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Patent Searching and Data


Title:
DEVICE AND METHOD FOR FLOW-FORMING WORKPIECES
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2016/083086
Kind Code:
A1
Abstract:
A device (1) for flow-forming workpieces (2, 2.1, 2.2) comprises a rotatable first, outer forming tool (3, 3.1) for acting upon an outer contour of a first workpiece (2) in the form of a hollow body. Furthermore, said device comprises a first, inner forming tool (6, 6.1) for acting upon an inner contour of the workpiece (2). The first workpiece (2) can be set in rotation about a first workpiece axis (X, X.1) and can be plastically deformed by a pressure applied by the first, inner forming tool (6, 6.1) and the first, outer forming tool (3, 3.1) in a forming zone formed between the first forming tools (3, 3.1, 6, 6.1) by the material being made to flow between the first forming tools (3, 3.1, 6, 6.1). The device (1) comprises a drive (4) for driving the first, outer forming tool (3, 3.1).

Inventors:
KÖSTERMEIER KARL-HEINZ (DE)
Application Number:
PCT/EP2015/075673
Publication Date:
June 02, 2016
Filing Date:
November 04, 2015
Export Citation:
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Assignee:
REPKON MACHINE AND TOOL INDUSTRY AND TRADE INC (TR)
International Classes:
B21D22/16
Foreign References:
JPS57112911A1982-07-14
US20080314113A12008-12-25
EP2210682A12010-07-28
Attorney, Agent or Firm:
Thielking & Elbertzhagen Patentanwälte Partnerschaft mbB (DE)
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Claims:
PATENTANSPRüCHE

1. Vorrichtung (1) zum Drückwalzen von Werkstücken (2,

2.1, 2.2), mit einem rotierbaren ersten äußeren Umform- werkzeug (3, 3.1) zum Angriff an einer Außenkontur ei- nes ersten hohlkörperförmigen Werkstücks (2) und einem ersten inneren ümformwerkzeug (6, 6.1) zum Angriff an einer Innenkontur des Werkstücks (2) , wobei das erste Werkstück (2) um eine erste Werkstückachse (X, X.l) in Rotation versetzbar und durch einen in einer zwischen den ersten Umformwerkzeugen (3, 3.1, 6, 6.1) gebildeten Umformzone durch einen von dem ersten inneren ümform- werkzeug (6, 6.1) und dem ersten äußeren Ümformwerkzeug (3, 3.1) aufgebrachten Druck plastisch verformbar ist, indem der Werkstoff zwischen den ersten Umformwerkzeu- gen (3, 3.1, 6, 6.1) zum Fließen gebracht wird,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Vorrichtung (1) einen Antrieb (4) zum Antrei- ben des ersten äußeren Umformwerkzeugs (3, 3.1) auf- weist .

2. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Vorrichtung (1) ein rotierbares zweites, vor- zugsweise mit dem ersten äußeren Ümformwerkzeug (3, 3.1) auf einer gemeinsamen Rotationsachse (R) angeord- netes, äußeres Ümformwerkzeug (3.2) aufweist, insbeson- dere wobei der Antrieb (4) ein gemeinsamer Antrieb (4) zum Antreiben des ersten äußeren Umformwerkzeugs (3, 3.1) und das zweiten äußeren Umformwerkzeugs (3.2) ist.

3. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Vorrichtung (1) eine erste Werkstückaufnahme- einrichtung aufweist, die vorzugsweise derart gestaltet ist, dass das erste Werkstück (2) zwischen einem ersten Werkstücklager (16, 16.1) und einem ersten Werkstückwi- derlager (7, 7.1) in Richtung der ersten Werkstückachse (X, X.l) axial verspannbar ist, wobei das erste Werk- stücklager (16, 16.1) und das erste Werkstückwiderlager (7, 7.1) relativ zu dem ersten äußeren Umformwerkzeug (3, 3.1) entlang der ersten Werkstückachse (X, X.l) axial verschieblich sind. 4. Vorrichtung (1) nach einem der vorigen Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Vorrichtung (1) eine zweite Werkstückaufnahme- einrichtung aufweist, die vorzugsweise derart gestaltet ist, dass ein zweites Werkstück (2) zwischen einem zweiten Werkstücklager (16.2) und einem zweiten Werk- stückwiderlager (7.2) in Richtung der zweiten Werk- stückachse (X.2) axial verspannbar ist, wobei das zwei- te Werkstücklager (16.2) und das zweite Werkstückwider- lager (7.2) relativ zu dem zweiten äußeren Umformwerk- zeug entlang der zweiten Werkstückachse (X.2) axial verschieblich sind. 5. Vorrichtung (1) nach nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

dass die erste Werkstückaufnahmeeinrichtung und die zweite Werkstückaufnahmeeinrichtung auf voneinander ab- gewandten Seiten des Antriebs (4) angeordnet sind. 6. Vorrichtung (1) nach nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

