DE102004035153A1

DE102004035153A1 - Walzstange, Kaltwalzmaschine und Kaltwalzverfahren

Info

Publication number: DE102004035153A1
Application number: DE200410035153
Authority: DE
Inventors: Markus Dr. Stanik; Martin Straubmüller; Jürgen Schmid
Original assignee: Ex Cell O GmbH
Current assignee: MAG IAS GmbH Eislingen
Priority date: 2004-07-15
Filing date: 2004-07-15
Publication date: 2006-02-09

Abstract

Es wird eine Walzstange für eine Kaltwalzmaschine vorgeschlagen, welche einen auslesbaren Datenspeicher für Parameter der Walzstange und/oder für Parameter einer Kalzwalzmaschine und/oder für Verfahrensparameter eines Walzvorgangs und/oder für Parameter eines zu bearbeitenden Werkstücks umfaßt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Walzstange für eine Kaltwalzmaschine.
Die Erfindung betrifft ferner eine Kaltwalzmaschine, umfassend einen ersten beweglichen Walzstangenhalter und einen zweiten beweglichen Walzstangenhalter, wobei den Walzstangenhaltern mindestens ein Antrieb zugeordnet ist, und eine Steuerungseinrichtung zur Steuerung der Bewegung der Walzstangenhalter.
Die Erfindung betrifft ferner ein Kaltwalzverfahren, bei dem ein Werkstück in einer Kaltwalzmaschine zwischen gegenläufig angetriebenen Walzstangen bearbeitet wird.

Aus der WO 01/94048 A1 ist eine Kaltwalzmaschine mit zwei gegenläufig angetriebenen, profilierten Walzstangen, die jeweils über einen Schlitten auf einer Führung gelagert sind und die im Eingriff mit einem zwischen den Walzstangen drehbar gelagerten Werkstück stehen, bekannt, wobei durch eine Zustelleinrichtung mit zumindest einem Zustellantrieb die Walzstangen während des Walzvorgangs in Eingriffsrichtung und insbesondere in Radialrichtung mit Bezug zu dem zu bearbeitenden Werkstück verstellbar sind.

Bei einer solchen Kaltwalzmaschine lassen sich die Walzstangen während des Walzgangs in Radialrichtung verstellen.

Über Kaltwalzen lassen sich Profile an Werkstücken durch spanloses Kaltformen ausbilden. Beispielsweise lassen sich Steckverzahnungen (gerade oder schräg), Spiralverzahnungen, Ölnuten, Gewinde oder Rändel herstellen. Die Herstellung über Kaltwalzen ist dabei erheblich schneller als die Herstellung über spanabhebende Materialbearbeitung. Kaltgewalzte Werkstücke weisen eine höhere Festigkeit, eine höhere Oberflächengüte und eine größere Genauigkeit auf.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Walzstange bereitzustellen, welche den Einsatz vereinfacht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Walzstange mit einem auslesbaren Datenspeicher für Parameter der Walzstange und/oder für Parameter einer Kaltwalzmaschine und/oder für Verfahrensparameter eines Walzvorgangs und/oder für Parameter eines zu bearbeitenden Werkstücks versehen ist.

Es lassen sich dadurch Daten direkt an der Walzstange speichern, die auf einfache Weise, nämlich durch Auslesen, an einer Anwendung wiedergewonnen werden können. Beispielsweise lassen sich Identifikationsparameter der Walzstange speichern wie Seriennummer und so weiter.

In dem Datenspeicher können auch Daten gespeichert werden, die die Einstellung einer Kaltwalzmaschine vereinfachen. Der Einstellungsvorgang einer Kaltwalzmaschine ist üblicherweise aufwendig, da eine Vielzahl von Parametern einen Einfluß ausüben können. Wenn eine Walzstange mit einem Datenspeicher versehen ist, dann ist es möglich, daß eine Kalibrier-Kaltwalzmaschine für die Bearbeitung eines bestimmten Werkstücks einmal eingestellt wird, die entsprechenden Parameter bzw. Parametersätze dann ausgelesen werden und auf die Walzstange übertragen werden. Diese Parameter können dann wieder an einer anderen Kaltwalzmaschine ausgelesen werden und zur Einstellung dieser Maschine verwendet werden. Beispielsweise ist dann bei einem Werkzeugwechsel (Wechsel der Walzstangen) kein aufwendiger kompletter Einstellungsprozeß durchzuführen, da in dem Datenspeicher die Einstellungsparameter mitgeliefert werden, so daß beispielsweise eine automatische oder halbautomatische Einstellung erfolgen kann.

Über Parameter bzw. Parametersätze, welche in dem Datenspeicher gespeichert sind, läßt sich auch die Bearbeitung eines Werkstücks vereinfachen. Beispielsweise lassen sich Verzahnungsfehler der Walzstange in dem Datenspeicher speichern. Diese Daten können bei der Steuerung der Walzstangenbewegung in einer Kaltwalzmaschine berücksichtigt werden, so daß sich solche Verzahnungsfehler nicht negativ auf die Werkstückqualität auswirken.

Es ist grundsätzlich auch möglich, über einen auslesbaren Datenspeicher die Position der Walzstange an einer Kaltwalzmaschine zu erfassen. Dadurch lassen sich Kollisionen zwischen dem Werkzeug, Walzstange und einem Werkstück aufgrund eventuell falsch positionierter Walzstangen oder Werkstücken vermeiden.

Der Datenspeicher kann in diesem Zusammenhang beispielsweise als Geber oder als Sender für eine Positionserfassung der Walzstange eingesetzt werden, zumindest im Zusammenhang einer Kollisionsverhinderungs-Überwachung. Wenn bei bekannter Position des Datenspeichers an einer Walzstange und bei bekannter Position einer Leseeinrichtung (die als Sensor wirkt) ein bestimmtes Signal erfaßt wird, dann kann so die Position der Walzstange erfaßt werden. Beispielsweise sind in dem Datenspeicher dazu "Positionserfassungsdaten" gespeichert, die die Positionserfassung erleichtern. Über den Datenspeicher und eine zugeordnete Leseeinrichtung läßt sich so eine Sensor-Geber-Kombination realisieren.

Es ist insbesondere vorgesehen, daß der Datenspeicher beschreibbar ist. Dadurch können beispielsweise an einer Kalibrier-Kaltwalzmaschine ermittelte Einstellungsparameter in den Datenspeicher übertragen werden.

Vorteilhafterweise ist der Datenspeicher so angeordnet, daß er über eine Querrichtung zu einer Längsrichtung der Walzstange auslesbar ist. Über diese Querrichtung ist ein Zugriff auf den Datenspeicher zum Datenauslesen am einfachsten.

Vorzugsweise ist der Datenspeicher an einer Querseite zu einer Wirkseite angeordnet. Der Datenspeicher kann dann auf einfache Weise ausgelesen, auch wenn die entsprechende Walzstange an einer Kaltwalzmaschine angeordnet ist.

Insbesondere ist der Datenspeicher so an der Walzstange angeordnet, daß er nicht über eine entsprechende Oberfläche der Walzstange hinausragt. Dadurch ist die Beschädigungsgefahr für den Datenspeicher minimiert.

Eine solche Anordnung läßt sich beispielsweise dadurch erreichen, daß der Datenspeicher in einer Ausnehmung sitzt.

Vorzugsweise ist der Datenspeicher in der Ausnehmung gekapselt angeordnet, so daß er gegenüber Umgebungseinflüssen geschützt ist.

Vorteilhafterweise ist der Datenspeicher so ausgebildet, daß er berührungsfrei auslesbar und/oder beschreibbar ist. Beispielsweise ist der Datenspeicher dazu als Transponder ausgebildet. Durch eine berührungsfreie Auslesbarkeit und Beschreibbarkeit läßt sich ein schneller Datenzugriff erreichen.

Beispielsweise umfaßt der Datenspeicher einen Mikrochip.

