 30 bis 200 mm, bevorzugt 60 - 150 mm. Als Werkstoffe bieten sich duktile Werkstoffe, wie schmiedefähige Knetlegierungen an. Dabei sind die Legierungen keineswegs auf Eisenlegierungen eingeschränkt - es können auch entsprechende Nichteisenlegierungen oder Legierungen mit einem untergeordneten Eisenanteil eingesetzt werden, wie duktile Aluminium oder Magnesium Legierungen.
In Fig. 6 ist eine Querkeilwalzmaschine 10 schematisch zum Verständnis des Verfahrens dargestellt. Eine Stange 1 wird von gegenüberliegenden Materialstützen 16, 18 käfigartig gemeinsam mit zwei einander gegenüberliegenden äusseren Werkzeugen 12, 14 gehalten. Die äusseren Werkzeuge 12, 14, sind senkrecht zu den Materialstützen 16, 18 angeordnet. Ein Werkzeug 12 mit dem Werkzeugträger 13 ist im wesentlichen feststehend angeordnet, während das zweite Werkzeug 14 mit dem Werkzeugträger 15 und den Materialstützen 16, 18 sich mit dem walzenden Stangenmaterial 1 auf- und abwärts bzw. in zwei lineare Richtungen hin und her bewegt. Das Werkstück wird von beiden Seiten durch die Werkzeuge 12,14 mit sehr hohen Kräften beaufschlagt, so daß aus dem Stangenteil 1 eine querkeilge- walzte Welle 2 entsteht.
Durch die Hin- und Herbewegung des Werkzeuges 14 wird der Außenmantel 4 der Welle verfestigt, während sich das Negativrelief des Werkzeugs 12,14 als Positivform auf die Welle 2 überträgt und der Wellenkern geschwächt wird.
Fig. 2 zeigt schematisch eine Seitenansicht dieser Querkeilwalzmaschine 10, wobei ein als Keil ausgebildetes Werkzeug 12 auf die Welle 2 Kräfte ausübt und die Welle 2 von einer Materialstütze 16 und das Werkzeug 14 geformt wird.
Während die Erfindung detailliert anhand bevorzugter Ausführungsformen beschrieben wurde, ist dem Fachmann ersichtlich, daß verschiedenste Alternativen und Ausführungsformen zur Durchführung der Erfindung im Rahmen des Schutzum- fangs der Ansprüche möglich sind.
Bezugszeichenliste stangenförmiges Vollmaterial querkeilgewalzte Welle
Kern
Aussenbereich
Dorn
Dorn
Sackloch
Sackloch
Durchgangsbohrung
Querkeilwalzenmaschine
Werkzeug
Werkzeugträger
Werkzeug
Materialstützen
Materialstützen

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zur Herstellung eines rotationssymmetrischen hohlen Metallteils, insbesondere Welle, mit:
- Vorlegen von stangenförmigem duktilem Vollmaterial
- Erwärmen des Vollmaterials auf eine Temperatur im Bereich von 3000C unterhalb der Schmiedetemperatur bis zur Schmiedetemperatur;
- Querkeilwalzen des Vollmaterials bis zum Entstehen von Schwächungen im Kernbereich des Vollmaterials unter Aufreissen desselben; und
- zwei Dorne geführt in das stangenförmige Vollmaterial beim Walzen mittig eingeführt werden; und
- ein Dorn zurückgezogen wird und der zweite Dorn unter Herstellung eines rohr- förmigen Teils überläuft.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß nach der Herstellung einer Bohrung ein Kalibrierrollieren des Außen- und ggf. auch des Innendurchmessers zum Erhalt eines kreisförmigen geglätteten Außenumfangs und ggf. eines geglätteten Bohrung durchgeführt wird.
3. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dorne zeitgieich eingeschoben werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Dome zeitverschoben eingeschoben werden.
5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenform des so hergestellten Rohrs unter Herstellung von Erhebungen und ggf. Ausdünnungen quergewalzt wird.
6. Querkeilgewalztes rotationssymmetrisches hohles Teil, insbesondere Welle, hergestellt nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Getriebewelle, Nockenwelle, Antriebswelle, Abtriebswelle, Anlasserwelle, Hohlwelle oder eine Vorform für Umformteile und ähnliches ist.
7. Querkeilgewalztes rotationssymmetrisches hohles Teil, insbesondere Welle, nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß es einen Durchmesser von ca. 30 bis 200 mm, bevorzugt von 60 - 150 mm und besonders bevorzugt von 50 - 80 mm aufweist.
8. Querkeilgewalztes rotationssymmetrisches hohles Teil, insbesondere Welle, nach Anspruch 6 - 7, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Wandstärke von ca. 0,5 - 20 mm, bevorzugt von 5 - 10 mm aufweist.
9. Querkeilgewalztes rotationssymmetrisches hohles Teil, insbesondere Welle, nach Anspruch 6 - 8, dadurch gekennzeichnet, daß es aus einer duktilen schmiedefähigen Knetlegierung hergestellt ist.
10. Querkeilgewalztes rotationssymmetrisches hohles Teil, insbesondere Welle, nach einem der Ansprüche 6 - 9, dadurch gekennzeichnet, daß es aus einem 42 CrMo4;38 MnVS6 und ähnlichen AFP - Stählen (ausscheidungshärtende Stähle); 16MnCrS4, 20MnCr5, 20MoCrS4 -Stahl hergestellt ist.
11. Querkeilgewalztes rotationssymmetrisches hohles Teil, insbesondere Welle, nach Anspruch 6 - 9, dadurch gekennzeichnet, daß es aus einer Nichteisenle- gierung, Aluminiumlegierung oder Magnesiumlegierung hergestellt ist.
PCT/DE2007/001189 2006-07-07 2007-07-05 Verfahren zur herstellung eines rotationssymmetrischen teils und danach hergestelltes teil Ceased WO2008003305A1 (de)