dass das erste äußere Umformwerkzeug (3.1) und das zweite äußere Umformwerkzeug (3.2) auf einer gemeinsa- men Rotationsachse (R) angeordnet sind , wobei die Ro- tationsachse (R) in einem spitzen Winkel zur ersten und/oder zweiten Werkzeugachse (X, X.l, X.2) verläuft. 7. Vorrichtung (1) nach nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

dass die erste Werkstückaufnahmeeinrichtung und die zweite Werkstückaufnahmeeinrichtung derart gestaltet und angeordnet sind, dass beide Werkstückaufnahmeein- richtungen einen gemeinsamen Raumbereich (15) zur Auf- nahme wenigstens eines Teilbereichs des jeweiligen um- geformten Werkstücks (2) und/oder der jeweiligen Werk- stückaufnahmeeinrichtung nutzen, insbesondere wobei die Werkstückwiderlager (7.1, 7.2) beider Werkstückaufnah- meeinrichtungen in den gemeinsamen Werkstückaufnahmebe- reich hinein verschieblich sind, vorzugsweise wobei die erste Werkstückaufnahmeeinrichtung und die zweite Werk- stückaufnahmeeinrichtung eine gemeinsame Werkstückachse (X) aufweisen. 8. Vorrichtung (1) nach nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

dass die Vorrichtung weitere äußere Umformwerkzeuge (19) aufweist, die vorzugsweise in der gleichen zur Werkstückachse (X, X.l, X.2) senkrechten Ebene an der Außenkontur des jeweiligen Werkstücks (2) angreifen wie das erste äußere ümformwerkzeug (3, 3.1) und/oder das zweite äußere ümformwerkzeug (3.2). 9. Vorrichtung (1) nach nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

dass die Vorrichtung eine Mehrzahl entlang der ersten Werkstückachse (X, X.l) hintereinander angeordnete äu- ßere Umformwerkzeuge (3.1, 3.2, 3.3) aufweist . 10. Vorrichtung (1) nach nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

dass das erste und/oder zweite äußere ümformwerkzeug (3, 3.1, 3.2) zur Zustellung um eine Zustellachse (Z) schwenkbar ist . 11. Verfahren zum Drückwalzen von Werkstücken (2) , insbe- sondere mit einer Vorrichtung (1) nach einem der vori- gen Ansprüche,

wobei wenigstens ein erstes rotierendes äußeres ümform- werkzeug (3, 3.1), insbesondere eine Umformrolle, an einer Außenkontur eines hohlkörperförmigen ersten Werk- stücks (2) angreift, wobei das erste äußere Ümformwerk- zeug (3, 3.1) mit einem im Inneren des Werkstücks (2) angeordneten ersten inneren Ümformwerkzeug (6, 6.1) derart zusammenwirkt, dass sich zwischen dem ersten in- neren Ümformwerkzeug (6, 6.1) und dem ersten äußeren Ümformwerkzeug (3, 3.1) eine Umformzone ausbildet, in der der Werkstoff des ersten Werkstücks (2) durch einen, von den ersten Umformwerkzeugen (3, 3.1, 6, 6.1) ausge- übten Druck zum Fließen gebracht wird,

dadurch gekennzeichnet,

dass das erste Werkstück (2) durch das erste äußere Um- formwerkzeug (3, 3.1) in Rotation um eine erste werk- zeugachse (X, X.l) versetzt wird. 12. Verfahren nach Anspruch 11,

dadurch gekennzeichnet,

dass ein zweites rotierendes, vorzugsweise gemeinsam mit dem ersten äußeren Umformwerkzeug (3, 3.1) durch einen gemeinsamen Antrieb (4) angetriebenes, äußeres Umformwerkzeug (3.2), insbesondere eine Umformrolle, an einer Außenkontur eines zweiten hohlkörperförmigen

Werkstücks (2) angreift, wobei das zweite äußere Um- formwerkzeug (3.2) mit einem im Inneren des zweiten Werkstücks (2) angeordneten zweiten inneren Umformwerk- zeug (6.2) derart zusammenwirkt, dass sich zwischen dem zweiten inneren Umformwerkzeug (6.2) und dem zweiten äußeren Umformwerkzeug (3.2) eine Umformzone ausbildet, in der der Werkstoff des zweiten Werkstücks (2) durch einen von den zweiten Umformwerkzeugen ausgeübten Druck zum Fließen gebracht wird, wobei das zweite Werkstück (2) durch das zweite äußere Umformwerkzeug (3.2) in Ro- tation um eine zweite Werkzeugachse (X.2) versetzt wird.

