DE102007025072A1 - Werkzeugmaschine und Verfahren zum Bearbeiten eines Werkstücks - Google Patents

Werkzeugmaschine und Verfahren zum Bearbeiten eines Werkstücks Download PDF

Info

Publication number
DE102007025072A1
DE102007025072A1 DE200710025072 DE102007025072A DE102007025072A1 DE 102007025072 A1 DE102007025072 A1 DE 102007025072A1 DE 200710025072 DE200710025072 DE 200710025072 DE 102007025072 A DE102007025072 A DE 102007025072A DE 102007025072 A1 DE102007025072 A1 DE 102007025072A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
spindle
machine tool
workpiece
recording
tool according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE200710025072
Other languages
English (en)
Other versions
DE102007025072B4 (de
Inventor
Werner HÜTTER
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Leifeld Metal Spinning GmbH
Original Assignee
Leifeld Metal Spinning GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Leifeld Metal Spinning GmbH filed Critical Leifeld Metal Spinning GmbH
Priority to DE200710025072 priority Critical patent/DE102007025072B4/de
Publication of DE102007025072A1 publication Critical patent/DE102007025072A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102007025072B4 publication Critical patent/DE102007025072B4/de
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21DWORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D22/00Shaping without cutting, by stamping, spinning, or deep-drawing
    • B21D22/14Spinning
    • B21D22/16Spinning over shaping mandrels or formers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21DWORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D37/00Tools as parts of machines covered by this subclass
    • B21D37/16Heating or cooling

