用於零件表面處理的方法和裝置以及應用的製作方法

2023-05-26 12:35:01 4

專利名稱：用於零件表面處理的方法和裝置以及應用的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於零件表面處理的方法和裝置，以及它在由金屬，特別是由鋼和/或鋁和/或鋁合金組成的零件的表面處理中的應用。
在由金屬，特別是由鋁組成的零件，例如窄長的型材的拉拔以及連續壓制時通常在其外表面上形成一有時很厚的氧化層。在拉拔或連續壓制時通常在由金屬，特別是鋁，組成的零件的表面上還形成(縱向)裂紋等等。因為不管是這種氧化層還是(縱向)裂紋不得不導致零件強度的降低，需要對材料表面進行後續的清理或切除。但是這意味著費工，從而增加成本。此外通過拉拔式連續壓制製造的零件通常具有很大的尺寸公差範圍。因此對於其後續處理或後續應用通過拉拔或連續壓制製成的零件的後續的校直或其他成形加工絕對是必要的。但是這種工序同樣提高加工費用和成本。在帶有孔等等的缺口，如通孔和/或盲孔的零件進行表面處理時也存在類似問題。
因此本發明的目的是，提供一種用來對零件，特別是具有任意橫截面的窄長型材或帶有孔等等缺口的零件進行表面處理的方法和裝置，它結構非常簡單，並且可以製造強度和硬度以及精度特別高的零件，而不需要附加的加工費用和成本，並且可以用於例如由金屬，特別是鋁或含鋁合金組成的窄長型材形式的零件的表面處理。
這個任務以在製造工藝方面令人驚訝地簡單的方法通過權利要求1的特徵來解決。
通過按本發明的按權利要求1特徵的方法的安排，在採用這種方法時例如窄長型材形式的工件通過至少一個起碼部分設有外輪廓的軋輥至少局部地這樣加載，使工件被處理的表面經受內壓應力，而在被處理表面之下的工件區域經受軸向和切向的內拉應力，可以得到一種特別簡單的方法，以不用大的加工費用和成本製造具有顯著提高的強度和/或硬度，非常高的精度和光滑度的工件，例如窄長的型材，或其孔或其他缺口，例如通孔或盲孔。採用按本發明的方法達到材料表面和/或表面附近邊緣區域脆性的氧化物凝固邊緣，假如氧化鋁凝固邊緣和有害的汙染物的清理。在表面處理期間同時排除表面缺陷，因此避免由此引起的擴展。其結果是工件用幾百微米厚的材料相同的外殼包圍，它由於材料強度的提高和造成的內壓應力起加強的作用。表面光潔度與剛剛拉拔或連續擠壓過的工件相比改善約6至8倍。這裡粗糙度數值通常為Ra＜0.1。因此工件得到一種內應力特性，也就是在塑性變形區或者該表面附近的邊緣區域內是內壓應力，在它下面的區域內是內拉應力，它們相互反方向作用。因此工件得到顯著改善的疲勞強度。作為按本發明方法的額外的優點由於小得多的氧化層厚度得到更好的附著性，使得工件可以毫無問題地配備電鍍層，而且沒有否則常常出現的氫脆化現象。當然由於更好的附著性同樣可以採用所有只要能夠想得到的防鏽方法。通過這種表面處理得到一種強化的、清除了脆性氧化物顆粒的表面結構。這種局部表面處理的結果使材料得到這樣的內應力體系，它導致顯著改善的疲勞強度。
按本發明的方法的有利的結構細節在權利要求2至18中說明。
對於在工件表面處理方面更加簡化有重要意義的是權利要求2的措施，按權利要求2工件通過施加載荷通過至少一個起碼局部配備外輪廓的軋輥沿軸向運動。因此在表面處理以後不再需要用以繼續輸送工件的獨特的工藝措施。
為了進一步提高強度和硬度以及同時提高精度在本發明按權利要求3的特別方案中工件通過至少一個，特別是兩個各自起碼局部配備外輪廓的軋輥先後順次地向相反的方向加載。用這種方法使工件的待處理表面最好是垂直於工件的運動方向開頭向一個方向接著向相反的方向變形。
對於具有圓形表面的工件，例如棒料式管料的表面處理特別重要的是權利要求4的特徵，按權利要求4工件通過至少一個起碼局部配備外輪廓的，與工件平行布置並可繞其縱軸以及圍繞工件旋轉的軋輥加載。
權利要求5的特徵對於帶至少一個孔或類似缺口的工件或者孔或缺口本身的表面處理有很大的意義，按權利要求5通過至少一個起碼局部配備外輪廓的，與孔或類似的缺口平行布置並可繞其縱軸以及在孔等等缺口內旋轉的軋輥進行加載。
其次在本發明範圍內，具有一位於外部的表面和/或一位於內部的表面，例如孔的內壁的形式的工件或其表面按權利要求6通過一至少局部配備外輪廓的軋輥和至少一個，特別是兩個基本上沒有製成輪廓的，繞工件或在至少一個孔等等的缺口內設置的軋輥加載。
按權利要求7關於這方面按本發明設想，工件通過一具有到軋輥縱軸成一角度α和/或α′設置的環形凸起和缺口形式的外輪廓的軋輥加工，其中軋輥的相對於軋輥縱軸線一角度α，α′設置的環形凸起和缺口具有一相互基本上反方向的前傾角。
在按本發明的方法的另一種方案中按權利要求8工件通過圍繞工件，特別是相互大致以相同的距離設置的兩個各自至少局部配備外輪廓的軋輥和一基本上沒有製成凹凸輪廓的軋輥加載。
按權利要求9工件或工件的待處理表面最好通過兩上具有相對於軋輥縱軸成一角度α或α′設置的環形凸起和缺口形狀的外輪廓的軋輥加工。
在這種情況下按權利要求10如果兩個軋輥的相對於軋輥縱軸成一角度α和α′設置的環形凸起和缺口具有相互基本上反方向的前傾角的話，兩個軋輥最好向同一個旋轉方向驅動。
作為另一種選擇按權利要求11如果兩個軋輥的相對於軋輥縱軸成一角度α和α′設置的環形凸起和缺口具有相互基本上相同的前傾角的話，軋輥便向相反的旋轉方向驅動。
按權利要求12在本發明一種可供選擇的方案中對於帶有至少一個平表面的工件的表面處理以特別有利的方式設想，工件通過至少一個起碼局部配備外輪廓的，基本上垂直於工件或成一角度β設置的並可繞其縱軸旋轉的軋輥加載。
根據按權利要求13的措施工件適宜於通過至少一個起碼局部配備外輪廓的軋輥加載，並至少通過另一個起碼局部配備外輪廓的軋輥或不帶輪廓的軋輥等等，相對於至少一個軋輥位於其對面離開一定距離的支承裝置加工和支承。
按本發明的方法的一種有利的方案是，按權利要求14工件的待處理表面通過至少一個具有環形凸起和缺口形狀的外輪廓的軋輥加工。
其次在本發明的範圍內按權利要求15工件的待處理表面通過多個具有環形凸起和缺口的形狀的外輪廓的軋輥加工，其中相互相鄰的軋輥的環形凸起和缺口在其造型和布局方面各不相同和/或各相互相鄰的軋輥分別以不同的旋轉方向驅動。
此外按本發明按權利要求16設想，工件或工件的待處理表面通過具有相對於軋輥縱軸成一角度α或α′設置的環形凸起和缺口形狀的外輪廓的軋輥加工，其中在凸起和缺口的傾斜方向基本上相反時軋輥向同一個旋轉方向驅動，在凸起和缺口的傾斜方向基本上相同時軋輥向相向的旋轉方向驅動。
其次按本發明可供選擇地或更加傾向於設想，按權利要求17工件或工件的待處理表面通過具有垂直於其縱軸，特別是相互軸向錯開的環形凸起和缺口形狀的外輪廓的軋輥加工。