13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12,

dadurch gekennzeichnet,

dass das erste Werkstück (2) und das zweite Werkstück (2) bei der Umformung in entgegengesetzter Richtung entlang der ersten und/oder zweiten Werkstückachse (X, X .1 , X.2) bewegt werden. 14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13,

dadurch gekennzeichnet,

dass das erste und das zweite Werkstück (2) während der Umformung jeweils in einer dem ersten oder dem zweiten äußeren Umformwerkzeug <3.1, 3.2) zugeordneten ersten oder zweiten Werkstückaufnahmeeinrichtung aufgenommen sind und während der Umformung des Werkstücks in der einen Werkstückaufnahmeeinrichtung das Werkstück in der anderen Werkstückaufnahmeeinrichtung gewechselt wird. 15. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14 ,

dadurch gekennzeichnet,

dass durch die relative Position des ersten und/oder zweiten inneren Umformwerkzeugs (6, 6.1, 6.2) zu dem mit dem jeweiligen inneren Umformwerkzeug zusammenwir- kenden äußeren Umformwerkzeug (3, 3.1, 3.2) entlang der jeweiligen inneren Umformwerkzeug (6, 6.1, 6.2) zuge- ordneten Werkstückachse (X, X.l, X.2) der Innendurch- messer des zu fertigenden Werkstücks (2) an der jewei- ligen Position der Umformzone entlang der jeweiligen Werkstückachse (X, X.l, X.2) vorgegeben wird.

Description:
VORRICHTUNG UND VERFAHREN ZUM DRÜCKWALZEN VON WERKSTÜCKEN

TECHNISCHES GEBIET

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Drückwalzen hohlkörperförmiger Werkstücke nach den Oberbegriffen der unabhängigen Ansprüche.

STAND DER TECHNIK

Vorrichtungen und Verfahren zum Drückwalzen sind beispielsweise aus EP 2 127 775 bekannt. Bei den in Rede stehenden Verfahren werden durch die plastische Umformung von Vorformen bzw. Halbzeugen hohlkörperförmige, vorzugsweise rotationssymmetrische und/oder drehsymmetrische Werkstücke gefertigt. Dabei handelt es sich bei dem Drückwalzen insbesondere um ein Kaltumformverfahren, d.h. ein Verfahren, das un- terhalb der Rekristallisationstemperatur des umzuformenden, insb. metallischen Werkstoffs des Werkstücks durchgeführt wird. Besonders bevorzugt werden der Vorrichtung die Werkstücke bei Raumtemperatur zugeführt, so dass sich die Temperatur während der Durchführung des Drückwalzverfahrens, ausgehend von der Zuführtemperatur der Werkstücke, lediglich infolge der Erwärmung die durch die innere Reibung des plastisch umgeformten Materials während der Umformung erzeugt wird, steigert. Die Umformwirkung bei Verfahren und Vorrichtungen der in Rede stehenden Art wird durch ein inneres und ein äußeres Umformwerkzeug erzeugt, die an der Innenkontur und der Au- ßenkontur des Hohlkörper förmigen Werkstücks angreifen. Da- bei übt das äußere Umformwerkzeug einen Druck auf die Au- ßenkontur des Werkstücks aus, welches sich wiederum mit seiner Innenkontur an dem inneren Umformwerkzeug abstützt. Durch den so zwischen den Umformwerkzeugen aufgebauten Druck bildet sich eine Umformzone zwischen den Werkzeugen aus, in der der Werkstoff des Werkstücks plastifiziert wird und zu fließen beginnt. Das Werkstück rotiert dabei um eine Werkstückachse und wird in einer Vorschubbewegung relativ zu den äußeren und/oder inneren Umformwerkzeugen entlang der Werkstückachse verfahren. Durch die Überlagerung der Rotation und der Vorschubbewegung wandert die Umformzone mit dem fließenden Werkstück quasi in einer spiralförmigen Bewegung durch das Werkstück. Der Werkstoff in der Umform- zone fließt dabei relativ zur Werkstückachse in axialer Richtung, in radialer Richtung und/oder in der Umfangsrich- tung des Werkstücks um die Werkzeugachse.

Mit den Verfahren und Vorrichtungen der in Rede stehenden Art lassen sich nicht nur der Innendurchmesser, der Außen- durchmesser und/oder die Wandstärke des Werkstücks beein- flussen bzw. verändern, es ist auch möglich, spezielle Kon- turen auszuformen. So können insbesondere an der Innenkon- tur des Werkstücks beispielsweise Verstärkungsrippen, Ver- zahnungen und/oder sonstige Profilierungen angeformt wer- den. Bei bekannten Verfahren und Vorrichtungen der in Rede ste- henden Art wird das Werkstück dabei beispielsweise, wie in EP 2 127 775 beschrieben, axial verspannt, wobei ein ent- sprechendes Werkstücklager und ein Werkstückwiderlager an beiden Enden des Werkstücks angreifen. Alternativ und/oder ergänzend ist jedoch auch der Einsatz eines Spannfutters denkbar. Nach dem Stand der Technik wird das Werkstück durch die vorgenannten Spannmittel nicht nur fixiert, son- dern auch in Rotation versetzt, d.h. der Rotationsantrieb der Vorrichtung ist regelmäßig in einem Spindelkasten auf- genommen und wirkt über die jeweils verwendeten Spannmittel direkt auf das Werkstück.

Dabei müssen die Antriebe eine nicht unerhebliche Antriebs- leistung sowie ein entsprechend hohes Drehmoment aufbrin- gen, um die angestrebte Verformung des Werkstücks zu ermög- lichen. Dabei muss die Antriebseinrichtung zudem regelmäßig verfahrbar sein, um den Vorschub entlang der Werkstückachse zu ermöglichen. Die resultierenden leistungsstarken Antrie- be stellen einen erheblichen Kostenfaktor im Hinblick auf die gesamte Vorrichtung bzw. das Verfahren dar.