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Induction Heating (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine mit mindestens einer drehbaren Spindel, die eine Aufnahme für ein Werkstück aufweist, und einem Drehantrieb zum drehenden Antreiben der Spindel, wobei die Spindel zumindest eine Heizeinrichtung aufweist, mit welcher die Aufnahme der Spindel erwärmbar ist. Nach der Erfindung ist vorgesehen, dass durch die Heizeinrichtung zum Erwärmen der Aufnahme Bewegungsenergie der Spindel in Wärme umsetzbar ist. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Bearbeiten eines Werkstückes, das inbesondere mittels einer erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine durchgeführt werden kann.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Werkzeug, insbesondere eine Drück-/Drückwalzmaschine, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Eine solche Werkzeugmaschine ist ausgebildet mit mindestens einer drehbaren Spindel, die eine Aufnahme für ein Werkstück aufweist, und einem Drehantrieb zum drehenden Antreiben der Spindel, wobei die Spindel zumindest eine Heizeinrichtung aufweist, mit welcher die Aufnahme der Spindel erwärmbar ist.
  • Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Bearbeiten, insbesondere Drücken und/oder Drückwalzen, eines Werkstückes gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 13. Bei einem derartigen Verfahren ist vorgesehen, dass das Werkstück an einer Aufnahme einer drehbaren Spindel festgelegt wird, die Spindel mitsamt dem Werkstück in Drehung versetzt wird, und an der Spindel eine Heizeinrichtung vorgesehen wird und die Aufnahme mittels der Heizeinrichtung erwärmt wird.
  • Aus der gattungsbildenden EP 0 490 756 B1 ist es bekannt, zum Warmfließformen eines aufgeheizten Werkstückes den Dorn, an dem das Werkstück platziert wird, zu beheizen, um ein Abkühlen des Werkstücks zu verhindern. Hierzu ist nach der EP 0 490 756 B1 im Dorn ein elektrischer Heizwiderstand vorgesehen. Zum Versorgen des Heizwiderstandes mit Strom von einer feststehenden Quelle sind feststehende Kohlenbürsten vorgesehen, welche an ringförmigen Kollektoren am Dorn anliegen. Diese Art der Stromversorgung erfordert jedoch einen vergleichsweise hohen Aufwand. Insbesondere ist ein vergleichsweise hoher Wartungsaufwand erforderlich, da durch die Bürsten zusätzliche Verschließteile gegeben sind.
  • Aus der DE 195 45 177 B4 ist ein Verfahren bekannt, das umzuformende Werkstück beim Drückwalzen direkt zu erwärmen. Die DE 195 45 177 B4 lehrt dabei, eine Wär memenge mittels eines elektromagnetischen Feldes induktiv in das Werkstück einzubringen. Diese Wärmeeinbringung ist jedoch nicht für. alle Werkstückmaterialien geeignet.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine Werkzeugmaschine und ein Verfahren zum Bearbeiten eines Werkstücks anzugeben, die in besonders einfacher und zuverlässiger Weise eine Erwärmung der rotierenden Werkzeugaufnahme ermöglichen und somit eine besonders einfache, zuverlässige und genaue Temperaturkontrolle des an der Spindel aufgenommenen Werkstücks beim Umformen erlauben.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Werkzeugmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Verfahren zum Bearbeiten eines Werkstückes mit den Merkmalen des Anspruchs 13 gelöst. Bevorzugte Ausführungsbeispiele sind in den jeweils abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Die erfindungsgemäße Werkzeugmaschine ist dadurch gekennzeichnet, dass durch die Heizeinrichtung zum Erwärmen der Aufnahme Bewegungsenergie der Spindel in Wärme umsetzbar ist.
  • Ein Grundgedanke der Erfindung kann darin gesehen werden, einen Teil der in Spindeldrehung enthaltenen kinetischen Energie an der Spindel in Wärmeenergie umzusetzen und auf diese Weise die Spindel gegenüber dem Werkstück zu erwärmen. Gemäß der Erfindung wird somit zum Erwärmen der Spindel eine Energiequelle herangezogen, die bei einer gattungsgemäßen Werkzeugmaschine mit drehbarer Spindel und entsprechendem Drehantrieb ohnehin vorhanden ist. Umständliche und wartungsaufwändige Energieleitungen, mit welchen Energie von einer externen Energiequelle zur rotierenden Spindel übertragen werden muss, können nach der Erfindung somit entfallen. Hierdurch kann eine besonders einfach konstruierte und zugleich zuverlässige Werkzeugmaschine erhalten werden.
  • Nach der Erfindung ist die Heizeinrichtung der Spindel zugeordnet, das heißt die Heizeinrichtung ist nach der Erfindung so ausgebildet, dass die Wärmeenergie in der Spindel erzeugt wird. Es wird also die Bewegungsenergie an der Spindel in Wärme umgesetzt. Von dort kann die Wärmeenergie, beispielsweise aufgrund von Wärmediffusion, zum Werkstück gelangen und auch dieses erwärmen. Erfindungsgemäß wird die Wärme somit über die Spindel an das Werkstück abgegeben, so dass uner wünschten Wärmeenergieverlusten aus dem Werkstück in die Spindel entgegengewirkt ist.
  • Bei der Bewegungsenergie der Spindel, die in Wärme umgesetzt wird, handelt es sich geeigneterweise um Rotationsenergie. Die Rotationsenergie der Spindel umfasst nach der Erfindung auch die Rotationsenergie derjenigen Teile, die mit der Spindel drehfest verbunden sind.
