CN109926530B - 螺纹滚压头 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种螺纹滚压头，其具有滚子保持部，以用于保持用于在工件上成形螺纹的滚子，其中，滚子在螺纹成形的过程中旋转，其中能量获得设备集成到螺纹滚压头中，所述能量获得设备在螺纹滚压头的运行中获得电能。

Description

螺纹滚压头

技术领域

本发明涉及一种螺纹滚压头，其具有至少一个滚子保持部，以用于保持用于在工件上成形螺纹的滚子，其中，滚子在螺纹成形的过程中旋转。

背景技术

例如已知轴向螺纹滚压头、径向螺纹滚压头和切向螺纹滚压头。其基于冷变形的原理，其中，通过螺纹滚压头的滚子外螺纹成形到例如圆柱形的工件中。在螺纹成形的过程中滚子旋转。

由EP 2 014 389 B1已知一种径向螺纹滚压头。所述径向螺纹滚压头具有闭锁装置，所述闭锁装置在滚压过程之前脱开，例如从工件或操纵杆脱开。在脱开闭锁装置之后，工件才可以为了加工导入滚子之间。在由EP 2 014 389 B1已知的径向螺纹滚压头中，将电磁铁设置在滚压头中，所述滚压头与闭锁元件耦联。此外，电的能量源和两个开关处于径向螺纹滚压头中。开关操纵继电器，所述继电器将电磁铁与能量源连接，如果开关通过工件或另一个操纵装置操纵的话。借助电磁铁，闭锁装置的闭锁元件可以脱离嵌接，从而驱动装置可以引起滚子的旋转。电的能量源具有电池和连接到电池上的电容器。电容器可以存储和释放短时用于操纵电磁铁要施加的能量。

发明内容

从解释的现有技术出发，本发明的任务是，提供一种开头所述类型的螺纹滚压头，其具有提高的能效。

本发明通过如下的内容解决该任务。按照本发明所述的螺纹滚压头具有至少一个滚子保持部，以用于保持用于在工件上成形螺纹的滚子，其中，滚子在螺纹成形的过程中旋转，其特征在于，能量获得设备集成到螺纹滚压头中，所述能量获得设备在螺纹滚压头的运行中获得电能。

对于开头所述类型的螺纹滚压头，本发明由此解决该任务，即，能量获得设备集成到螺纹滚压头中，所述能量获得设备在螺纹滚压头的运行中获得电能。

如开头解释的，利用螺纹滚压头在例如圆柱形的工件上成形螺纹。在加工期间，螺纹滚压头的构成螺纹的滚子旋转。滚子旋转可以例如通过在加工期间旋转驱动的工件引起。亦即螺纹滚压头不需要用于滚子的单独的旋转驱动装置。螺纹滚压头可以例如是轴向螺纹滚压头、径向螺纹滚压头或切向螺纹滚压头。这样的螺纹滚压头原则上已知并且基本上关于在加工期间工件和滚子之间的相对的运动方向而不同。这样加工的工件的输送按照螺纹滚压头沿轴向的、径向的或切向的方向进行。

按照本发明，能量获得设备集成到螺纹滚压头中。所述能量获得设备从螺纹滚压头的运行获得能量。能量获得设备形成能量转换器。所述能量转换器将在螺纹滚压头的运行中产生的、例如用于旋转滚子或与滚子连接的构件的能量(机械能)或例如将通过运行引起的提高的温度(热能)转换成电能，所述电能然后可以被利用。否则未利用的例如机械的或热的能量可以以这种方式可用。由此提高螺纹滚压头的能效。例如可以在螺纹滚压头中设置的电的消耗器中省却否则要经常更换的电池。

以特别有效率的方式，能量获得设备可以从螺纹滚压头的至少一个在螺纹滚压头的运行中运动的构件的运动获得电能。因此，否则丢失的机械能转换成电能。基于在螺纹滚压头的运行中显著的积累的否则丢失的机械的动能，该设计允许特别广泛的能量获得。

例如能量获得设备可以从螺纹滚压头的滚子或与滚子一起旋转的构件的旋转获得电能。在滚子或与滚子一起旋转的构件的旋转运动中，在螺纹滚压头的运行期间获得特别多的能量，从而对应地可以获得特别多的电能。