DIE ERFINDUNG

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Vor- richtung und ein Verfahren zum Drückwalzen von Werkstücken aufzuzeigen, welche gegenüber dem Stand der Technik mit ge- ringeren Investitionskosten verbunden sind. Die Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung und ein Ver- fahren mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche . Die Merkmale der abhängigen Ansprüche betreffen vorteilhafte Ausführungsformen.

Erfindungsgemäß weist die Vorrichtung einen Antrieb zum An- treiben eines äußeren Umformwerkzeugs auf . Das äußere Um- formwerkzeug, welches vorzugsweise als Umformrolle ausge- bildet ist, kann so gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren das Werkstück in Rotation um die Werkstückachse versetzen. Durch ein derartiges angetriebenes Umformwerkzeug kann der herkömmliche, direkt auf das Werkstück wirkende Rotations- antrieb einer herkömmlichen Vorrichtung der in Rede stehen- den Art entlastet oder ersetzt werden. Dabei hat sich über- raschender Weise gezeigt, dass bei einem erfindungsgemäßen Antrieb der Werkstückrotation über das äußere Umformwerk- zeug eine signifikant geringere Antriebsleistung zur Erzie- lung des gleichen Umformeffekts erforderlich ist wie bei Vorrichtungen, bei denen der Antrieb der Werkstückrotation nach dem beschriebenen Stand der Technik erfolgt . Eine mög- liche Erklärung für die signifikant geringere benötigte An- triebsleistung ist es, dass bei dem erfindungsgemäßen An- trieb der Werkstückrotation über die äußeren Umformwerkzeu- ge insgesamt geringere Reibungsverluste auftreten. Entspre- chend reicht es auch aus, die Geschwindigkeit bzw. die Drehzahl der äußeren Umformwerkzeuge so einzustellen, dass die Umfangsgeschwindigkeit der äußeren Umformwerkzeuge im Kontaktbereich mit dem Werkstück nur minimal größer ist als die Umfangsgeschwindigkeit an der Oberfläche des Werk- Stücks . Dabei ist es möglich, dass neben dem angetriebenen äußeren Umformwerkzeug weitere äußere Umformwerkzeuge in der glei- chen, zur Werkstückachse senkrechten Ebene an der Außenkon- tur des Werkstücks angreifen. Dabei kann es sich bei den weiteren äußeren Umformwerkzeugen ebenfalls um angetriebene aber auch um nicht angetriebene herkömmliche äußere Umform- werkzeuge handeln. Die äußeren Umformwerkzeuge werden dabei bevorzugt gleichmäßig über den Umfang des Werkstücks ver- teilt angeordnet, so dass sich die in radialer Richtung auf das Werkstück wirkenden Kräfte, die durch die einzelnen äu- ßeren Umformwerkzeuge aufgebracht werden, vorzugsweise ge- genseitig neutralisieren. Auf diese Weise kann sich das Werkstück am inneren Umformwerkzeug abstützen, ohne dass dieses in radialer Richtung wirkende Kräfte aufnehmen muss.

Ebenso ist es in vorteilhafter Weise denkbar, eine Mehrzahl äußerer Umformwerkzeuge entlang der Werkstückachse anzuord- nen. Bei einer derartigen Konfiguration kann eine Mehrzahl Umformschritte nach dem erfindungsgemäßen Verfahren am gleichen Werkstück in einem einzigen Durchlauf einer erfin- dungsgemäßen Vorrichtung durchgeführt werden. Dies ist ins- besondere dann vorteilhaft, wenn hohe Umformgrade erreicht werden sollen. Da sich hierbei mit jedem Umformschritt der äußere und/oder der innere Werkstückdurchmesser ändert, kann in besonders vorteilhafter Weise eine Anpassung der Antriebsparameter, insbesondere der Umfangsgeschwindigkeit des jeweiligen äußeren Umformwerkzeugs, an die Gegebenhei- ten der jeweiligen Umformzone erfolgen. Auf diese Weise können die Schlupf- und Reibungsverluste, die sich in den einzelnen, entlang der Werkstückachse hintereinander ange- ordneten Umformeinheiten ergeben, gezielt minimiert werden, wenn die Umformeinheiten gleichzeitig vom selben Werkstück durchlaufen werden. Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung, die mit einer noch effizienteren Nutzung der zur Verfügung gestellten An- triebskapazität einhergeht, besteht darin, dass die erfin- dungsgemäße Vorrichtung ein zweites äußeres Umformwerkzeug aufweist, welches vorzugsweise durch einen gemeinsamen An- trieb mit dem ersten Umformwerkzeug angetrieben ist. Hier- durch werden konstruktive Abwandlungen der erfindungsgemä- ßen Vorrichtung ermöglicht, die darauf abzielen, die von dem Antrieb bereit gestellte Antriebsleistung an einer Mehrzahl angetriebener Umformwerkzeuge abrufen zu können.

