DE19956954C1 - Trennwerkzeug - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Trennwerkzeug zum kontinuierlichen, spanlosen Abtrennen einzelner, untereinander gleicher Teile von rotationssymmetrischen Werkstücken, bestehend aus einem Grundkörper, der in den Endbereichen einlaufseitig eine Schlupffase und auslaufseitig einen Kalibrierabschnitt aufweist und dazwischen ein schraubenlinienförmig ausgebildeter Schneidgewindegang mit ansteigender Wendelhöhe angeordnet ist, der einen Einlaufabschnitt und daran anschließend einen nahezu zylindrisch ausgebildeten Hauptabschnitt aufweist. Dabei ist zwischen Hauptabschnitt (HA) und Kalibrierabschnitt (KA) ein Trennabschnitt (TA) angeordnet und die Steigung alpha in den einzelnen Abschnitten (EA, HA, TA, KA) unterschiedlich, wobei die Steigung alpha durch eine Kombination der Breite (6) der Wendel (3) und des Abstandes (7) (Grundbreite) zwischen zwei benachbart liegenden Wendelgängen des Schneidgewindeganges bestimmt wird und die Höhenzunahme (4) der Wendel (3) eine abhängige Größe zur Wendelsteigung ist.
Description
Die Erfindung betrifft ein Trennwerkzeug zum kontinuierlichen, spanlosen Abtrennen
einzelner, untereinander gleicher Teile von rotationssymmetrischen Werkstücken
gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Ein gattungsbildendes Trennwerkzeug ist aus der WO 95/29777 A1 bekannt. Bei dieser,
bekannten Einrichtung sind um das zu bearbeitende rohrförmige Werkstück drei
gleichsinnig angetriebene und formschlüssig miteinander gekoppelte Schneidwalzen
angeordnet. Jede Schneidwalze besteht aus einem Grundkörper, der in den
Endbereichen eine Schlupffase sowie einen Kalibrierabschnitt und dazwischen einen
Gewindeabschnitt mit gewindeförmigen Schneiden aufweist. Die Schneiden weisen
im Längsschnitt gesehen einen spitz ausgeformten Schneidenkopf und einen
Schneidenfuß mit im wesentlichen senkrecht zur jeweiligen Walzenachse gerichtete
Flanken auf, deren Breite vom Einlauf zum Auslauf hin zunimmt. Der Konturengrund
zwischen den Schneiden der Schneidwalze liegt im wesentlichen parallel zur
Walzenachse und jede Schneidwalze weist vom Anfang zum Ende hin eine Zunahme
des Durchmessers auf.
Dieses bekannte Trennwerkzeug hat den Nachteil, daß der in der Praxis auftretende
radiale Werkstoff-Fluß keine Berücksichtigung findet und somit die Herstellung von
Teilen mit exakter Formenkontur (gerade, ebene Stirnflächen und exakt zylindrisch
geformte Mantelfläche) nicht bzw. nur bedingt mit großem Aufwand möglich ist. Die
Gratausbildung kann gezielt nicht beeinflußt werden, so daß der Materialverlust bei
der nachfolgenden mechanischen Bearbeitung des Rohteiles hoch ist. Die
Kalibriereinstellung, d. h. der genaue Enddurchmesser des Rohteiles ist nur
beschränkt möglich und stets vom Schneidwalzenverschleiß und von der
Walzeneinstellung abhängig. Rohteile mit größerem oder geringerem
Außendurchmesser als das eingesetzte rotationssymmetrische Werkstück sind mit
dem bekannten Trennwerkzeug nicht herstellbar. Außerdem ist die Standzeit des
bekannten Trennwerkzeuges infolge hohen Verschleißes unbefriedigend.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Trennwerkzeug anzugeben, das eine höhere
Standzeit infolge verringertem Verschleiß aufweist, mit dem eine bessere Qualität
hinsichtlich der Formgenauigkeit der Rohteile erreichbar ist und mit dem der
Materialverlust minimiert werden kann. Eine weitergehende Aufgabe besteht darin,
Rohteile mit größerem oder kleinerem Außendurchmesser als der
Ausgangsdurchmesser des eingesetzten rotationssymmetrischen Werkstückes
herstellen zu können.