Es ist insbesondere vorgesehen, daß in dem Datenspeicher Walzstangenparameter gespeichert sind. Bei den Walzstangenparametern handelt es sich insbesondere um Geometrieparameter und/oder Identifikationsparameter.

Über Identifikationsparameter läßt sich die spezielle Walzstange identifizieren und beispielsweise auch "kaufmännisch" identifizieren. Bei den Identifikationsparametern kann es sich um Seriennummern und dergleichen handeln. Die Geometrieparameter charakterisieren die Geometrie der Walzstange.

In dem Datenspeicher sind vorzugsweise mindestens einer der folgenden Parameter oder Parametersätze gespeichert: Länge der Walzstange, Breite der Walzstange, Höhe der Walzstange, Verzahnungsparameter der Walzstange, Rampenparameter der Walzstange, Verzahnungsfehler der Walzstange. Mit diesen Parametern bzw. Parametersätzen läßt sich die Walzstange "technisch" identifizieren. Es kann dann die Kaltwalzmaschine optimal eingestellt werden bzw. es lassen sich Bearbeitungssteuerungsparameter an der Kaltwalzmaschine unter Kenntnis dieser Parameter einstellen.

In dem Datenspeicher können auch (vorzugsweise direkte) Einstellungsparameter einer Kaltwalzmaschine und/oder Bearbeitungssteuerungsparameter gespeichert sein. Die entsprechenden Parameter lassen sich dann auslesen und in eine Steuerungseinrichtung der Kaltwalzmaschine transferieren. Dadurch läßt sich diese auf einfache Weise einstellen und beispielsweise auch automatisiert einstellen.

In dem Datenspeicher ist vorzugsweise mindestens einer der folgenden Parameter oder Parametersätze gespeichert: Materialparameter des Werkstücks, Materialhomogenitätsparameter des Werkstücks, Materialhärteparameter des Werkstücks, Geometrieparameter des Werkstücks, Profilgeometrieparameter des Werkstücks. Unter Kenntnis dieser Daten läßt sich die Werkstückbearbeitung optimieren. Insbesondere läßt sich eine vereinfachte Einstellung einer Kaltwalzmaschine durchführen.

Es ist ferner günstig, wenn in dem Datenspeicher mindestens einer der folgenden Parameter oder Parametersätze gespeichert ist: Fahrgeschwindigkeitsparameter der Walzstange in einer Kaltwalzmaschine, Positionsparameter einer Walzstange in der Kaltwalzmaschine, Bewegungsparameter für einen oder mehrere Walzstangenhalter einer Kaltwalzmaschine, Geschwindigkeitsverteilungsparameter für einen Walzvorgang, Lagenparameter der Walzstange in einer Kaltwalzmaschine, Schmierungsparameter für einen Walzvorgang, Abstandsparameter von Walstangen in der Kaltwalzmaschine. Unter Kenntnis solcher Parameter läßt sich eine Kaltwalzmaschine optimal einstellen bzw. steuern. Unter Kenntnis dieser Parameter lassen sich auch Bearbeitungsvorgänge an einem Werkstück optimieren.

Es kann vorgesehen sein, daß die Daten in dem Datenspeicher mindestens teilweise verschlüsselt sind. Dadurch lassen sich die Daten gegenüber Manipulation schützen.

Bei einem Ausführungsbeispiel einer Walzstange weist diese eine Profilierung auf, die sich mit gleichbleibendem Profil im wesentlichen über die gesamte Wirkfläche einer Wirkseite erstreckt. Eine solche Walzstange läßt sich auf einfache Weise herstellen. Eine entsprechende Walzstange ist in der WO 01/94048 A1 und in der US 2004/0007034 A1 beschrieben. Auf diese Dokumente wird ausdrücklich Bezug genommen.

Bei diesem Ausführungsbeispiel einer Walzstange ist eine Profiltiefe entlang eines Bereichs der Walzstange vorzugsweise im wesentlichen gleichbleibend. Es ergibt sich dadurch eine vereinfachte Herstellbarkeit. Die erforderliche Profiltiefe an dem Werkstück läßt sich über eine Quer-Zustellung von Walzstangen während der Werkstückbearbeitung erreichen. Die entsprechenden Profile am Werkstück lassen sich über eine Mehrzahl von Walzstangenhüben ausbilden (anstatt einem einzigen Walzstangenhub), so daß die Belastung für die Kaltwalzmaschine und die Walzstangen minimiert sind.

Insbesondere sind an der Wirkfläche zur Bildung der Profilierung eine Mehrzahl von im wesentlichen gleich ausgebildeten Zähnen angeordnet. Eine solche Walzstange läßt sich auf einfache Weise herstellen.

Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel einer Walzstange ("konventionelle Walzstange") sind unterschiedlich ausgebildete Zonen mit unterschiedlicher Verzahnung vorgesehen. Die Verzahnung ist angepaßt an die an einem Werkstück herzustellende Profilierung. Bei der Walzstange, die eine gleichbleibende Profilierung aufweist, wird das Endprofil durch entsprechende Steuerung der Bewegung der Walzstange einschließlich Querzustellung bzw. radiale Zustellung hergestellt. Hier sind die unterschiedlichen Zonen über die Steuerung der Kaltwalzmaschine realisiert, das heißt sind gewissermaßen "softwaremäßig" realisiert, während sie bei einer konventionellen Walzstange "hardwaremäßig" über die unterschiedlich ausgebildeten Zonen realisiert sind.

Beispielsweise ist eine Umformungszone vorgesehen, welche Zähne mit variierender Höhe aufweist. Die Umformungszone ist beispielsweise in der Form einer Rampe ausgebildet. Insbesondere kann die Zahnhöhe in der Umformungszone von einem Ende weg zunehmen.

Weiterhin kann eine Kalibrierungszone vorgesehen sein. In dieser Kalibrierungszone, die auf die Umformungszone folgt, weisen die Zähne eine größere Höhe auf als in der Umformungszone; beispielsweise ist die Höhe der Zähne in der Kalibrierungszone gleichbleibend.

Es kann auch eine Entspannungszone vorgesehen sein, die auf die Kalibrierungszone folgt. In einer herkömmlichen Kaltwalzmaschine werden unter Umständen gegenüberliegende Walzstangen auseinander gedrückt, wenn ein Werkstück über die Kalibrierungszone bearbeitet wird. Die Entspannungszone, welche eine abfallende Rampe aufweist, sorgt dann eben dafür, daß eine Entspannung möglich ist.

Insbesondere liegt die Kalibrierungszone zwischen einer Umformungszone und einer Entspannungszone.

Es ist vorgesehen, daß die Umformungszone und/oder Kalibrierungszone über eine Rampe ausgebildet ist. Bei einer Ausbildung der Umformungszone als Rampe läßt sich graduell eine Profiltiefe an einem zu bearbeitenden Werkstück erhöhen. Wenn eine Entspannungszone als Rampe ausgebildet ist, dann kann für eine Entspannung an Walzstangenhaltern bzw. Walzstangen, zwischen welchen ein bearbeitetes Werkstück liegt, gesorgt werden.

Es ist möglich, daß an mindestens einem Endabschnitt eine Rampe mit variierender Profiltiefe ausgebildet ist.

Eine entsprechende Walzstange ist vorzugsweise aus gehärtetem und geschliffenem Kaltarbeitsstahl hergestellt.

Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, eine Kaltwalzmaschine der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß diese auf einfache Weise steuerbar und/oder einstellbar ist.

Diese Aufgabe wird bei der eingangs genannten Kaltwalzmaschine erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Schnittstelleneinrichtung vorgesehen ist, über die Daten, welche durch eine Leseeinrichtung aus einem Datenspeicher eine Walzstange auslesbar sind, der Steuerungseinrichtung zuführbar sind und/oder über die Daten aus der Steuerungseinrichtung durch eine Schreibeinrichtung in den Datenspeicher einer Walzstange schreibbar sind.