按照本发明的能量获得设备可以借助感应获得电能。尤其是能量获得设备可以具有至少一个电的线圈和至少一个在滚子或螺纹滚压头的与滚子一起旋转的构件旋转时相对于所述至少一个电的线圈旋转的磁体、尤其是永磁体。以这种方式，滚子或与滚子一起旋转的构件的旋转运动可以非接触式并且有效率地被用于按照本发明的能量获得。

螺纹滚压头的通过滚子旋转的构件可以是将滚子相互耦联的传动轮、尤其是传动齿轮。螺纹滚压头经常具有传动装置，所述传动装置将滚子的旋转运动相互耦联。例如螺纹滚压头可以是切向螺纹滚压头。切向螺纹滚压头通常是被动的，即其不具有用于其滚子的自身的驱动装置。代替之，滚子通过在加工期间旋转驱动的并且与滚子嵌接的工件旋转。在切向螺纹滚压头中，所述工件在切向的引导的过程中首先与切向螺纹滚压头的例如两个滚子中的第一滚子进入旋转的嵌接中，从而首先该滚子旋转。切向螺纹滚压头的传动装置用于，使该旋转运动同步传输到第二滚子上。能量获得在切向螺纹滚压头中特别有效率，因为所述一个或多个齿形传动齿轮在加工过程期间在任何情况下旋转。借此可以在整个加工期间从该旋转运动获得能量。例如在轴向或径向螺纹滚压头中，传动装置与此相反通常不在整个加工期间旋转，而是只在螺纹滚压头打开和关闭时旋转。

能量获得设备可以原则上也具有至少一个压电元件和/或至少一个热元件和/或至少一个振动元件。借助这样的元件也可以从螺纹滚压头的运行中以按照本发明的方式获得能量。例如在压电元件中在出现机械应力时出现电压，所述电压可以对应地以按照本发明的方式被利用，如所述机械应力在螺纹滚压头的运行期间可以产生的那样。这也适用于振动元件。热元件与此相反在出现热元件的两个区段之间的温差时形成电压。以这种方式，螺纹滚压头的构件的例如通过螺纹滚压头的运行引起的提高的温度可以用于按照本发明的能量获得。按照本发明相关的类型的螺纹滚压头部分地在运行期间由冷却液流经。在这样的螺纹滚压头中，能量获得设备也可具有在冷却液流中设置的涡轮，所述涡轮与发电机耦联。所述发电机然后按照发电机原理由通过涡轮的冷却液流强加的旋转运动产生电能。

此外，至少一个电池可以集成到螺纹滚压头中，所述电池由能量获得设备充电。亦即在该设计中，按照本发明获得的或转换的电能在电池中存储。所述电能可以借此也在螺纹滚压头不(再)运行时被利用。由此必要时设置在螺纹滚压头中的电的消耗器可以独立于螺纹滚压头的运行是激活的。

此外，至少一个电的消耗器可以集成到螺纹滚压头中，所述电的消耗器以由能量获得设备获得的电能供电。所述消耗器可以在此直接由能量获得设备或优选间接从由能量获得设备充电的电池供电。

所述电的消耗器可以按照另一种设计是至少一个微处理器和/或用于检测关于螺纹滚压头和/或加工过程的数据的至少一个传感器。所述微处理器可以形成CPU(中央处理器Central Processing Unit)。传感器可以例如是力传感器、如应变片、温度传感器或位置或运动传感器、例如霍尔传感器。作为传感器也可以设置测量装置，所述测量装置测量并且评估从能量获得设备获得的电能、例如电压。测量装置可以由这样的测量例如确定以螺纹滚压头实施的滚压过程的数量或在加工期间滚子的旋转速度。借助所述至少一个传感器的测量数据可以推断出螺纹滚压头的状态、例如磨损或损坏和加工过程、例如可接受的或不可接受的加工过程。