  • Die Heizeinrichtung kann beispielsweise für eine mechanisch erzeugte Energieumwandlung, insbesondere durch Reibungsprozesse, ausgebildet sein. In diesem Fall kann die Heizeinrichtung beispielsweise eine Backenbremse und/oder eine Scheibenbremse aufweisen. Alternativ oder zusätzlich kann die Heizeinrichtung auch für eine hydraulische Energieumwandlung eingerichtet sein. Insbesondere kann zum Erwärmen der Spindel eine Erwärmung herangezogen werden, die beim Vorbeiströmen eines Fluides an einem Strömungswiderstand entsteht. In diesem Fall kann die Heizeinrichtung beispielsweise eine Strömungsbremse aufweisen.
  • Besonders vorteilhaft ist es jedoch, dass die Heizeinrichtung Mittel zum Erzeugen von Wirbelströmen, insbesondere in der Spindel, aufweist. Gemäß dieser Ausführungsform ist die Heizeinrichtung zum Erzeugen eines vorzugsweise stationären Magnetfeldes eingerichtet, welches in der rotierenden Spindel Wirbelströme induziert. Diese Ströme erzeugen selbst wieder ein Magnetfeld, das dem Feld der Heizeinrichtung entgegengesetzt ist. Der elektrische Widerstand der Spindel bildet für die Wirbelströme einen ohmschen Verbraucher, an dem Wärmeenergie frei wird. Bei diesem Prozess wird Bewegungsenergie der Spindel an der Spindel in Wärme umgesetzt, von wo sie zur Aufnahme der Spindel und von dort zum Werkstück gelangen kann. Gemäß dieser Ausführungsform werden somit Wirbelstromverluste der im Magnetfeld bewegten Spindel zum Erwärmen der Spindel und somit auch zum Abbremsen der Spindel eingesetzt. Die Mittel zum Erzeugen von Wirbelströmen können radial innerhalb und/oder außerhalb der Spindel und/oder der Aufnahme angeordnet sein, wobei eine außenseitige Anordnung der leichteren Zugänglichkeit wegen bevorzugt sein kann.
  • Besonders vorteilhaft ist es, dass die Mittel zum Erzeugen von Wirbelströmen zumindest eine Spule aufweisen. Durch Einstellen des durch die Spule fließenden Stromes kann in besonders einfacher Weise das Magnetfeld an der Spindel und somit die Erwärmungsleistung an der Spindel reguliert werden. Eine konstruktiv besonders einfache und zugleich im Hinblick auf die Erwärmung wirkungsvolle Werkzeugmaschine kann dadurch erhalten werden, dass die Spule die Spindel ringförmig umgibt. Insbesondere können die Spule und die Spindel koaxial angeordnet sein. Es kann aber auch beispielsweise vorgesehen sein, die Spule versetzt zur Spindelachse anzuordnen. Beispielsweise kann die Spulenachse radial zur Spindelachse vorgesehen werden.
  • Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die Mittel zum Erzeugen von Wirbelströmen zumindest einen Permanentmagneten aufweisen. Hierdurch wird eine konstruktiv besonders einfache Werkzeugmaschine zur Verfügung gestellt.
  • Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, dass die Mittel zum Erzeugen von Wirbelströmen relativ zur Spindel verschiebbar gelagert sind. Durch eine Verschiebung der Mittel zum Erzeugen von Wirbelströmen relativ zur Spindel kann ebenfalls eine Feldstärkenveränderung an der Spindel hervorgerufen werden und somit die Erwärmungsleistung variiert werden. Diese Ausführungsform ist besonders vorteilhaft, wenn die Mittel zum Erzeugen von Wirbelströmen mit Permanentmagneten ausgebildet sind, da in diesem Fall eine Feldstärkenveränderung durch Variation eines Spulenstromes nicht möglich ist. Zum aktiven Verschieben der Mittel zum Erzeugen von Wirbelströmen relativ zur Spindel ist geeigneterweise zumindest ein Stellglied vorgesehen.
  • Besonders vorteilhaft ist es, dass die Mittel zum Erzeugen von Wirbelströmen relativ zur Spindel axial verschiebbar gelagert sind, wobei unter der Axialrichtung insbesondere die Richtung der Spindelachse zu verstehen ist. Durch diese Ausführungsform ist eine besonders kompakte Werkzeugmaschine gegeben. Überdies erlaubt es eine axiale Verschiebbarkeit, den Ort der Wärmeumwandlung längs der Spindel gezielt zu variieren, so dass eine besonders hohe Einsatzvielfalt gegeben ist. Insbesondere kann nach der Erfindung vorgesehen sein, die Mittel zum Erzeugen von Wirbelströmen mit zunehmendem Umformfortschritt des Werkstückes relativ zur Spindel zu verschieben, so dass der Ort der Wärmeumwandlung in der Spindel entsprechend dem Umformfortschritt angepasst wird.
  • Insbesondere bei vergleichsweise hohen Arbeitstemperaturen kann es vorteilhaft sein, dass die Mittel zum Erzeugen von Wirbelströmen eine Kühleinrichtung aufweisen. Beispielsweise kann die Kühleinrichtung dafür eingerichtet sein, die Spule und/oder einen Außenmantel der Mittel zum Erzeugen von Wirbelströmen abzukühlen. Hierdurch ist eine besonders hohe Betriebszuverlässigkeit gegeben.
  • Um unerwünschte Wechselwirkungen der Mittel zum Erzeugen von Wirbelströmen mit sonstigen Maschinenteilen der Werkzeugmaschine zu vermeiden, kann vorgesehen sein, dass ein Gehäuse und/oder Anschlussbauteile der Werkzeugmaschine in einem Abstand zu den Mitteln angebracht sind und/oder aus einem nicht magnetisierbaren Werkstoff ausgeführt sind, wie beispielsweise Aluminium oder Keramik.
  • Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, dass die Spindel zum Aufnehmen von Wirbelströmen einen Ankerring aufweist. Dieser Ankerring ist vorzugsweise koaxial zur Spindelachse und/oder außenseitig an der Spindel angeordnet. Gemäß dieser Ausführungsform sind die Mittel zum Erzeugen von Wirbelströmen zumindest zeitweise im Bereich des Ankerringes angeordnet, so dass in diesem Wirbelströme induziert werden. An Stelle eines Ankerringes kann auch eine Ankerscheibe, beispielsweise eine Kreisscheibe, oder ein anders geformtes Ankerelement vorgesehen werden.