Über die Schnittstelleneinrichtung läßt sich ein Datenaustausch (in der Richtung Lesen oder Schreiben oder Lesen und Schreiben) zwischen dem Datenspeicher einer Walzstange und der Steuerungseinrichtung durchführen. Es ergibt sich dadurch die Möglichkeit, Daten, welche in dem Datenspeicher der Walzstange gespeichert sind, einzulesen und beispielsweise zur Einstellung und/oder Steuerung der Kaltwalzmaschine zu verwenden.

Es ist auch möglich, wenn die Kaltwalzmaschine eingestellt ist, entsprechende Einstellungsparameter und/oder Bearbeitungssteuerungsparameter aus der Steuerungseinrichtung in den Datenspeicher einer Walzstange zu übertragen. Eine andere Kaltwalzmaschine kann dann durch Auslesen dieser Daten aus dem Datenspeicher der entsprechenden Walzstange auf einfache Weise eingestellt werden.

Insbesondere ist die Leseeinrichtung und/oder Schreibeinrichtung mit der Schnittstelleneinrichtung verbunden oder ist mit dieser verbindbar.

Die Leseeinrichtung und/oder Schreibeinrichtung kann eine stationäre Einrichtung sein, welche an der Kaltwalzmaschine angeordnet ist.

Beispielsweise ist die Leseeinrichtung und/oder Schreibeinrichtung an einem Halter angeordnet, an dem mindestens eine an dem zugeordneten Walzstangenhalter gehaltene Walzstange vorbeigeführt ist. Es ist dann auch möglich, daß Daten von Walzstangen, welche an der Kaltwalzmaschine sitzen, ausgelesen werden. Dies ist beispielsweise vorteilhaft, wenn ein Walzstangenhalter eine Mehrzahl von Walzstangen (beispielsweise mit unterschiedlicher Verzahnung) hält, wobei die Walzstangen sukzessive zur Bearbeitung eingesetzt werden. Wenn dann eine neue Walzstange eingesetzt wird, dann kann vor dem Einsatz ohne großen Aufwand der entsprechende Datenspeicher der Walzstange ausgelesen werden, um die Einstellungsparameter der Kaltwalzmaschine zu verändern bzw. um neue Bearbeitungssteuerungsparameter zu verwenden.

Es kann auch vorgesehen sein, daß die Leseeinrichtung und/oder Schreibeinrichtung ein von der Kaltwalzmaschine getrenntes Gerät ist. Es kann sich dabei beispielsweise um ein mobiles bzw. portables Gerät handeln.

Es ist möglich, daß die Leseeinrichtung und die Schreibeinrichtung durch eine Lese-Schreib-Kombinationseinrichtung gebildet sind. Dadurch läßt sich über die gleiche Einrichtung der Datenspeicher auslesen und beschreiben.

Es kann auch vorgesehen sein, daß dem ersten Walzstangenhalter und dem zweiten Walzstangenhalter jeweils eine eigene Leseeinrichtung bzw. Schreibeinrichtung bzw. Lese-Schreib-Kombinationseinrichtung zugeordnet ist. Es lassen sich dadurch Daten getrennt aus den entsprechenden Walzstangen eines Walzstangenpaars auslesen.

Vorzugsweise ist die Steuerungseinrichtung so ausgebildet, daß von der Walzstange ausgelesene Daten zur Einstellung von Parametern an der Kaltwalzmaschine und/oder von Parametern eines Kaltwalzverfahrens verwendbar sind. Dadurch ergibt sich eine einfache Einstellbarkeit und auch Steuerbarkeit der Kaltwalzmaschine.

Günstig ist es auch, wenn die Steuerungseinrichtung so ausgebildet ist, daß in der Steuerungseinrichtung gespeicherte Daten in den Datenspeicher der Walzstange transferierbar sind. Dies kann dazu verwendet werden, Einstellungsparameter zu ermitteln und diese in den Datenspeicher der Walzstange zu übertragen. Bei einem Walzstangenwechsel ist der Einstellungsaufwand dann verringert.

Günstig ist es, wenn Werkzeugschlitten auf jeweiligen Führungen in einer Führungsrichtung gegenläufig angetrieben sind. Ein Werkstück, welches drehbar zwischen den Werkzeugschlitten gehalten ist, läßt sich dann durch Eingriff der entsprechenden Walzstangen bearbeiten.

Ganz besonders vorteilhaft ist es, wenn die Walzstangenhalter in einer Richtung quer zur Führungsrichtung während des Walzvorgangs verstellbar sind. Eine solche Kaltwalzmaschine ist in der WO 01/94048 A1 beschrieben. Auf dieses Dokument wird ausdrücklich Bezug genommen. Die Walzstangenhalter lassen sich in der entsprechenden Querrichtung über eine Zustelleinrichtung bewegen. Es kann dann die Profiltiefe an einem Werkstück während des Walzvorgangs verändert werden, so daß beispielsweise die gewünschte Endprofiltiefe während mehrere Walzstangenhübe ausbildbar ist. Während eines Walzvorgangs erfolgt eine Nachstellung in der Querrichtung. Dies ermöglicht es, die Länge der Walzstange gering zu halten, so daß auch die Abmessungen der Kaltwalzmaschine vergleichsweise gering bleiben. Die Belastung für die Kaltwalzmaschine und die Walzstange ist dadurch verringert. Weiterhin ist es dadurch möglich, die Walzstange mit im wesentlichen gleichbleibender Profiltiefe auszubilden, so daß deren Herstellung vereinfacht ist.

Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, ein Kaltwalzverfahren, bei dem ein Werkstück an einer Kaltwalzmaschine zwischen gegenläufig angetriebenen Walzstangen bearbeitet wird, bereitzustellen, welches auf einfache Weise durchführbar ist.

Diese Aufgabe wird bei dem genannten Kaltwalzverfahren erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß Daten zur Bearbeitungssteuerung und/oder Einstellungsparameter aus einem Datenspeicher mindestens einer Walzstange gelesen werden und daß die Kaltwalzmaschine gemäß diesen Daten gesteuert und/oder eingestellt wird.

Das erfindungsgemäße Kaltwalzverfahren weist die bereits im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Walzstange und der erfindungsgemäßen Kaltwalzmaschine erläuterten Vorteile auf.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen wurden ebenfalls bereits im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Walzstange und der erfindungsgemäßen Kaltwalzmaschine erläutert.

Insbesondere kann es vorgesehen sein, daß eine Kalibrier-Kaltwalzmaschine eingestellt wird, die Einstellungsparameter und/oder Bearbeitungssteuerungsparameter ermittelt werden und diese Daten in einen Datenspeicher einer Walzstange geschrieben werden. Die Walzstange enthält dann die entsprechenden Einstellungsparameter und/oder Bearbeitungssteuerungsparameter. Bei einem Werkzeugwechsel an einer Kaltwalzmaschine können dann diese Daten an der neu eingesetzten Walzstange ausgelesen werden, so daß die Einstellung der Kaltwalzmaschine stark vereinfacht ist.

Es kann auch vorgesehen sein, daß eine Walzstangenposition an der Kaltwalzmaschine über den Datenspeicher erfaßt wird, der dann als Sender bzw. Geber wirkt. Dadurch läßt sich beispielsweise eine Kollisionsüberwachung zwischen Werkzeugen und Werkstücken durchführen, um bei falsch positionierten Werkzeugen oder Werkstücken eine Kollision zwischen Werkzeugen und Werkstücken zu verhindern. Die Positionserfassung muß dabei nur so genau sein, daß sich eine Kollisionsverhinderungs-Überprüfung durchführen läßt. Über den Datenspeicher läßt sich in Kombination mit einer zugehörigen Leseeinrichtung eine Geber-Sensor-Einrichtung ausbilden. Der Datenspeicher dient als Geber bzw. Sender und die Leseeinrichtung als Sensor.