Die Grundaufgabe wird ausgehend vom Oberbegriff in Verbindung mit den
kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen
sind jeweils Gegenstand von Unteransprüchen.
Nach der Lehre der Erfindung ist zwischen Hauptabschnitt und Kalibrierabschnitt ein
Trennabschnitt angeordnet und die Steigung in den einzelnen Abschnitten ist
unterschiedlich, wobei die Steigung durch eine Kombination der Breite der Wendel
und des Abstandes zwischen zwei benachbart liegenden Wendeln (Grundbreite) des
Schneidgewindeganges bestimmt wird und die Höhenzunahme der Wendel eine
abhängige Größe zur Wendelsteigung ist. Durch diese Ausbildung wird der zu
erwartende radiale Werkstofffluß besser berücksichtigt und durch gute Füllung des
Zwischenraumes zwischen den Wendeln bis zum Walzengrund eine optimale
Formenkontur des Rohteiles erreicht. Gleichzeitig wird infolge einer Verminderung der
Flankendrücke bzw. der Sicherstellung gleicher Drücke auf beiden Seiten der Flanken
der Wendet deren Verschleiß gesenkt und somit die Standzeit der Schneidwalzen
erhöht.
Die einzelnen Abschnitte der vorgeschlagenen Schneidwalze übernehmen die
nachfolgend genannten Funktionen.
Nur zum Zentrieren und Führen des einlaufenden rotationssymmetrischen
Werkstückes.
Beginn des Schneidgewindeganges. Diese ersten Wendelgänge sollen das
Werkstück greifen und Zug auf das Werkstück ausüben. Vorzugsweise nimmt
der Grunddurchmesser in diesem Abschnitt zu, d. h. der Abschnitt ist leicht konisch.
In diesem Abschnitt nimmt die Wendelhöhe stark zu. Es ist der Beginn des
eigentlichen Trennvorganges, wobei dabei der stirnseitige Grat entsteht. Dieser
Abschnitt reicht bis zur gerade eben erfolgten Durchtrennung des
Werkstückes.
Üblicherweise ist dieser Abschnitt mit einem oder mehreren Wendelgängen
versehen. Dadurch wird sichergestellt, daß auch bei Verschleiß der
Wendelgänge, der sich auch in einer Verringerung der Wendelhöhe bemerkbar
macht, die Trennung sicher erfolgt. In diesem Abschnitt werden die
Stirnflächen endgültig ausgeformt.
In diesem Abschnitt wird der endgültige Außendurchmesser des Rohteiles
eingestellt und die exakte zylindrische Form sichergestellt. Üblicherweise weist
dieser Abschnitt keine Wendelgänge auf. In Sonderfällen werden auch in
diesem Abschnitt Wendelgänge angeordnet. Der Grunddurchmesser in diesem
Abschnitt ist geringfügig höher als im vorhergehenden Trennabschnitt. Eine Art
"Vorkalibrierung" kann auch im vorhergehenden Trennabschnitt einsetzen.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung steht im Einlaufabschnitt und im
Übergang zum Hauptabschnitt die die Höhenzunahme der Wendel tangierende
Steigungsgerade in etwa senkrecht zur Wendelsteigung (Winkel α). Dies beeinflußt
im positiven Sinne die Größe des entstehenden Grates und das Verschleißverhalten
der Wendel.
Die Materialverdrängung kann auch dadurch optimiert werden, wenn man nach einem
weiteren Merkmal der Erfindung den Grunddurchmesser in den einzelnen Abschnitten
der Schneidwalze anpaßt. Als günstig hat sich herausgestellt, wenn in den einzelnen
Abschnitten der Grunddurchmesser jeweils konstant ist, aber in Transportrichtung
gesehen ständig zunimmt. Eine weitere Maßnahme in gleicher Richtung betrifft die
Ausbildung des Walzengrundes. Vorteilhaft ist eine geringfügig konisch oder
unsymmetrisch konkave Ausbildung, wobei der Anstieg in Transportrichtung liegt.