最後還有權利要求18的特徵具有特別大的意義，按照權利要求18被處理工件或工件的至少部分被處理表面或者至少一個被處理孔等等的缺口塗上金屬，例如鉻、銅等等和/或金屬合金和/或顏料和/或塑料覆蓋層，和/或陽極氧化處理和/或電鍍和/或酸洗。藉助於本發明可以達到被處理工件顯著改善的附著性能。這又在工件塗層方面帶來十分普遍的顯著改善。例如可以毫無困難地將一窄長的型材，如鋁芯線材用銅的(封閉的或連續的)外層覆蓋。這裡銅覆蓋層十分持久地並特別耐磨地附著在鋁芯上。不再需要採用實心材料的銅線。因此除減少重量以外尤其是達到顯著的成本降低。同樣通過按本發明的方法可以製造可以承受很大載荷的硬鉻鍍層，而不需要成本高昂的預加工。例如可以完全取消像迄今為止所需要的那樣在工件如黃銅軸等等鍍鉻以前的表面氧化層和/或汙染物的費錢和費時的擦除。同樣在工件例如陽極化著色或陽極化處理或電鍍時可以得到耐磨蝕的覆蓋層。
這裡待處理的或處理過的工件和/或其塗層可以根據當時要達到的材料性能或材料數據由非貴金屬，例如鋁、鉛、鉻、鐵、鈷、鎳、銅、錳、鉬、矽、鎢、錫、鋅或它們的合金，如黃銅，或者由貴金屬，如金、鈀、鉑、銀，或它們的合金，或者由非貴金屬和貴金屬的組合組成。尤其是提供鋼和/或鋁和/或含鋁合金，例如AlMg4.5Mn，AlMgSi0.5，AlMgSi，AlMg5，AlZn4.5Mg，AlCuMg，AlCuMg2，AlZnMgCu0.5，AlZnMgCu1.5，AlCuMgPb。
在這任務在裝備技術方面以令人驚訝的方法通過權利要求19的特徵來解決。
因此按照本發明的用來對例如細長型材的、具有圓形表面的工件進行表面處理的裝置包括三個平行地，圍繞工件，特別是大致相互等距地設置的軋輥，它們至少局部配備對工件表面加載的外輪廓，並可分別單獨地繞其縱軸和共同地繞工件旋轉。因此按本發明的裝置的特徵在於特別簡單和緊湊的結構。此外按本發明的裝置確保在製造具有特別高的強度和硬度以及高的精度的工件時得到特別高的加工精度。這樣可以製造精度假如高達十分之幾毫米的工件，例如細長型材，此外通過按本發明的裝置工件，例如細長型材形狀的，在表面處理時不經受旋轉運動。對於具有圓型表面的那種工件進給速度例如可以達到約每分鐘100米。尤其是由於非常高的加工速度按本發明的裝置可以大大減少在這種具有圓形表面的工件表面處理時的加工費用和成本。
其次本發明的任務在裝備技術方面還通過按權利要求20的特徵以令人驚訝地簡單的方法來解決。
按該權利要求設想一種用於表面處理的裝置，它同樣適合於用來相應地加工工件或者它的孔和/或其他缺口，如通孔和/或盲孔，特別是用來實現按上述權利要求之任一項的方法，它至少包括兩個，特別是三個平行的和設置在孔等等缺口內的軋輥，軋輥至少局部配備對孔等等缺口加載的外輪廓，並可各自單獨地繞其縱軸以及共同在孔等等的缺口內旋轉。除上述優點外用這種方法同樣可以在給定情況下固定夾緊待表面處理的工件。
按本發明的裝置的有利的結構細節在權利要求21至37中加以說明。
權利要求21和22的特徵對於工件的表面處理有重要意義，按照這兩項權利要求至少一個軋輥，特別是兩個軋輥至少局部配備對工件表面加載的外輪廓，其他軋輥，特別是一個軋輥做得不帶凹凸輪廓。
按權利要求23至少一個軋輥的對工件或其表面和/或孔加載的外輪廓做成相對於軋輥縱軸成一角度α或α′設置的環形凸起和缺口。
根據權利要求24至26的特徵工件表面的加載可以以有利的方法通過至少一個，特別是兩個軋輥的外輪廓先後順次地在相反的方向進行，也就是說基本上垂直於或傾斜於工件運動方向進行兩次變形。
其次在本發明的範圍內，按權利要求27至少一個軋輥配備不帶凹凸輪廓的末端。
這裡按權利要求28在工件運動方向至少一個軋輥的迎前一側的不帶凹凸輪廓的末端具有稍小一些的外徑，以補償工件可能的不均勻性或者承擔一定的校直功能。
根據權利要求29的特徵至少一個軋輥的沿工件運動方向下遊一側的不帶凹凸輪廓的末端相反具有稍大一些的外徑，以便將已經表面處理的工件加工成具有光滑表面的恆定尺寸。
其次在本發明範圍內，按權利要求30和31軋輥由一驅動裝置帶動軋輥各自單獨地繞其縱軸旋轉，並由一驅動頭帶動軋輥共同繞工件旋轉。
權利要求32的措施，也就是驅動裝置和/或驅動頭液壓或氣動控制，使得在避免任何打滑的情況下進行無級控制，從而使工件得到非常高的表面光滑性。因此還可以在考慮特殊的特徵和運行條件，如軋輥直徑、環形凸起和缺口的導程，環形凸起和缺口的長度，直徑和內外徑之比，工件直徑和許多其他數據的情況下對工件的進給速度施加特別精確的影響。
在這種情況下軋輥和驅動頭的蝸杆傳動裝置的驅動按權利要求33和34適宜於通過單獨的驅動馬達進行，它們特別是可以液壓或氣動驅動。這個措施附帶地支持按本發明的裝置的精確控制，使得可以對軋輥和蝸杆傳動裝置的運動分別單獨地施加影響。
這種類型的液壓或氣動工作的驅動裝置以有利的方法附帶地得到一種密封裝置的影響，例如在DE19610809Al中所述。這種密封裝置除可以使軋輥自轉以外，還可以附帶地使軋輥繞工件本身旋轉。
權利要求35和36的特徵在本發明的其他方案中有利於裝置非常廣泛的多功能性，因為通過驅動裝置和驅動頭相互的相對運動可能性在不同長度的軋輥時可以進行長度補償，從而使軋輥可以任意更換。
其次權利要求37的特徵用來在允許高的進給速度的情況下得到非常高的精度，或者說只有很小的公差，按權利要求37驅動裝置和/或驅動頭設有用於工件的定心裝置。由此可以消除由於在軋輥區域內的表面處理可能出現的振動，至少可以減小振動。
其次在裝備技術方面通過權利要求38的特徵以令人驚訝的簡單方法解決本發明的任務。
按照權利要求38按本發明的用於至少帶一個平表面的工件，尤其是細長型材的表面處理的裝置至少包括一基本上垂直於工件縱向或與它成一角度β設置的軋輥，它至少局部設有對工件表面加載的外輪廓，並可繞其縱軸旋轉。因此按本發明的裝置特別適合於具有大致成矩形的，例如正方形的橫截面的工件的表面處理。用這種裝置可以達到的優點基本上和用來對具有圖形表面的工件進行表面處理的裝置的實施形式相關的上述優點，如結構簡單，製造具有特別高的強度、硬度以及精度的工件，加工費用和成本低等等相同。
按權利要求39至少一個起碼局部配備外輪廓的軋輥適宜於在對面配設至少另一個起碼局部配備外輪廓的軋輥或不帶凹凸輪廓的軋輥等等的支承裝置，以便對於至少一個軋輥設置一所謂的對應支承。如果不僅工件的上表面應該通過至少一個軋輥處理，而且此外還對下表面進行處理，那麼只要至少設置另一個軋輥，它也具有一外輪廓。否則可以採用一不帶凹凸輪廓的軋輥之類的支承裝置，例如支承板形狀的等等。
按權利要求40至42的特徵，也就是至少一個軋輥具有有環形凸起和缺口形狀的外輪廓，它們相對於那個軋輥的縱軸成一個角度α或α′和/或垂直於它設置，對於表面處理有重要意義。
此外按權利要求43的措施對於進一步改善強度、硬度和精度有特別重要的意義。按該權利要求至少一個起碼局部配備外輪廓的軋輥附加地後面設置另一個同樣起碼局部配備外輪廓的軋輥，以便沿工件運動方向對工件表面先後依次向相反的方向加載，也就是說大致垂直於或傾斜於工件運動方向向前然後重新退回地變形。