Die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung der Erfindung. Es zeigen:
1 eine schematische perspektivische Teilansicht eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Kaltwalzmaschine;
2 eine vergrößerte Darstellung eines Walzstangenhalters der Kaltwalzmaschine gemäß 1;
3 eine schematische Seitenansicht einer Walzstange mit unterschiedlich ausgebildeten Zonen ("konventionelle Walzstange");
4 eine schematische Darstellung einer alternativen Ausführungsform einer Walzstange mit gleichbleibender Profilierung;
5 eine schematische Teildarstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Walzstange;
6 eine schematische Darstellung eines Paars von beabstandeten Walzstangen und
7 ein Beispiel eines Werkstücks mit einem durch Kaltwalzen herstellbaren Profil.
Ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Kaltwalzmaschine, welches in 1 gezeigt und dort als Ganzes mit 10 bezeichnet ist, umfaßt ein Maschinengrundgestell 12, über welches die Kaltwalzmaschine 10 auf einem Untergrund aufgestellt ist. Mit dem Maschinengrundgestell 12 ist ein C-förmiges Gestell 14 verbunden.
Dieses Gestell 14 weist einen ersten Haltebereich 16 und einen gegenüberliegenden zweiten Haltebereich 18 auf. Die beiden Haltebereiche 16 und 18 sind über einen Verbindungsbereich 20 miteinander verbunden. Der erste Haltebereich 16 ragt dabei in einer Querrichtung z über den Verbindungsbereich 20 hinaus. Ebenso ragt der zweite Haltebereich 18 in der Querrichtung z über den Verbindungsbereich 20 hinaus. Der erste Haltebereich 16 und der zweite Haltebereich 18 bilden dadurch jeweils eine Art von Haltebacken, an denen jeweils ein erster Waizstangenhalter 22 (an dem ersten Haltebereich 16) und ein zweiter Walzstangenhalter 24 (an dem zweiten Haltebereich 18) beweglich gehalten sind. Die beiden Walzstangenhalter 22, 24 liegen einander gegenüber. An diesen lassen sich jeweils eine oder mehrere Walzstangen 26a, 26b bzw. 28a, 28b (beweglich) halten.
Zwischen den Walzstangenhaltern 22 und 24 ist ein Werkstückhalter angeordnet, welcher an dem Verbindungsbereich 20 mindestens einseitig fixiert ist. (In der Zeichnung nicht gezeigt.) In diesen Werkzeughalter ist ein Werkstück einsetzbar, wobei es durch den Werkstückhalter drehbar an der Kaltwalzmaschine 10 gehalten ist, damit ein Kaltwalzvorgang durchführbar ist.
Dem Verbindungsbereich 20 gegenüberliegend ist zwischen dem ersten Haltebereich 16 und dem zweiten Haltebereich 18 eine Verstärkungslasche 30 angeordnet. Diese weist im Bereich des Werkstückhalters eine durchgehende Öffnung 32 auf, durch die ein Werkstückhalter (mit Werkstück) hindurchtauchen kann, um diesen an einer mit dem Maschinengrundgestell 12 verbundenen Einrichtung fixieren zu können (in der Zeichnung nicht gezeigt).
Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Walzstangenhalter 22 und 24 jeweils in einer Längsrichtung x und in der Querrichtung y zur Längsrichtung x beweglich.
Der erste Haltebereich 16 und der zweite Haltebereich 18 weisen dazu jeweils eine schräge Führungsbahn 34 bzw. 36 auf, an der ein erster Keilschlitten 38 bzw. ein zweiter Keilschlitten 40 geführt ist. Die Führungsbahn 34 ist gegenüber der Richtung x um einen spitzen Winkel geneigt. Die Führungsbahn 36 des zweiten Haltebereichs 18 liegt parallel zur Führungsbahn 34 des ersten Haltebereichs 16.
Je nach Stellung der Keilschlitten 38, 40 auf ihren Führungsbahnen 34, 36 läßt sich der Abstand der Walzstangenhalter 22, 24 in der Richtung y einstellen.
Zur Führung der Keilschlitten 38, 40 sind in den Haltebereichen 16 und 18 beispielsweise Ausnehmungen 42, 44 gebildet, in denen Führungsleisten 46, 48 der jeweiligen Keilschlitten 38, 40 eingetaucht sind.
Über die Führung der Keilschlitten 38, 40 lassen sich Walzstangen 26a, 26b und 28a, 28b einem Werkstück in der Richtung y zustellen. Insbesondere fassen sich die Walzstangen 26a, 26b und 28a, 28b während eines Walzvorgangs in Radialrichtung mit Bezug zum Werkstück verstellen.
Die Bewegung der Keilschlitten 38, 40 auf ihren Führungsbahnen 34 bzw. 36 ist angetrieben. Es ist dazu ein entsprechender Antrieb vorgesehen (in der Zeichnung nicht gezeigt). Bezüglich der Ausbildung des Antriebs wird auf die WO 01/94048 A1 und die US 2004/0007034 A1 Bezug genommen.
An dem ersten Keilschlitten 38 ist ein erster Werkzeugschlitten 50 in der Richtung x linearverschieblich geführt. Ferner ist an dem zweiten Keilschlitten 40 ein zweiter Werkzeugschlitten 52 in der Richtung x linearverschieblich geführt, wobei die Führungsrichtungen der beiden Werkzeugschlitten 50, 52 parallel ausgerichtet sind. Auf den Werkzeugschlitten 50, 52 sitzen die Walzstangen 26a, 26b bzw. 28a, 28b direkt (2), d.h. sind an diesen unbeweglich fixiert.
Zur Führung der Werkzeugschlitten 50, 52 weisen die Keilschlitten 38, 40 einander zugewandte Führungsbahnen 54, 56 auf. Auf diesen sitzen jeweils die Werkzeugschlitten 50, 52, wobei deren Bewegung in der x-Richtung angetrieben ist. Die entsprechenden Antriebe sind in der Zeichnung nicht gezeigt. Es wird in diesem Zusammenhang auf die WO 01/94048 A1 bzw. US 2004/0007034 A1 Bezug genommen.
Bei der Bearbeitung eines Werkstückes sind die Werkzeugschlitten 50 und 52 gegenläufig angetrieben; bei der Bewegung des Werkzeugschlittens 50 in der +x-Richtung bewegt sich der andere Werkzeugschlitten 52 in die –x-Richtung und umgekehrt.
Über die Walzstangenhalter 22, 24 lassen sich die Walzstangen 26a, 26b, 28a, 28b in der x-Richtung und y-Richtung bewegen. Die Bewegung in der y-Richtung läßt sich insbesondere auch während eines Bearbeitungsvorgangs durchführen. Zur Bewegung in der x-Richtung werden die Werkzeugschlitten 50 und 52 auf ihren jeweiligen Führungsbahnen 54, 56 bewegt. Zur Bewegung in der y-Richtung werden die Keilschlitten 38, 40 auf ihren jeweiligen Führungsbahnen 34, 36 angetrieben verschoben.
Ein Werkzeugschlitten 50, 52 (2) kann eine Walzstange oder eine Mehrzahl von Walzstangen (in 2 beispielsweise die Walzstangen 28a und 28b) halten. Wenn eine Mehrzahl von Walzstangen gehalten sind, dann können an einem Werkstück unterschiedliche Profilbearbeitungsvorgänge nacheinander durchgeführt werden. Insbesondere lassen sich bei entsprechender Walzstangenausbildung unterschiedliche Arten von Profilen einbringen, ohne daß ein externer Werkzeugwechsel durchgeführt werden muß.