Die Art der Gratausbildung wird insbesondere durch die Ausbildung des
Kopfbereiches der Wendel beeinflußt. Als vorteilhaft hat sich herausgestellt, wenn im
Einlaufabschnitt der Kopfbereich spitz mit einem Spitzwinkel < 90 Grad und im
übrigen Bereich flach ausgebildet ist. Eine Variante stellt die Ausbildung des
Kopfbereiches der Wendel im Einlaufabschnitt als Doppelspitze dar.
Je nach Anforderung kann es günstig sein, wenn der Kopfbereich der Wendel im
Einlauf- und Hauptabschnitt einseitig spitz ausgeformt ist, wobei die Spitze der
Einlaufseite mal zu- und mal abgewandt ist und der Wechsel nach jeweils 360° mit
einem Übergangsbereich erfolgt.
Beim bekannten Stand der Technik ist der Kalibrierabschnitt integraler Bestandteil der
Schneidwalzen. Das wird als nachteilig angesehen, da bei Verschleiß dieses
Abschnittes die gesamte Schneidwalze ausgewechselt werden muß. Um dieses
Problem zu überwinden, wird nach einem weiteren Merkmal der Erfindung der
Kalibrierabschnitt auswechselbar angeordnet und zwar so, daß der Trennabschnitt
das Ende der Schneidwalze bildet und nach den Lagern für die Schneidwalzen
auswechselbar mindestens zwei Kalibrierrollen angeordnet sind.
Vorzugsweise ist mindestens eine Kalibrierrolle formschlüssig mit der Welle der
Schneidwalze verbunden und mindestens eine Kalibrierrolle ist nachgiebig federnd
auf der Weile gelagert. Mit dieser Anordnung ist es möglich, über Druckrollen die
Achsposition der nachgiebig gelagerten Kalibrierrolle so einzustellen, daß das Rohteil
mit einem ein geringes Toleranzmaß aufweisenden Außendurchmesser die
Trennanlage verläßt.
Als günstig hat sich herausgestellt, wenn der Durchmesser der Kalibrierrolle
mindestens 2% größer ist als der Grunddurchmesser im Trennabschnitt der
Schneidwalze und die Breite der Kalibrierrolle größer ist als eine Breite der Rohteile,
vorzugsweise das Zweifache der Breite des Rohteiles. Die optimale Festlegung der
Breite der Kalibrierrollen gilt in gleicher Weise auch für den integrierten
Kalibrierabschnitt.
Um den Verschleiß der Schneidwalzen weiter zu minimieren, wird darüber hinaus
vorgeschlagen, die Schneidwalze mehrteilig zu machen und die einzelnen Abschnitte
aus unterschiedlichen Werkstoffen herzustellen. Vorzugsweise werden die
Schlupffase und der Einlaufabschnitt aus einem Werkstoff mit hohem
Verschleißwiderstand hergestellt, während der Haupt- und Trennabschnitt aus einem
konventionellen Warmarbeitsstahl hergestellt sind. Beispielsweise ist ein solcher
Warmarbeitsstahl eine Stahlgüte mit der Bezeichnung X 32 CrMoV 3.3 mit einer Härte
im Bereich von 48 bis 51 HRC. Für den Werkstoff mit erhöhtem Verschleißwiderstand
wird beispielhaft eine Spezialgüte mit der Bezeichnung Thyrotherm 2999 EFS Supra
mit einer Härte im Bereich von 54 bis 57 HRC einer hohen
Temperaturwechselbeständigkeit und hohem Warmverschleißwiderstand verwendet.
Alternativ kann man die Schneidwalze einteilig ausbilden und unterschiedliche
Festigkeits- und Zähigkeitswerte durch gezieltes Beschichten erreichen.
Beispielsweise kann man auf einem einheitlichen Grundkörper durch Pulverauftrag-
Schweißen in der Schlupffase und im Einlaufabschnitt eine verschleißfeste
Hartstofflegierung aufbringen. Man kann auch mit einer Dünnbeschichtung (Sputtern
einer Hartstofflegierung), wie z. B. TiAlN arbeiten und diese auf den Einlaufabschnitt
und/oder auf den Kalibrierabschnitt auftragen.