Dies ermöglicht in vorteilhafter Weise den Wechselbetrieb bei der Herstellung von Werkstücken in verschiedenen Werk- stückaufnahmeeinrichtungen einer erfindungsgemäßen Vorrich- tung. Dabei setzt sich eine Werkstückaufnahmeeinrichtung vorzugsweise aus einem Werkstücklager und einem Werkstück- widerlager zusammen, zwischen denen das Werkstück axial entlang der Werkstückachse verspannt. Ist nun eine Mehr- zahl, vorzugsweise zwei solcher Werkstückaufnahmeeinrich- tungen, einer gemeinsamen Antriebseinheit zugeordnet, so ist es möglich, dass in einer Werkstückaufnahmeeinheit die Umformung eines Werkstücks stattfindet, während eine andere Werkstückaufnahmeeinheit mit einem umzuformenden Werkstück bestückt wird oder ein umgeformtes Werkstück aus dieser Werkstückaufnahmeeinheit entnommen wird. Auf diese Weise können die Totzeiten, die bei der Beschickung einer Werk- Stückaufnahmeeinrichtung für den dieser Werkstückaufnahme- einrichtung zugeordneten Antrieb zwangsläufig entstehen, genutzt werden, um in einer anderen Werkstückaufnahmeein- richtung ein Werkstück umzuformen. Hieraus ergibt sich letztendlich eine Vorrichtung, welche die doppelte oder mehrfache Fertigungskapazität ermöglicht und dabei ledig- lich eine Antriebseinrichtung für das äußere Umformwerkzeug bzw. die äußeren Umformwerkzeuge benötigt.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren 1 bis 9 schematisch näher erläutert.

Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung einer beispielhaften erfindungsgemäßen Vorrich- tung,

Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung einer weiteren beispielhaften erfindungsgemäßen Vorrichtung mit zwei Werkstückaufnahmeein- richtungen, die entlang einer gemeinsamen Werkstückachse angeordnet sind,

Figur 3 zeigt ein beispielhaftes Werkstück in Form eines Kupplungsgehäuses vor und nach der Um- formung,

Figur 4 zeigt eine weitere beispielhafte erfindungs- gemäße Vorrichtung, die für die Fertigung langer Werkstücke ausgelegt ist, Figuren 5

und 6 - zeigen vergrößerte Darstellungen der in Fi- gur 4 dargestellten beispielhaften erfin- dungsgemäßen Vorrichtung,

Figur 7 - zeigt eine beispielhafte erfindungsgemäße

Vorrichtung, welche die gleichzeitige Ferti- gung langer Werkstücke in zwei Werkstückauf- nahmeeinrichtungen bei der Nutzung eines ge- meinsamen Antriebs ermöglicht,

Figur 8 - zeigt die in Figur 7 dargestellte Vorrich- tung aus einer anderen Perspektive,

Figur 9 - zeigt eine abgewandelte Form der in den Fi- guren 7 und 8 gezeigten Vorrichtung, bei der die Werkstückaufnahmeeinrichtungen derart angeordnet sind, dass in beiden Werkstück- aufnahmeeinrichtungen eine Bearbeitung mit der gleichen Vorschubrichtung erfolgen kann.

BESTER WEG ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG

Die in Figur 1 dargestellte beispielhafte erfindungsgemäße Vorrichtung 1 weist ein an einer Außenkontur eines Werk- stücks 2 angreifendes äußeres Umformwerkzeug 3 auf. Das äu- ßere Umformwerkzeug 3 ist im gezeigten Beispiel als Umform- rolle ausgestaltet. Die beispielhafte Vorrichtung 1 weist einen Antrieb 4 zum Antreiben des äußeren Umformwerkzeugs 3 auf. Eine ZuStelleinrichtung 5, die beispielsweise als ins- besondere hydraulischer Zylinder ausgeführt sein kann, er- möglicht die Zustellung des äußeren Umformwerkzeugs 3 in radialer Richtung. Die Zustellung in radialer Richtung dient dabei insbesondere dazu, den Außendurchmesser des Werkstücks 2, der sich in der Umformzone ergibt, vorzuge- ben.

Das innere Umformwerkzeug 6 ist im Fall der in Figur 1 ge- zeigten Vorrichtung als Dorn ausgebildet. In dieser bei- spielhaften Ausgestaltung übernimmt das als Dorn ausgebil- dete innere Umformwerkzeug 6 auch die Funktion des Werk- stücklagers und bildet gemeinsam mit dem Werkstückwiderla- ger 7 eine beispielhafte Werkstückaufnahmeeinrichtung. Das innere Umformwerkzeug 6 ist an einer Aufnahme 8 für das in- nere Umformwerkzeug aufgenommen. Dabei ist das innere Um- formwerkzeug 6 vorzugsweise drehbar relativ zur Aufnahme 8 gelagert, damit das innere Umformwerkzeug 6 den Bewegungen des fließenden Werkstoffs und/oder des rotierenden Werk- stücks in Umfangsrichtung folgen kann. Die Aufnahme 8 und damit das innere Umformwerkzeug 6 sind vorzugsweise entlang der Werkstückachse X verschieblich gelagert. Hierfür ist vorzugsweise eine Linearführung 10 vorgesehen, die die Auf- nahme 8 mit dem Maschinenrahmen 11 verbindet. Eine Vor- schubeinrichtung 9, die beispielsweise als Vorschubzylinder ausgebildet sein kann, sorgt im gezeigten Beispiel in vor- teilhafter Weise für die Durchführung der Vorschubbewegung. Dabei wirkt die Vorschubeinrichtung 9 vorzugsweise mit ei- ner Gegendruckeinrichtung 12 zusammen, welche dazu dient, über das Werkstückwiderlager 7 eine Gegenkraft entlang der Werkstückachse X auf das Werkstück auszuüben, so dass sich eine axiale Verspannung des Werkstücks zwischen dem Werk- Stückwiderlager 7 und dem als Werkstücklager wirkenden in- neren Umformwerkzeug 6 ergibt .