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US12/307,865 US8312750B2 (en) 2006-07-07 2007-07-05 Method for the production of a rotationally symmetrical part, and part produced according to said method

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DE102006031564A DE102006031564A1 (de) 2006-07-07 2006-07-07 Verfahren zur Herstellung eines rotationssymmetrischen Teils, insbesondere Welle

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WO (1) WO2008003305A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2527084A2 (de) 2011-05-26 2012-11-28 Gesenkschmiede Schneider GmbH Verfahren zum Zentrieren rotationssymmetrischer Körper sowie Anlage dafür

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012104413A1 (de) 2011-11-13 2013-05-16 Gesenkschmiede Schneider Gmbh Verfahren zur Herstellung eines rotationssymmetrischen hohlen Teils und danach hergestelltes hohles Teil
DE112014001023T5 (de) * 2013-02-27 2015-12-03 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Planetenradwelle
US10875265B2 (en) * 2019-01-08 2020-12-29 Goodrich Corporation Hybrid metallic/composite arrangement for torque, bending, shear, and axial loading
CN116274776A (zh) * 2022-12-28 2023-06-23 宁波大学 盲孔轴三辊楔横轧成形工艺及装置

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE809303C (de) * 1948-11-14 1951-07-26 Henschel & Sohn G M B H Warmformwalzen von Stehbolzen oder aehnlichen Teilen
DD99521A1 (de) * 1972-11-08 1973-08-12 Verfahren zum Querwalzen von rotationssymmetrischen napfförmigen Werkstücken
JPS577305A (en) * 1980-06-13 1982-01-14 Nissan Motor Co Ltd Method and apparatus for manufacturing hollow shaft
DE3144695A1 (de) * 1981-11-06 1983-05-19 Mitsubishi Jukogyo K.K., Tokyo Verfahren zum walzen von hohlen gebilden
JPS6221438A (ja) * 1985-07-23 1987-01-29 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 中空回転体の成形方法
JPS6221437A (ja) * 1985-07-23 1987-01-29 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 円筒部材の成形方法
DE19905038A1 (de) * 1999-02-08 2000-08-17 Fraunhofer Ges Forschung Dorneinrichtung, Querwalzvorrichtung und Verfahren zur Herstellung quergewalzter, zumindest partiell hohler Körper