Mit einer Variation der Oberflächenstruktur in den einzelnen Abschnitten der
Schneidwalze sind ebenfalls Verbesserungen zu erreichen. Beispielsweise weist der
Kalibrierabschnitt eine polierte und alle übrigen Bereiche eine gefräste
Oberflächenstruktur auf. Die gewählte Oberflächenstruktur kann man in vorteilhafter
Weise mit der Art der Beschichtung kombinieren.
Alle genannten Maßnahmen führen einzeln und in Kombination zu einer
Verbesserung des radialen Werkstofflusses und zu einer Senkung des Verschleißes
und damit zu einer Erhöhung der Standzeit der Schneidwalzen. Außerdem ist mit der
separaten Kalibrierung die Herstellung von Rohteilen mit größerem oder geringerem
Außendurchmesser als dem Durchmesser des Ausgangswerkstückes möglich.
In der Zeichnung ist anhand mehrerer Beispiele die Variantenvielfalt der
Ausgestaltung der Schneidwalzen dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 in einer Längsansicht eine erfindungsgemäß ausgebildete
Schneidwalze
Fig. 2 Darstellung des Zusammenhanges zwischen Höhenzunahme der
Wendel und Steigung der Wendel
Fig. 3 wie Fig. 1, aber eine andere Ausbildung des Grundkörpers
Fig. 4 Gratausbildung am abgetrennten Rohteil nach dem Stand der Technik
Fig. 5 Formenkontur des abgetrennten Rohteiles
Fig. 6-10 in einem Teillängsquerschnitt verschiedene Ausgestaltungen des
Schneidgewindeganges
Fig. 11 im Längsquerschnitt eine erfindungsgemäße Anordnung des
Kalibrierteiles
Fig. 1 zeigt in einer Längsansicht eine erfindungsgemäß ausgebildete Schneidwalze
1. Sie besteht aus einem Grundkörper 2, der in Transportrichtung 16 des
abzutrennenden rotationssymmetrischen Werkstückes gesehen in verschiedene
Abschnitte unterteilt ist. Einlaufseitig weist der Grundkörper 2 eine Schlupffase SF
auf, die stark konisch ausgebildet ist. Daran schließt sich ein Einlaufabschnitt EA an,
der übergeht in einen Hauptabschnitt HA. Es folgt ein Trennabschnitt TA sowie ein
Kalibrierabschnitt KA. Die einzelnen Abschnitte haben, bezogen auf den
Gesamtprozeß, folgende Einzelfunktionen. Die Schlupffase SF, die keine Wendel
aufweist, dient nur zum Zentrieren und Führen des einlaufenden
rotationssymmetrischen Werkstückes. Der Einlaufabschnitt EA ist gekennzeichnet
durch den Beginn der Wendel 3. In diesem Abschnitt wird das Werkstück gegriffen
und Zug ausgeübt. Im Hauptabschnitt HA nimmt die Wendelhöhe 4 zu und es beginnt
der eigentliche Trennvorgang. Dabei entsteht stirnseitig ein Grat am Rohteil (siehe
Fig. 5). Der Hauptabschnitt HA reicht bis zur gerade eben erfolgten Trennung. Der
nachfolgende Trennabschnitt TA ist mit einem oder mehreren Wendelgängen
versehen, damit auch bei Verschleiß der Wendelgänge, was auch eine Abnahme der
Wendelhöhe 4 bedeutet, die Trennung sichergestellt ist. In diesem Abschnitt werden
auch die Stirnflächen des Rohteiles endgültig geformt. Der Kalibrierabschnitt KA kann
mit und ohne Wendelgang ausgebildet sein. Dieser Abschnitt ist wichtig für die exakte
Kalibrierung des Außendurchmessers und für die exakte zylindrische Form des
Rohteiles. Die Breite dieses Kalibrierabschnittes KA soll größer sein als die Breite des