Das innere Umformwerkzeug 6 weist im gezeigten Beispiel in vorteilhafter Weise eine profilierte Oberfläche auf. Bei der Umformung fließt der plastifizierte Werkstoff in die Profilierung der Oberfläche des inneren Umformwerkzeugs . Auf diese Weise lassen sich Profilierungen an der Innenkon- tur des umgeformten Werkstücks erzeugen. Um nach erfolgter Umformung das Werkstück 2 wieder von dem inneren Umform- werkzeug 6 entfernen zu können, weist die beispielhafte er- findungsgemäße Vorrichtung 1 in vorteilhafter Weise eine Werkstückentfernungseinrichtung 13 zur Entfernung des Werk- stücks 2 von dem inneren Umformwerkzeug 6 auf . Die Werk- Stückentfernungseinrichtung 13 kann - wie im Beispiel ge- zeigt - als Abstreiteinrichtung ausgeführt sein. Im gezeig- ten Beispiel funktioniert diese derart, dass die Werkstück- entfernungseinrichtung entlang der Werkstückachse X relativ zum inneren Umformwerkzeug 6 bewegt wird, so dass ein auf dem inneren Umformwerkzeug 6 aufgenommenes Werkstück 2 von der Werkstückentfernungseinrichtung 13 erfasst und von dem inneren Umformwerkzeug 6 abgestreift wird.

Alternativ zu dem gezeigten Beispiel ist es möglich, eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1 mit einem inneren Umform- werkzeug 6, wie es beispielsweise aus EP 2 343 138 bekannt ist, auszustatten. Ein derartiges inneres Umformwerkzeug 6 zeichnet sich dadurch aus, dass die Position der Umformzone auf dem inneren Umformwerkzeug und damit der sich ergebende innere Werkstückdurchmesser, durch die relative Position von innerem Umformwerkzeug 6 und äußerem Umformwerkzeug 3 entlang der Werkstückachse X vorgegeben werden kann. Damit dies möglich ist, muss das Werkstück 2 relativ zum inneren Umformwerkzeug 6 entlang der Werkstückachse X verschieblich sein, d.h. in diesem Fall wird das innere Umformwerkzeug 6 regelmäßig nicht auch die Punktion des Werkstücklagers übernehmen können.

Dabei ist es grundsätzlich möglich, bei jedem der im Zusam- menhang mit der vorliegenden Erfindung beschriebenen Aus- führungsbeispiele abhängig von der Art des zu fertigenden Bauteils ein inneres Umformwerkzeug 6, wie es in der Figur 1 dargestellt ist, oder ein auf andere Weise gestaltetes inneres Umformwerkzeug 6, insbesondere ein inneres Umform- Werkzeug 6 im Sinne der EP 2 343 138, vorzusehen. Der mit dem jeweiligen Ausführungsbeispiel dargestellte Typ des in- neren Umformwerkzeugs 6 ist lediglich exemplarisch.

Dementsprechend ist das in Figur 2 dargestellte Ausfüh- rungsbeispiel beispielhaft mit zwei inneren Umformwerkzeu- gen 6.1 und 6.2 ausgestattet, welche dem in Figur 1 darge- stellten inneren Umformwerkzeug entsprechen.

In Figur 3 ist beispielhaft ein Werkstück 2.1 vor der Um- formung und ein Werkstück 2.2 nach der Umformung darge- stellt. Die Ansicht entlang der Achse und die Schnittdar- stellung des umgeformten Werkstücks 2.2 verdeutlichen, dass es möglich ist, Werkstücke 2.2 mit profilierten Innenkontu- ren zu fertigen, insbesondere dann, wenn das innere Umform- werkzeug 6.1 oder 6.2 eine entsprechende Profilierung sei- ner Außenkontur aufweist. Die in Figur 2 dargestellte beispielhafte erfindungsgemäße Vorrichtung 1 unterscheidet sich von der in Figur 1 darge- stellten beispielhaften erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 insbesondere dadurch, dass die Vorrichtung 1 eine erste Werkstückaufnahmeeinrichtung und eine zweite Werkstückauf- nahmeeinrichtung aufweist. Dabei sind beide Werkstückauf- nahmeeinrichtungen vorzugsweise auf der gleichen gemeinsa- men Werkstückachse X angeordnet . Die erste Werkstückaufnah- meeinrichtung wird im gezeigten Beispiel vorzugsweise durch ein als erstes Werkstücklager wirkendes erstes inneres Um- formwerkzeug 6.1 gebildet , welches zum axialen Verspannen eines Werkstücks 2 bevorzugt mit einem ersten Werkstückwi- derlager 7.1 zusammenwirkt. Entsprechend bildet vorzugswei- se ein zweites inneres Umformwerkzeug 6.2 in seiner Funkti- on als zweites Werkstücklager, welches weiter vorzugsweise mit dem zweiten Werkstückwiderlager 7.2 zusammenwirkt, eine zweite Werkstückaufnahmeeinrichtung .