按照另一种设计，所述至少一个电的消耗器可以构成用于，将关于螺纹滚压头和/或加工过程的数据传输给与螺纹滚压头分开地构成的机器控制装置和/或与螺纹滚压头分开地构成的可移动的通信单元。可移动的通信单元可以例如是智能手机。电的消耗器可以尤其是是微处理器，所述微处理器获得至少一个传感器的测量数据并且将其发送给机器控制装置或可移动的通信单元或已经评估由所述至少一个传感器获得的测量数据并且将评估结果发送给机器控制装置或可移动的通信单元。这样的数据可以是螺纹滚压头的提前提供给电的消耗器、例如微处理器的静态的数据(序列号、生产日期、装备等)和/或是动态的数据(滚压过程的数量、加工期间滚子的旋转速度、温度测量值、力测量值，位置测量值等)。如已经提到的，微处理器可以评估接收的数据本身并且将评估结果发送给机器控制装置或可移动的通信单元。但也可设想的是，所述评估在机器控制装置或可移动的通信单元或另一个与机器控制装置和螺纹滚压头分开的评估仪器中进行。该评估仪器可以然后为了评估连接到螺纹滚压头上，不管这是无线或有线连接。只要微处理器本身进行评估，则其因此也形成集成到螺纹滚压头中的评估设备。力测量值可以例如是挤压力测量值。微处理器可以借助由所述至少一个传感器接收的和/或评估的数据也将报警信号或停车信号输出给机器控制装置或可移动的通信单元，从而机器操作人员可以干涉所述过程，例如可以停止所述过程，或者机器控制装置或可移动的通信单元基于停车信号自动进行这样的停止。

所述至少一个电的消耗器与机器控制装置或可移动的通信单元的通信可以以特别优选的方式无线地进行。作为无线的通信可能性例如考虑蓝牙或NFC(近场通信NearField Communication)，但也考虑WIFI或另外的无线的通信。当然备选地也可设想电的消耗器和机器控制装置或可移动的通信单元之间的线缆连接的通信。

附图说明

接着借助附图进一步解释本发明的实施例。示意性示出：

图1示出按照本发明的螺纹滚压头的透视图；

图2示出在图1中示出的螺纹滚压头的放大部分视图；

图3示出在图1中示出的螺纹滚压头的另一个部分视图；

图4示出在图1中示出的螺纹滚压头的另一个部分视图；

图5示出从图3出发的相对于图3旋转的视图；

图6示出图5的放大的细节视图；

图7示出用于解释按照本发明的螺纹滚压头的功能的流程图。

具体实施方式

只要没有另外给出，在图中相同的附图标记表示相同的物体。

在图1中示出的螺纹滚压头是切向螺纹滚压头，其包括壳体10和用于夹紧到工具机中的夹紧区段12。螺纹滚压头具有两个滚子16，以用于在圆柱形的工件18上成形外螺纹。在螺纹成形期间，圆柱形的工件18借助未进一步示出的驱动装置旋转，如通过箭头20形象地说明的那样。滚子16具有外轮廓，所述外轮廓在工件18上通过冷变形构成外螺纹。滚子16分别由滚子保持部22支承。

在图2中，为了形象说明，具有夹紧区段12的壳体10和上面的滚子保持部22以及下面的滚子保持部22的支承部未示出。在此可看出，在旋转轴24上构成分别一个在滚子16旋转时与旋转轴24一起旋转的外齿部26。齿部26分别与中间齿轮28处于嵌接中，所述中间齿轮又与中间齿轮30处于嵌接中。中间齿轮30形成变速器齿轮30。通过这样形成的变速器，两个滚子16相互耦联，从而它们的旋转运动同步。

在图3中为了进一步的形象说明除了直径调节单元32之外也不示出中间齿轮30。在此可看出静止地在接纳中间齿轮30的壳体区段34上设置的电的线圈36。线圈36保持在半圆形的保持件38上。这也在图4中可看出，其示出螺纹滚压头的相对于图3以180°旋转的视图，其中没有滚子保持部22和其他的壳体组成部分。在该视图中也可看出，在与线圈36和其保持件38对置的侧上，多个均匀地在环周上分布的永磁体40放入中间齿轮30中。滚子16的通过旋转驱动的工件18引起的旋转并且借此通过齿部26和中间齿轮30的中间齿轮28导致，永磁体40沿静止的线圈36的布置结构在所述静止的线圈旁旋转经过。由此以本身已知的方式感应出电压，所述电压在示出的示例中输送给在图5中可看出的、在螺纹滚压头的接纳部42中集成的电池44，从而电池44被充电。