Der Werkzeugschlitten 52 (und entsprechend der Werkzeugschlitten 50) weist eine als Ganzes mit 58 bezeichnete Fixierungseinrichtung für eine oder mehrere Walzstangen auf. Über die Fixierungseinrichtung 58 sind die Walzstange oder Walzstangen (in 2 die Walzstangen 28a, 28b) in einer x-Position und z-Position an dem Werkzeugschlitten 52 fest positionierbar. Beispielsweise sind mehrere Walzstangen (in 2 die Walzstangen 28a, 28b) in der x-Richtung hintereinander positionierbar. Auch ein Querversatz in der z-Richtung ist möglich. Dadurch ergeben sich umfangreiche Möglichkeiten zur Herstellung von Profilen in einem Werkstück.
Bei dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel umfaßt die Fixierungseinrichtung 58 Halteelemente 60a, 60b und 60c, zwischen welche Walzstangen einspannbar sind. Das Halteelement 60b ist dabei ein Mittelelement und die Halteelemente 60a und 60c sind Endelemente. Walzstangen sind dann zwischen dem Endelement 60a und dem Mittelelement 60b und dem Endelement 60a und dem Mittelelement 60b einspannbar.
Eine Walzstange läßt sich beispielsweise stufenlos zwischen gegenüberliegenden Halteelementen (60a und 60b bzw. 60b und 60c) in der z-Richtung fixieren. Dadurch lassen sich je nach Fixierungsstellung bestimmte Werkstückbereiche bezogen auf die z-Richtung bearbeiten und mit einem Profil versehen.
Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, daß eine Walzstange 62 mit (mindestens) einem auslesbaren Datenspeicher 64 versehen ist. Der Datenspeicher 64 ist bevorzugt an einer Querseite 66 zu einer Wirkseite 68 angeordnet. Beispielsweise ist in der Walzstange 62 eine Ausnehmung gebildet, in welcher der Datenspeicher 64 eingesetzt ist. Die Ausnehmung ist so ausgebildet, daß der Datenspeicher 64 nicht über die entsprechende Oberfläche der Querseite 66 hinausragt. Vorzugsweise sitzt der Datenspeicher 64 gekapselt in dieser Ausnehmung.
Der Datenspeicher 64 sitzt bevorzugterweise an derjenigen Querseite 66, welche dem Verbindungsbereich 20 abgewandt ist, wenn die Walzstange 62 auf dem entsprechenden Walzstangenhalter 22 bzw. 24 sitzt; der Datenspeicher 64 sitz folglich bevorzugterweise an der Querseite 66, welche der Verstärkungslasche 30 zugewandt ist, wenn die Walzstange in den entsprechenden Walzstangenhalter 22, 24 eingesetzt ist.
Der Datenspeicher 64 umfaßt beispielsweise einen Mikrochip. Die Daten in dem Datenspeicher 64 lassen sich in elektronischer Form speichern. Er ist insbesondere berührungslos auslesbar bzw. berührungslos beschreibbar. Vorzugsweise ist er so ausgebildet, daß er keine eigene Energiequelle benötigt; die beim Lesen beim Schreiben benötigte Energie kann durch die Leseeinrichtung bzw. Schreibeinrichtung geliefert werden und insbesondere über ein elektromagnetisches Feld an den Datenspeicher 64 übertragen werden. Beispielsweise ist der Datenspeicher 64 als Transponder ausgebildet oder wird von einem Transponder umfaßt.
Die Kaltwalzmaschine 10 weist eine Steuerungseinrichtung 70 auf (in 1 schematisch gezeigt). Diese Steuerungseinrichtung 70 ist beispielsweise in einem Schaltkasten angeordnet. Über die Steuerungseinrichtung 70 läßt sich die Kaltwalzmaschine 10 steuern. Insbesondere läßt sich die Bewegung der Walzstangenhalter 22 und 24 in der Richtung x und die Zustellung in der Richtung y steuern. Ferner läßt sich die Position der Werkzeugschlitten 50 und 52 bezüglich der Auswahl der Walzstangen (26a und 28b bzw. 26b und 28a) steuern. Weitere Steuerungsmöglichkeiten werden untenstehend erwähnt.
Die Steuerungseinrichtung 70 ist mit einer Schnittstelleneinrichtung 72 verbunden bzw. versehen. Über diese Schnittstelleneinrichtung 72 lassen sich Daten zwischen einer Leseeinrichtung/Schreibeinrichtung für den Datenspeicher 64 der Walzstange 62 mit der Steuerungseinrichtung 70 austauschen.
Bei dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist eine erste Leseeinrichtung 74 an einer Querseite 76 der Verstärkungslasche 30 angeordnet. Beabstandet zu dieser ersten Leseeinrichtung 74 ist an der Querseite 76 eine zweite Leseeinrichtung 78 angeordnet. Die erste Leseeinrichtung 74 ist dem ersten Walzstangenhalter 22 mit seinen Walzstangen 26a, 26b zugeordnet. Die zweite Leseeinrichtung 78 ist dem zweiten Walzstangenhalter 24 mit seinen Walzstangen 28a, 28b zugeordnet. Über die Leseeinrichtungen 74, 78 lassen sich Daten aus dem Datenspeicher 64 der jeweiligen Walzstangen 62 auslesen, wobei diese Auslesbarkeit bevorzugterweise berührungslos ist.
Die Leseeinrichtungen 74 und 78 sind mit der Schnittstelleneinrichtung 72 verbunden, so daß ausgelesene Daten der Steuerungseinrichtung 70 übermittelbar sind.
Es können auch entsprechende Schreibeinrichtungen vorgesehen sein, so daß Walzstangen 26a, 26b bzw. 28a, 28b mit Daten beschreibbar sind, welche der Schnittstelleneinrichtung 72 durch die Steuerungseinrichtung 70 geliefert werden.
Bevorzugterweise sind die Leseeinrichtungen 74 und 78 als Lese-Schreib-Kombinationseinrichtungen ausgebildet.
Bei dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Leseeinrichtungen 74, 78 fest an der Kaltwalzmaschine 10 angeordnet. Es ist grundsätzlich auch möglich, daß eine oder mehrere Leseeinrichtungen vorgesehen sind, welche von der Kaltwalzmaschine 10 getrennte Geräte sind und insbesondere mobile Geräte sind. Diese werden dann in die Nähe des Datenspeichers 64 der entsprechenden Walzstange 62 gehalten, um die Daten auszulesen. Die Daten lassen sich dann von einer solchen mobilen bzw. portablen Leseeinrichtung über die Schnittstelleneinrichtung 72 in die Steuerungseinrichtung 70 einkoppeln.
Es kann auch eine mobile Schreibeinrichtung zum Beschreiben des Datenspeichers 64 einer Walzstange 62 vorgesehen sein. Insbesondere sind die mobilen Geräte als Lese-Schreib-Kombinationseinrichtungen ausgebildet.
In dem Datenspeicher 64 einer Walzstange 62 lassen sich in Kombination oder in Alleinstellung eine Vielzahl von möglichen Parametern oder Parametersätzen der Kaltwalzmaschine bzw. eines Kaltwalzvorgangs und/oder der Walzstange speichern.
Zu den möglichen Parametern bzw. Parametersätzen gehören Identifikationsparameter der Walzstange 62. Diese Identifikationsparameter charakterisieren die Walzstange 62. Sie lassen sich über die Leseeinrichtungen 74, 78 auslesen und es läßt sich dabei prüfen, ob die Kaltwalzstange 62 ein geeignetes Werkzeug für die entsprechende Kaltwalzmaschine 10 ist. Es können auch administrative Identifikationsdaten wie Materialnummer, Seriennummer, Kundenauftragsnummer, Meßwerterfassung, Datum und/oder Kennung eines Prüfers gespeichert sein.
Es kann auch vorgesehen sein, daß in dem Datenspeicher geometrische Daten einer Walzstange 62 gespeichert sind. Beispielsweise ist die Länge in der Richtung x gespeichert und/oder eine Breite B der Walzstange 62 (in der Richtung z; siehe 7) und/oder die Höhe der Walzstange 62. Insbesondere ist die Höhe H einer Walzstange 62 über Meßrollen 80 gespeichert ( 3).