abzutrennenden Rohteiles. Vorzugsweise beträgt die Breite des Kalibrierabschnittes
KA das Zweifache der Breite des abzutrennenden Rohteiles. Der Durchmesser 5 des
Grundkörpers 2 ist über die Länge der Schneidwalze 1 gesehen verschieden. Nach
der Schlupffase SF steigt der Anfangsdurchmesser 5.1 an auf einen End-
Durchmesser 5.2 am Ende des Einlaufabschnittes EA. Dies bedeutet, daß der
Einlaufabschnitt EA leicht konisch ist. Danach bleibt der Durchmesser 5.2 konstant bis
zum Ende des Trennabschnittes TA. Im Kalibrierabschnitt KA ist der Durchmesser 5.3
geringfügig größer als der Durchmesser 5.2 im vorhergehenden Abschnitt TA. Die
Steigung α der Wendel 3 (Fig. 2) wird bestimmt durch eine Kombination von
Wendelbreite 6 und Grundbreite 7. Die Grundbreite 7 ist der Abstand zwischen zwei
aufeinanderfolgenden Wendelgängen. Der Darstellung in Fig. 1 ist zu entnehmen,
daß die Steigung α in den einzelnen Abschnitten unterschiedlich ist. Im
Einlaufabschnitt EA nimmt die Wendelbreite 6 stark zu und die Grundbreite 7 nimmt
ab. Im Hauptabschnitt HA ist die Wendelbreite 6 und die Grundbreite 7 konstant,
während im Trennabschnitt TA die Wendelbreite 6 abnimmt und die Grundbreite 7
zunimmt.
In Fig. 2 ist der Zusammenhang zwischen Zunahme der Wendelhöhe 4 und der
Steigung (Winkel α) dargestellt. Erfindungsgemäß steht die die Wendelhöhe 4
tangierende Gerade 8 senkrecht zur Steigungsgerade 9 der Wendel 3. Die
dargestellte Abhängigkeit gilt aber nur für den Bereich des Einlaufabschnittes EA und
für den Übergang zum Hauptabschnitt HA.
Fig. 3 zeigt als Prinzipdarstellung eine mögliche Abstufung des Durchmessers 5 des
Grundkörpers 2, wobei die Durchmesser im jeweiligen Abschnitt immer konstant sind.
Der Durchmesser 5.1 des Einlaufabschnittes EA ist der maximale Durchmesser der
Schlupffase SF. Der Durchmesser 5.2 im Hauptabschnitt HA ist größer als der im
Einlaufabschnitt EA, wobei dieser Durchmessersprung mittels eines
Übergangsbereiches ÜA erreicht wird, dessen Durchmesser 5.12 ein Mittelwert ist
zwischen dem Durchmesser 5.1 des Einlaufabschnittes EA und dem Durchmesser 5.2
des Hauptabschnittes HA. Auch im Trennabschnitt TA bleibt der Durchmesser 5.2 des
Hauptabschnittes HA erhalten. Der nächste Durchmessersprung erfolgt erst beim
Übergang in den Kalibrierabschnitt KA, dessen Durchmesser 5.3 geringfügig größer
ist als der im Hauptabschnitt HA.
Fig. 4 zeigt die Gratausbildung am abgetrennten Rohteil 11 nach dem Stand der
Technik. Die ausschnittsweise dargestellte Schneidwalze 10 ist mit einer Wendel 12
ausgestattet, deren Schneidkopf 13 spitz ausgeformt ist. Dies ist von Nachteil, wie der
Querschnitt des Rohteiles 11 zeigt. Beim Trennen fließt das Material in den durch die
Spitzausformung der Wendel 12 sich ergebenden Zwischenraum und führt zum
zipfelartig ausgebildeten Grat 14, 14'. Das führt zum einen zu hohen Materialverlusten
bei der nachfolgenden mechanischen Bearbeitung und zu längeren
Bearbeitungszeiten. Außerdem wird die Zuführung der Rohteile 11 in die
Bearbeitungsmaschine erschwert, da diese sich durch die Gratausbildung gegenseitig
verhaken können.
