的(平行于旋转轴线的)示意性截面视图。
[0070]图6显示了图5的旋压成形工艺和装置的(垂直于旋转轴线的)示意性端视图。
[0071]图7图示了旋压成形工艺的有限元模拟的结果。
[0072]图8显示了可利用本发明的实施方案形成的一些三维形状和壁轮廓。
[0073]图9和10显示了对应于图5和6的并入了混合辊(第一内部支撑辊)臂和支撑辊(第二内部支撑辊和第三内部支撑辊)臂的视图。
[0074]图11显示了根据本发明的实施方案的组装装置的示意性等轴视图。
[0075]图12显示了图11的装置的平面图。
[0076]图13显示了用于在图11的装置中使用的成形辊模块的视图。
[0077]图14显示了用于在图11的装置中使用的混合辊(第一内部支撑辊)模块的视图。
[0078]图15显示了用于在图11的装置中使用的支撑辊(第二内部支撑辊和第三内部支撑辊)模块的视图。
[0079]图16显示了根据本发明的另一实施方案的旋压成形工艺和装置的(平行于旋转轴线的)示意性截面视图。
[0080]图17显示了图16的旋压成形工艺和装置的(垂直于旋转轴线的)示意性端视图。
[0081]图18和19分别显示了基于图16和17的改进的实施方案。
[0082]图20和21分别显示了基于图5和6的改进的实施方案。
[0083]图22和23分别显示了基于图18和19的改进的实施方案。
【具体实施方式】
[0084]本发明的优选实施方案提供了改进的旋压成形工艺。在该公开内容中，术语“旋压成形”与“金属旋压”可交换地使用，虽然应承认，优选的实施方案可以用除金属以外的起始材料，例如易延展的塑料材料发挥作用。然而，在本发明的大多数优选实施方案中，起始材料是金属材料，通常是金属片。
[0085]在本发明的优选实施方案中，提供了灵活的旋压成形工艺，其中心轴的作用由内部支撑辊的合适布置来提供。在期望的情况下，这还允许制造非轴对称部件。
[0086]参照图7，利用成形辊52进行的工件50的旋压成形工艺的有限元模拟揭示，对于辊52相对于工件15的每个位置来说，工件50仅在3个定位处接触心轴。这些定位是:第一定位54，其接近于工件的可旋转安装位置定位并与辊52轴向对齐；以及第二定位56和第三定位58，其每个与第一定位远侧地隔开并横向偏离第一定位和辊52的位置。
[0087]根据本发明的优选实施方案，心轴可因此利用内部支撑件的相应布置来代替，允许工件关于内部支撑件旋转。
[0088]图5显示了根据本发明的优选实施方案的旋压成形工艺和装置的(平行于旋转轴线的)示意性截面视图。图6显示了该实施方案的示意性端视图。在这些图中，初始工件30由金属片形成。在该工艺期间，该初始工件逐渐地向物品33的期望最终形状变形。工件30由尾件32可旋转地保持以围绕旋转轴线A旋转。成形辊36由成形辊臂38可旋转地保持并抵靠工件的外表面40。
[0089]内部支撑辊的布置抵靠工件的内表面42。第一内部支撑辊44(在此处也称为混合辊)接近于物品33的尾架末端设置。第二内部支撑辊46(和第三内部支撑辊48-参见图6)从第一内部支撑辊44向远侧地设置并且横向地偏离第一内部支撑辊44。成形辊36与第一内部支撑辊、第二内部支撑辊和第三内部支撑辊远侧地隔开，但是并不横向地偏离第一内部支撑辊44。
[0090]与常规的旋压工艺相比，图5和6中示出的构型具有两个主要优势。首先，构型是灵活的，因为不需要用于完成物品的每个期望形状的特定心轴。其次，在可能径向地(和可选地侧向地)控制辊的移动的情况下，除了允许平行于旋转轴线的移动以外，意味着可能产生非轴对称物品。
[0091]图8显示了可能利用本发明的优选实施方案的不同复杂度的三维形状的一些示例。圆形杯可利用本发明但也可利用常规的旋压成形来形成。然而，椭圆形杯和矩形杯不能通过常规的旋压成形来形成。此外，肾形豆状的杯是具有包括凹入部的截面的高度复杂的形状。这种形状也可能利用本发明的优选实施方案。
[0092]图8还显示了可利用本发明的实施方案形成的壁轮廓。线性轮廓可利用常规的旋压成形来形成。线性阶梯式轮廓也可通过常规的旋压成形来形成，如二阶轮廓(secondorder profile)可以的。然而，当然，特定的心轴形状必须用这样的工艺产生。利用常规的旋压成形形成图8中示出的凹入轮廓是更加困难的，因为适当地定形的心轴将难以从完成产品中移除。这样的形状可利用本发明的优选实施方案以简单的方式形成，因为内部支撑件提供所要求的心轴样支撑件，但是对其位置的控制允许形成这些复杂的形状。