Ein Ausführungsbeispiel einer Walzstange ist in 3 gezeigt und dort als Ganzes mit 202 bezeichnet ("konventionelle Walzstange"). Diese Walzstange 202 weist unterschiedliche (Wirk-)Zonen 204, 206 und 208 auf. Die Wirkzone 204 ist eine Umformungszone, die darauffolgende Wirkzone 206 eine Kalibrierungszone und die darauffolgende Wirkzone 208 eine Entspannungszone. Die Kalibrierungszone 206 liegt zwischen der Umformungszone 204 und der Entspannungszone 208.
Die Umformungszone 204 ist mit einer Profilierung versehen. Sie ist rampenförmig ausgebildet mit einer Rampe 210, die von einem stirnseitigen Ende 212 der Walzstange 202 ansteigt. Die Umformungszone 204 geht dann in die Kalibrierungszone 206 über, welche bezogen auf äußere Zahnflächen 214 im wesentlichen eben ausgebildet ist.
Die insbesondere verzahnungsfreie Entspannungszone 208 ist ebenfalls als Rampe 216 ausgebildet, wobei diese Rampe zu einem stirnseitigen Ende 218 der Walzstange 202 abfällt.
Üblicherweise ist eine Länge L₁ der Umformungszone 204 länger als eine Länge L₂ der Kalibrierungszone 206. Die Länge L₂ der Kalibrierungszone 206 ist wiederum üblicherweise größer als eine Länge L₃ der Entspannungszone 208.
Die Umformungszone 204 und die Kalibrierungszone 206 sind mit einer Verzahnung versehen (angedeutet durch die vergrößerten Ausschnittsdarstellungen in 3). Die Verzahnung ist dabei so ausgebildet, daß an einem Werkstück die erforderliche Profilierung herstellbar ist. Insbesondere ist die Verzahnung an der Umformungszone 204 so ausgebildet, daß eine Zahnhöhe (gemessen als Abstand zu einem Zahngrund 220) in Richtung zu der Kalibrierungszone 206 ansteigt. Wenn eine solche Walzstange 202 über das Ende 212 her an einem Werkstück entlang gefahren ist, dann läßt sich bei der Bearbeitung die Profiltiefe am Werkstück vergrößern.
Die erforderliche Profiltiefe wird bei einer solchen Walzstange 202 im wesentlichen in einem Walzstangenhub hergestellt. Die Zähne der Walzstange 202 müssen so ausgebildet sein, daß eben dies möglich ist.
Die Entspannungszone 208 dient dazu, daß die Walzstange 202 von einem zu bearbeitenden Werkstück "gelöst" werden kann. Auf die gegenüberliegenden Walzstangen 202 wird, wenn die Kalibrierungszone 206 durchfahren wird, durch das Werkstück eine Kraft ausgeübt, welche bestrebt ist, die gegenüberliegenden Walzstangen auseinander zu drücken. Durch die Rampe 216 an der Entspannungszone 208 können die Walzstangen entspannen. Dadurch können gegenüberliegende Walzstangen 202 aus dem Werkstück "herausgefahren" werden.
An ihren Enden 212 und 218 weist die Walzstange 202 jeweilige Absätze 222a und 222b auf, welche insbesondere zur Fixierung dieser Walzstangen an einem Walzstangenhalter dienen.
Die Walzstange 202 weist einen Datenspeicher 224 auf, welcher insbesondere in einer seitlichen Ausnehmung angeordnet ist.
Walzstangen 202 lassen sich an einer "konventionellen" Kaltwalzmaschine verwenden, bei welcher während der Bearbeitung des Werkstücks keine Querzustellung und insbesondere radiale Zustellung von Walzstangen zu dem Werkstück erfolgt.
Bei einer weiteren Ausführungsform einer Walzstange, welche in 4 schematisch gezeigt und dort als Ganzes mit 226 bezeichnet ist, ist eine Wirkfläche 228 mit gleichbleibender Profilierung vorgesehen, das heißt Zähne an der Wirkfläche 228 weisen eine Höhe über einem Zahngrund 230 auf, welche im wesentlichen über eine gesamte Länge L₄ der Wirkfläche 228 konstant ist.
Eine solche Walzstange 226 läßt sich auf einfache Weise herstellen.
An stirnseitigen Enden 232, 234 können Absätze 236a, 236b vorgesehen sein, über welche eine solche Walzstange 226 an einem Walzstangenhalter fixierbar ist.
Ein Datenspeicher 238 ist beispielsweise in einer seitlichen Ausnehmung der Walzstange 226 angeordnet.
Die Walzstange 226 ist insbesondere rampenfrei ausgebildet. Die entsprechende Profiltiefe an einem Werkstück wird bei Verwendung von Walzstangen 226 dadurch hergestellt, daß diese in einer Querrichtung zu ihrer Längsbewegungsrichtung dem Werkstück zugestellt werden und insbesondere radial zugestellt werden. Eine Kaltwalzmaschine zur Verwendung solcher Walzstangen 226 ist in der WO 01/94048 A1 beschrieben.
In Datenspeichern 224, 238 lassen sich unter anderem die relevanten Parameter der jeweiligen Walzstange 202, 226 speichern.
In 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Walzstange 63 in Teildarstellung gezeigt. An einer Wirkseite 82 ist diese Walzstange 63 mit einer Profilierung 84 versehen. Diese Profilierung umfaßt eine Verzahnung mit beabstandeten Zähnen 86. Zwischen benachbarten Zähnen 86 ist ein Zwischenraum 88 gebildet. In diesen Zwischenraum 88 läßt sich eine Meßrolle 80 mit einem definierten Durchmesser einlegen. Die Höhe H über der Meßrolle ist dann der Abstand zwischen einer der Wirkseite 82 gegenüberliegenden Seite 90 der Walzstange 63 und einer Außenseite der Meßrolle 80.
Es kann vorgesehen sein, daß die Walzstange 63 an ihrer Wirkseite 82 eine Wirkfläche 92 aufweist, wobei sich die Profilierung 84 mit gleichbleibendem Profil im wesentlichen über die gesamte Wirkfläche 92 erstreckt. In diesem Bereich sind die Zähne 86 im wesentlichen gleich ausgebildet. Durch die Zustellbarkeit der Werkzeugschlitten 50, 52 in der Richtung y (über die Keilschlitten 38, 40) läßt sich die Profiltiefe an einem bearbeiteten Werkstück während des Walzvorgangs verändern. Beispielsweise läßt sich eine gewünschte Endprofiltiefe an einem Werkstück während einer Mehrzahl von Walzstangenhüben (in der x-Richtung) erreichen, wobei während dieser Bewegung eine Nachstellung in der y-Richtung erfolgt. Die Profilierung 84 läßt sich dadurch einfacher ausbilden, da eben die Endprofiltiefe über Zustellung in der y-Richtung erreicht wird.
Weiterhin ist es dadurch möglich, die Länge einer Walzstange 63 gering zu halten, so daß auch die Abmessungen der Kaltwalzmaschine 10 vergleichsweise gering gehalten werden können.
Die Walzstange 63 kann an (mindestens) einem Endabschnitt 94 eine Rampe 96 aufweisen. Diese ist als schräge Fläche ausgebildet, welche in einem spitzen Winkel zu der Seite 90 der Walzstange 63 liegt. An einer Stirnseite 98 der Walzstange 63 weist die Walzstange eine Höhe h auf. Ein weiterer, die Walzstange charakterisierender Parameter ist das Rampenmaß Rm (5). Dieses ist bestimmt durch die Differenz des Abstandes eines Zahngrunds 100 von der Seite 90 zu der Höhe h. Das Rampenmaß Rm charakterisiert damit den Anstieg der Rampe 96 von der Stirnseite 98 zu der Wirkfläche 92 und dort insbesondere zu dem Zahngrund 100.