  • Das geeigneterweise als Ankerring ausgebildete Ankerelement weist vorzugsweise ein Metallmaterial auf. Für eine besonders hohe Bremswirkung weist das Ankerelement zweckmäßigerweise eine hohe spezifische Leitfähigkeit auf. Insbesondere kann die spezifische Leitfähigkeit des Ankerelementes größer sein als die spezifische Leitfähigkeit benachbarter Spindelbereiche. Beispielsweise kann das Ankerelement aus Kupfer und/oder Aluminium gefertigt sein. Benachbarte Spindelbereiche können hingegen aus Stahl gefertigt sein.
  • Beispielsweise um eine besonders genaue Kontrolle der Werkstücktemperatur zu gewährleisten und/oder um unerwünschte Temperaturgradienten in der Spindel beim Heizen zu vermeiden, kann nach der Erfindung vorgesehen sein, dass die Spindel im Bereich der Aufnahme zumindest bereichsweise ein Material aufweist, das eine höhere Wärmeleitfähigkeit aufweist als das Material verbleibender Spindelbereiche. Beispielsweise kann die Spindel in einem vorderen Spindelbereich zwischen der Aufnahme und dem Ankerelement eine höhere Wärmeleitfähigkeit aufweisen als in einem rückwärtigen Hauptspindelbereich, der den vorderen Spindelbereich mit dem Drehantrieb verbindet. Hierdurch wird zwischen der Aufnahme und dem Ankerelement ein guter Wärmeübergang geschaffen, wodurch die Ableitung der im Ankerelement er zeugten Wärme zur Aufnahme verbessert wird. Gleichzeitig wird einer unerwünschten Wärmeableitung über den rückwärtigen Spindelbereich entgegengewirkt.
  • Insbesondere um die Wärmekopplung zwischen dem Ankerelement und der Aufnahme weiter zu verbessern und somit eine schnelle und gleichmäßige Erwärmung der Aufnahme zu erreichen, ist es weiterhin besonders vorteilhaft, dass die Spindel im Bereich der Aufnahme zumindest eine Ausnehmung aufweist, in der ein Wärmeträgerelement mit erhöhter Wärmeleitfähigkeit angeordnet ist. Unter erhöhter Wärmeleitfähigkeit wird dabei eine Leitfähigkeit verstanden, die größer ist als die der Umgebung. Beispielsweise kann vorgesehen sein, an der Spindel, insbesondere auf dem Umfang der Aufnahme, Wärmeleitbohrungen einzubringen und diese mit Wärmeträgerelementen auszufüllen. Ein Wärmeträgerelement kann stabförmig oder beispielsweise auch als geschlossener Kreisring ausgebildet sein. Das Wärmeträgerelement kann aus einem oder mehreren festen, flüssigen und/oder gasförmigen Stoffen bestehen. Beispielsweise kann das Wärmeträgerelement aus Aluminium und/oder Kupfer bestehen.
  • Um einen unerwünschten Wärmeabfluss in rückwärtige Bereiche der Spindel zu vermeiden, kann es vorteilhaft sein, dass die Spindel in einem Bereich zwischen der Hauptspindel und der Aufnahme einen Zwischenbereich, insbesondere einen Zwischenflansch, aufweist, der verglichen mit benachbarten Spindelbereichen eine geringere Wärmeleitfähigkeit aufweist. Insbesondere kann das Ankerelement vorderseitig an diesem Zwischenbereich angeordnet sein. Der Zwischenbereich kann auch Kühlelemente aufweisen und insbesondere als Kühlflansch ausgebildet sein.
  • Weiterhin ist es besonders vorteilhaft, dass eine Steuerung zum Steuern der Erwärmung der Aufnahme vorgesehen ist. Die Steuerung kann beispielsweise mit dem Drehantrieb, einer Stromquelle für die Spule und/oder einer Verschiebeeinrichtung für die Mittel zum Erzeugen von Wirbelströmen in Wirkverbindung stehen. Demgemäß kann eine Steuerung der Erwärmungsleistung über eine Variation der Drehzahl des Drehantriebes, über eine Variation des Erregerstroms der Spule beziehungsweise über eine Variation der Position der Mittel zum Erzeugen von Wirbelströmen relativ zur Spindel durchgeführt werden. Eine derartige Steuerung ermöglicht es, die aufzubringende Wärmemenge definiert zu steuern. Insbesondere kann die Steuerung ein Speicherprogramm zum Steuern der Wärmemenge aufweisen. Die Steuerung kann auch zum Regeln der Erwärmung vorgesehen sein.
  • Überdies ist es nach der Erfindung bevorzugt, dass ein Temperaturaufnehmer zum Erfassen der Temperatur der Aufnahme und/oder des Werkstücks vorgesehen ist. Hierdurch kann der Grad der Aufwärmung der Aufnahme überwacht werden. Der Temperaturaufnehmer kann beispielsweise ein optisches Pyrometer sein, das zweckmäßigerweise auf die Aufnahme gerichtet ist. Vorzugsweise steht der Temperaturaufnehmer mit der Steuerung in Signalverbindung. Dies ermöglicht es, die erfasste Temperatur zur Regelung der Erwärmung an die Steuerung weiterzugeben.
  • Zweckmäßigerweise ist die Aufnahme ein Umformwerkzeug, beispielsweise ein Drückfutter. Grundsätzlich kann es sich bei der Aufnahme aber auch um einen Gegenhalter handeln, der zum Andrücken eines Werkstückes an ein Drückfutter dient. Die Aufnahme ist zweckmäßigerweise drehfest an der Spindel angeordnet.
  • Nach der Erfindung ist vorteilhafterweise zumindest eine Umformrolle vorgesehen, die radial und/oder axial an das an der Aufnahme angeordnete Werkstück zustellbar ist. Bei der Umformrolle kann es sich beispielsweise um eine Drückrolle handeln.