在接纳部42中此外设置微处理器46，其由电池44供电。在图6中此外可看出应变片48，其通过电的导线50与微处理器46连接。在运行中可以借助应变片48进行测力，其中，测量结果通过电的连接部50输送给微处理器46。所述微处理器可以由这些测量值和必要时其他集成到螺纹滚压头中的传感器的测量值例如推断出相应的滚压过程的质量。例如通过无线连接、如蓝牙或NFC，微处理器46(CPU)可以将滚压过程归类成好过程或坏过程的结果传输给与螺纹滚压头分开设置的机器控制装置，如在图7中形象地说明的。机器控制装置可以然后例如在评价滚压过程为好过程时将用于继续进行生产的信号输送给螺纹滚压头的微处理器46，如同样在图7中示出的。而在评价滚压过程作为坏过程时，机器控制装置会引起机器停止，从而所述过程不继续，如同样在图7中示出的。

附图标记列表

10 壳体

12 夹紧区段

16 滚子

18 工件

20 箭头

22 滚子保持部

24 旋转轴

26 外齿部

28 中间齿轮

30 中间齿轮

32 直径调节单元

34 壳体区段

36 电的线圈

38 保持件

40 永磁体

42 接纳部

44 电池

46 微处理器

48 应变片

50 电的导线

Claims (13)

1.螺纹滚压头，所述螺纹滚压头具有至少一个滚子保持部(22)，以用于保持用于在工件(18)上成形螺纹的滚子(16)，其中，滚子(16)在螺纹成形的过程中旋转，其特征在于，能量转换器集成到螺纹滚压头中，所述能量转换器在螺纹滚压头的运行中获得电能，能量转换器从螺纹滚压头的至少一个在螺纹滚压头的运行中运动的构件的运动获得电能。

2.按照权利要求1所述的螺纹滚压头，其特征在于，能量转换器从螺纹滚压头的滚子(16)或与滚子(16)一起旋转的构件的旋转获得电能。

3.按照权利要求1或2所述的螺纹滚压头，其特征在于，能量转换器借助感应获得电能。

4.按照权利要求3所述的螺纹滚压头，其特征在于，能量转换器具有至少一个电的线圈(36)和至少一个在螺纹滚压头的滚子(16)或与滚子(16)一起旋转的构件旋转时相对于所述至少一个电的线圈旋转的磁体(40)。

5.按照权利要求2所述的螺纹滚压头，其特征在于，螺纹滚压头的通过滚子(16)旋转的构件是将滚子(16)相互耦联的传动轮(30)。

6.按照权利要求1或2所述的螺纹滚压头，其特征在于，螺纹滚压头是切向螺纹滚压头。

7.按照权利要求1或2所述的螺纹滚压头，其特征在于，能量转换器具有至少一个压电元件和/或至少一个热元件和/或至少一个振动元件。

8.按照权利要求1或2所述的螺纹滚压头，其特征在于，此外至少一个电池(44)集成到螺纹滚压头中，所述电池由能量转换器充电。

9.按照权利要求1或2所述的螺纹滚压头，其特征在于，此外至少一个电的消耗器集成到螺纹滚压头中，所述电的消耗器被馈给从能量转换器获得的电能。

10.按照权利要求9所述的螺纹滚压头，其特征在于，所述电的消耗器是至少一个微处理器(46)和/或用于检测关于螺纹滚压头和/或加工过程的数据的至少一个传感器。

11.按照权利要求9所述的螺纹滚压头，其特征在于，所述至少一个电的消耗器构成用于将关于螺纹滚压头和/或加工过程的数据传输到与螺纹滚压头分开地构成的机器控制装置和/或与螺纹滚压头分开地构成的可移动的通信单元上。

12.按照权利要求11所述的螺纹滚压头，其特征在于，所述至少一个电的消耗器无线地与机器控制装置和/或与可移动的通信单元连接。

13.按照权利要求5所述的螺纹滚压头，其特征在于，所述传动轮(30)是传动齿轮。

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