這種使工件表面幾乎來回的變形可以以有利的方式通過權利要求44和45的特徵根據外輪廓的凸起和缺口的結構造型、布局和旋轉方向來實現。
本發明的範圍內，按權利要求46至少一個起碼局部配備對工件表面加載的外輪廓的軋輥沿工件運動方向前面和/或後面設置至少一個不帶凹凸輪廓的軋輥。
根據按本發明的裝置按權利要求47的方案至少一個設置在前面的不帶凹凸輪廓的軋輥具有一略小的外徑，以便將工件均勻地帶給外輪廓並補償在一定情況下存在的不均勻性和非預期的超出公差，至少使之減小。至少一個設置在前面的不帶凹凸輪廓的軋輥附加地得到一定的校直功能。
為了使從外輪廓區域出來的工件得到具有光滑表面的規定的不變的尺寸，按照權利要求48至少一個設置在後面的不帶凹凸輪廓的軋輥具有略大一些的外徑。因此至少一個連接在後面的不帶凹凸輪廓的軋輥可以附帶地用來整形。
其次在本發明範圍內，按權利要求49環形凸起突出於至少一個軋輥的外徑。
權利要求50至52的特徵有助於任意厚度的工件的表面處理，按這些權利要求至少一個軋輥安裝在一固定裝置中，它可相對於一支承工件的支承裝置，例如以至少另一個軋輥的形式，相對運動。用這種方法提高按本發明的裝置的多功用性，因為可以表面處理任意厚度的工件。
按權利要求53固定裝置和/或支承裝置適宜於可液壓或氣動控制。
通過權利要求54的特徵，給至少一個(另一個)軋輥各自配設一獨立的驅動馬達，可以合適地達到各個軋輥單獨的控制。
其次在本發明範圍內，按權利要求55軋輥做成多件的，特別是例如由一個高韌性的軸和與該軸不可旋轉地連接的高強度或硬度，從而具有高耐磨性的套拼裝而成。
在本發明的另一種方案中按權利要求56軋輥最好可通過一內部的冷卻系統和/或外部的冷卻池冷卻，由此可以提高裝置的使用壽命。
最後按權利要求57藉助於按本發明的方法和所屬的裝置還可以製造由金屬組成的工件，特別是由非貴金屬，如鋁、鉛、鉻、鐵、鈷、鎳、銅、錳、鉬、矽、鎢、錫、鋅和它們的合金，如黃銅，尤其是由鋼和/或由鋁和/或含鋁的合金，如AlMg4.5Mn，AlMgSi0.5，AlMgSi，AlMg5，AlZn4.5Mg，AlCuMg，AlCuMg2，AlMzMgCu0.5，AlZnMgCu1.5，AlCuMgPb，或者由貴金屬，如金、鈀、鉑、銀和它們的合金，或由非貴金屬和貴金屬的複合組成的工件。其中最近以來斷定由假如鋁或含鋁的合金組成的工件由於其各種優良的特性，例如耐腐蝕性，特別小的密度等等特別適合。特別是在汽車製造領域內這種材料得到越來越廣泛的應用。與這種材料相關的缺點例如迄今為止強度不夠，由於存在氧化層和(縱向)裂紋材料表面需要費工費錢的預處理和後續處理，以及非常大的公差範圍等等，可以用按本發明的方法和所屬的裝置以非常簡單的方法加以排除。
例如按權利要求58可以製造細長的、特別是淬硬的和/或塗層的實心型材，特是線材、棒材和帶材，和/或由管狀材料組成的型材，特別是管件，尤其是汽車中的前弓形支承架。
按權利要求59本方法和裝置也可以用來製造卷繞的、特別是淬硬的和/或塗層的工件，尤其是螺旋彈簧。
根據權利要求58按本發明的方法和裝置也以適宜的方法適合於製造汽車發動機中的孔等等缺口，尤其是通孔和/或盲孔。
鋁或含鋁的合金材料由於顯著提高的強度和硬度，更好的耐疲勞性，只是略微大一點的公差和高的光滑性以及對於電鍍層或其他防鏽和防氧化材料更好的附著性展示出迄今為止未涉及的應用可能性。由此同時更進一步改善鋁或含鋁合金材料的多功用性和它的長期以來眾所周知的優點。
本發明的其他特徵、優點和細節由以下對於本發明優選的實施形式的說明並藉助於圖形得到。其中表示

圖1一按本發明的用於一局部剖開的帶圓形表面的工件，例如圓材或管材的表面處理的裝置的一種實施形式的示意正視圖，圖2本發明按圖1的裝置相應於箭頭II-II的局部剖開的放大的俯視圖，圖3本發明按圖1的裝置相應於箭頭III-III的放大的俯視圖，圖4本發明按圖1的裝置相應於箭頭IV-IV的放大的俯視圖，圖5A和5B本發明按圖1的裝置相應於剖分線V-V的橫剖視，和本發明相應於圖5A的裝置的三個軋輥分別放大的示意俯視圖，圖6A，6B和6C本發明按圖5A和5B的裝置的三個軋輥的實施形式各自放大的示意側視圖，圖7A和7B本發明按圖1的裝置的另一種實施形式的局剖橫剖視，和本發明相應於圖7A的裝置的三個軋輥各自放大的示意俯視圖，圖8A和8B本發明按圖1的裝置的另一種實施形式的橫剖視，和本發明相應於圖8A的裝置的三個軋輥各自放大的示意俯視圖，圖9A和9B按本發明的用於一部分剖開的帶至少一個平表面的工件，例如具有正方形、矩形或其他的如多邊形橫截面的工件的表面處理的裝置的另一種實施形式的示意正視圖，圖10A和10B本發明按圖7的裝置的實施形式的軋輥相應於截面VIII的示意側視圖和俯視圖，
圖11本發明按圖7的裝置的實施形式的軋輥相應於截面VIII的示意側視圖和頂視圖，圖12A和12B本發明按圖7的裝置局部剖開的側視圖，和本發明相應於圖7的裝置的三個軋輥各自放大的示意俯視圖，和圖13A，13B和13C用來製造具有任意橫截面的工件的可能的工藝流程的三種實施例的示意圖，其中分別內裝了按本發明的裝置。
在以下的對按本發明的用於具有圓形表面14，例如具有圓形橫截面的圓材或管材形式的工件12，例如細長型材形狀的工件；具有至少一個平表面14′的，例如具有正方形或—如這裡所示—矩形或其他多邊形橫截面的工件12′，例如細長型材；具有至少一個孔14″等等的缺口，如通孔和/或盲孔的工件12″的表面處理的裝置10的不同實施例的說明中相互對應的、相同的構件配備相同的圖形標記。
在圖1至6C中表示按本發明的用於具有圓形表面14的工件12、例如細長型材的表面處理的裝置10的一種實施形式。
按照特別是圖2至4和5A裝置10包括三個軋輥16，16′，16″，它們平行地並且圍繞工件12以大致相同的距離，也就是說相互各自錯開120°設置。在圖2至4和5A中所示的裝置10的實施例中三個軋輥16，16′，16″各自具有相同的直徑。其縱軸18，18′，18″放置在一共同的分度圓20上，因此各自到工件12具有相同的距離。但是三個軋輥16，16′，16″的直徑也可以是不同的。
軋輥16，16′，16″至少局部配備對工件12的表面14加載的外輪廓22，22′。在裝置10按圖1至6C的實施形式中軋輥16和16′配備這種外輪廓。而軋輥16″做得不帶凹凸輪廓。但是原則上也可以代替兩個軋輥16，16′只有一個軋輥配備這種類型的對工件12的表面14加載的外輪廓(參見7A，7B)。也可以設想，所有三個相互平行地並以相同的間距圍繞工件12設置的軋輥16，16′，16″都配備這種對工件12的表面14加載的外輪廓(未畫出)。
兩個軋輥16，16′的對工件12的表面14加載的外輪廓22，22′做成環形凸起24和設置在它們之間的缺口26的形狀，它們相對於各軋輥16，16′的縱軸18，18′成一角度α設置。因此兩個軋輥16，16′的凸起24和缺口26相對於軋輥16，16′的縱向傾斜分布。這裡環形凸起24伸出軋輥16，16′的外徑。