Durch die zwei Werkstückaufnahmeeinrichtungen ist es in vorteilhafter Weise möglich, Werkstücke im Wechselbetrieb zwischen den einzelnen Werkstückaufnahmeeinrichtungen zu fertigen. Dabei wird jeweils die eine Werkstückaufnahmeein- richtung mit einem neuen Werkstück 2.1 bestückt oder es wird ein fertig umgeformtes Werkstück 2.2 entnommen, wäh- rend in der anderen Werkstückaufnahmeeinrichtung ein Werk- stück 2 umgeformt wird.

Entsprechend weist die dargestellte beispielhafte Vorrich- tung 1 ein erstes äußeres Umformwerkzeug 3.1 und ein zwei- tes äußeres Umformwerkzeug 3.2 auf, die durch einen gemein- samen Antrieb 4 angetrieben werden. Vorzugsweise sind dabei das erste äußere Umformwerkzeug 3.1 und das zweite äußere Umformwerkzeug 3.2 auf einer gemeinsamen Welle angeordnet. Jeweils eines der äußeren Umformwerkzeuge 3.1 und 3.2 ist auf einer einer der beiden Werkstückaufnahmeeinrichtungen zugewandten Seite der Umformeinheit 14 angeordnet. Im Zent- rum der Umformeinheit 14 ist so ein Raumbereich gebildet, in den das erste Widerlager 7.1 oder das zweite Widerlager 7.2 durch die Vorschubbewegung eines Werkstücks 2 zurück gedrängt werden kann. Der Raumbereich 15 wird so von beiden Werkstückwiderlagern 7.1 und 7.2, vorzugsweise zumindest derart von beiden Werkstückaufnahmeeinrichtungen, gemeinsam genutzt, dass eine Gegendruckeinrichtung 12, die auf beide Werkstückwiderlager 7.1 und 7.2 wirkt, in dem Raumbereich 15 angeordnet ist.

In den Figuren 4, 5 und 6 ist eine beispielhafte erfin- dungsgemäße Vorrichtung dargestellt, die sich insbesondere zur Fertigung langer Werkstücke, wie beispielsweise Masten für Beleuchtungseinrichtungen oder ähnliches, eignet. Diese vorteilhafte Ausführungsform zeichnet sich insbesondere da- durch aus, dass entlang der Werkstückachse X eine Mehrzahl - im dargestellten Beispiel drei - Umformeinheiten 14 hin- tereinander angeordnet ist. Die einzelnen Umformeinheiten 14 entsprechen dabei im gezeigten Beispiel in ihrem Aufbau vorzugsweise jeweils der in Figur 1 dargestellten beispiel- haften Umformeinheit 14. Wesentlicher Unterscheid zwischen der in Figur 4 und der in Figur 1 dargestellten Vorrichtung 1 ist die Gestaltung der Lagerung des Werkstücks 2 und des inneren Umformwerkzeugs 6. Das Werkstück 2 ist zwischen ei- nem Werkstücklager 16 und einem Werkstückwiderlager 7 axial entlang der Werkstückachse X verspannt. Das innere Umform- werkzeug 6 ist im gezeigten Beispiel vorzugsweise um die Werkstückachse X drehbar an einer Aufnahme 8 für das innere Umformwerkzeug aufgenommen. Die Aufnahme 8, das Werkstück- lager 16 und/oder das Werkstückwiderlager 7 sind entlang der Werkstückachse X verschieblich ausgebildet, insbesonde- re durch eine Linearführung 10 am Maschinenrahmen 11 aufge- nommen .