Fig. 5 zeigt im Querschnitt ein Rohteil 15, wie es sich nach Einführung der ersten
Verbesserungsmaßnahmen darstellt. Der Pfeil 16 gibt die Transportrichtung in der
Trennvorrichtung an. Charakteristisch ist die Ausbildung eines Innengrates 17, 18
infolge des stützlosen Abtrennens, wobei in Transportrichtung 16 gesehen der zweite
Grat 18 stärker ausgebildet ist als der erste 17. Ein zweites Charakteristikum ist die
Eindellung 19 im Bereich der Mantelfläche 20. Diese Eindellung 19 liegt nicht
symmetrisch zur Mittelachse 21, sondern etwas versetzt - entgegengesetzt zur
Transportrichtung 16.
In den Fig. 6-10 sind in Form eines Teillängsquerschnittes verschiedene
Ausgestaltungen des Schneidgewindeganges dargestellt. Gemäß der Darstellung in
Fig. 4 ist im Einlaufabschnitt EA und im Hauptabschnitt HA die Wendel 3 im
Kopfbereich spitz ausgeformt. Dagegen zeigt der Kopfbereich der Wendel 3 im
Trennabschnitt TA und im Kalibrierabschnitt KA eine abgeflachte Form. Die
abgeflachte Form der Wendel 3 ist von Bedeutung zur Vermeidung der in Fig. 4
dargestellten zipfelartigen Gratausbildung. Eine Variante zeigt Fig. 7. Danach ist die
spitze Form der Wendel 3 im Einlaufabschnitt EA und im Hauptabschnitt HA als
Doppelspitze ausgebildet.
Fig. 8 zeigt eine weitere Ausgestaltung der Wendel 3. Diese ist durch eine einseitige
spitze Form gekennzeichnet, wobei in Transportrichtung 16 gesehen die Spitze der
Einlaufseite mal zu- und mal abgewandt ist, wobei der Wechsel nach jeweils 360° mit
einem Übergangsbereich erfolgt.
Um den radialen Werkstoff-Fluß zu verbessern, wird alternativ bzw. zusätzlich die
Mantelfläche des Grundkörpers 2 variiert. Fig. 9 zeigt eine Ausgestaltung, wonach
die Mantelfläche 22 zwischen den einzelnen Gängen der Wendel 3 leicht konisch ist
(zeichnerisch übertrieben dargestellt). Dabei erfolgt der Anstieg in Transportrichtung
16. Auch bei der Ausgestaltung gemäß Fig. 10 ist die konkav ausgebildete
Mantelfläche 23 nicht symmetrisch zwischen den Gängen der Wendel 3 angeordnet,
sondern ebenfalls leicht ansteigend in Transportrichtung 16.
Eine weitere verbessernde Maßnahme ist in Fig. 11 dargestellt. Es zeigt den
Auslaufbereich einer Trennvorrichtung. Charakteristisch für die neue Anordnung ist,
daß die jeweiligen Schneidwalzen 1, 1' mit dem schon zuvor erläuterten
Trennabschnitt TA abschließt. Der bisher übliche Kalibrierabschnitt KA wird hier
ersetzt durch Kalibrierrollen 24, 24'. Diese schließen aber nicht direkt an den
Trennabschnitt TA an, sondern nach dem jeweiligen Lager 25, 25' für die
Schneidwalze 1, 1'. Die Kalibrierrollen 24, 24' sind auf den die Schneidwalzen 1,1'
antreibenden Wellen 26, 26' angeordnet. Vorzugsweise ist eine Kalibrierrolle 24
formschlüssig mit der Welle 26 verbunden, während die zweite Kalibrierrolle 24' mit
Spiel lose auf der Welle 26' sitzt.
Durch hier nicht dargestellte Druckrollen kann die Achslage der lose angeordneten
Kalibrierrolle 24' verändert werden und somit das Kalibriermaß. Als vorteilhaft hat sich
herausgestellt, wenn die Breite 27 der jeweiligen Kalibrierrolle 24, 24' größer ist als die
Breite 28 des abgetrennten Rohteiles, vorzugsweise zweifach so groß ist. Von
Bedeutung ist auch das Verhältnis des Durchmessers 30 der jeweiligen Kalibrierrolle
24, 24' zum Durchmesser 5.3 des Trennabschnittes TA. Der Durchmesser 30 sollte
mindestens 2% größer sein als der letztgenannte Durchmesser 5.3. Um die
abgetrennten Rohteile 29 leichter fassen zu können, weist die jeweilige Kalibrierrolle
24, 24' einen konischen Anlaufteil 31, 31' auf.