兩個軋輥16，16′以有利的方法至少局部配備一外輪廓22，22′，它對工件12的表面14先後依次地向相反的方向加載，也就是說工件12的表面14先向一個方向然後向與它相反的方向變形。
在按本發明的裝置10的在圖1至6C中所示的實施形式中為了這個目的兩個軋輥16，16′的外輪廓22，22′的凸起24和缺口26相互反向，也就是說大致相互交叉設置。儘管軋輥16的外輪廓22的角度α和軋輥16′的外輪廓22′的角度α′在大小方面相等，但是角度α和α′的符號不同，所以其中一個角度是正的，另一個是負的，或者倒過來。這裡角度α、α′在2°至85°的範圍內，最好在2°至60°之間，特別優選在2°至10°之間。
然而作為另一種選擇或者更加傾向於將環形凸起24和缺口26的導程角α，α′做得相互大小不等，例如角度α為30°，角度α′為45°。也可以考慮任何其他的組合。
按圖5B軋輥16上的凸起24和缺口26做得從右向左延伸，而在軋輥16′上則從左向右延伸。為了確保在兩個相鄰軋輥16，16′的凸起24和缺口26的前傾角基本上相反時工件12的運動，因此兩個軋輥16，16′可以向同一旋轉方向驅動。
然而如果與此相反凸起24和缺口26的前傾角基本上相同，那麼兩個相鄰軋輥16，16′可以向相反的旋轉方向驅動(未畫出)。
在本發明的裝置10按圖1和5B的實施形式中工件12沿箭頭28的方向通過軋輥16，16′，16″從右向左運動。
軋輥16，16′具有兩個末端30，32，它們由圖5B，6A和6B可以清楚看出，它們限定各個外輪廓22，22′。軋輥16，16′沿工件12按箭頭28的運動方向迎前一側的末端30和下遊一側的末端32做得不帶凹凸輪廓，或者說是光滑的。軋輥16，16′迎前側的末端30具有略小一些的外徑，以便補償輸入外輪廓22，22′的工件12可能的不均勻性，或者預先施加一定的校直作用。軋輥16，16′下遊側的末端32與此相反具有一略大一些的直徑，以便使從外輪廓22，22′區域出來的工件12保持恆定的尺寸，也就是說將工件加工成具有非常光滑的表面和小的誤差的實際的或所希望的理論尺寸。而軋輥16″完全配備光滑的表面。
此外在該實施形式中軋輥16，16′，16″做得可以各自繞其縱軸18，18′，18″旋轉，特別是如圖5A中所示。如上所述兩個具有反方向分布的外輪廓22，22′的軋輥16，16′各自向相同的旋轉方向驅動，然而只有光滑表面的軋輥的旋轉方向可以任意選擇。
軋輥16，16′，16″根據圖1由一驅動裝置34和一驅動頭36之類的驅動機構支承。驅動裝置34用來使軋輥16，16′，16″各自單獨地繞其縱軸18，18′，18″旋轉。驅動頭36之類的驅動機構用來使軋輥16，16′，16″共同繞工件12旋轉。
根據圖1，3和6A至6C軋輥16，16′，16″的迎前側的末端30用一輪廓38，例如四邊形輪廓不可相對旋轉地支承在液壓驅動裝置34的相應地成形的，基本上配合精確的缺口40內(參見圖3)。而軋輥16，16′，16″的下遊側的末端32各自通過一軸頸42可旋轉地支承在驅動頭36的孔43內(參見圖2)。
在圖1中所示的按本發明的裝置10的實施形式中驅動裝置34沿工件12按箭頭28的運動方向設置在驅動頭36之類的驅動機構之前。但是驅動裝置34也可以沿工件12運動方向設置在驅動頭36之類的驅動機構的後面，這樣軋輥16，16′，16″現在的迎前側的末端30可旋轉地支承在驅動頭36內，而軋輥16，16′，16″現在的下遊側的末端32不可旋轉地支承在驅動裝置34內。
在按本發明的裝置10的在圖1中所示的實施形式中三個軋輥16，16′，16″的驅動裝置34和/或驅動頭36之類的驅動機構可液壓或氣動控制。三個軋輥16，16′，16″的這種驅動裝置使得可以無級控制，如避免任何打滑，從而在處理時得到工件12完全光滑的表面14。這種液壓或氣動的驅動裝置34和/或液壓或氣動工作的驅動頭36可以例如通過一密封裝置，如DE19610809A1中所述，以有利的方式加以支持。驅動裝置34和/或驅動頭36可通過一控制臺控制或調節。
這裡驅動裝置34一共包括三個單獨的、尤其是液壓拖動的驅動馬達46，它們分別在末端處配設於軋輥16，16′，16″之一。但是也可以僅僅兩個帶凹凸輪廓的軋輥16，16′藉助於這種驅動馬達46驅動。
在圖1和2中較詳細地表示的驅動頭36之類的驅動機構與一蝸杆傳動裝置48嚙合。為了避免任何打滑蝸杆傳動裝置48還有驅動頭36同樣通過一驅動馬達液壓或氣動驅動。如果規定了蝸杆傳動裝置48的速度，也就規定了驅動頭36的轉速，從而還有軋輥16，16′，16″繞待處理工件12的共同的旋轉運動，那麼同樣便確定了工件12通過按本發明的裝置10的進給量。
此外驅動裝置34和驅動頭36做得相互可相對運動。為此目的驅動裝置34通過一導向杆等等形式的導向裝置52和一支承在裝置10的框架上的可機械、電動、氣動或液壓操縱的驅動元件54做得可沿縱向移動。驅動元件54最好設計成壓力缸。用這種方法在軋輥16，16′，16″的長度不同時可以進行長度補償，進一步提高了軋輥16，16′，16″的可更換性，從而提高了裝置10的多功用性。
為了使工件12得到很高的精度，或者說只有很小的誤差，給驅動裝置34和驅動頭36附加地配設一定心裝置58。通過用定心裝置58吸收在某種情況下由於表面處理在軋輥16，16′，16″區域內產生的振動的方法，使得以高的速度通過按本發明的裝置10按箭頭28運動的工件12得到穩定。
如圖1中僅僅示意表示的那樣，軋輥16，16′，16″通過一內部的冷卻系統冷卻。此外軋輥16，16′，16″可選擇或者更傾向於以公知的方法通過外部的冷卻池冷卻(未畫出)。
特別是由於工件12不經受旋轉運動的事實，工件12的表面處理寧願通過各自單獨繞其縱軸18，18′，18″以及共同繞工件12旋轉的軋輥16，16′，16″進行，進給速度可以達到約100米/分。儘管裝置10的效率得到這樣的極大的改進，最後通過軋輥16，16′，16″的下遊側的末端32加工到所希望的尺寸的工件12仍然可以達到非常高的精度。例如精度可以達到至少約1/10mm，而且不需要單獨的後續加工。
通過軋輥16，16′的外輪廓22，22′的凸起24和缺口26的反方向的或者也稱為交叉的取向工件12作縱向運動，而不作任何旋轉運動。
根據按本發明的裝置10按圖1的方案可以達到裝置10的非常多方面的應用可能性。例如可以根據當時的工件12的尺寸、材料性能等等的不同單獨地採用具有不同長度、不同直徑、以及不同外輪廓22，22′，也就是說通過具有不同導程的凸起24和缺口26，不同數量的凸起24和缺口26，不同間距的凸起和缺口的布局形成的外輪廓的軋輥16，16′，16″。