  • Nach der Erfindung kann es ferner vorteilhaft sein, dass zwei fluchtende Spindeln vorgesehen sind, die an ihren gegenüberliegenden Stirnseiten jeweils eine Aufnahme für ein Werkstück aufweisen. In diesem Fall kann eine der Aufnahme ein Umformwerkzeug sein und die zweite eine Andrückscheibe. Es können auch beide Aufnahmen als Umformwerkzeug ausgebildet sein, wobei die Umformwerkzeuge auch selbst mehrteilig ausgebildet sein können. Bei zwei fluchtenden Spindeln kann die eine als Hauptspindel und die zweite als Reitstockspindel bezeichnet werden. Soweit zwei fluchtende Spindeln vorgesehen sind, kann vorgesehen sein, dass jede der beiden Spindeln einen eigenen Drehantrieb aufweist. Sofern nach der Erfindung zwei Spindeln vorgesehen sind, ist es ferner besonders bevorzugt, dass beide Spindeln jeweils zumindest eine Heizeinrichtung aufweisen, mit welcher die Aufnahme der jeweiligen Spindel erwärmbar ist. Demgemäß sind mindestens zwei Heizeinrichtungen vorgesehen.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Heizeinrichtung Bewegungsenergie der Spindel in Wärme umgesetzt wird. Das Verfahren kann insbesondere mittels einer erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine durchgeführt werden, wodurch die in diesem Zusammenhang erläuterten Vorteile erzielt werden können.
  • Die Erfindung kann beispielsweise beim Drücken/Drückwalzen, insbesondere von Aluminiumwerkstücken, zum Einsatz kommen. Beispielsweise kann mit der Erfindung ein Warmwalzen bei einer Drück-/Drückwalztemperatur durchgeführt werden, welche zwischen der Lösungsglühtemperatur, etwa 530 °C im Falle von Aluminium, als einer oberen Temperaturgrenze und einer unteren Temperaturgrenze, beispielsweise von 250 °C, liegt. Insbesondere kann die Erfindung bei der Herstellung von Leichtmetallrädern, beispielsweise Aluminiumrädern, zum Einsatz kommen. Die erfindungsgemäße Aufheizung kann nicht nur an Druckmaschinen sondern auch an anderen Werkzeugmaschinen mit Spindel eingesetzt werden, etwa Drehmaschinen.
  • Eine bevorzugte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass die Aufnahme mittels der Heizeinrichtung erwärmt wird, bevor das Werkstück an der Aufnahme festgelegt wird. Dies ermöglicht es, unerwünschten Wärmeverlusten aus dem Werkstück beim Festlegen des Werkstückes an der Aufnahme entgegenzuwirken. Beispielsweise kann vorgesehen sein, vor Schichtbeginn oder nach längeren Pausen die Aufnahme auf Betriebstemperatur aufzuheizen, bevor die vorgewärmten Werkstücke zur Umformung auf die Aufnahme gebracht werden.
  • Ist die vorgegebene Aufwärmtemperatur an der Aufnahme erreicht, so kann beispielsweise der Strom zur Spule abgeschaltet werden oder ein Dauermagnet von der Spindel zurückgezogen werden. Sodann kann das erste Werkstück an der Aufnahme eingespannt werden und beispielsweise zu einem Rad umgeformt werden.
  • Ein Nachheizen der Aufnahme, das heißt eine Erwärmung der Aufnahme nachdem das Werkstück an der Aufnahme festgelegt wurde, ist nach der Erfindung alternativ oder zusätzlich möglich. Das Nachheizen kann insbesondere während eines Umformprozesses des Werkstückes durchgeführt werden.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, dass nach dem Erwärmen der Aufnahme das Werkstück mittels der Heizeinrichtung erwärmt wird. Gemäß dieser Ausführungsform ist vorgesehen, zunächst in der Spindel Wärmeenergie zu erzeugen und anschließend zur weiteren Temperaturkontrolle im Werkstück Wärmeenergie zu erzeugen, wobei das Werkstück hierbei bevorzugt an der Aufnahme festgelegt ist.
  • Insbesondere bei langen, beispielsweise rohrartigen, Aufnahmen kann nach der Erfindung vorgesehen sein, mittels mindestens eines magnetischen und/oder elektromagnetischen Feldes induktiv Wärmeenergie in die Aufnahme einzubringen. Während des Aufwärmens der Aufnahme und/oder des Werkstücks können die Mittel zum Erzeugen von Wirbelströmen beispielsweise radial verstellt werden und/oder axial über die Länge der Aufnahme verschoben werden.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert, die schematisch in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind. In den beigefügten Zeichnungen zeigen:
  • 1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei die Heizeinrichtung der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt ist;
  • 2 eine Detailansicht im Längsschnitt der Maschine aus 1 im Bereich der Spindeln;
  • 3 eine weitergehende Detailansicht im Längsschnitt der Maschine aus 1 und 2 im Bereich der Heizeinrichtung;
  • 4 die Darstellung aus 2 nach Abschluss eines Umformverfahrens; und
  • 5 die Ansicht aus 2 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • Gleich wirkende Elemente sind in den Figuren mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet.
  • Ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine ist in 1 dargestellt. Die Maschine ist als Vertikal-Drück-/Drückwalzmaschine ausgebildet und weist ein Maschinenbett 17 auf, an dem eine erste Spindel 11 drehbar gelagert ist. Zum Antreiben der ersten Spindel 11 ist am Maschinenbett 17 ein erster Drehantrieb 31 vorgesehen, der die Spindel 11 über einen Spindelkasten antreibt.
  • Auf der fluchtenden Maschinenachse 18 ist gegenüber der ersten Spindel 11 eine zweite Spindel 12 angeordnet, die auch als Reitstockspindel bezeichnet werden kann. Diese zweite Spindel 12 ist an einem Reitstock 13 drehbar gelagert. Der Reitstock 13 kann mitsamt der zweiten Spindel 12 relativ zum Maschinenbett 17 mit der ersten Spindel 11 axial bezüglich der Maschinenachse 18 verfahren werden, so dass ein Werkstück zwischen den beiden Spindeln 11, 12 eingespannt werden kann. Die zweite Spindel 12 ist mittels eines am Reitstock 13 angeordneten zweiten Drehantriebes 32 drehend antreibbar.
  • Die Maschine weist ferner zumindest eine drehbar gelagerte Umformrolle 63 auf, die an einem Support 64 angeordnet ist und mittels des Supports 64 radial und/oder axial zur Maschinenachse 18 bewegbar ist.