Claims (27)
1. Trennwerkzeug zum kontinuierlichen, spanlosen Abtrennen einzelner,
untereinander gleicher Teile von rotationssymmetrischen Werkstücken,
bestehend aus einem Grundkörper, der in den Endbereichen einlaufseitig eine
Schlupffase und auslaufseitig einen Kalibrierabschnitt aufweist und
dazwischen ein schraubenlinienförmig ausgebildeter Schneidgewindegang mit
ansteigender Wendelhöhe angeordnet ist, der einen Einlaufabschnitt und
daran anschließend einen nahezu zylindrisch ausgebildeten Hauptabschnitt
aufweist,
dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen Hauptabschnitt (HA) und Kalibrierabschnitt (KA) ein
Trennabschnitt (TA) angeordnet ist und die Steigung α in den einzelnen
Abschnitten (EA, HA, TA, KA) unterschiedlich ist, wobei die Steigung α durch
eine Kombination der Breite (6) der Wendel (3) und des Abstandes (7)
(Grundbreite) zwischen zwei benachbart liegenden Wendelgängen des
Schneidgewindeganges bestimmt wird und die Höhenzunahme (4) der Wendel
(3) eine abhängige Größe zur Wendelsteigung ist.
2. Trennwerkzeug nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß im Einlaufabschnitt (EA) die Breite (6) der Wendel (3) zunimmt und
die Grundbreite (7) abnimmt und im Hauptabschnitt (HA) die Breite (6) der
Wendel (3) und die Grundbreite (7) konstant sind und im Trennabschnitt (TA)
die Breite (6) der Wendel (3) abnimmt und die Grundbreite (7) zunimmt.
3. Trennwerkzeug nach Anspruch 1 und 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß im Einlaufabschnitt (EA) und im Übergang zum Hauptabschnitt (HA) die
die Höhenzunahme (4) der Wendel (3) tangierende Steigungsgerade (8) in
etwa senkrecht zur Wendelgeraden (9) steht.
4. Trennwerkzeug nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Durchmesser (5) innerhalb der einzelnen Abschnitte (EA, HA, TA, KA)
jeweils konstant ist, aber die Durchmesser der einzelnen Abschnitte (EA, HA, TA, KA) untereinander in Transportrichtung (16) gesehen ständig zunehmen.
5. Trennwerkzeug nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Durchmesser (5.1) im Einlaufabschnitt (EA) dem größten
Durchmesser der Schlupffase (SF) entspricht und der Durchmesser (5.2)
im Haupt- (HA) und Trennabschnitt (TA) geringfügig größer ist als im
Einlaufabschnitt (EA) und der Durchmesser (5.3) im Kalibrierabschnitt
(KA) größer ist als im Haupt- (HA) und Trennabschnitt (TA).
6. Trennwerkzeug nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß im Einlauf- (EA) und Hauptabschnitt (HA) ein Übergangsbereich (ÜA)
angeordnet ist, dessen Durchmesser (5.12) in etwa dem Mittelwert der
Durchmesser (5.1, 5.2) von Einlaufabschnitt (EA) und Hauptabschnitt
(HA) entspricht.
7. Trennwerkzeug nach Anspruch 1 und 4-6,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Walzengrund (22, 23) geringfügig konisch oder unsymmetrisch konkav
ausgebildet ist, wobei der Anstieg in Transportrichtung (16) liegt.
8. Trennwerkzeug nach einem der Ansprüche 1-7,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Kopfbereich der Wendel (3) in den einzelnen Abschnitten
(EA, HA, TA, KA) unterschiedlich ausgebildet ist.
9. Trennwerkzeug nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Kopfbereich der Wendel (3) im Einlauf- (EA) und im Hauptabschnitt
(HA) spitz mit einem Spitzwinkel < 90 Grad und im übrigen Bereich (TA, KA)
flach ausgebildet ist.