根據圖6A至6C軋輥16，16′，16″做成多件的。例如軋輥16，16′，16″各自包括一帶有設置在輪廓38的區域內的止擋62的軸60。軸60支承一要不帶有外輪廓22，22′，迎前側的末端30和下遊側的末端32就是帶有整個光滑表面的套64。套64通過鍵66防止旋轉地裝在軸60上。在軸向套64通過止擋62、墊圈68和螺母70固定在軸60上。由於這種多件性當軋輥16，16′或16″的外輪廓22，22′磨損或有缺陷時套64可以毫無困難地不花很多費用地更換。此外這種多件性還有這樣的優點，軸60和套64可以用不同的方法製造，使得最後軸60具有高的韌性，而具有軋輥16，16′或16″的外輪廓22，22′的套64具有高的硬度，從而有高的耐磨性。
在按本發明的裝置10的相應於圖7A和7B的實施形式中只有一個軋輥，也就是軋輥16，至少局部配備外輪廓22，22′，它們先後依次向相反的方向對工件12的表面14加載，也就是說工件12的表面14先向一個方向然後向與它相反的方向變形。
在按圖7A和7B的裝置10中為此目的軋輥16的外輪廓22，22′的凸起24和缺口26相互方向相反，也就是說大致交叉設置。儘管軋輥16外輪廓22的角度α和外輪廓22′的角度α′大小相等，但是角度α和α′的符號不同。軋輥16繞其軸線18旋轉。兩個軋輥16″做成不帶凹凸輪廓的。
最後本發明裝置10按圖8A和8B的實施例與按圖1至6C的實施形式的區別在於軋輥16，16′，16″用於工件12″的孔14″等等的缺口，例如通孔和/或盲孔，像汽車發動機箱體中的汽缸孔的表面或者說內壁的表面處理。但是也可以為了對工件12″或者孔14″的內壁進行表面處理僅僅設置一個相應於圖7A，7B的帶有外輪廓22和/或22′的軋輥16和/或其他帶有凹凸輪廓的軋輥16，16′，16″(未畫出)。
例如分別帶有一柄部17，17′，17″等等的軋輥16，16′，16″同時全部支承在工件12″的孔14″的內壁上。這比在尤其是盲孔的表面處理時軋輥16，16′，16″懸臂地支承有利。但是也可以設想，只用一個軋輥16。但是最好應該採用至少兩個軋輥16，16′或16″，其中至少一個帶有凹凸輪廓。這兩個軋輥16，16′或16″應該相互面對面設置，其中其兩個外徑可以在孔14″的內徑上滾動，以達到在表面處理時附加的支承作用。由此工件12″的加工精度在表面處理以後還可以進一步改善。
用圖9A至12B中所示的裝置10的另一種實施形式可以用相應的方法對工件12進行表面處理。然而工件12′與工件12不同具有至少一個平表面14′。在所示實施例中牽涉到一橫截面是矩形的工件12′(參見特別是圖12A)，其上下表面14′完全一樣地加工。
用於這種帶至少一個平表面14′的工件12′的表面處理的裝置10在按圖9A和9B的實施例中做成壓力機之類的裝置。裝置10包括一固定裝置72，其中總共設有四對軋輥74，74′，74″，74，它們沿工件12′按箭頭28的運動方向先後依次設置，並至少局部設有對工件12′的表面14′加載的外輪廓76，76′，78，78′，下面還要對它們更具體地說明。
軋輥74，74′，74″，74繞其縱軸可旋轉地安裝在一固定框架79內，該框架與固定裝置72的頭部82相連。如圖11所示，軋輥74，74′，74″，74垂直於工件12′按箭頭28的運動方向設置。但是也可以將它們與運動方向傾斜一角度β安裝(未畫出)。因此在所示實施例中角度β為0°。
固定裝置72和支承裝置84共同作用，支承裝置配置在固定裝置72的對面，在表面處理時用作工件12′的所謂對應支承。在所示實施例中支承裝置84同樣由總共四對軋輥86，86′，86″，86構成，它們在數量和布局方面相應於四對軋輥74，74′，74″，74。因此軋輥86，86′，86″，86同樣沿工件12′按箭頭24的運動方向先後依次設置，並至少局部配備對工件12′的表面14′加載的外輪廓76，76′，78，78′。
然而如果工件12′的底面14′不需要處理，那麼當然代替帶有外輪廓76，76′，78，78′的軋輥86′，86″同樣採用不帶凹凸輪廓的軋輥86，86。也可以設想，支承裝置84設計成不帶軋輥86，86′，86″，86，而是代替軋輥設置例如支承板等等。
帶有至少一個加工工件12′上表面14′的軋輥74′，74″的固定裝置72可相對於支承工件12′的支承裝置84運動。用這種方法確保，可以對任何厚度的工件12′進行表面處理。
為此固定裝置72通過一導向裝置88，例如導向杆之類形式的、和一可機械地、電動地、氣地或液壓地操縱的驅動元件90可相對於支承裝置84相對運動，也就是說高度可調。可操縱的驅動元件90最好做成壓力缸。
固定裝置72和/或支承裝置84可液壓或氣動控制。分別具有光滑表面的軋輥對74，74或86，86藉助於單獨的驅動馬達92可繞其縱軸旋轉地驅動。這裡驅動馬達92最好也做成液壓或氣動馬達。用這種方法工件12′的進給量可以任意地、但是同時精確和尤其是無級地調整。軋輥74′，74″或86′，86″相反僅僅可自由旋轉地支承在固定裝置72的固定框架79內。
如果在本裝置10的在圖9A至12B中所示的實施例中僅僅軋輥74，74，86′，86通過驅動馬達92帶動旋轉，那麼完全可以設想，可選擇或更加傾向於個別或全部帶有外輪廓76，76′，78，78′的軋輥74′，74″和/或86′，86″通過這種驅動馬達施加旋轉運動。由此可以附加地支持工件12′的進給運動。
按本發明的裝置10的這種舉例說明的實施形式可以根據對工件12′強度和/或尺寸精度特別的規定或要求的不同任意改變。例如工件12′的上和/或下表面14′可以毫無問題地僅僅通過唯一的一個軋輥74′，74″或86′，86″加工，它們具有至少局部的對工件12′的表面14′加載的外輪廓76，76′，78，78′。同樣可以設想，加大帶有外輪廓76，76′，78，78′的軋輥74′，74″或86′，86″的數量。
如由圖10A，11，12A和12B可以清楚看到的那樣，軋輥74′，74″，86′，86″至少局部具有對工件12′的表面加載的、環形凸起94和缺口96形狀的外輪廓76，76′，78，78′。這裡外輪廓76，76′和78，78′各自相互匹配。
在軋輥74′，86′中環形凸起94和缺口96垂直於軋輥74′，86′的縱軸設置。因此軋輥74′，86′的環形凸起94和缺口96平行地朝向工件12′按箭頭28的運動方向布置。
在軋輥74″，86″中凸起94和缺口96相應於按圖1的實施例相對於軋輥74″，86″的縱軸成一角度α或α′設置。因此凸起94和缺口96具有一導程，或者說相對於工件12′按箭頭28的運動方向傾斜布置。凸起94和缺口96同樣是反向延伸的，也就是說交叉設置的。
帶有外輪廓76，76′，78，78′的軋輥74′，86′和74″，86″最好沿工件12′按箭頭28的運動方向成對地這樣先後依次設置，使得對工件12′的表面14′先後依次向相反的方向加載。因此工件12′的表面14′大致垂直於工件12′按箭頭28的運動方向先向一個方向然後向相反的方向往回變形。