Während der Umformung mit der in Figur 4 dargestellten Vor- richtung 1 greift zunächst ein erstes äußeres Umformwerk- zeug 3.1 an der Außenkontur des Werkstücks 2 an. Mit fort- schreitender Vorschubbewegung gelangt der durch das erste äußere Umformwerkzeug 3.1 bereits umgeformte Bereich des Werkstücks 2 in den Wirkbereich des zweiten äußeren Umform- werkzeugs 3.2, welches einen weiteren Umformschritt an dem Werkstück 2 durchführt. Im gezeigten Beispiel durchläuft das Werkstück noch ein drittes äußeres Umformwerkzeug 3.3. Grundsätzlich ist es jedoch möglich, eine beliebige Anzahl äußerer Umformwerkzeuge nacheinander in der beschriebenen Art und Weise an dem Werkstück 2 angreifen zu lassen. Um die Lagerung derartig langer Werkstücke zu verbessern, können Unterstützungseinrichtungen 17 vorgesehen sein. Bei diesen kann es sich beispielsweise um Supportrollen han- deln. Die Unterstützungseinrichtungen 17 sind bevorzugt so ausgebildet, dass sie eine AbStützung des Gewichts des Werkstücks 2 ermöglichen, dabei gleichzeitig jedoch eine Bewegung des Werkstücks 2 zulassen. So kann es sich um Sup- portrollen handeln, die so orientiert sind, dass sie ein axiales Verschieben und/oder ein Rotieren um die Werkstück- achse X ermöglichen. Besonders bevorzugt sind die Support- rollen schwenkbar, so dass sie axiales Verschieben und Ro- tieren des Werkstücks 2 wahlweise ermöglichen bzw. Überla- gerungen von axialem Vorschub und Rotation durch eine ent- sprechende WinkelStellung zulassen können. In den Figuren 7 und 8 ist eine weitere vorteilhafte Aus- führungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt . Diese Vorrichtung 1 verfügt ebenfalls über ein erstes äußeres Um- formwerkzeug 3.1 und ein zweites äußeres Umformwerkzeug 3.2, die durch einen gemeinsamen Antrieb 4 angetrieben sind. Die Werkstückaufnahmeeinrichtungen sind an den von- einander abgewandten Seiten des gemeinsamen Antriebs 4 der äußeren Umformwerkzeuge 3.1 und 3.2 angeordnet . Die äußeren Umformwerkzeuge 3.1 und 3.2 sind vorzugsweise ebenfalls auf einer gemeinsamen Welle angeordnet.

Die beispielhaft dargestellten Werkstückaufnahmeeinrichtun- gen weisen vorzugsweise jeweils ein Werkstücklager 16.1 bzw. 16.2 auf. An der von dem Werkstücklager 16.1 bzw. 16.2 abgewandten Seite sind die Werkstücke 2 im gezeigten Bei- spiel lediglich durch einen Zentrierdorn 18 zentriert, kön- nen sich jedoch in axialer Richtung auf diesen aufschieben. Diese Art der Werkstücklagerung läßt sich selbstverständ- lich auch im Zusammenhang mit den vorstehend beschriebenen anderen Ausführungsbeispielen realisieren. Ebenso ist es möglich, die in den Figuren 7 und 8 gezeigte Vorrichtung mit einem Werkstückwiderlager im Sinne der vorstehenden Ausführungsbeispiele auszustatten.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 weist nun den Vorteil auf, dass mit einer Antriebseinheit 4 Werkstücke in beiden Werkstückaufnahmeeinrichtungen bearbeitet werden können.

Dabei ist in vorteilhafter Weise eine Zustellung der äuße- ren Umformwerkzeuge 3.1 und 3.2 möglich, indem die gemein- same Achse der äußeren Umformwerkzeuge 3.1 und 3.2 um eine Zustellachse Z verschwenkt wird. Vorzugsweise ist dabei die gesamte Umformeinheit 14 mit dem Antrieb und den mit diesem über eine, vorzugsweise gemeinsame, Welle verbundenen Um- formwerkzeugen 3.1 und 3.2 verschwenkbar gelagert. Die Zu- stellachse Z verläuft vorzugsweise senkrecht zu der durch die Werkstückachsen X.l und X.2 definierten Ebene. Die ge- meinsame Rotationsachse R der Umformwerkzeuge 3.1 und 3.2 verläuft so während der Umformung in einem spitzen Winkel zur ersten Werkstückachse X.l und/oder zur zweiten Werk- Stückachse X.2.

In Figur 9 ist eine Abwandlung der in den Figuren 7 und 8 dargestellten Vorrichtung 1 gezeigt, die sich lediglich da- rin unterscheidet, dass die Vorschubrichtung der Werkstücke 2 entlang der ersten und zweiten Werkstückachse X.l und X.2 in die gleiche Richtung gerichtet sind. Bei der in den Fi- guren 7 und 8 dargestellten Ausführungsform sind die Vor- schubrichtungen dagegen gegenläufig . Bei sämtlichen dargestellten Ausführungsbeispielen ist es möglich, dass weitere Umformwerkzeuge 19 vorhanden sind, die in der gleichen zur Werkstückachse X senkrechten Ebene an dem Werkstück 2 angreifen, wie ein erfindungsgemäß ange- triebenes Umformwerkzeug 3. Die weiteren Umformwerkzeuge 19 können dabei ebenfalls angetrieben sein. Es kann sich auch um antriebslose Umformwerkzeuge 19 handeln. Diese sind be- vorzugt so über den Umfang verteilt angeordnet, dass sich die radial ausgeübten Kräfte der einzelnen Umformwerkzeuge aufheben. Auf diese Weise kann sich die Innenkontur des Werkstücks 2 während der Umformung am inneren Umformwerk- zeug 6 aufstützen, ohne dass dieses mit Biegemomenten be- lastet wird.