  • Wie insbesondere 2 zeigt, weist die erste Spindel 11 endseitig eine erste Aufnahme 21 und die zweite Spindel 12 endseitig eine zweite Aufnahme 22 für ein Werkstück 10 auf. Die erste Aufnahme 21 ist dabei als Umformwerkzeug ausgebildet. Die zweite Aufnahme 22 kann als Andrückscheibe oder ebenfalls als Umformwerkzeug ausgebildet sein, wobei im letztgenannten Fall ein zweiteiliges Werkzeug gegeben ist.
  • Wie 2 ferner zeigt, weist die erste Spindel 11 eine Heizeinrichtung 1 auf, mittels der die Aufnahme 21 erwärmbar ist. Mittels dieser Heizeinrichtung 1 kann Bewegungsenergie der Spindel 11 an der Spindel 11 in Wärmeenergie umgewandelt werden und von dort zum Werkstück 10 gelangen. Zur Überwachung der Temperatur der Aufnahme 21 ist, wie in 1 gezeigt, am Maschinenbett 17 ein Temperaturaufnehmer 60 angeordnet, der beispielsweise als Pyrometer ausgebildet sein kann.
  • Die Heizeinrichtung 1 weist gemäß 2 Mittel 3 zum Erzeugen von Wirbelströmen in der Spindel 11 auf, wobei diese Mittel 3 eine Spule 4 aufweisen, die koaxial zur Maschinenachse 18 angeordnet ist. Die Spule 4 ist in einem Spulenkörper 54 angeordnet, der über axial verlaufende Haltestäbe 58, die um die Spindel 11 herum angeordnet sind, am Maschinenbett 17, insbesondere am Spindelkasten, befestigt ist. Über diese Haltestäbe 58 wird die Spule 4 auch mit Strom versorgt.
  • Im Bereich der Spule 4 weist die Spindel 11 einen Ankerring 7 auf, der koaxial zur Spule 4 innerhalb der Spule 4 angeordnet ist. Wird der Ankerring 7 bei Rotation der Spindel 11 im Magnetfeld der Spule 4 mitgedreht, so werden im Ankerring 7 Wirbelströme indu ziert, welche die Spindel 11 abbremsen und im Ankerring 7 der Spindel 11 Wärme erzeugen.
  • Der Ankerring 7 weist einen axial verlaufenden, hülsenförmigen Bereich 7' auf, welcher der Spule 4 gegenüberliegt. Stirnseitig an den axialen Bereich 7' schließt sich ein radial verlaufender Bereich 7'' an, in welchem der Ankerring 7 an der verbleibenden Spindel 11 befestigt ist.
  • Auf der der Aufnahme 21 für das Werkstück 10 abgewandten Seite ist der Ankerring 7 in seinem radialen Bereich 7'' an einem Zwischenflansch 26 der Spindel 11 befestigt. Dieser Zwischenflansch 26 weist eine geringe thermische Leitfähigkeit auf, so dass einem Wärmeabfluss vom Ankerring 7 in rückwärtige Spindelbereiche entgegengewirkt ist. Auf seiner der Aufnahme 21 zugewandten Seite ist am Ankerring 7 im radialen Bereich 7'' stirnseitig ein vorderes Spindelelement 25 befestigt, an dem die Aufnahme 21 angeordnet ist. Die Kontaktfläche zwischen dem Ankerring 7 und dem vorderen Spindelelement 25 ist dabei großflächig ausgebildet, um einen guten Wärmetransfer zu gewährleisten.
  • Geeigneterweise ist der Ankerring 7 über den Zwischenflansch 26 stirnseitig am vorderen Spindelelement 25 angeflanscht.
  • Wie insbesondere 3 zeigt sind im vorderen Spindelelement 25 der Spindel 11 axial verlaufende Ausnehmungen 41 vorgesehen, in denen Wärmeträgerelemente 43 hoher thermischer Leitfähigkeit ausgebildet sind. Überdies sind im radialen Bereich 7'' des Ankerrings 7 weitere, radial verlaufende Ausnehmungen 42 vorgesehen, in denen Wärmeträgerelemente 44 angeordnet sind. Dabei grenzt jeweils eine axial verlaufende Ausnehmung 41 an eine radial verlaufende Ausnehmung 42 an. Die Ausnehmungen 41, 42 mit den Wärmeträgerelementen 43, 44 dienen einer besonders guten Wärmekopplung zwischen dem Ankerring 7 und der Aufnahme 21. Die Wärmeträgerelemente 43, 44 können beispielsweise flüssige, gasförmige, aber auch feste Stoffe aufweisen.
  • Beim Betrieb der in den 1 bis 3 dargestellten Vorrichtung kann beispielsweise über eine Zeitschaltuhr vor Schichtbeginn der Drehantrieb 31 eingeschaltet werden und die Spindel 11 zusammen mit dem Ankerring 7 und der Aufnahme 21 in Drehung versetzt werden. Danach wird die Spule 4 über eine Stromquelle mit Strom beaufschlagt, wodurch die Spule 4 ein Magnetfeld aufbaut. In diesem Magnetfeld wird die Spindel 11 an ihrem Ankerring 7 gebremst, wobei Rotationsenergie der Spindel 11 in Wärme umgewandelt wird. Diese Wärme wird über das vordere Spindelelement 25 zur Aufnahme 21 geleitet, wobei die Wärmeleitung durch die Wärmeträgerelemente 43, 44 unterstützt wird. Ein rückwärtiger Wärmeabfluss von der Aufnahme 21 weg wird durch den schlecht thermisch leitenden Zwischenflansch 26 reduziert.
  • Anschließend wird durch axiales Verfahren der zweiten Spindel 12 relativ zur ersten Spindel 11 das Werkstück 10 zwischen den beiden Aufnahmen 21 und 22 aufgenommen und in Drehung versetzt. Durch Zustellen der Umformrolle 63 wird dieses Werkstück 10 umgeformt und, wie in 4 dargestellt, an die Aufnahme 21 der Spindel 11 angeformt.
  • Ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in 5 dargestellt. Die Vorrichtung der 5 unterscheidet sich von der in den 1 bis 4 dargestellten Vorrichtung dadurch, dass entsprechend 5 die Spule 4 axial relativ zur Spindel 11 verschiebbar ist. Hierzu ist eine Verschiebeeinrichtung 50 mit einem Stellzylinder 51 vorgesehen, der einerseits am Maschinenbett 17, insbesondere am Spindelkasten, und andererseits am Spulenkörper 54 der Spule 4 befestigt ist und der parallel zur Maschinenachse 18 verläuft. Zur besseren axialen Führung sind zudem axial verlaufende teleskopierbare Elemente 52 um die Spindel 11 herum zwischen Spulenkörper 54 und Maschinenbett 17 vorgesehen.