這在兩個相互先後依次設置的具有垂直於其縱軸設置的環形凸起94和缺口96的軋輥74′和86′時通過這樣的方法進行，即兩個軋輥74′和86′和/或環形凸起94和缺口96相互軸向錯開。
在兩個相互先後依次設置的具有相對於其縱軸80成一角度α和α′設置的環形凸起94和缺口96的軋輥74″和86″中對於工件12′的表面14′的這種往復變形可以有兩種可能性。一種是兩個軋輥74″和86″按照圖10A和9中所示的實施例在凸起94和缺口96的前傾角基本上相反的情況下可以向相同的旋轉方向驅動。另一種可能性是可以設想，兩個軋輥74″和86″在凸起94和缺口96的前傾角相同時向相反的旋轉方向驅動(未畫出)。這裡兩種實施形式在其效果和功用方面是一樣的。
最後由圖10A，11和12B還可以看到，軋輥對74，74和86，86具有光滑的表面。軋輥74，74和86，86沿工件12′按箭頭28的運動方向設置在具有相應外輪廓76，76′和78，78′的軋輥74′，74″和86′，86″的前面和/或後面。然而在運動方向迎前的軋輥74和86具有略小一些的外徑，在運動方向下遊的軋輥74和86配備略大一些的外徑。
毫無問題也可以只設置軋輥74′，86′或74″，86″和/或軋輥74′，86′和/或74″，86″相互或者共同地以任何其他次序組合。例如存在這樣的可能性，一帶外輪廓76的軋輥74′，一帶外輪廓78的軋輥74″，一帶外輪廓78′的軋輥74″和一帶外輪廓76′的軋輥74′，或者以任何其他的組合，排成一行。
特別地如圖12A中所示，相互配對的軋輥74′，86′也可以配備相互不同外輪廓76和76′等等。對於軋輥74″，86″也一樣。
圖13A和13B表示工藝流程，其中包含按本發明的方法和所屬裝置的表面處理。
按圖13A尤其是由鋁組成的工件12，12′在一壓力機98中連續擠壓，然後在一水池100中進行冷卻，最後在一校直機中校直，然後在按本發明的裝置10中進行相應的表面處理，此後在一成形機104中成形，最後在切斷裝置106中切斷。
按圖13B的方法與圖13A的方法的區別僅僅在於，工件12，12′在按本發明的裝置10中表面處理後立即卷繞成盤料108。這隻有通過按本發明的裝置10才有可能，因為工件12，12′本身不旋轉，而只是沿按箭頭28的縱向直線運動。
按圖13C的方法與按圖13B的方法的區別也僅僅在於裝置110，它用來用金屬、如鉻，銅等等，顏料，例如耐磨的陽極化處理著色，或塑料對工件12，12′進行塗層和/或陽極化處理和/或電鍍和/或酸洗。裝置110設置在按本發明的用來表面處理的裝置10和卷繞機108之間。
按本發明的方法和裝置10特別良好地適合於細長型材的批量生產，例如汽車中的前弓形支架等等，它們尤其是由鋁或含鋁合金組成。特別是這樣製成的前支架的特徵一方面在於特別高的強度，但是另一方面具有一定的可變形性，因此可以避免正是在正面碰撞時迄今一直發生的汽車乘客的頭部受傷。
按本發明的方法和所屬的裝置並不局限於先前舉例說明的實施形式。例如完全可以設想，在本發明裝置按圖9A至12B的實施例中也可以用與加工工件上下表面相同的方法加工側表面。為此只需大致垂直於所述軋輥設置至少各一個帶外輪廓的軋輥。此外待處理工件也可以由任何在市場上可以得到的材料或者說由金屬或金屬合金組成的材料製成。對於已經處理過的工件或表面或者孔等等的可能配備的塗層也一樣，其中它們也可以任意地形成，因此可以由金屬或金屬合金和/或顏料和/或塑料組成。
權利要求
1.用於工件(12，12′，12″)表面處理的方法，其中工件(12，12′，12″)通過至少一個起碼局部配備外輪廓(22，22′，76，76′，78，78′)的軋輥(16，16′，16，74′，74″，86′，86″)至少局部地這樣加載，使工件(12，12′，12″)處理過的表面(14，14′，14″)經受內壓應力，而工件(12，12′，12″)位於處理過的表面(14，14′，14″)之下的區域經受沿軸向和切向的內拉應力。
2.按權利要求1的方法，其特徵為工件(12，12′，12″)通過由至少一個起碼局部配備外輪廓(22，22′，76，76′，78，78′)的軋輥(16，16′，16，74′，74″，86′，86″)的加載沿軸向運動。
3.按權利要求1或2的方法，其特徵在於工件(12，12′，12″)通過至少一個，特別是兩個，起碼局部配備外輪廓(22，22′，76，76′，78，78′)的軋輥(16，16′，16，74′，74″，86′，86″)先後依次向相反方向加載。
4.按權利要求1至3之任一項的方法，其特徵為具有圓形表面(14)的工件(12)通過至少一個起碼局部配備外輪廓(22，22′)的、平行於工件(12)設置並可繞其縱軸(18，18′，18″)以及繞工件(12)旋轉的軋輥(16，16′，16)加載。
5.按權利要求1至3之任一項的方法，其特徵為具有至少一個孔(14″)之類的缺口的工件(12″)通過至少一個起碼局部配備外輪廓(22，22′)的、平行於孔(14″)之類的缺口設置並可繞其縱軸(18，18′)以及在孔(14″)之類的缺口內旋轉的軋輥(16，16′)加載。
6.按權利要求4或5的方法，其特徵為工件(12，12″)通過圍繞工件(12)或在至少一個孔(14″)之類的缺口內設置的一個起碼局部配備外輪廓(22，22′)的軋輥(16，16′，16)和至少一個，尤其是兩個基本上不帶凹凸輪廓的軋輥(16″)加載。
7.按權利要求6的方法，其特徵為工件(12，12″)通過一帶有與軋輥(16)的縱軸(18)成一角度(α，α′)設置的環形凸起(24)和缺口(26)形狀的外輪廓(22，22′)的軋輥(16)加工，其中特別是軋輥(16，16′)的與軋輥(16)的縱軸(18)成一角度(α，α′)設置的環形凸起(24)和缺口(26)具有基本上相互方向相反的前傾角。
8.按權利要求4或5的方法，其特徵為工件(12，12″)通過圍繞工件(12)或在至少一個孔(14″)之類的缺口內設置的兩個起碼局部配備外輪廓(22，22′)的軋輥(16，16′)和一基本上不帶凹凸輪廓的軋輥(16″)加載。
9.按權利要求8的方法，其特徵為工件(12，12″)通過兩個帶有與軋輥(16，16′)的縱軸(18，18′)成一角度(α，α′)設置的環形凸起(24)和缺口(26)形狀的外輪廓(22，22′)的軋輥(16，16′)加工。
10.按權利要求9的方法，其特徵為如果兩個軋輥(16，16′)的相對於軋輥(16，16′)的縱軸(18，18′)成一角度(α，α′)設置的環形凸起(24)和缺口(26)具有基本上相互反方向的前傾角，那末兩個軋輥(16，16′)向相同的旋轉方向驅動。
11.按權利要求9的方法，其特徵為如果兩個軋輥(16，16′)的相對於軋輥(16，16′)的縱軸(18，18′)成一角度設置的環形凸起(24)和缺口(26)相互具有基本上相同的前傾角，那麼兩個軋輥(16，16′)向相反的旋轉方向驅動。
