DE102007025072A1 - Machine tool for processing workpieces by spinning or roller spinning comprises a spindle with kinetic energy which is converted into heat by a heater for heating a holder - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Werkzeug, insbesondere eine Drück-/Drückwalzmaschine, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The The invention relates to a tool, in particular a pressing / flow-forming machine, according to the generic term of claim 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.A Such machine tool is formed with at least one rotatable Spindle, which is a receptacle for a workpiece and a rotary drive for rotatably driving the spindle, wherein the spindle has at least one heating device, with which the recording of the spindle can be heated is.
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.The The invention further relates to a method for processing, in particular To press and / or spinning rollers, a workpiece according to the generic term of claim 13. In such a method is provided that the workpiece is fixed to a receptacle of a rotatable spindle, the spindle together with the workpiece is set in rotation, and provided on the spindle a heater is heated and the recording by means of the heater.
Aus
der gattungsbildenden
Aus
der
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.task The invention relates to a machine tool and a method for Editing a workpiece specify, in a particularly simple and reliable way, a heating of the rotating Allow tool holder and thus a particularly simple, reliable and accurate temperature control allow the recorded on the spindle workpiece during forming.
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.The The object is achieved by a Machine tool with the features of claim 1 and a method for machining a workpiece solved with the features of claim 13. Preferred embodiments are in each dependent claims specified.
Die erfindungsgemäße Werkzeugmaschine ist dadurch gekennzeichnet, dass durch die Heizeinrichtung zum Erwärmen der Aufnahme Bewegungsenergie der Spindel in Wärme umsetzbar ist.The inventive machine tool is characterized in that by the heating means for heating the Recording kinetic energy of the spindle can be converted into heat.
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.One Basic idea of the invention can be seen in a part the kinetic energy at the spindle contained in spindle rotation in heat energy implement and in this way to heat the spindle relative to the workpiece. According to the invention is thus used for heating the spindle used an energy source, which in a generic machine tool with rotatable spindle and corresponding rotary drive already available is. cumbersome and maintenance-intensive Power lines with which energy from an external source of energy transferred to the rotating spindle must, can thus omitted according to the invention. This can be a special simply constructed and at the same time reliable machine tool obtained become.
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.To the invention, the heater is associated with the spindle, the is called the heater is designed according to the invention so that the heat energy is generated in the spindle. So it's the kinetic energy the spindle is converted into heat. From there, the heat energy, for example due to heat diffusion, to the workpiece get there and also heat this. According to the invention Heat over the Spindle to the workpiece delivered, so that wished uner Heat energy losses from the workpiece counteracted in the spindle.
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.at the kinetic energy of the spindle, which is converted into heat, is it is suitably rotational energy. The rotational energy of Spindle according to the invention also includes the rotational energy of those Parts that are rotatably connected to the spindle.
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.The heating device can be designed, for example, for a mechanically generated energy conversion, in particular by friction processes. In this case, the heating device can have, for example, a shoe brake and / or a disk brake. Alternatively or additionally, the heating device can also be set up for a hydraulic energy conversion. In particular, a heating can be used to heat the spindle, which arises when a fluid flows past a flow resistance. In this case, the heater may, for example, a flow brake aufwei sen.
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.Especially It is advantageous, however, that the heating device means for generating of eddy currents, in particular in the spindle. According to this embodiment is the heater for generating a preferably stationary magnetic field set up, which induces eddy currents in the rotating spindle. These streams again generate a magnetic field, the field of the heater is opposite. The electrical resistance of the spindle forms for the eddy currents an ohmic consumer, where heat energy is released. In this Process is converted kinetic energy of the spindle to the spindle into heat, from where they get to the spindle and from there to the workpiece can. According to this embodiment Thus, eddy current losses of the spindle moved in the magnetic field for heating the spindle and thus also used to brake the spindle. The means for generating eddy currents may be radially inside and / or outside the spindle and / or the receptacle may be arranged, wherein an outside Arrangement of easier accessibility because of being preferred.
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.Especially It is advantageous that the means for generating eddy currents at least have a coil. By adjusting the current flowing through the coil can in a particularly simple way the magnetic field on the spindle and thus the heating power be regulated at the spindle. A structurally particularly simple and at the same time in terms of warming effective machine tool can be obtained by that the coil the spindle annular surrounds. In particular, you can the spool and the spindle are arranged coaxially. But it can also be provided, for example, the coil offset from the spindle axis to arrange. For example, the coil axis can be radial to the spindle axis be provided.