10. Trennwerkzeug nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Übergang von spitz auf flach gleitend erfolgt und die Abflachung
parallel zur Walzenachse liegt.
11. Trennwerkzeug nach Anspruch 9 und 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Kopfbereich der Wendel (3) im Einlauf- (EA) und im Hauptabschnitt
(HA) als Doppelspitze ausgebildet ist.
12. Trennwerkzeug nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Kopfbereich der Wendel (3) im Einlauf- (EA) und Hauptabschnitt (HA)
einseitig spitz ausgeformt ist, wobei die Spitze mal der Einlaufseite zu- und mal
abgewandt ist und der Wechsel nach jeweils 360° mit einem Übergangsbereich
erfolgt.
13. Trennwerkzeug nach einem der Ansprüche 1-12,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Trennabschnitt (TA) das Ende der Schneidwalze (1, 1') bildet und nach
den Lagern (25, 25') für die Schneidwalze (1, 1') auswechselbar mindestens
zwei Kalibrierrollen (24, 24') angeordnet sind.
14. Trennwerkzeug nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß mindestens eine Kalibrierrolle (24) formschlüssig mit der Welle (26) der
Schneidwalze (1) verbunden ist und mindestens eine Kalibrierrolle (24')
nachgiebig federnd auf der Welle (26') gelagert ist.
15. Trennwerkzeug nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet,
daß die lose gelagerte (n) Kalibrierrolle (24') (n) mittels Druckrollen von außen
abgestützt ist (sind).
16. Trennwerkzeug nach einem der Ansprüche 13-15,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Durchmesser der Kalibrierrolle (24, 24') mindestens 2% größer ist als
der Durchmesser (5.2) im Trennabschnitt (TA) der Schneidwalze (1, 1').
17. Trennwerkzeug nach einem der Ansprüche 13-16,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Breite (27, 27') der Kalibrierrolle (26, 26') größer ist als eine Breite (28)
der Rohteile (29).
18. Trennwerkzeug nach Anspruch 17,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Breite (27, 27') der Kalibrierrolle (24, 24') dem Zweifachen der Breite
(28) der Rohteile (29) entspricht.
19. Trennwerkzeug nach einem der Ansprüche 13-18,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Kalibrierrolle (24, 24') eine Einlaufschräge (31, 31') aufweist.
20. Trennwerkzeug nach einem der Ansprüche 1-19,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Schneidwalze mehrteilig ist und einzelne Abschnitte der
Schneidwalzen aus unterschiedlichen Werkstoffen hergestellt sind.
21. Trennwerkzeug nach Anspruch 20,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Schlupffase (SF) und der Einlaufabschnitt (EA) aus einem Werkstoff
mit hohem Verschleißwiderstand, der Haupt- (HA) und Trennabschnitt (TA) aus
einem konventionellen Warmarbeitsstahl besteht.
22. Trennwerkzeug nach einem der Ansprüche 1-19,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Schneidwalze einteilig ist und auf einem einheitlichen Grundkörper (2)
in den einzelnen Abschnitten Beschichtungen aus unterschiedlichen
Werkstoffen aufgetragen sind.
23. Trennwerkzeug nach Anspruch 22,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Schlupffase (SF) und der Einlaufabschnitt (EA) eine mittels
Pulverauftrag-Schweißen aufgebrachte Deckschicht aus einem Werkstoff mit
hohem Verschleißwiderstand aufweisen.
24. Trennwerkzeug nach Anspruch 22,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Einlauf- (EA) und der Kalibrierabschnitt (KA) eine mittels Sputtern
aufgebrachte Dünnschicht aus einer Hartstofflegierung aufweist.
25. Trennwerkzeug nach Anspruch 24,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Hartstofflegierung TiAlN ist.
26. Trennwerkzeug nach einem der Ansprüche 1-25,
dadurch gekennzeichnet,
daß einzelne Abschnitte der Schneidwalze eine unterschiedliche
Oberflächenstruktur aufweisen.
27. Trennwerkzeug nach Anspruch 26,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Kalibrierabschnitt (KA) eine polierte und alle übrigen Bereiche (SF, EA,
HA, TA) eine gefräste Oberflächenstruktur aufweisen.
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