12.按權利要求1至3之任一項的方法，其特徵為具有至少一個平表面(14′)的工件(12′)通過至少一個起碼局部配備外輪廓(76，76′，78，78′)的、與工件(12′)基本上垂直地或成一角度(β)設置並可繞其縱軸(80)旋轉的軋輥(74′，74″，86′，86″)加載。
13.按權利要求12的方法，其特徵為工件(12′)通過至少一個起碼局部配備外輪廓(76，76′，78，78′)的軋輥(74′，74″)加載，並通過至少另一個起碼局部配備外輪廓(76，76′，78，78′)的軋輥(86′，86″)或一不帶凹凸輪廓的軋輥(86，86)等等支承裝置加載或支承，它與至少一個軋輥(74′，74″)面對面隔開一定距離。
14.按權利要求13的方法，其特徵為工件(12′)的待處理表面(14′)通過至少一個帶有環形凸起(94)和缺口(96)形狀的外輪廓(76，76′，78，78′)的軋輥(74′，74″，86′，86″)加工。
15.按權利要求14的方法，其特徵為工件(12′)的待處理表面(14′)通過多個帶有環形凸起(94)和缺口(96)形狀的外輪廓(76，76′，78，78′)的軋輥(74′，74″，86′，86″)加工，其中相鄰軋輥(74′，74″，86′，86″)的環形凸起(94)和缺口(96)在其造型和布局方面相互不同和/或各相鄰的軋輥(74′，74″，86′，86″)向不同的旋轉方向驅動。
16.按權利要求15的方法，其特徵為工件(12′)的待處理表面(14′)通過帶有相對於軋輥(74″，86″)的縱軸(80)成一角度設置的環形凸起(94)和缺口(96)形狀的外輪廓(78，78′)的軋輥(74″，86″)加工，其中當凸起(94)和缺口(96)的前傾角基本上相反時軋輥(74″，86″)向相同的旋轉方向驅動，當凸起(94)和缺口(96)的前傾角基本上相同時向相反的旋轉方向驅動。
17.按權利要求15或16的方法，其特徵為工件(12′)的待處理表面(14′)通過帶有垂直於其縱軸(80)的、特別是相互軸向錯開的環形凸起(94)和缺口(96)形狀的外輪廓(76，76′)的軋輥(74′，86′)加工。
18.按權利要求1至17之任一項的方法，其特徵為處理過的工件(12，12′，12″)或工件(12，12′，12″)至少局部處理過的表面(14，14′)或至少一個處理過的孔之類的缺口用由金屬，如鉻、銅等等和/或由金屬合金和/或由顏料和/或由塑料組成的覆蓋層塗覆和/或陽極化處理和/或電鍍和/或酸洗。
19.用於具有圓形表面(14)的工件(12)表面處理的、特別是用來實現按上述權利要求之任一項所述方法的裝置，包括三個平行地並圍繞工件(12)設置的軋輥(16，16′，16″，16)，軋輥至少局部配備對工件(12)的表面(14)加載的外輪廓(22，22′)，並可分別單獨地繞其縱軸(18，18′，18″，18)以及共同繞工件(12)旋轉。
20.用於具有至少一個孔(14″)之類的缺口的工件(12″)的表面處理的、特別是用來實現按上述權利要求之任一項所述方法的裝置，包括至少兩個特別是三個平行的和設置在孔(14″)之類缺口內的軋輥(16，16′，16″，16)，軋輥至少局部配備對孔(14″)之類缺口加載的外輪廓(22，22′)，並可分別單獨地繞其縱軸(18，18′，18″，18)以及共同地在孔(14″)之類的缺口內旋轉。
21.按權利要求19或20的裝置，其特徵為至少一個軋輥，特別是兩個軋輥(16，16′，16″，16)起碼局部配備對工件(12，12″)加載的外輪廓(22，22′)。
22.按權利要求21的裝置，其特徵為其餘軋輥，特別是一個軋輥(16″)做得不帶凹凸輪廓。
23.按權利要求19至22之任一項的裝置，其特徵為至少一個軋輥(16，16′，16)的對工件(12，12″)加載的外輪廓(22，22′)做成相對於軋輥(16，16′，16)的縱軸(18，18′，18)成一角度(α，α′)設置的環形凸起(24)和缺口(26)。
24.按權利要求19至23之任一項的裝置，其特徵為至少一個，特別是兩個軋輥(16，16′，16)至少局部配備對工件(12，12′)先後依次向相反方向加載的外輪廓(22，22′)。
25.按權利要求24的裝置，其特徵為一個軋輥(16)配備相對於軋輥(16)的縱軸(1 8)成一角度(α，α′)設置的帶有相互基本上方向相反的前傾角的環形凸起(24)和缺口(26)形狀的外輪廓(22，22′)。
26.按權利要求24的裝置，其特徵為兩個相鄰的帶有外輪廓(22，22′)的軋輥(16，16′)在凸起(24)和缺口(26)的前傾角方向基本上相反時可向同一個旋轉方向驅動，在凸起(24)和缺口(26)的前傾向的方向基本上相同時可向相反的旋轉方向驅動。
27.按權利要求19至26之任一項的裝置，其特徵為至少一個軋輥(16，16′，16)配備不帶凹凸輪廓的末端(30，32)。
28.按權利要求27的裝置，其特徵為至少一個軋輥(16，16′，16)的沿工件(12，12″)的運動方向迎前一側的不帶凹凸輪廓的末端(30)具有略小一些的外徑。
29.按權利要求27或28的裝置，其特徵為至少一個軋輥(16，16′，16)的沿工件(12，12″)的運動方向下遊一側的不帶凹凸輪廓的末端(32)具有略大一些的外徑。
30.按權利要求19至29之任一項的裝置，其特徵為軋輥(16，16′，16″，16)被一用來使軋輥(16，16′，16″，16)分別單獨繞其縱軸(18，18′，18″，l8)旋轉的驅動裝置(34)和一用來使軋輥(16，16′，16″，16)共同繞工件(12)或在工件(12″)的至少一個孔(14″)之類的缺口內旋轉的驅動頭(36)之類的驅動機構所支承。
31.按權利要求30的裝置，其特徵為軋輥(16，16′，16″，16)分別以一端(30)，特別是通過一輪廓(38)和驅動裝置(34)一相應地成形的孔(40)由驅動裝置(34)不可旋轉地支承，並以另一端(32)由驅動頭(36)之類的驅動機構可旋轉地支承。
32.按權利要求30或31的裝置，其特徵為驅動裝置(34)和/或驅動頭(36)可液壓或氣動控制。
33.按權利要求30至32之任一項的裝置，其特徵為驅動裝置(34)包括驅動馬達(46)，它們各自配設於軋輥(16，16′，16″)之一。
34.按權利要求30至33之任一項的裝置，其特徵為驅動頭(36)之類的驅動機構可用一蝸杆傳動裝置(48)轉動，它特別是可通過一單獨的驅動馬達(50)驅動。
35.按權利要求30至34之任一項的裝置，其特徵為驅動裝置(34)和驅動頭(36)做得可相互相對運動。
36.按權利要求34的裝置，其特徵為驅動裝置(34)可通過一導向裝置(52)等等和一可機械地、電動地、氣動地或液壓地操縱的驅動元件(54)，特別是一壓力缸等等縱向移動。