[0093]图9和10显示了对应于图5和6的视图，但是显示了混合辊臂60和支撑辊臂62、64。图10中的直线箭头表明，混合辊臂60和支撑辊臂62、64可被控制成平行于旋转轴线A移动。除此之外，在优选的实施方案中，混合辊臂60和支撑辊臂62、64可以径向地移动，以提供对内部支撑辊的位置的相应控制。此外，在仍然另外的优选实施方案中，混合辊臂60和支撑辊臂62、64可另外横向地移动(即，在垂直于旋转轴线A并且垂直于径向方向的方向上)，以在用于工件的内表面的合适支撑件的所要求定位处提供内部支撑辊的精确定位。在此提及‘横向’方向包含对支撑辊臂62、64的控制以调节支撑辊臂62、64之间的旋转角，从而‘横向偏移’在此处与‘圆周偏移’具有相同的含义。
[0094]对工件的旋转速度、成形辊36的位置以及内部支撑辊44、46和48的位置的控制通常以将被技术人员理解的方式由计算机数字控制(CNC)提供。
[0095]图11-15显示了根据本发明的实施方案的完整的装置的视图。
[0096]图11显示了根据本发明的实施方案的组装装置80的示意性等轴视图。该装置被支撑在基板82上，基板82进而被支撑在支撑框架84上。图12显示了装置80的平面图。工件94由轴92可旋转地支撑。三个可辨别的模块与工件94相互作用。这些模块是混合辊模块86，支撑辊模块88和成形辊模块90。这些模块被参照图13-15更详细地描述。
[0097]图13显示了成形辊模块90。成形辊92由成形辊臂94可旋转地支撑。成形辊臂94刚性地附接到成形辊臂板96。成形辊臂板96显示为从径向定位设备98移除，然而，在使用中，成形辊臂板96被附接到径向定位设备98。成形辊92的径向位置可通过结合径向滚珠丝杠和径向线性引导件104适当地控制径向电动机100来调节，径向定位设备98进而被支撑在轴向定位设备106上，因此成形辊92的轴向位置通过适当地控制轴向电动机108、轴向滚珠丝杠110和轴向线性引导件112来控制。图14显示了混合辊模块86。在这个实施方案中，混合辊114的径向运动是机动的，但是混合辊114的轴向运动是手动地控制的。在另外的优选实施方案中，混合辊的轴向运动可以在机动控制下以将被技术人员理解的方式实施。
[0098]在图14中，混合辊114保持在混合辊臂116上，混合辊114的径向移动通过结合径向线性引导件120和径向滚珠丝杠122适当地控制径向电动机118来控制。轴向线性引导件124提供对混合辊114的轴向位置的控制。图15显示了支撑辊模块88，第二内部支撑辊126和第三内部支撑辊128关于相应的内部支撑辊臂130、132可旋转地安装。第二内部支撑辊126和第三内部支撑辊128的径向定位由径向电动机134、136独立地设置，径向滚珠丝杠138和径向线性引导件140仅关于径向电动机136显示。在这个实施方案中，第二内部支撑辊126和第三内部支撑辊128的轴向位置由单个轴向电动机142以及相应的轴向滚珠丝杠144和线性引导件146设置。在可选择的实施方案中，第二内部支撑辊126和第三内部支撑辊128的线性位置可通过设置独立的相应轴向电动机、滚珠丝杠和线性引导件来单独地设置，如对于技术人员来说将是明显的。
[0099]利用对各种辊在图11-15的装置中的位置的适当控制，工件94可经受旋压成形，成形辊92抵靠工件的外表面，并且混合辊114以及第二内部支撑辊126和第三内部支撑辊128抵靠工件的内表面，代替心轴。因此，形成的物品的形状可根据装置的运行改变，而不需要不同的心轴，仅需要对辊的位置的适当的数字控制。此外，非轴对称物品可如上所讨论地制造。
[0100]本发明人还已经意识到，本发明的实施方案可用来进行剪力旋压和/或管形件成形工艺。图3图示出常规的剪力旋压工艺。与常规旋压工艺存在三个主要差别:存在由壁角度(α )决定的厚度改变；剪力旋压在单道次中进行，辊遵循心轴的轮廓；以及剪力旋压辊(成形工具)在其尖端处具有尖锐的半径。
[0101]因此，在本发明的另外的实施方案中，提供了剪力旋压工艺，其中心轴由辊代替。对此存在不同的选择。在图16和17中示出的一个实施方案中，工件230由靠近于心轴232定位的第一内部支撑辊244支撑在内表面处，并且第二内部支撑辊246和第三内部支撑辊248定位在第一内部支撑辊244的远侧。第二内部支撑辊246和第三内部支撑辊248彼此横向偏离。主成形辊236由成形臂238保持。主成形辊是在端部处具有尖锐的‘鼻子’半径的剪力旋压辊。在该工艺期间，第二支撑辊和第三支撑辊与主成形辊一起径向和轴向地移动，其中从主成形辊的径向偏移等于工件的最终厚度。工具路径为单通道是可能的，但是这不不一定是必不可少的。在其它的实施方案中，工件的厚度可以阶段性地减小，以减小辊臂力。
[0102]本发明人认为，在本发明的剪力旋压实