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.alternative or additionally it can be provided that the means for generating eddy currents at least have a permanent magnet. This will be a constructive particularly simple machine tool provided.
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.A Another preferred embodiment of Invention is that the means for generating eddy currents relative are mounted displaceably to the spindle. By a shift of Means for generating eddy currents relative to the spindle can also a field strength change be caused on the spindle and thus the heating power be varied. This embodiment is particularly advantageous when the means for generating eddy currents with Permanent magnets are formed, since in this case a field strength change By variation of a coil current is not possible. To move actively is the means for generating eddy currents relative to the spindle suitably provided at least one actuator.
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.Especially It is advantageous that the means for generating eddy currents relative are mounted to the spindle axially displaceable, wherein under the axial direction in particular, the direction of the spindle axis is to be understood. By this embodiment is given a particularly compact machine tool. moreover allows axial displacement, the location of heat conversion along the Spindle specifically to vary, allowing a particularly high versatility given is. In particular, it can be provided according to the invention, the means for generating eddy currents with increasing forming progress of the workpiece Relocate relative to the spindle, so that the place of heat conversion is adjusted in the spindle according to the forming progress.
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.Especially At comparatively high working temperatures, it may be advantageous be such that the means for generating eddy currents have a cooling device. For example can the cooling device set up for it be, the coil and / or an outer jacket of the means for generating of eddy currents cool. As a result, a particularly high operational reliability is given.
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.Around undesirable Interactions of the means for generating eddy currents with Other machine parts to avoid the machine tool can be provided that a housing and / or Connecting components of the machine tool at a distance to the means are attached and / or made of a non-magnetizable material accomplished are such as aluminum or ceramic.
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.A Another preferred embodiment of Invention is that the spindle for receiving eddy currents a Anchor ring has. This anchor ring is preferably coaxial with the spindle axis and / or outside arranged on the spindle. According to this embodiment are the means for generating eddy currents at least temporarily in the Arranged portion of the anchor ring, so that induced in this eddy currents become. Instead of an anchor ring, an anchor plate, for example, a circular disk, or a differently shaped anchor element be provided.
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.The anchor element suitably designed as an anchor ring preferably comprises a metal material. For a particularly high braking effect, the anchor element expediently has a high specific conductivity. Especially For example, the specific conductivity of the anchor element may be greater than the specific conductivity of adjacent spindle regions. For example, the anchor element can be made of copper and / or aluminum. By contrast, adjacent spindle areas can be made of steel.
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.For example to ensure a particularly accurate control of the workpiece temperature and / or around unwanted Temperature gradient in the spindle during heating can be avoided be provided according to the invention that the spindle in the area the recording has at least partially a material that a higher one thermal conductivity has as the material remaining spindle areas. For example The spindle can be located in a front spindle area between the receptacle and the anchor element a higher thermal conductivity than in a rear main spindle area, which connects the front spindle area with the rotary drive. hereby becomes a good heat transfer between the receptacle and the anchor element created, whereby the derivation of the anchoring element he testified Heat to Recording is improved. At the same time, an undesirable heat dissipation over the rearward spindle area counteracted.
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.Especially around the heat coupling between the anchor element and the recording on and thus to achieve a rapid and even warming of the recording, It is furthermore particularly advantageous that the spindle in the area the receptacle has at least one recess in which a heat transfer element with increased thermal conductivity is arranged. Under increased thermal conductivity becomes a conductivity understood, which is bigger as those of the environment. For example, it may be provided at the Spindle, in particular on the circumference of the receptacle, Wärmeleitbohrungen and bring this with heat transfer elements fill. A heat transfer element can be rod-shaped or, for example, also designed as a closed circular ring be. The heat transfer element may consist of one or more solid, liquid and / or gaseous substances consist. For example, the heat transfer element made of aluminum and / or Copper exist.
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.Around an undesirable heat loss in backward areas To avoid the spindle, it may be advantageous that the spindle in an area between the main spindle and the recording one Intermediate area, in particular an intermediate flange, which, compared with adjacent spindle areas a lower thermal conductivity having. In particular, the anchor element on the front side of this Be arranged intermediate area. The intermediate area can also have cooling elements and in particular formed as a cooling flange be.
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.Farther It is particularly advantageous that a controller for controlling the warming the recording is provided. The controller can, for example, with the rotary drive, a power source for the coil and / or a Displacement device for the means for generating eddy currents are in operative connection. Accordingly, a Control of heating power via a Variation of the rotational speed of the rotary drive, via a variation of the excitation current the coil or over a Variation of the position of the means for generating eddy currents relative be carried out to the spindle. Such a control allows it, the amount of heat to be applied defined to control. In particular, the controller may be a memory program for controlling the amount of heat exhibit. The controller may also be provided for controlling the heating be.
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.moreover it is preferred according to the invention that a temperature sensor provided for detecting the temperature of the receptacle and / or the workpiece is. As a result, the degree of warming of the recording can be monitored become. The temperature sensor, for example, an optical Being a pyrometer, that is expediently is directed to the recording. Preferably, the temperature sensor is with the controller in signal connection. This allows the detected temperature for controlling the heating to the controller.
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.Conveniently, the receptacle is a forming tool, for example a spinning chuck. Basically but the recording is also an antagonist, the one for pressing a workpiece to a spinning feed serves. The recording is expediently rotatably mounted on the spindle.
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.To The invention is advantageously at least one forming roller provided, the radially and / or axially deliverable to the arranged on the receptacle workpiece is. The forming roller may be, for example, a spinning roller act.
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.According to the invention, it may also be advantageous that two aligned spindles are provided, which each have a receptacle for a workpiece at their opposite end faces. In this case, one of the receptacle may be a forming tool and the second a pressing disk. It is also possible for both receptacles to be formed as a forming tool, wherein the forming tools themselves may also be designed in several parts. For two aligned spindles, one can be referred to as the main spindle and the second as the tailstock spindle. As far as two aligned spindles vorze can be seen, it can be provided that each of the two spindles has its own rotary drive. If two spindles are provided according to the invention, it is further particularly preferred that both spindles each have at least one heating device with which the receptacle of the respective spindle can be heated. Accordingly, at least two heaters are provided.
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.The inventive method is characterized in that kinetic energy by means of the heater the spindle in heat is implemented. The method can be carried out in particular by means of a machine tool according to the invention, whereby the advantages explained in this context are achieved can.
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.The For example, the invention can be used for pressing / spinning, in particular of Aluminum workpieces, be used. For example, with the invention, a hot rolling at a spinning / spinning temperature carried out which are between the solution annealing temperature, about 530 ° C in the case of aluminum, as an upper temperature limit and a lower temperature limit, for example, of 250 ° C, is located. In particular, the invention in the production of light-alloy wheels, for example Aluminum wheels, to Use come. The heating according to the invention can not only on printing machines but also on other machine tools Spindle are used, such as lathes.
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.A preferred development of the method according to the invention is that the recording is heated by the heater before the workpiece is determined at the recording. This allows it to be undesirable heat loss from the workpiece when fixing the workpiece to counteract the recording. For example, can be provided be, before shift start or after longer breaks the recording to warm up to operating temperature before the preheated workpieces for Forming be brought to the recording.
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.is the predetermined warm-up temperature achieved at the recording, so for example, the current to the coil be switched off or a permanent magnet withdrawn from the spindle become. Then, the first workpiece clamped to the receptacle be converted and, for example, to a wheel.
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.One Reheating the recording, that is a heating of the recording after the workpiece has been set on the recording, is according to the invention alternatively or additionally possible. The reheating can especially during a forming process of the workpiece carried out become.
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.A further advantageous embodiment of the Invention is that after the heating of the recording, the workpiece by means heated the heater becomes. According to this embodiment is provided, first in the spindle heat energy to generate and then for further temperature control in the workpiece to generate heat energy, wherein the workpiece this is preferably fixed to the recording.
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.Especially in long, for example, tube-like, shots can after the Be provided invention by means of at least one magnetic and / or electromagnetic field inductively heat energy into the receptacle contribute. While of warming up the recording and / or the workpiece can the means for generating eddy currents, for example, radially adjusted become and / or axially over the length to be postponed.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert, die schematisch in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind. In den beigefügten Zeichnungen zeigen:The Invention will be described below with reference to preferred embodiments explained in more detail, the schematic in the attached Drawings are shown. In the accompanying drawings show:
Gleich wirkende Elemente sind in den Figuren mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet.Equal acting elements in the figures with the same reference numerals characterized.
Ein
erstes Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine
ist in
Auf
der fluchtenden Maschinenachse
Die
Maschine weist ferner zumindest eine drehbar gelagerte Umformrolle
Wie
insbesondere
Wie
Die
Heizeinrichtung
Im
Bereich der Spule
Der
Ankerring
Auf
der der Aufnahme
Geeigneterweise
ist der Ankerring
Wie
insbesondere
Beim
Betrieb der in den
Anschließend wird
durch axiales Verfahren der zweiten Spindel
Ein
weiteres Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
ist in
Claims (15)
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