37.按權利要求30至36之任一項的裝置，其特徵為驅動裝置(34)和/或驅動頭(36)配備用於工件(12)的定心裝置(58)。
38.用於具有至少一個平表面的工件(12′)的表面處理的、特別是用來實現按上述權利要求之任一項所述方法的裝置，包括至少一個相對於工件(12′)縱向(箭頭12)基本上垂直或成一個角度(β)設置的軋輥(74′，74″，86′，86″)，它們至少局部配備對工件(12′)的表面(14′)加載的外輪廓(76，76′，78，78′)，並可繞其縱軸(80)旋轉。
39.按權利要求38的裝置，其特徵為在至少一個起碼局部配備外輪廓(76，76′，78，78′)的軋輥(74′，74″)的對面配設至少另一個起碼局部配備外輪廓(76，76′，78，78′)的軋輥(86′，86″)或不帶凹凸輪廓的軋輥(86，86)之類的支承裝置。
40.按權利要求38或39的裝置，其特徵為至少一個軋輥(74′，74″，86′，86″)至少局部具有對工件(12′)的表面(14′)加載的、環形凸起(94)和缺口(96)形狀的外輪廓(76，76′，78，78′)。
41.按權利要求40的裝置，其特徵為至少一個軋輥(74″)的環形凸起(94)和缺口(96)相對於其縱軸(80)成一角度(α，α′)設置。
42.按權利要求40或41的裝置，其特徵為至少一個軋輥(74′，74″，86′，86″)的環形凸起(94)和缺口(96)垂直於其縱軸(80)設置。
43.按權利要求38至42之任一項的裝置，其特徵為在至少一個起碼局部配備外輪廓(76，78)的軋輥(74′，74″，86′，86″)沿工件(12′)運動方向後面設置一附加的起碼局部配備外輪廓(76′，78′)的用來對工件(12′)的表面(14′)先後依次向相反方向加載的軋輥(74′，74″，86′，86″)。
44.按權利要求43的裝置，其特徵為兩個相互依次設置的軋輥(74″，86″)具有相對於其縱軸(80)成一角度(α，α′)設置的環形凸起(94)和缺口(96)，其中當凸起(94)和缺口(96)的前傾角方向基本上相反時兩個軋輥(74″，86″)可向同一旋轉方向驅動，或者當凸起(94)和缺口(96)的前傾角方向基本上相同時可向相反的旋轉方向驅動。
45.按權利要求43或44的裝置，其特徵在於兩個相互依次設置的軋輥(74′，86′)具有垂直於其縱軸(80)設置的環形凸起(94)和缺口(96)，其中兩個軋輥(74′，86′)和/或環形凸起(94)和缺口(96)相互沿軸向錯開。
46.按權利要求38至45之任一項的裝置，其特徵為在至少一個起碼局部配備對工件(12′)的表面(14′)加載的外輪廓(76，76′，78，78′)的軋輥(74′，74″，86′，86″)沿工件(12′)運動方向的前和/或後設有至少一個不帶凹凸輪廓的軋輥(74，74，86，86)。
47.按權利要求46的裝置，其特徵為至少一個設置在前面的不帶凹凸輪廓的軋輥(74，74，86，86)具有略小一些的外徑。
48.按權利要求46或47的裝置，其特徵為至少一個設置在後面的不帶凹凸輪廓的軋輥(74，74，86，86)具有略大一些的外徑。
49.按權利要求23至48之任一項的裝置，其特徵為環形凸起(24，94)突出於至少一個軋輥(16，16′，74′，74″，86′，86″)的外徑。
50.按權利要求38至49之任一項的裝置，其特徵為至少一個軋輥(74′，74″)支承在一可相對於支承工件(12′)的支承裝置(84)運動的固定裝置(72)中。
51.按權利要求50的裝置，其特徵為固定裝置(72)可通過一導向裝置(88)等等和一可機械地、電動地、氣動地或液壓地操縱的驅動元件(90)，特別是一壓力缸等等相對於支承裝置(84)調整。
52.按權利要求50或51的裝置，其特徵為支承裝置(84)包括至少另一個起碼局部配備外輪廓(78，78′)的軋輥(86′，86″)或不帶凹凸輪廓的軋輥(86，86)等等。
53.按權利要求50至52之任一項的裝置，其特徵為固定裝置(72)和/或支承裝置(84)可液壓或氣動控制。
54.按權利要求50至53之任一項的裝置，其特徵在於至少一個(另一個)起碼局部配備外輪廓(76，76′，78，78′)和/或不帶凹凸輪廓的軋輥(74′，74″，86′，86″或74，74，86，86)分別配設一單獨的驅動馬達(92)。
55.按權利要求19至54之任一項的裝置，其特徵為軋輥(16，16′，16″，74，74′，74″，74，86，86′，86″，86)做成多件的，特別是由一軸(60)以及一與軸(60)不可旋轉地連接的局部配備外輪廓(22，22′，76，76′，78，78′)的，光滑的迎前側末端(30)和光滑的下遊側末端(32)或者全部光滑表面的套(84)拼裝而成。
56.按權利要求19至55之任一項的裝置，其特徵為軋輥(16，16′，16″，74，74′，74″，74，86，86′，86″，86)可通過內部的冷卻系統和/或外部的冷卻池冷卻。
57.用按上述權利要求之任一項的方法和裝置對由金屬，特別是非貴金屬，如鋁、鉛、鉻、鐵、鈷、鎳、銅、錳、鉬、矽、鎢、錫、鋅或他們的合金，如黃銅，尤其是由鋼和/或由鋁和/或含鋁的合金，如AlMg4.5Mn，AlMgSi0.5，AlMgSi，AlMg5，AlZn4.5Mg，AlCuMg，AlCuMg2，AlZnMgCu0.5，AlZnMgCu1.5，AlCuMgPb，或由貴金屬，如金、鈀、鉑、銀，或它們的合金或由它們的複合組成的工件(12，12′，12″)進行表面處理。
58.用按上述權利要求之任一項的方法和裝置來製造細長的，特別是淬硬和/或塗層的實心材料型材(12，12′)，特別是線材、棒材和帶材，和/或由管狀材料組成的型材，特別是管材，尤其是汽車前弓形支架。
59.用按上述權利要求之任一項的方法和裝置來製造卷繞的，特別是淬硬的和/或塗層的工件，尤其是螺旋彈簧。
60.用按上述權利要求之任一項的方法和裝置來製造工件(12″)的孔(14″)之類的缺口，特別是通孔和/或盲孔，尤其是汽車發動機內的孔。
全文摘要
本發明涉及一種用於工件(12,12′,12″)的表面處理的方法和裝置,其中工件(12,12′,12″)通過至少一個起碼局部配備外輪廓(22,22′,76,76′,78,78′)的軋輥(16,16′,16″,74′,74″,86＇,86″)至少局部這樣地加載,使工件(12,12′,12″)被處理的表面(14,14′,14″)經受內壓應用,位於工件(12,12′,12″)被處理表面(14,14′,14″)以下的區域經受沿軸向和切向的內拉應力。
文檔編號B21B45/04GK1326388SQ99813179
公開日2001年12月12日 申請日期1999年9月23日 優先權日1998年9月23日
發明者庫爾特·肯伯, 京特·奧託 申請人:庫爾特·肯伯