Die Rampe 96, welche an dem Endabschnitt 94 ausgebildet ist, dient als Umformungszone der entsprechenden Walzstange 63. Es ist dabei möglich bzw. vorgesehen, daß an der Rampe 96 ebenfalls Zähne ausgebildet sind, wobei diese vorzugsweise eine geringere Profilierung aufweisen als die Zähne 86 einer Kalibrierungszone.
Es ist vorgesehen, daß das Rampenmaß Rm in dem Datenspeicher 64 gespeichert ist.
Ein weiterer charakteristischer Parameter einer Walzstange 62 ist, wie in 6 schematisch gezeigt, ein Abstand A von einer Stirnseite 102, welche der Stirnseite 98, von welcher die Rampe 96 ausgeht, gegenüberliegt, zu einem Mittelpunkt einer ersten Zahnlücke 104 (6, unten). Der Mittelpunkt der ersten Zahnlücke 104 ist dabei durch eine Mittelachse einer Meßrolle 106 bestimmt.
Auch dieser Abstand A ist vorzugsweise in dem Datenspeicher 64 gespeichert.
Es ist dabei auch möglich, daß die Abstände A bei einem Walzstangenpaar differieren können. In 6 ist eine erste Walzstange 108 und eine zweite Walzstange 110 gezeigt. Bei der ersten Walzstange 108 ist der genannte Abstand A und bei der zweiten Walzstange 110A'. Beispielsweise ist bei einer ungeraden Anzahl an Zähnen 112 der Abstand der Stirnseite 102 zu dem Mittelpunkt der ersten Zahnlücke 104 bei der ersten Walzstange 108 und bei der zweiten Walzstange 110 um eine halbe Teilung versetzt. Bei einer geraden Anzahl an Zähnen 112 sind die Abstände A und A' üblicherweise gleich.
In 7 ist schematisch ein Werkstück 114 bei der Bearbeitung mittels eines Walzstangenpaars mit einer ersten Walzstange 116 und einer zweiten Walzstange 118 gezeigt. Das Werkstück ist eine Glocke eines Gelenks. Über ein bekanntes Breitenmaß B der Walzstange, welches in dem Datenspeicher 64 gespeichert ist, kann bei der Bearbeitung des Werkstücks 114 eine Maßkorrektur bezüglich des Abstands D von einem Ende 120 des Werkstücks zu einem Angriffsbereich 122 der Walstangen 116, 118 verstellt werden.
Als weitere Parameter einer Walzstange können Verzahnungsparameter der Walzstange und Verzahnungsfehler der Walzstange gespeichert sein.
Weiterhin kann es vorgesehen sein, daß in dem Datenspeicher 64 einer Walzstange Bearbeitungssteuerungsparameter und/oder Einstellungsparameter der Kaltwalzmaschine 10 gespeichert sind. Es können zusätzlich oder alternativ auch Werkstückparameter gespeichert sein, wobei es sich insbesondere um Materialparameter und Geometrieparameter handelt. Weiterhin können Verfahrensparameter für die Werkstückbearbeitung gespeichert sein.
Über Parameter bzw. Parametersätze; welche in dem Datenspeicher 64 einer Walzstange gespeichert sind, läßt sich die Walzstange identifizieren. Alternativ oder zusätzlich läßt sich über diese Daten die Kaltwalzmaschine einstellen. Alternativ oder zusätzlich läßt sich über diese Daten die Kaltwalzmaschine steuern, das heißt es läßt sich die Werkstückbearbeitung steuern.
Die Einstellung einer Kaltwalzmaschine ist üblicherweise ein sehr aufwendiger Vorgang, da eine Vielzahl von Parametern einen Einfluß haben. Einflußgrößen sind vor allem die Materialart des Werkstücks, die Materialhomogenität am Werkstück, die Materialhärte am Werkstück, die Geometrie der Walzstangen, Verzahnungsfehler der Walzstange, die Profilgeometrie am Werkstück, die Umformungsgeschwindigkeit der Kaltwalzmaschine (das heißt die Verfahrgeschwindigkeit der Walzstangen), die Geschwindigkeitsverteilung über den Prozeß, die Werkstückgeometrie (mit Parametern wie Durchmesser des Rohrteils), die Lage der Walzstangen in der Kaltwalzmaschine, die Schmierung im Prozeß und der Abstand der Walzstangen zueinander, und zwar in der x-Richtung und der y-Richtung.
Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, daß in einer Kalibrier-Kaltwalzmaschine für ein bestimmtes Werkstück die Kaltwalzmaschine mit Walzstangen eingestellt wird. Die entsprechenden Einstellungsparameter (und Bearbeitungssteuerungsparameter) werden dann von der Steuerungseinrichtung 70 dieser Kaltwalzmaschine in die Datenspeicher 64 mindestens einer Walzstange übertragen. In den Datenspeichern 64 dieser Walzstange sind dann alle notwendigen Daten gespeichert.
Auch auf gleichartige Walzstangen können diese Daten direkt übertragen werden, beispielsweise über portable Schreibeinrichtungen.
Ein Bediener, der diese Walzstangen an seiner eigenen Maschine einsetzt, muß dann nicht mehr aufwendige Einstellungsarbeiten durchführen, da die Walzstangen die Einstellungsdaten bereits gespeichert enthalten. Die Daten werden aus den entsprechenden Datenspeichern 64 der Walzstangen ausgelesen und über die Schnittstelleneinrichtung 72 in die Steuerungseinrichtung 70 der entsprechenden Kaltwalzmaschine 10 eingelesen. Die Steuerungseinrichtung 70 erhält dadurch die Einstellungsparameter und Bearbeitungssteuerungsparameter für einen Kaltwalzvorgang an einem bestimmten Werkstück. Dadurch kann die Kaltwalzmaschine entsprechend eingestellt werden (und insbesondere automatisch eingestellt werden) und die entsprechenden Steuerungsparameter sind dann vorgegeben. Es entfallen dadurch aufwendige Einstellungsarbeiten.
Wenn auf einer Walzstange in deren Datenspeicher 64 die charakteristischen Daten insbesondere auch der Walzstange selber gespeichert sind, dann lassen sich diese Daten für die Verfahrensdurchführung einsetzen. Beispielsweise lassen sich Verzahnungsfehler erfassen und so die Bewegung der Walzstangenhalter 22, 24 entsprechend steuern, damit sich ein optimales Bearbeitungsergebnis ergibt.
Über den auslesbaren Datenspeicher 64 einer Walzstange 22 läßt sich eine "Wechselwirkung" zwischen der Kaltwalzmaschine 10 und der entsprechenden Walzstange erreichen. Insbesondere lassen sich Einstellungsparameter der Kaltwalzmaschine 10 an der Walzstange speichern.
Ein Einstellungsvorgang einer Kaltwalzmaschine 10, insbesondere nach einem Walzstangenwechsel, läßt sich dadurch vereinfachen, da die Datenspeicher 64 von Walzstangen die relevanten Einstellungsparameter (und auch Bearbeitungsparameter) enthalten und über die Leseeinrichtung 74, 78 ausgelesen werden können und über die Schnittstelleneinrichtung der Steuerungseinrichtung 70 zugeführt werden können.
Über die gespeicherten Daten läßt sich auch während der Bearbeitung eines Werkstücks unter Berücksichtigung der charakteristischen Parameter einer Walzstange eine automatische Korrektur durchführen.
Es kann grundsätzlich auch noch möglich sein, daß über einen Datenspeicher 64 eine Positionserfassung einer Walzstange erfolgt, zumindest dahingehend, um eine Kollisionsvermeidungs-Überprüfung zwischen einer solchen Walzstange und einem Werkstück durchführen zu können.