Claims (15)

  1. Werkzeugmaschine, insbesondere Drück-/Drückwalzmaschine, mit – mindestens einer drehbaren Spindel (11, 12), die eine Aufnahme (21, 22) für ein Werkstück (10) aufweist, und – einem Drehantrieb (31, 32) zum drehenden Antreiben der Spindel (11, 12), – wobei die Spindel (11, 12) zumindest eine Heizeinrichtung (1) aufweist, mit welcher die Aufnahme (21, 22) der Spindel (11, 12) erwärmbar ist, dadurch gekennzeichnet, – dass durch die Heizeinrichtung (1) zum Erwärmen der Aufnahme (21, 22) Bewegungsenergie der Spindel (11, 12) in Wärme umsetzbar ist.
  2. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtung (1) Mittel (3) zum Erzeugen von Wirbelströmen in der Spindel (11, 12) aufweist.
  3. Werkzeugmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (3) zum Erzeugen von Wirbelströmen zumindest eine Spule (4) aufweisen, welche vorzugsweise die Spindel (11, 12) ringförmig umgibt.
  4. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (3) zum Erzeugen von Wirbelströmen relativ zur Spindel (11, 12) verschiebbar, insbesondere axial verschiebbar, gelagert sind.
  5. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (3) zum Erzeugen von Wirbelströmen eine Kühleinrichtung aufweisen.
  6. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Spindel (11, 12) zum Aufnehmen von Wirbelströmen einen Ankerring (7) aufweist.
  7. Werkzeugmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spindel (11, 12) im Bereich der Aufnahme (21, 22) zumindest bereichsweise ein Material aufweist, das eine höhere Wärmeleitfähigkeit aufweist als das Material verbleibender Spindelbereiche.
  8. Werkzeugmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spindel (11, 12) im Bereich der Aufnahme (21, 22) zumindest eine Ausnehmung (41, 42) aufweist, in der ein Wärmeträgerelement (43, 44) mit erhöhter Wärmeleitfähigkeit angeordnet ist.
  9. Werkzeugmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerung zum Steuern der Erwärmung der Aufnahme (21, 22) vorgesehen ist, wobei die Steuerung mit dem Drehantrieb (31, 32), einer Stromquelle für die Spule (4) und/oder einer Verschiebeeinrichtung für die Mittel (3) zum Erzeugen von Wirbelströmen in Wirkverbindung steht.
  10. Werkzeugmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Temperaturaufnehmer (60), insbesondere ein optisches Pyrometer, zum Erfassen der Temperatur der Aufnahme (21, 22) und/oder des Werkstü ckes (10) vorgesehen ist, welcher insbesondere mit der Steuerung in Signalverbindung steht.
  11. Werkzeugmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme (21, 22) ein Umformwerkzeug ist und dass zumindest eine Umformrolle (63) vorgesehen ist, die radial und/oder axial an das an der Aufnahme (21, 22) angeordnete Werkstück (10) zustellbar ist.
  12. Werkzeugmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei fluchtende Spindeln (11, 12) vorgesehen sind, die an ihren gegenüberliegenden Stirnseiten jeweils eine Aufnahme (21, 22) für ein Werkstück (10) aufweisen, und dass beide Spindeln (11, 12) jeweils zumindest eine Heizeinrichtung (1) aufweisen, mit welcher die Aufnahme (21, 22) der jeweiligen Spindel (11, 12) erwärmbar ist.
  13. Verfahren zum Bearbeiten, insbesondere Drücken und/oder Drückwalzen, eines Werkstücks (10), insbesondere mittels einer Werkzeugmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem – das Werkstück (10) an einer Aufnahme (21, 22) einer drehbaren Spindel (11, 12) festgelegt wird, – die Spindel (11, 12) mitsamt dem Werkstück (10) in Drehung versetzt wird, und – an der Spindel (11, 12) eine Heizeinrichtung (1) vorgesehen wird und die Aufnahme (21, 22) mittels der Heizeinrichtung (1) erwärmt wird, dadurch gekennzeichnet, – dass mittels der Heizeinrichtung (1) Bewegungsenergie der Spindel (11, 12) in Wärme umgesetzt wird.
  14. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme (21, 22) mittels der Heizeinrichtung (1) erwärmt wird, bevor das Werkstück (10) an der Aufnahme (21, 22) festgelegt wird.
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Erwärmen der Aufnahme (21, 22) das Werkstück (10) mittels der Heizeinrichtung (1) erwärmt wird.
DE200710025072 2007-05-30 2007-05-30 Werkzeugmaschine und Verfahren zum Bearbeiten eines Werkstücks Expired - Fee Related DE102007025072B4 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200710025072 DE102007025072B4 (de) 2007-05-30 2007-05-30 Werkzeugmaschine und Verfahren zum Bearbeiten eines Werkstücks