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE92215C (de)
DE99521C (de)
US1662506A (en) * 1925-11-25 1928-03-13 Mansfield George Henry Method of rolling staybolt iron
US1857620A (en) * 1927-08-09 1932-05-10 Brown Mccleane Manufacture of hollow metal bars
US1712972A (en) * 1927-11-08 1929-05-14 Ralph C Stiefel Method of forming blanks for making seamless tubes
US2830921A (en) * 1944-11-30 1958-04-15 Edward C Creutz Production of uranium tubing
US3512403A (en) * 1967-03-30 1970-05-19 Nippon Kokan Kk Method of determining the pierceability of seamless metal tubes
DD92215A1 (de) * 1971-10-29 1972-09-05 Vorrichtung zum Keil-Querwalzen von Teilen aus Stangen und/oder Stangenabschnitten
US3818733A (en) * 1972-07-17 1974-06-25 Babcock & Wilcox Co Piercing process
US4006618A (en) * 1974-07-23 1977-02-08 Samon Yanagimoto Method of producing seamless steel tube
US4190887A (en) * 1975-08-22 1980-02-26 Nippon Steel Corporation Press roll piercing method
JPS57137009A (en) * 1981-02-17 1982-08-24 Sumitomo Metal Ind Ltd Manufacture of seamless metallic pipe
JPS5725209A (en) * 1980-07-18 1982-02-10 Sumitomo Metal Ind Ltd Production of seamless metallic pipe
JPS6059042B2 (ja) * 1981-04-10 1985-12-23 住友金属工業株式会社 継目無鋼管の製造方法
DE3309797A1 (de) * 1983-03-18 1984-09-20 Kocks Technik Gmbh & Co, 4010 Hilden Verfahren und anlage zum herstellen nahtloser rohre
DE4225365A1 (de) * 1992-07-31 1994-02-03 Klaus Werner Prof Dr I Eichner Verfahren zur Herstellung von Außenverzahnungen
DE19617593A1 (de) * 1996-05-02 1998-01-29 Haerle Hans A Dipl Ing Hohle Nockenwelle aus Rohr
DE10059021C2 (de) * 2000-11-28 2002-10-24 Kurt Kemper Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von Werkstücken aus einem unprofilierten Längsprofil sowie deren Verwendung
JP3597186B2 (ja) * 2002-03-04 2004-12-02 住友電工スチールワイヤー株式会社 マグネシウム基合金管及びその製造方法
AR042932A1 (es) * 2003-01-31 2005-07-06 Sumitomo Metal Ind Tubo de acero sin costura para arbol de transmision y procedinmiento para fabricarlo
DE10308849B4 (de) * 2003-02-27 2013-10-31 Uwe Mahn Verfahren zur umformenden Herstellung form- und maßgenauer, rotationssymmetrischer Hohlkörper und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
WO2006003953A1 (ja) * 2004-06-30 2006-01-12 Sumitomo Metal Industries, Ltd. Ｆｅ－Ｎｉ合金素管及びその製造方法
KR20070107140A (ko) * 2005-03-25 2007-11-06 수미도모 메탈 인더스트리즈, 리미티드 고주파 담금질 중공 구동축
EP1884296B1 (de) * 2005-05-27 2011-09-21 Sumitomo Metal Industries, Ltd. Verfahren zur herstellung eines metallrohrs mit ultradünnen wänden durch ein kaltverarbeitungsverfahren
JP2008119706A (ja) * 2006-11-09 2008-05-29 Sumitomo Metal Ind Ltd マンドレルミルおよびその操業方法ならびに継目無管の製造方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE809303C (de) * 1948-11-14 1951-07-26 Henschel & Sohn G M B H Warmformwalzen von Stehbolzen oder aehnlichen Teilen
DD99521A1 (de) * 1972-11-08 1973-08-12 Verfahren zum Querwalzen von rotationssymmetrischen napfförmigen Werkstücken
JPS577305A (en) * 1980-06-13 1982-01-14 Nissan Motor Co Ltd Method and apparatus for manufacturing hollow shaft
DE3144695A1 (de) * 1981-11-06 1983-05-19 Mitsubishi Jukogyo K.K., Tokyo Verfahren zum walzen von hohlen gebilden
JPS6221438A (ja) * 1985-07-23 1987-01-29 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 中空回転体の成形方法
JPS6221437A (ja) * 1985-07-23 1987-01-29 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 円筒部材の成形方法
DE19905038A1 (de) * 1999-02-08 2000-08-17 Fraunhofer Ges Forschung Dorneinrichtung, Querwalzvorrichtung und Verfahren zur Herstellung quergewalzter, zumindest partiell hohler Körper

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
LUDENBACH B: "QUERWALZEN - MASCHINEN - KONZEPTE UND ANWENDUNGEN", UMFORMTECHNIK, MEISENBACH, BAMBERG, DE, vol. 30, no. 3, September 1996 (1996-09-01), pages 164 - 167, XP000631065, ISSN: 0300-3167 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2527084A2 (de) 2011-05-26 2012-11-28 Gesenkschmiede Schneider GmbH Verfahren zum Zentrieren rotationssymmetrischer Körper sowie Anlage dafür

Also Published As

Publication number Publication date
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US8312750B2 (en) 2012-11-20
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MX2009000245A (es) 2009-01-23
US20090312110A1 (en) 2009-12-17

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