Claims

Walzstange für eine Kaltwalzmaschine, umfassend einen auslesbaren Datenspeicher (64; 224; 238) für Parameter der Walzstange und/oder für Parameter einer Kaltwalzmaschine und/oder für Verfahrensparameter eines Walzvorgangs und/oder für Parameter eines zu bearbeitenden Werkstücks.
Walzstange nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Datenspeicher (64; 224; 238) beschreibbar ist.
Walzstange nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Datenspeicher (64; 224; 238) so angeordnet ist, daß er über eine Querrichtung zu einer Längsrichtung der Walzstange auslesbar ist.
Walzstange nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Datenspeicher (64; 224; 238) an einer Querseite (66) zu einer Wirkseite (68) angeordnet ist.
Walzstange nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Datenspeicher (64; 224; 238) so an der Walzstange angeordnet ist, daß er nicht über eine entsprechende Oberfläche der Walzstange hinausragt.
Walzstange nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Ausnehmung, in welcher der Datenspeicher (64; 224; 238) sitzt.
Walzstange nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Datenspeicher (64; 224; 238) in der Ausnehmung gekapselt angeordnet ist.
Walzstange nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Datenspeicher (64; 224; 238) so ausgebildet ist, daß er berührungsfrei auslesbar und/oder beschreibbar ist.
Walzstange nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Datenspeicher (64; 224; 238) einen Mikrochip umfaßt.
Walzstange nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Datenspeicher (64; 224; 238) Walzstangenparameter gespeichert sind.
Walzstange nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Datenspeicher (64; 224; 238) Geometrieparameter und/oder Identifikationsparameter der Walzstange gespeichert sind.
Walzstange nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Datenspeicher (64; 224; 238) mindestens einer der folgenden Parameter oder Parametersätze gespeichert ist: Länge der Walzstange, Breite der Walzstange, Höhe der Walzstange, Verzahnungsparameter der Walzstange, Rampenparameter der Walzstange, Verzahnungsfehler der Walzstange.
Walzstange nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Datenspeicher (64; 224; 238) Einstellungsparameter einer Kaltwalzmaschine und/oder Bearbeitungssteuerungsparameter gespeichert sind.
Walzstange nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Datenspeicher (64; 224; 238) mindestens einer der folgenden Parameter oder Parametersätze gespeichert ist: Materialparameter des Werkstücks, Materialhomogenitätsparameter des Werkstücks, Materialhärteparameter des Werkstücks, Geometrieparameter des Werkstücks, Profilgeometrieparameter des Werkstücks.
Walzstange nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Datenspeicher (64; 224; 238) mindestens einer der folgenden Parameter oder Parametersätze gespeichert ist: Fahrgeschwindigkeitsparameter der Walzstange in einer Kaltwalzmaschine, Positionsparameter der Walzstange in der Kaltwalzmaschine, Bewegungsparameter für einen oder mehrere Walzstangenhalter einer Kaltwalzmaschine, Geschwindigkeitsverteilungsparameter für einen Walzvorgang, Lagenparameter der Walzstange in der Kaltwalzmaschine, Schmierungsparameter für einen Walzvorgang, Abstandsparameter von Walzstangen in der Kaltwalzmaschine.
Walzstange nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Daten in dem Datenspeicher (64; 224; 238) mindestens teilweise verschlüsselt sind.
Walzstange nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Profilierung (84), die sich mit gleichbleibendem Profil im wesentlichen über die gesamte Wirkfläche (92) einer Wirkseite (68) erstreckt.
Walzstange nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß eine Profiltiefe entlang eines Bereichs (92) im wesentlichen gleichbleibend ist.
Walzstange nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß an der Wirkfläche (92) zur Bildung der Profilierung (84) eine Mehrzahl von im wesentlichen gleich ausgebildeten Zähnen (86) angeordnet ist.
Walzstange nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß unterschiedlich ausgebildete Zonen (204, 206, 208) mit unterschiedlicher Verzahnung vorgesehen sind.
Walzstange nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß eine Umformungszone (204) vorgesehen ist.
Walzstange nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kalibrierungszone (206) vorgesehen ist.
Walzstange nach einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß eine Entspannungszone (208) vorgesehen ist.
Walzstange nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Kalibrierungszone (206) zwischen einer Umformungszone (204) und einer Entspannungszone (208) angeordnet ist.
Walzstange nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß eine Umformungszone (204) und/oder Entspannungszone (208) an einer Rampe (210; 216) ausgebildet ist.
Walzstange nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an mindestens einem Endabschnitt (204) eine Rampe (210) mit variierender Profiltiefe ausgebildet ist.
Walzstange nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Herstellung aus gehärtetem und geschliffenem Kaltarbeitsstahl.
Kaltwalzmaschine, umfassend einen ersten beweglichen Walzstangenhalter (22) und einen zweiten beweglichen Walzstangenhalter (24), wobei den Walzstangenhaltern (22, 24) mindestens ein Antrieb zugeordnet ist, und eine Steuerungseinrichtung (70) zur Steuerung der Bewegung der Walzstangenhalter (22, 24), dadurch gekennzeichnet, daß eine Schnittstelleneinrichtung (72) vorgesehen ist, über die Daten, welche durch eine Leseeinrichtung (74; 78) aus einem Datenspeicher (64) einer Walzstange (62) auslesbar sind, der Steuerungseinrichtung (70) zuführbar sind und/oder über die Daten aus der Steuerungseinrichtung (70) durch eine Schreibeinrichtung in den Datenspeicher (64) einer Walzstange (62) schreibbar sind.
Kaltwalzmaschine nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Leseeinrichtung (74; 78) und/oder Schreibeinrichtung mit der Schnittstelleneinrichtung (72) verbunden ist oder verbindbar ist.
Kaltwalzmaschine nach Anspruch 28 oder 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Leseeinrichtung (74; 78) und/oder Schreibeinrichtung an der Kaltwalzmaschine angeordnet ist.
Kaltwalzmaschine nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß die Leseeinrichtung (74; 78) und/oder Schreibeinrichtung an einem Halter (30) angeordnet sind, an dem mindestens eine an dem zugeordneten Walzstangenhalter (22; 24) gehaltene Walzstange (26a; 26b; 28a; 28b) vorbeigeführt ist.
Kaltwalzmaschine nach einem der Ansprüche 28 bis 31, dadurch gekennzeichnet, daß die Leseeinrichtung und/oder Schreibeinrichtung ein von der Kaltwalzmaschine getrenntes Gerät ist.
Kaltwalzmaschine nach einem der Ansprüche 28 bis 32, dadurch gekennzeichnet, daß die Leseeinrichtung und die Schreibeinrichtung durch eine Lese-Schreib-Kombinationseinrichtung (74; 78) gebildet sind.
Kaltwalzmaschine nach einem der Ansprüche 28 bis 33, dadurch gekennzeichnet, daß für den ersten Walzstangenhalter (22) und den zweiten Walzstangenhalter (24) jeweils eine Leseeinrichtung (74; 78) und/oder jeweils eine Schreibeinrichtung vorgesehen ist.
Kaltwalzmaschine nach einem der Ansprüche 28 bis 34, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerungseinrichtung (70) so ausgebildet ist, daß von der Walzstange (62) ausgelesene Daten zur Einstellung von Parametern der Kaltwalzmaschine und/oder von Parametern eines Kaltwalzverfahrens verwendbar sind.
Kaltwalzmaschine nach einem der Ansprüche 28 bis 35, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerungseinrichtung (70) so ausgebildet ist, daß in der Steuerungseinrichtung (70) gespeicherte Daten in den Datenspeicher (64) der Walzstange (62) transferierbar sind.
Kaltwalzmaschine nach einem der Ansprüche 28 bis 36, dadurch gekennzeichnet, daß Werkzeugschlitten (50; 52) auf jeweiligen Führungen (54; 56) in einer Führungsrichtung (x) gegenläufig angetrieben sind.
Kaltwalzmaschine nach einem der Ansprüche 28 bis 37, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzstangenhalter (22, 24) in einer Richtung (y) quer zur Führungsrichtung (x) während des Walzvorgangs verstellbar sind.
Kaltwalzverfahren, bei dem ein Werkstück in einer Kaltwalzmaschine zwischen gegenläufig angetriebenen Walzstangen bearbeitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß Daten zur Bearbeitungssteuerung und/oder Einstellungsparameter aus einem Datenspeicher mindestens einer Walzstange gelesen werden und daß die Kaltwalzmaschine gemäß diesen Daten gesteuert und/oder eingestellt wird.
Kaltwalzverfahren nach Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kalibrier-Kaltwalzmaschine eingestellt wird, die Einstellungsparameter und/oder Bearbeitungssteuerungsparameter ermittelt werden und diese Daten in einen Datenspeicher einer Walzstange geschrieben werden.
Kaltwalzverfahren nach Anspruch 39 oder 40, dadurch gekennzeichnet, daß eine Walzstangenposition an der Kaltwalzmaschine über den Datenspeicher erfaßt wird.