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200710025072 DE102007025072B4 (de) 2007-05-30 2007-05-30 Werkzeugmaschine und Verfahren zum Bearbeiten eines Werkstücks

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102007025072A1 true DE102007025072A1 (de) 2007-11-08
DE102007025072B4 DE102007025072B4 (de) 2008-04-24

Family

ID=38565084

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE200710025072 Expired - Fee Related DE102007025072B4 (de) 2007-05-30 2007-05-30 Werkzeugmaschine und Verfahren zum Bearbeiten eines Werkstücks

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102007025072B4 (de)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101941031A (zh) * 2010-09-08 2011-01-12 安徽昊通旋压科技股份有限公司 带内外凸台皮带轮的旋压成型装置
WO2011020952A1 (en) * 2009-08-21 2011-02-24 Prizztech Oy Method for heating a workpiece and a corresponding tool
DE102009021767B4 (de) * 2009-05-18 2012-06-06 Ssb-Maschinenbau Gmbh Vorrichtung für die Umformung von Aluminiumfelgen
CN102581104A (zh) * 2012-03-07 2012-07-18 黄石华力锻压机床有限公司 圆盘周边增厚旋压机
DE102017106598A1 (de) 2017-03-28 2018-10-04 Ssb-Maschinenbau Gmbh Rotations-Flowformvorrichtung und Arbeitsverfahren eines Werkzeugwechslers der Rotations-Flowformvorrichtung
DE102010012698B4 (de) 2010-03-24 2020-07-16 Ssb-Maschinenbau Gmbh Vorrichtung für die Umformung von Leichtmetallfelgen

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106141025A (zh) * 2016-08-17 2016-11-23 戈善明 三合一车轮轮辋滚型机

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2670409B1 (fr) * 1990-12-12 1995-02-24 Aerospatiale Procede de fabrication par fluotournage a chaud d'une piece en un materiau non malleable a temperature ambiante et outillage correspondant.
DE19545177B4 (de) * 1995-12-04 2005-11-17 Leifeld Metal Spinning Gmbh Verfahren zum Drückwalzen eines Werkstücks

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009021767B4 (de) * 2009-05-18 2012-06-06 Ssb-Maschinenbau Gmbh Vorrichtung für die Umformung von Aluminiumfelgen
WO2011020952A1 (en) * 2009-08-21 2011-02-24 Prizztech Oy Method for heating a workpiece and a corresponding tool
CN102548705A (zh) * 2009-08-21 2012-07-04 珀瑞兹泰科有限公司 用于加热工件的方法和对应的工具
US20120205364A1 (en) * 2009-08-21 2012-08-16 Hollming Oy Method for heating a workpiece and a corresponding tool
CN102548705B (zh) * 2009-08-21 2015-06-10 珀瑞兹泰科有限公司 用于加热工件的方法和对应的工具
DE102010012698B4 (de) 2010-03-24 2020-07-16 Ssb-Maschinenbau Gmbh Vorrichtung für die Umformung von Leichtmetallfelgen
CN101941031A (zh) * 2010-09-08 2011-01-12 安徽昊通旋压科技股份有限公司 带内外凸台皮带轮的旋压成型装置
CN101941031B (zh) * 2010-09-08 2012-10-24 安徽亿多科技有限公司 带内外凸台皮带轮的旋压成型装置
CN102581104A (zh) * 2012-03-07 2012-07-18 黄石华力锻压机床有限公司 圆盘周边增厚旋压机
DE102017106598A1 (de) 2017-03-28 2018-10-04 Ssb-Maschinenbau Gmbh Rotations-Flowformvorrichtung und Arbeitsverfahren eines Werkzeugwechslers der Rotations-Flowformvorrichtung

Also Published As

Publication number Publication date
DE102007025072B4 (de) 2008-04-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102007025072B4 (de) Werkzeugmaschine und Verfahren zum Bearbeiten eines Werkstücks
DE69101976T2 (de) Spindel-Einheit für Werkzeugmaschine.
EP1847158B1 (de) Induktionsspuleneinheit
DE102011082611B4 (de) Induktionsspuleneinheit
EP3218140B1 (de) Pressschweissvorrichtung und pressschweissverfahren
EP3682981B1 (de) Verfahren und vorrichtung zum drückwalzen
EP2828036B1 (de) Vorrichtung und verfahren zum elektromechanisch unterstützten glattwalzen
DE3925641C2 (de)
EP3218136B1 (de) Pressschweissvorrichtung und pressschweissverfahren
EP1797994B1 (de) Entgratvorrichtung
EP3218137B1 (de) Pressschweissvorrichtung und pressschweissverfahren
DE202004013916U1 (de) Gerät zum Spannen eines Rotationswerkzeugs in einem Werkzeughalter
EP3218139B1 (de) Pressschweissvorrichtung und pressschweissverfahren
EP2305407B1 (de) Verfahren und Anordnung zur Einrichtung eines Werkzeughalters, Werkzeughalter und Verwendung
EP3218138B1 (de) Pressschweissvorrichtung und pressschweissverfahren
DE202004009909U1 (de) Reibschweißmaschine
EP3333361B1 (de) Verfahren zur instandsetzung einer fräswalze einer strassenfräse, vorrichtung zur spanenden bearbeitung von verschleissbelasteten meisselkopfnäheren endbereichen von meisselhaltern von strassenfräsen und verwendung dieser vorrichtung zur instandsetzung eines verschleissbelasteten meisselkopfnäheren endbereichs eines meisselhalters
DE10025007B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zum thermischen Spannen und Entspannen von Werkzeugen
DE202007009465U1 (de) Vorrichtung zum Koppeln eines während eines Materialbearbeitungsprozesses drehbaren oder drehenden Werkzeugs oder Werkstücks mit einer Antriebsvorrichtung
DE69211267T2 (de) Schweissmaschine
DE102006036140A1 (de) Verfahren zum Zentrieren von Werkstücken
DE102007012765B4 (de) Umformmaschine und Verfahren zum Drücken/Drückwalzen
DE4023453C1 (de)
DE19503772C2 (de) Maschine zum Schälen von Rohren und Stangen (Dreh-Schälmaschine)
DE10345042B3 (de) Reibschweißvorrichtung

Legal Events

Date Code Title Description
OAV Applicant agreed to the publication of the unexamined application as to paragraph 31 lit. 2 z1
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee