DE102018212778A1

DE102018212778A1 - Control device for controlling and / or regulating the thermal treatment of a workpiece

Info

Publication number: DE102018212778A1
Application number: DE102018212778.6A
Authority: DE
Inventors: Fred Menig; Martina Sticht; Gerhard Wagner; Michael Wendel
Original assignee: SKF AB
Current assignee: SKF AB
Priority date: 2018-07-31
Filing date: 2018-07-31
Publication date: 2020-02-06

Abstract

Offenbart wird ein Steuergerät (50) zum Steuern und/oder Regeln der thermischen Behandlung eines Werkstücks (4), das in einer Werkstückaufnahmevorrichtung (100) aufgenommen ist, wobei das Werkstück (4) in der Werkstückaufnahmevorrichtung (100) eine thermische Expansion und/oder Kontraktion erfährt, und wobei die Werkstückaufnahmevorrichtung (100) zumindest zwei Haltevorrichtungen (20, 30, 40) aufweist, die dazu ausgelegt sind, jeweils an mindestens einer Stelle an dem Werkstück (4) anzuliegen und das Werkstück (4) in einer vorgegebenen Position zu halten, wobei das Steuergerät (50) eine Justiereinheit, welche dazu eingerichtet ist, die Haltevorrichtungen (20, 30, 40) in radialer und/oder tangentialer Richtung zu justieren, um das Werkstück (4) in der vorgegebenen Position zu halten, eine Verarbeitungseinheit, welche dazu eingerichtet ist, die thermische Behandlung zu starten und zu beenden, und eine Nachführeinheit aufweist, welche dazu eingerichtet ist, mindestens eine der Haltevorrichtungen (20, 30, 40) während der thermischen Behandlung nachzujustieren, sodass die vorgegebene Position des Werkstücks (4) während der gesamten thermischen Behandlung gleich bleibt.Disclosed is a control device (50) for controlling and / or regulating the thermal treatment of a workpiece (4) which is accommodated in a workpiece holding device (100), the workpiece (4) in the workpiece holding device (100) undergoing thermal expansion and / or Contraction is experienced, and wherein the workpiece holding device (100) has at least two holding devices (20, 30, 40), which are each designed to rest against the workpiece (4) at at least one point and to close the workpiece (4) in a predetermined position hold, the control unit (50) an adjustment unit, which is set up to adjust the holding devices (20, 30, 40) in the radial and / or tangential direction in order to hold the workpiece (4) in the predetermined position, a processing unit , which is set up to start and end the thermal treatment, and has a tracking unit which is set up to at least one of the Readjusting holding devices (20, 30, 40) during the thermal treatment so that the predetermined position of the workpiece (4) remains the same during the entire thermal treatment.

Description

Vorliegende Erfindung betrifft ein Steuergerät zum Steuern und/oder Regeln der thermischen Behandlung eines Werkstücks, das in einer Werkstückaufnahmevorrichtung aufgenommen ist, wobei das Werkstück in der Werkstückaufnahmevorrichtung eine thermische Expansion und/oder Kontraktion erfährt.The present invention relates to a control device for controlling and / or regulating the thermal treatment of a workpiece which is received in a workpiece receiving device, the workpiece undergoing thermal expansion and / or contraction in the workpiece receiving device.

Um Werkstücke thermisch zu behandeln, beispielsweise um sie zu erhitzen oder abzuschrecken, müssen die Werkstücke öfter sicher, schnell und positionsgenau zu der Behandlungsanlage angeordnet werden. Dazu können übliche Spannmittel eingesetzt werden, wie beispielsweise sogenannte Drei- oder Vierbackenfutter, die drei oder vier Spannbacken aufweisen, die sich umfänglich um das zu haltende Werkzeug gruppieren, und in die vor der Behandlung des Werkstücks das Werkstück eingespannt und festgehalten wird.In order to thermally treat workpieces, for example to heat or quench them, the workpieces often have to be arranged safely, quickly and precisely in relation to the treatment system. For this purpose, conventional clamping devices can be used, such as so-called three- or four-jaw chucks, which have three or four clamping jaws, which are grouped circumferentially around the tool to be held, and in which the workpiece is clamped and held before the workpiece is treated.

Eine thermische Expansion oder Kontraktion, die das Werkstück während der thermischen Behandlung erfährt, kann jedoch dazu führen, dass die Backen nicht mehr an dem Werkstück anliegen und dieses damit nicht ausreichend festhalten können, oder eine zu hohe Krafteinwirkung der Backen zu einer Verformung des Werkstücks führt. Des Weiteren kann sich durch eine solche thermische Expansion oder Kontraktion der Abstand zwischen dem Werkstück und einer Erwärm- und/oder Abschreckvorrichtung ändern, wodurch die thermische Behandlung nicht mehr kontrolliert durchgeführt werden kann.A thermal expansion or contraction that the workpiece experiences during the thermal treatment can, however, result in the jaws no longer being in contact with the workpiece and thus not being able to hold it sufficiently, or an excessive force exerted by the jaws leads to deformation of the workpiece , Furthermore, such a thermal expansion or contraction can change the distance between the workpiece and a heating and / or quenching device, as a result of which the thermal treatment can no longer be carried out in a controlled manner.

Aufgabe vorliegender Erfindung ist es deshalb, ein Steuergerät bereitzustellen, mit dem eine kontrollierte Durchführung einer thermischen Behandlung eines Werkstücks möglich ist.It is therefore an object of the present invention to provide a control unit with which a thermal treatment of a workpiece can be carried out in a controlled manner.

Diese Aufgabe wird durch ein Steuergerät zum Steuern und/oder Regeln der thermischen Behandlung eines Werkstücks gemäß Patentanspruch 1 gelöst.This object is achieved by a control device for controlling and / or regulating the thermal treatment of a workpiece according to claim 1.

Im Folgenden wird ein Steuergerät zum Steuern und/oder Regeln der thermischen Behandlung eines Werkstücks vorgeschlagen, wobei das Werkstück in einer Werkstückaufnahmevorrichtung aufgenommen ist, in der es eine thermische Expansion und/oder Kontraktion erfährt. Die Werkstückaufnahmevorrichtung weist zumindest zwei Haltevorrichtungen auf, die dazu ausgelegt sind, jeweils an mindestens einer Stelle an dem Werkstück anzuliegen und das Werkstück in einer vorgegebenen Position zu halten.In the following, a control device for controlling and / or regulating the thermal treatment of a workpiece is proposed, the workpiece being accommodated in a workpiece receiving device in which it undergoes thermal expansion and / or contraction. The workpiece holding device has at least two holding devices which are designed to rest against the workpiece in at least one position and to hold the workpiece in a predetermined position.

Um die Ausrichtung bzw. Position des Werkstücks zu kontrollieren, weist das Steuergerät eine Justiereinheit auf, welche dazu eingerichtet ist, die Haltevorrichtungen in radialer und/oder tangentialer Richtung zu justieren, um das Werkstück in der vorgegebenen Position zu halten. Nach der Justierung kann eine Verarbeitungseinheit die thermische Behandlung starten und, wenn das Werkstück ausreichend erhitzt und/oder abgekühlt wurde, wieder beenden. Durch eine thermische Kontraktion/Expansion des Werkstücks während der thermischen Behandlung kann sich jedoch die Position des Werkstücks in der Werkstückaufnahmevorrichtung verändern. Um dennoch eine kontrollierte thermische Behandlung sicherstellen zu können, weist das Steuergerät eine Nachführeinheit auf, welche dazu eingerichtet ist, mindestens eine der Haltevorrichtungen während der thermischen Behandlung nachzujustieren, sodass die vorgegebene Position des Werkstücks während der gesamten thermischen Behandlung gleich bleibt.In order to control the alignment or position of the workpiece, the control device has an adjustment unit which is set up to adjust the holding devices in the radial and / or tangential direction in order to hold the workpiece in the predetermined position. After the adjustment, a processing unit can start the thermal treatment and, if the workpiece has been heated and / or cooled sufficiently, can end again. Due to a thermal contraction / expansion of the workpiece during the thermal treatment, the position of the workpiece in the workpiece holder can change. In order nevertheless to be able to ensure a controlled thermal treatment, the control device has a tracking unit which is set up to readjust at least one of the holding devices during the thermal treatment, so that the predetermined position of the workpiece remains the same during the entire thermal treatment.

Hierbei kann unter der vorgegebenen Position des Werkstückes beispielsweise eine Position des Massenmittelpunktes oder des geometrischen Mittelpunktes des Werkstückes bezüglich einer Behandlungsvorrichtung verstanden werden. Des Weiteren kann unter der Position die Position einer zu behandelnden Oberfläche des Werkstücks in Bezug auf ein Werkzeug oder Behandlungsvorrichtung verstanden werden. Positionen anderer Punkte oder Bereiche des Werkstücks, wie beispielsweise Umfangsflächen, können sich während der thermischen Behandlung des Werkstückes ändern oder auch gezielt geändert werden. The predetermined position of the workpiece can be understood to mean, for example, a position of the center of mass or the geometric center of the workpiece with respect to a treatment device. Furthermore, the position can be understood to mean the position of a surface of the workpiece to be treated in relation to a tool or treatment device. Positions of other points or areas of the workpiece, such as circumferential surfaces, can change during the thermal treatment of the workpiece or can also be changed in a targeted manner.

Die Justiereinheit und die Nachführeinheit können auch als eine integrierte Einheit ausgebildet sein.The adjustment unit and the tracking unit can also be designed as an integrated unit.

Um die thermische Behandlung des Werkstücks kontrollieren zu können, kann zumindest eine Eigenschaft des Werkstücks erfasst werden. Die Eigenschaft kann beispielsweise eine Temperatur des Werkstücks, ein Spanndruck der Haltevorrichtung, ein Abstand einer Erwärm- und/oder Abschreckvorrichtung zu dem Werkstück oder ähnliches sein. Die Justiereinheit, die Verarbeitungseinheit und/oder die Nachführeinheit können eine Regelung der thermischen Behandlung basierend auf zumindest einer Eigenschaft des Werkstücks durchführen. Die Regelung basiert dabei insbesondere auf der zumindest einen Eigenschaft des Werkstücks und basierend auf einem Rückmeldungssignal in Bezug auf die zumindest eine Eigenschaft des Werkstücks. Das bedeutet, dass die Eigenschaft des Werkstücks vor und/oder während der thermischen Behandlung bestimmt wird und als Rückmeldung an die Verarbeitungseinheit übermittelt wird. Die Verarbeitungseinheit kann basierend auf der Rückmeldung eine Regelung und/oder Anpassung durchführen, beispielsweise wenn die Eigenschaft nicht gewünschten Werten entspricht. Die Rückmeldung kann beispielsweise als Rückkopplungssignal an die Verarbeitungseinheit übertragen werden.In order to be able to control the thermal treatment of the workpiece, at least one property of the workpiece can be recorded. The property can be, for example, a temperature of the workpiece, a clamping pressure of the holding device, a distance of a heating and / or quenching device from the workpiece or the like. The adjustment unit, the processing unit and / or the tracking unit can carry out a regulation of the thermal treatment based on at least one property of the workpiece. The control is based in particular on the at least one property of the workpiece and based on a feedback signal with respect to the at least one property of the workpiece. This means that the property of the workpiece is determined before and / or during the thermal treatment and is transmitted to the processing unit as feedback. The processing unit can carry out regulation and / or adaptation based on the feedback, for example if the property does not correspond to desired values. The feedback can, for example are transmitted as a feedback signal to the processing unit.

Um bei einer Kontraktion/Expansion des thermisch behandelten Werkstücks das Werkstück sicher und positionsgenau zu spannen, kann mindestens eine der Haltevorrichtungen ein bewegliches Element aufweisen oder selbst als bewegliches Element ausgebildet sein. Durch die Justiereinheit kann die Haltevorrichtung bzw. das bewegliche Element in eine definierte Vorspannung gebracht werden. Durch die Nachführeinheit kann die Vorspannung der Haltevorrichtung bzw. des beweglichen Elements derart angepasst werden, dass die Bewegung des beweglichen Elements der thermischen Expansion und/oder Kontraktion des Werkstücks nachfolgt.In order to securely and precisely clamp the workpiece in the event of contraction / expansion of the thermally treated workpiece, at least one of the holding devices can have a movable element or can itself be designed as a movable element. The holding device or the movable element can be brought into a defined prestress by the adjustment unit. The pretensioning of the holding device or of the movable element can be adjusted by the tracking unit in such a way that the movement of the movable element follows the thermal expansion and / or contraction of the workpiece.

Dabei ist insbesondere vorteilhaft, wenn bei einem im Wesentlichen kreisförmig zu behandelnden Werkstück die Haltevorrichtung bzw. die beweglichen Elemente sowohl radial als auch tangential bewegbar sind. Dadurch können nicht nur thermische Expansionen/Kontraktionen während der thermischen Bearbeitung des Werkstücks aufgenommen werden, sondern auch Fertigungstoleranzen, wie beispielsweise eine gewisse Ovalität des Werkstücks beim Einspannen ausgeglichen werden. Eine derartige Anpassung ist insbesondere bei Werkstücken mit geschlossenem Kurvenzug, wie beispielsweise Elementen eines Gleit- oder Wälzlagers, Lagerringen, Zahnrädern, Bolzen, Hülsen, Scheiben etc. vorteilhaft. Üblicherweise sind insbesondere bei radialen Werkstücken die Haltevorrichtungen radial verschiebbar, beispielsweise mittels elektrischem oder hydraulischem Antrieb und werden vor der thermischen Behandlung durch die Justiereinheit solange in Richtung Werkstück verfahren, bis dieses fest zwischen den Haltevorrichtungen gehalten wird, wobei jede Haltevorrichtung mit dem gleichen vorbestimmten Haltedruck an dem Werkstück anliegt. Während der thermischen Behandlung kann die Nachführeinheit mindestens eine der Haltevorrichtungen nachjustieren, sodass der vorbestimmte Haltedruck mit dem die Haltevorrichtung an dem Werkstück anliegt, während der gesamten thermischen Behandlung konstant bleibt.It is particularly advantageous if the holding device or the movable elements can be moved both radially and tangentially in the case of a workpiece that is to be treated essentially circularly. As a result, not only can thermal expansions / contractions be recorded during the thermal processing of the workpiece, but also manufacturing tolerances, such as a certain ovality of the workpiece during clamping, can be compensated for. Such an adaptation is particularly advantageous for workpieces with a closed curve, such as elements of a slide or roller bearing, bearing rings, gears, bolts, sleeves, washers, etc. Usually, especially in the case of radial workpieces, the holding devices can be displaced radially, for example by means of an electrical or hydraulic drive, and are moved in the direction of the workpiece before the thermal treatment by the adjusting unit until the workpiece is firmly held between the holding devices, each holding device being applied at the same predetermined holding pressure fits the workpiece. During the thermal treatment, the tracking unit can readjust at least one of the holding devices, so that the predetermined holding pressure with which the holding device is applied to the workpiece remains constant during the entire thermal treatment.

Um Fertigungstoleranzen ausgleichen zu können, kann weiterhin eine oder mehrere der Haltevorrichtungen exzentrisch verschiebbar gelagert sein. Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass Haltevorrichtungen, welche ein Werkstück radial halten, zusätzlich auch in axiale Richtung der thermischen Expansion des Werkstücks nachfolgen können.In order to be able to compensate for manufacturing tolerances, one or more of the holding devices can also be mounted so as to be eccentrically displaceable. A further embodiment provides that holding devices which hold a workpiece radially can also follow the thermal expansion of the workpiece in the axial direction.

Durch die durch die Justiereinheit und die Nachführeinheit angesteuerten Vorspannungen ist zwar bereits eine besonders genaue Nachverfolgung der Kontraktion/Expansion möglich. Um die Genauigkeit und Sensitivität der Nachverfolgung noch zu erhöhen, kann die Haltevorrichtung bzw. das bewegliche Element mit mindestens einer Kraftmessvorrichtung ausgestattet sein, die mit dem Steuergerät zusammenwirkt und dazu ausgelegt ist, eine Kraft, mit der das bewegliche Element an dem Werkstück anliegt, zu messen. Abhängig von dieser gemessenen Kraft kann dann insbesondere die Nachführeinheit das bewegliche Element ansteuern, um eine gleichmäßige Kraft auf das Werkstück während der thermischen Behandlung auszuüben. Durch die Kraftmessvorrichtung ist außerdem eine Anpassung an Fertigungsungenauigkeiten beim Einspannen des Werkstücks in die Werkstückaufnahmevorrichtung möglich, sodass bereits beim Einspannen des Werkstücks ein gleichmäßiger Druck an den verschiedenen Haltevorrichtungen erreicht wird.Due to the biases controlled by the adjustment unit and the tracking unit, a particularly precise tracking of the contraction / expansion is already possible. In order to further increase the accuracy and sensitivity of the tracking, the holding device or the movable element can be equipped with at least one force measuring device which interacts with the control device and is designed to apply a force with which the movable element bears against the workpiece measure up. Depending on this measured force, the tracking unit in particular can then control the movable element in order to exert a uniform force on the workpiece during the thermal treatment. The force measuring device also enables adaptation to manufacturing inaccuracies when the workpiece is clamped in the workpiece holding device, so that even when the workpiece is clamped, a uniform pressure is achieved at the various holding devices.

Das Steuergerät kann einen oder mehreren Sensoren aufweisen, die dazu eingerichtet sind zumindest eine Eigenschaft des Werkstücks zu bestimmen. Zu den Eigenschaften können eine Temperatur des Werkstücks, ein Spanndruck der Haltevorrichtungen, eine Geschwindigkeit des Werkstücks (Drehzahl des Werkstücks) in Bezug auf eine Erwärm- und/oder Abschreckvorrichtung, ein Rundlauf, ein Abstand des Werkstücks zu der Erwärm- und/oder Abschreckvorrichtung oder ähnliches zählen. Diese Messdaten können erfasst, gespeichert und ausgewertet werden. Insbesondere können die Justiereinheit, die Verarbeitungseinheit und/oder die Nachführeinheit dazu eingerichtet sein, eine Steuerung basierend auf zumindest einer der Eigenschaften des Werkstücks und/oder basierend auf gespeicherten Daten durchzuführen. Die Sensoren können bevorzugt eine berührungslose Messung durchführen, beispielsweise durch Verwendung eines Lasers oder eines Pyrometers.The control device can have one or more sensors which are set up to determine at least one property of the workpiece. The properties can include a temperature of the workpiece, a clamping pressure of the holding devices, a speed of the workpiece (speed of the workpiece) in relation to a heating and / or quenching device, a concentricity, a distance of the workpiece to the heating and / or quenching device or similar counting. This measurement data can be recorded, saved and evaluated. In particular, the adjustment unit, the processing unit and / or the tracking unit can be set up to carry out a control based on at least one of the properties of the workpiece and / or based on stored data. The sensors can preferably carry out a contactless measurement, for example by using a laser or a pyrometer.

Die Nachführeinheit kann beispielsweise basierend auf den Sensordaten eines Punkts des Werkstücks eine Verzögerungszeit berechnen, bis wann die Erwärmvorrichtung diesen Punkt erneut erreicht. Innerhalb dieser Zeit sollte eine Nachführung der Haltevorrichtung oder der Erwärmvorrichtung erfolgen, um eine definierte, insbesondere konstante, Erwärmung des Werkstücks sicherstellen zu können.The tracking unit can calculate a delay time, for example, based on the sensor data of a point on the workpiece, until when the heating device reaches this point again. The holding device or the heating device should be tracked within this time in order to be able to ensure a defined, in particular constant, heating of the workpiece.

Vorzugsweise können die zu einem Werkstück gemessenen und gespeicherten Daten für eine spätere Verwendung der Daten vorgesehen sein. So ist es beispielsweise vorteilhaft, diese Daten einem Werkstück für spätere Bearbeitungsschritte eindeutig zuordnen zu können und später abrufen zu können. Hierzu können physikalische Daten des Werkstücks wie Innendurchmesser, Außendurchmesser, Dicke, Stärke, Rundlaufwerte gehören. Weiterhin können Daten über die durchgeführte Wärmebehandlung abgespeichert werden, wie beispielsweise Temperaturen, Temperaturverläufe, Aufheizzeiten, Abschreckzeiten. Diese Daten können beispielsweise zur einfacheren späteren Abruf- und Zuordenbarkeit in Form eines QR-Codes, eines Barcodes oder eines sonstigen Codes direkt am Werkstück angeordnet und abrufbar sein.The data measured and stored for a workpiece can preferably be provided for later use of the data. For example, it is advantageous to be able to clearly assign this data to a workpiece for later processing steps and to be able to call it up later. This can include physical data of the workpiece such as inside diameter, outside diameter, thickness, thickness, concentricity values. Furthermore, data on the heat treatment carried out, such as temperatures, temperature profiles, heating times, quenching times, can be stored. This data can, for example, be easier in the form of later access and assignment a QR code, a barcode or any other code can be arranged and called up directly on the workpiece.

Beispielsweise können die Justiereinheit und/oder die Nachführeinheit basierend auf einer vorab berechneten Wertetabelle die Haltevorrichtung und/oder das bewegliche Element ansteuern, um die berechneten und zu erwartenden Expansionen/Kontraktionen ausgleichen zu können. Dabei kann die Wertetabelle empirisch bestimmt sein und/oder in einer Datenbank abgelegt sein, die dem Steuergerät zugänglich ist. Das bedeutet, die Datenbank kann sowohl intern in dem Steuergerät selbst abgespeichert sein, oder in einer externen Datenbank vorhanden sein.For example, the adjustment unit and / or the tracking unit can control the holding device and / or the movable element based on a previously calculated value table in order to be able to compensate for the calculated and expected expansions / contractions. The value table can be determined empirically and / or stored in a database that is accessible to the control unit. This means that the database can either be stored internally in the control unit itself or can be present in an external database.

In einer bevorzugten Ausgestaltung kann das Steuergerät auch zusätzlich auf Kräfte, welche auf das Werkstück durch die Bearbeitungsanlage wirken, reagieren und abhängig von gemessenen Kräften oder vorausschauend eine Vorspannung gezielt erhöhen oder erniedrigen. Die Steuerung kann also basierend auf zumindest einem vordefinierten Ereignis durchgeführt werden. Beispielsweise kann in Erwartung von elektrischen, mechanischen oder magnetischen Kräften, welche zeitweise auf das Werkstück einwirken, die aktuelle Vorspannung gezielt gesteuert um einen Vorspannwert erhöht oder erniedrigt werden. Diese zeitweise Überlagerung der aufgrund der thermischen Expansion geregelten Vorspannung mit einem gesteuerten Offset kann vorzugsweise an- und abgeschaltet werden. Auch hier kann aufgrund einer Wertetabelle das bewegliche Element angesteuert werden, um die berechneten und zu erwartenden Kräfte auf das Werkstück zuverlässig aufzunehmen und/oder ausgleichen zu können.In a preferred embodiment, the control unit can also additionally react to forces which act on the workpiece through the machining system and, depending on the forces measured or anticipatively, increase or decrease a preload in a targeted manner. The control can therefore be carried out based on at least one predefined event. For example, in anticipation of electrical, mechanical or magnetic forces which act temporarily on the workpiece, the current preload can be increased or decreased in a controlled manner by a preload value. This temporary superimposition of the bias voltage regulated due to the thermal expansion with a controlled offset can preferably be switched on and off. Here, too, the movable element can be controlled on the basis of a table of values in order to be able to reliably absorb and / or compensate the calculated and expected forces on the workpiece.

Weiterhin kann das Steuergerät bzw. dessen Einheiten derart ausgelegt sein, dass es von einem geregelten Betrieb, in welchem Vorspannkräfte basierend auf gemessenen Werten der Kraftmessdose eingestellt werden, auf einen gesteuerten Betrieb, in welchem Vorspannkräfte basierend auf einer Wertetabelle eingestellt werden, umgeschaltet werden kann und entsprechend von dem Steuerbetrieb in den Regelbetrieb zurückgeschaltet werden kann. So ist es zum Beispiel möglich, während einer thermischen Expansion die Vorspannung weitestgehend oder gänzlich auf einen bestimmten Vorspanndruck zu regeln und während einer nachfolgenden thermischen Kontraktion, wie beispielsweise schnelles Abschrecken, den Vorspanndruck auf einen festen Wert zu erhöhen.Furthermore, the control device or its units can be designed such that it can be switched from a regulated operation in which preload forces are set based on measured values of the load cell to a controlled operation in which preload forces are set based on a table of values and can accordingly be switched back from control operation to regular operation. For example, during a thermal expansion it is possible to regulate the preload to a certain preload pressure as far as possible or entirely, and during a subsequent thermal contraction, such as rapid quenching, to increase the preload pressure to a fixed value.

Dabei kann die Wertetabelle oder eine Einstellung des beweglichen Elements basierend auf Werten der Wertetabelle insbesondere von gemessenen und/oder berechneten Temperaturänderungen, die während des Bearbeitungsvorgangs in dem Werkstück zu erwarten sind, abhängen.The table of values or a setting of the movable element can depend on the values of the table of values, in particular on measured and / or calculated temperature changes that are to be expected in the workpiece during the machining process.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung kann das Steuergerät auch zusätzlich Kräfte auf das Werkstück aufbringen, um dieses gezielt zu verformen. Hierzu können auch unsymmetrisch Kräfte auf das Werkstück durch die Bearbeitungsanlage wirken, um eine Rundlaufgenauigkeit von symmetrischen Werkstücken zu erhöhen. Das Steuergerät reagiert vorzugsweise abhängig von gemessenen Kräften oder einem berechneten Rundlauf oder einer gemessenen Temperatur und kann Vorspannungen einzelner Haltevorrichtungen individuell oder gemeinsam gezielt erhöhen oder erniedrigen. Diese gezielte Verformung des Werkstückes kann vorzugsweise während einer thermischen Behandlung am Ende der Erwärmphase durchgeführt werden.In a further preferred embodiment, the control device can also apply additional forces to the workpiece in order to deform it in a targeted manner. For this, asymmetrical forces can also act on the workpiece through the processing system in order to increase the concentricity of symmetrical workpieces. The control unit preferably reacts depending on measured forces or a calculated concentricity or a measured temperature and can increase or decrease the preloads of individual holding devices individually or jointly. This targeted deformation of the workpiece can preferably be carried out during a thermal treatment at the end of the heating phase.

Zur Durchführung der thermischen Behandlung kann die Werkstückaufnahmevorrichtung eine Erwärm- und/oder Abschreckvorrichtung aufweisen und die Verarbeitungseinheit kann dazu eingerichtet sein, die Erwärm- und/oder Abschreckvorrichtung basierend auf zumindest einer Eigenschaft des Werkstücks zu steuern oder zu regeln. Die Erwärmvorrichtung dient dabei zum Durchführen einer Erwärmphase und die Abschreckvorrichtung dient zum Durchführen einer Abschreckphase nach Beendigung der Erwärmphase. Dabei weist die Erwärmvorrichtung mindestens einen ersten Induktor auf, der dazu ausgelegt ist, einen zu härtenden Bereich des Werkstücks zu erhitzen. Weiterhin weist die Werkstückaufnahmevorrichtung eine Antriebseinheit auf, die dazu ausgelegt ist, den Induktor und/oder das Werkstück derart zu bewegen, dass sich der Induktor und das Werkstück relativ zueinander mit einer Geschwindigkeit v bewegen. Um eine gleichmäßige Erwärmung auch bei einem nicht optimal auf das Werkstück angepassten Induktor zu erreichen, wird vorgeschlagen, während der Erwärmphase den gesamten zu härtenden Bereich des Werkstücks mindestens zweimal von dem ersten Induktor zu erwärmen. Dies wird dadurch erreicht, dass der Induktor mindestens zweimal an dem zu härtenden Bereich vorbeibewegt wird. Durch das mehrmalige Härten bzw. Vorbeifahren des Induktors an dem gesamten zu härtenden Bereich des Werkstücks kann ein ausreichender Eintrag von Energie in das Werkstück und damit eine zum Härten erforderliche Erhitzung erfolgen, so dass das Werkstück randschichtgehärtet oder auch durchgehärtet werden kann.To carry out the thermal treatment, the workpiece holding device can have a heating and / or quenching device and the processing unit can be set up to control or regulate the heating and / or quenching device based on at least one property of the workpiece. The heating device serves to carry out a heating phase and the quenching device serves to carry out a quenching phase after the end of the heating phase. The heating device has at least one first inductor, which is designed to heat an area of the workpiece to be hardened. Furthermore, the workpiece holding device has a drive unit which is designed to move the inductor and / or the workpiece such that the inductor and the workpiece move relative to one another at a speed v. In order to achieve uniform heating even with an inductor that is not optimally adapted to the workpiece, it is proposed to heat the entire area of the workpiece to be hardened by the first inductor at least twice during the heating phase. This is achieved by moving the inductor past the area to be hardened at least twice. By repeatedly hardening or moving the inductor past the entire area of the workpiece to be hardened, a sufficient input of energy into the workpiece and thus a heating required for hardening can take place, so that the workpiece can be hardened on the outer layer or also through-hardened.

Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass ein Temperaturunterschied der Oberflächentemperatur im gesamten zu härtenden Bereich am Ende der Erwärmphase weniger als 100 Kelvin, vorzugsweise weniger als 50 Kelvin beträgt. Das heißt, dass sich die Temperatur innerhalb eines Oberflächenbereichs des Werkstücks, der gerade von dem Induktor erwärmt wird, nur um weniger als 100 Kelvin, vorzugsweise weniger als 50 Kelvin unterscheiden. In anderen Worten ausgedrückt, die Erhöhung der Oberflächentemperatur einer Stelle durch den Induktor beträgt weniger als 100 Kelvin, vorzugsweise weniger als 50 Kelvin. Außerdem heißt dies auch, dass sich die Temperatur einer ersten Stelle des Werkstücks, die gerade von dem Induktor erwärmt wird, bis zum nächsten Erwärmen dieser Stelle nur um weniger als 100 Kelvin, vorzugsweise weniger als 50 Kelvin abgekühlt hat.In particular, it is provided that a temperature difference in the surface temperature in the entire area to be hardened at the end of the heating phase is less than 100 Kelvin, preferably less than 50 Kelvin. That is, the temperature is within a surface area of the workpiece that is just off the inductor is heated, only differ by less than 100 Kelvin, preferably less than 50 Kelvin. In other words, the increase in the surface temperature of a point by the inductor is less than 100 Kelvin, preferably less than 50 Kelvin. In addition, this also means that the temperature of a first point on the workpiece which is being heated by the inductor has only cooled by less than 100 Kelvin, preferably less than 50 Kelvin, until the next heating of this point.

Um eine definierte Erwärmung oder Abkühlung zu erreichen, kann die Verarbeitungseinheit einen Abstand der Erwärm- und/oder Abschreckvorrichtung zu dem Werkstück anpassen. Beispielsweise kann der Abstand der Erwärmvorrichtung zu dem Werkstück zu Beginn einer Erwärmphase größer sein als bei finaler Erwärmung. Während der Erwärmphase kann der Abstand kontinuierlich oder stufig verringert werden und bei finaler Erwärmung des Werkstücks konstant gehalten werden.In order to achieve a defined heating or cooling, the processing unit can adapt a distance of the heating and / or quenching device to the workpiece. For example, the distance between the heating device and the workpiece at the beginning of a heating phase can be greater than during final heating. The distance can be reduced continuously or in stages during the heating phase and can be kept constant when the workpiece is finally heated.

Des Weiteren kann die Verarbeitungseinheit dazu eingerichtet sein, basierend auf der zumindest einen Eigenschaft des Werkstücks eine Geschwindigkeit einer Bewegung des Werkstücks relativ zu der Erwärm- und/oder Abschreckvorrichtung, eine Temperatur oder Wärmeleistung der Erwärm- und/oder Abschreckvorrichtung, eine Aufheiz- und/oder Abkühlungsrate und/oder einen Energieeintrag von der Erwärm- und/oder Abschreckvorrichtung in das Werkstück anzupassen.Furthermore, the processing unit can be set up, based on the at least one property of the workpiece, a speed of a movement of the workpiece relative to the heating and / or quenching device, a temperature or thermal output of the heating and / or quenching device, a heating and / or adapt cooling rate and / or an energy input from the heating and / or quenching device into the workpiece.

Beispielsweise kann durch entsprechend hohe Relativgeschwindigkeiten, bzw. Abfahrtgeschwindigkeiten des Induktors entlang des Werkstücks erreicht werden, dass sich das Werkstück nur minimal abkühlt. Des Weiteren kann eine Heizleistung des mindestens einen Induktors und/oder die Geschwindigkeit v der Antriebseinheit angepasst werden. Dadurch kann sichergestellt werden, dass zum einen der Induktor nicht mit übermäßiger Energie beschickt werden muss und/oder die Antriebseinheit nicht übermäßig beansprucht wird, so dass ein optimales, kosten- und energiegünstiges Härteverfahren möglich ist.For example, by means of correspondingly high relative speeds or downward speeds of the inductor along the workpiece, the workpiece can cool down only minimally. Furthermore, a heating power of the at least one inductor and / or the speed v of the drive unit can be adjusted. This can ensure that, on the one hand, the inductor does not have to be loaded with excessive energy and / or the drive unit is not subjected to excessive stress, so that an optimal, cost-effective and energy-efficient hardening process is possible.

Weiterhin ist vorteilhaft, wenn die Verarbeitungseinheit dazu ausgelegt ist, eine Austrittsgeschwindigkeit von Kühlmedium durch die Abschreckvorrichtung (z.B. eine Abschreckbrause) derart zu steuern, dass das Kühlmedium erst nach Abschalten der Energie zu dem einen oder den mehreren Induktoren aus der Abschreckbrause austritt. Eine Zeitverzögerung zwischen dem Abschalten der Energie der Induktoren und dem Abschrecken ist sinnvoll, damit sich die von den Induktoren eingekoppelte Energie gleichmäßig im Werkstück ausbreiten kann, und dadurch besonders hocherwärmte Stellen oder besonders wenig erwärmte Stellen im Werkstück ausmitteln können, wodurch eine besonders gleichmäßige Erwärmung und damit auch eine gleichmäßige Härtung entsteht.It is also advantageous if the processing unit is designed to control an exit speed of cooling medium through the quenching device (e.g. a quenching shower) in such a way that the cooling medium only emerges from the quenching shower after the energy to the one or more inductors has been switched off. A time delay between switching off the energy of the inductors and quenching is expedient so that the energy coupled in by the inductors can spread evenly in the workpiece, and can thereby average particularly hot spots or particularly little heated spots in the workpiece, resulting in a particularly uniform heating and so that there is even hardening.

Alternativ kann es bei bestimmten Werkstücken auch sinnvoll sein, die Induktoren bzw. die Erwärmvorrichtung und die Abschreckvorrichtung zumindest kurzzeitig in einer Übergangsphase parallel zu betreiben. Vorzugsweise können die Induktoren betrieben und erst dann abgeschaltet werden, bis eine bereits abgeschreckten Stelle an den Induktoren vorbeigeführt wird, beziehungsweise die Induktoren an einer bereits abgeschreckten Stelle vorbeifahren.Alternatively, for certain workpieces, it may also make sense to operate the inductors or the heating device and the quenching device in parallel, at least briefly, in a transition phase. The inductors can preferably be operated and only switched off until an already quenched point is passed the inductors, or the inductors move past an already quenched point.

Weiterhin ist vorteilhaft, wenn die Verarbeitungseinheit die Austrittsgeschwindigkeit des Kühlmediums auf die Geschwindigkeit v der Antriebseinheit anpasst. Dadurch kann ein Dampfpolster vermieden bzw. durchbrochen werden, sodass eine zuverlässige Abschreckung erfolgen kann.It is also advantageous if the processing unit adjusts the outlet speed of the cooling medium to the speed v of the drive unit. A vapor cushion can thereby be avoided or broken through, so that reliable deterrence can take place.

Die Anpassung der Heizleistung der Induktoren, der Austrittsgeschwindigkeit des Kühlmediums und/oder der Geschwindigkeit der Antriebseinheit kann stufenlos von der Verarbeitungseinheit geregelt werden.The adaptation of the heating power of the inductors, the exit speed of the cooling medium and / or the speed of the drive unit can be regulated continuously by the processing unit.

Gemäß einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel dreht die Antriebseinheit nicht wie üblich bei dem Vorschubhärten den Induktor, sondern bewegt das Werkstück selbst. Dadurch können die Induktoren und/oder die Abschreckbrausen stationär an der Induktionshärteanlage angeordnet werden und das Werkstück an den Induktoren bzw. Abschreckbrausen vorbeigedreht werden. Dies erleichtert die Energie- und Wasserversorgung für die Induktoren und Abschreckbrausen, da diese bei mehreren Umdrehungen nur sehr schwer an einem feststehenden Bauteil wie einem Lagerring entlanggeführt werden könnten. Der Lagerring selbst kann jedoch beliebig schnell von der Antriebseinheit gedreht werden und kann mehrere, insbesondere bis zu 90, Umläufen pro Minute an den Induktoren vorbei ausführen.According to a further advantageous exemplary embodiment, the drive unit does not rotate the inductor as usual in the case of feed hardening, but rather moves the workpiece itself. As a result, the inductors and / or the quenching showers can be arranged stationary on the induction hardening system and the workpiece can be rotated past the inductors or quenching showers. This facilitates the energy and water supply for the inductors and quench showers, since these could be very difficult to guide along a fixed component such as a bearing ring at several revolutions. However, the bearing ring itself can be rotated by the drive unit as quickly as desired and can perform several, in particular up to 90, revolutions per minute past the inductors.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausführungsformen sind in der Beschreibung, den Zeichnungen und den Ansprüchen angegeben. Dabei sind insbesondere die in der Beschreibung und in den Zeichnungen angegebenen Kombinationen der Merkmale rein exemplarisch, so dass die Merkmale auch einzeln oder anders kombiniert vorliegen können.Further advantages and advantageous embodiments are specified in the description, the drawings and the claims. In particular, the combinations of the features specified in the description and in the drawings are purely exemplary, so that the features can also be present individually or in a different combination.

Im Folgenden soll die Erfindung anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben werden. Dabei sind die Ausführungsbeispiele und die in den Ausführungsbeispielen gezeigten Kombinationen rein exemplarisch und sollen nicht den Schutzbereich der Erfindung festlegen. Dieser wird allein durch die anhängigen Ansprüche definiert.The invention is to be described in more detail below with reference to exemplary embodiments illustrated in the drawings. The exemplary embodiments and the combinations shown in the exemplary embodiments are purely exemplary and are not intended to protect the scope of the Define invention. This is defined solely by the pending claims.

Es zeigen:

1: eine schematische Draufsicht und Schnittansicht eines Ausführungsbeispiels einer Werkstückaufnahmevorrichtung; und
2: ein schematisches Blockdiagramm einer Steuerung/Regelung der Werkstückaufnahmevorrichtung.

Show it:

1 : A schematic top view and sectional view of an embodiment of a workpiece receiving device; and
2 : a schematic block diagram of a control / regulation of the workpiece receiving device.

Im Folgenden werden gleiche oder funktionell gleichwirkende Elemente mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet.In the following, identical or functionally equivalent elements are identified with the same reference symbols.

1 zeigt in 1a eine Draufsicht und in 1b eine teilweise Schnittansicht durch eine Werkstückaufnahmevorrichtung 100. In der in 1 dargestellten Ausführungsform ist die Werkstückaufnahmevorrichtung 100 ein Rotationstisch 2, auf dem ein Lagerring 4 gelagert und während einer thermischen Behandlung gedreht wird. Um den Lagerring 4 auf dem Rotationstisch sicher zu befestigen, ist die Werkstückaufnahmevorrichtung 100 in dem dargestellten Ausführungsbeispiel mit drei Haltevorrichtungen 20, 30, 40 ausgestattet. Die Haltevorrichtungen 20, 30, 40 sind dabei in radialer Richtung verstellbar. Dadurch können beispielsweise Fertigungsungenauigkeiten, insbesondere eine Ovalität des Werkstücks 4, ausgeglichen werden. 1 shows in 1a a top view and in 1b a partial sectional view through a workpiece holder 100 , In the in 1 The embodiment shown is the workpiece holder 100 a rotating table 2 on which a bearing ring 4 stored and rotated during a thermal treatment. Around the bearing ring 4 The workpiece holder is to be securely attached to the rotary table 100 in the illustrated embodiment with three holding devices 20 . 30 . 40 fitted. The holding devices 20 . 30 . 40 are adjustable in the radial direction. This can cause, for example, manufacturing inaccuracies, in particular ovality of the workpiece 4 , be balanced.

Wie aus den Zeichnungen 1a und 1b hervorgeht, sind die Haltevorrichtungen 20, 30, 40 auf dem Rotationstisch 2 jeweils mittels eines in Radialrichtung (durch die Pfeile 24, 34, 44 angegeben) verschiebbaren Schlittens 21, 31, 41 angebracht, wobei der Schlitten 21, 31, 41 jeweils eine Auflage 22, 32, 42 aufweist, auf der das Werkstück 4 aufgelegt ist. Vorzugsweise sind die Auflagen 22, 32, 42 am Schlitten 21, 31, 41 auswechselbar angeordnet um bei verschiedenen Werkstücken die Auflage optimal auswählen zu können. Weiterhin weisen die Halteelemente 20, 30, 40 jeweils eine Spannbacke oder einen Spannzylinder 23, 33, 43 auf, die das Werkstück 4 zwischen sich fixieren. Dabei kann das Halteelement 23, 33, 43 fest an dem Schlitten 21, 31, 41 angeordnet sein. Es ist jedoch auch möglich, dass die Halteelemente 23, 33, 43 selbst exzentrisch gelagert sind und so eine radiale und tangentiale Verschiebbarkeit bereitstellen, um bereits beim Aufnehmen des Werkstücks 4 auf dem Rotationstisch 2 etwaige Fertigungsungenauigkeiten ausgleichen zu können.As from the drawings 1a and 1b emerges are the holding devices 20 . 30 . 40 on the rotary table 2 in each case in the radial direction (by the arrows 24 . 34 . 44 indicated) sliding carriage 21 . 31 . 41 attached, the sled 21 . 31 . 41 one edition each 22 . 32 . 42 on which the workpiece 4 is on the hook. The requirements are preferably 22 . 32 . 42 on the sledge 21 . 31 . 41 interchangeably arranged to optimally select the support for different workpieces. Furthermore, the holding elements 20 . 30 . 40 one clamping jaw or one clamping cylinder each 23 . 33 . 43 on that the workpiece 4 fix between themselves. The holding element 23 . 33 . 43 firmly on the sled 21 . 31 . 41 be arranged. However, it is also possible for the holding elements 23 . 33 . 43 themselves are eccentrically mounted and thus provide radial and tangential displaceability so that they can be picked up when the workpiece is picked up 4 on the rotary table 2 to be able to compensate for any manufacturing inaccuracies.

Wie insbesondere der Schnittansicht von 1b zu entnehmen, ist zusätzlich an dem Spannzylinder 23, 33, 43 ein bewegliches Element 26, 36, 46 angeordnet, so dass die Haltevorrichtung bzw. das bewegliche Element 26, 36, 46 bei einer thermischen Expansion/Kontraktion des Werkstücks diesem nachfolgen kann. Dieses bewegliche Element 26, 36, 46 kann dabei beispielsweise durch ein Steuergerät 50 geregelt/gesteuert werden, um der Expansion/Kontraktion des Werkstücks 4 nachzufolgen. Dabei kann eine Druckmessvorrichtung 28, 38, 48 vorgesehen sein, die eine Kraft, mit der das Werkstück auf das bewegliche Element 26, 36, 46 drückt oder direkt auf den Spannzylinder 23, 33, 43 einwirkt, gemessen werden. Diese Druckmessvorrichtung 28, 38, 48 kann, wie in dem Schnitt der 1b gezeigt, direkt mit dem beweglichen Element 26, 36, 46 zusammenwirken.As in particular the sectional view of 1b can also be seen on the clamping cylinder 23 . 33 . 43 a moving element 26 . 36 . 46 arranged so that the holding device or the movable element 26 . 36 . 46 following thermal expansion / contraction of the workpiece. This moving element 26 . 36 . 46 can, for example, by a control unit 50 be regulated / controlled to the expansion / contraction of the workpiece 4 follow. A pressure measuring device can be used 28 . 38 . 48 be provided a force with which the workpiece on the movable element 26 . 36 . 46 presses or directly on the clamping cylinder 23 . 33 . 43 acts to be measured. This pressure measuring device 28 . 38 . 48 can, as in the cut of the 1b shown, directly with the movable element 26 . 36 . 46 interact.

Die Druckmessvorrichtung 28, 38, 48 kann die gemessene Kraft und damit auch die auftretende Expansion/Kontraktion des Werkstücks bei thermischer Behandlung an das Steuergerät 50 übertragen. Die Übertragung kann, wie schematisch dargestellt, beispielsweise drahtlos an/von einem Empfänger/Sender 51 im Steuergerät erfolgen. Das Steuergerät 50 wiederum steuert die Auflagekraft des Halteelements und/oder des beweglichen Elements, beispielsweise über ein radiales Verfahren des Schlittens 21, 31, 41, oder über ein radiales oder tangentiales Bewegen des beweglichen Elements 26, 36, 46. Das Steuergerät 50 selbst kann direkt an der Werkstückaufnahmevorrichtung 100 angeordnet sein, es ist jedoch auch möglich, das Steuergerät 50 und auch eine Auswerteeinheit der Druckmessung an einer entfernten Stelle anzuordnen.The pressure measuring device 28 . 38 . 48 can measure the measured force and thus also the expansion / contraction of the workpiece during thermal treatment to the control unit 50 transfer. The transmission can, as shown schematically, for example wirelessly to / from a receiver / transmitter 51 in the control unit. The control unit 50 in turn controls the contact force of the holding element and / or the movable element, for example via a radial movement of the slide 21 . 31 . 41 , or by moving the movable element radially or tangentially 26 . 36 . 46 , The control unit 50 itself can directly on the workpiece holder 100 be arranged, but it is also possible for the control unit 50 and also to arrange an evaluation unit of the pressure measurement at a remote location.

Des Weiteren sind Erwärm- und/oder Abschreckvorrichtungen 60 vorgesehen. Diese dienen dazu, die thermische Behandlung des Werkstücks 4 durchzuführen. Je nach Expansion oder Kontraktion des Werkstücks 4 können diese Erwärm- und/oder Abschreckvorrichtungen 60 radial verschoben werden, um einen Abstand zwischen sich und dem Werkstück 4 anzupassen.Furthermore, there are heating and / or quenching devices 60 intended. These serve the thermal treatment of the workpiece 4 perform. Depending on the expansion or contraction of the workpiece 4 can these heaters and / or quenchers 60 be moved radially by a distance between yourself and the workpiece 4 adapt.

Das Steuergerät 50 kann insbesondere zunächst eine Justierung des Werkstücks 4 bzw. der Haltevorrichtungen und der Erwärm- und/oder Abschreckvorrichtungen 60 vornehmen. Während der thermischen Behandlung kann dann bei Bedarf eine Nachführung sowohl der Haltevorrichtungen als auch der Erwärm- und/oder Abschreckvorrichtungen 60 vorgenommen werden. Gleichzeitig können auch die Temperatur der Erwärm- und/oder Abschreckvorrichtungen 60, die Drehgeschwindigkeit des Rotationstisches 2 oder andere Einstellungen angepasst werden.The control unit 50 can in particular first an adjustment of the workpiece 4 or the holding devices and the heating and / or quenching devices 60 make. During the thermal treatment, the holding devices as well as the heating and / or quenching devices can then be tracked if necessary 60 be made. At the same time, the temperature of the heating and / or quenching devices can also be changed 60 , the rotation speed of the rotary table 2 or other settings can be adjusted.

Hierzu ist eine Steuerung/Regelung vorgesehen, wie sie in 2 gezeigt ist. Hierbei werden einer Regelung/Steuerung 70, wie sie durch das Steuergerät 50 durchgeführt wird, zunächst feste Stellgrößen wie Material des Werkstücks, Anfangstemperatur, Drehzahl oder ähnliches zugeführt. Basierend auf diesen Stellgrößen kann eine Anfangskalibrierung der Werkstückaufnahmevorrichtung 100 vorgenommen werden. Diese Anfangskalibrierung kann beispielsweise einer Datenbank 71 entnommen werden.For this purpose, a control system is provided, as described in 2 is shown. Here, a regulation / control 70 as given by the control unit 50 is carried out, first fixed manipulated variables such as material of the workpiece, initial temperature, speed or the like are supplied. An initial calibration of the workpiece holding device can be based on these manipulated variables 100 be made. This initial calibration can be, for example, a database 71 be removed.

Anschließend kann eine Messung 72 vorgenommen werden. Diese kann eine Druckmessung, wie sie oben beschrieben ist, enthalten. Des Weiteren können durch verschiedene Sensoren z.B. eine Temperatur, ein Abstand des Werkstücks 4 von den Erwärm- und/oder Abschreckvorrichtungen 60, eine Drehgeschwindigkeit etc. erfasst werden. Diese Sensoren können durch eine berührungslose Messung 52, z.B. durch einen Laser, die entsprechenden Informationen erfassen.Then a measurement can be made 72 be made. This can include a pressure measurement as described above. Furthermore, various sensors can, for example, determine a temperature and a distance between the workpiece 4 from the heating and / or quenching devices 60 , a rotational speed, etc. are recorded. These sensors can be measured by non-contact 52 , for example using a laser, to record the corresponding information.

Die Regelung/Steuerung 70 kann die Messdaten empfangen und basierend auf diesen, wenn erforderlich, eine Anpassung der verschiedenen Einstellungen der Werkstückaufnahmevorrichtung 100 vornehmen.The regulation / control 70 can receive the measurement data and, based on this, if necessary, adapt the various settings of the workpiece holding device 100 make.

Zusammenfassend kann mit dem hierin vorgeschlagenen Steuergerät eine Anpassung der Einstellungen einer Werkstückaufnahmevorrichtung an eine thermisch bedingte Expansion/Kontraktion des Werkstücks vorgenommen werden.In summary, the control unit proposed here can be used to adapt the settings of a workpiece holding device to a thermally induced expansion / contraction of the workpiece.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

22: Rotationstischrotary table
44: Werkstückworkpiece
20, 30, 4020, 30, 40: Haltevorrichtungholder
21,31,4121,31,41: Schlittencarriage
22, 32, 4222, 32, 42: Auflage für WerkstückSupport for workpiece
23, 33, 4323, 33, 43: Spannzylinderclamping cylinder
24, 34, 4424, 34, 44: Verschieberichtungdisplacement direction
26, 36, 4626, 36, 46: bewegliches Elementmovable element
28, 38, 4828, 38, 48: DruckmessvorrichtungPressure measuring device
5050: Steuergerätcontrol unit
5151: kabelloser Empfänger/Senderwireless receiver / transmitter
5252: berührungslose Messungnon-contact measurement
6060: Erwärm- und/oder AbschreckvorrichtungHeating and / or quenching device
6161: Verschieberichtungdisplacement direction
7070: Regelung/SteuerungRegulation / control
7171: DatenbankDatabase
7272: MessungMeasurement
100100: WerkstückaufnahmevorrichtungWorkpiece retainer

Claims

Control device (50) for controlling and / or regulating the thermal treatment of a workpiece (4) which is accommodated in a workpiece holding device (100), the workpiece (4) experiencing thermal expansion and / or contraction in the workpiece holding device (100), and wherein the workpiece holding device (100) has at least two holding devices (20, 30, 40), which are designed to rest against the workpiece (4) at at least one location and to hold the workpiece (4) in a predetermined position, wherein the control device (50) has: an adjustment unit which is set up to adjust the holding devices (20, 30, 40) in the radial and / or tangential direction in order to hold the workpiece (4) in the predetermined position, a processing unit which is set up to start and end the thermal treatment, and a tracking unit which is set up to readjust at least one of the holding devices (20, 30, 40) during the thermal treatment so that the predetermined position of the workpiece (4) remains the same during the entire thermal treatment.

Control unit after Claim 1 , wherein the adjustment unit and the tracking unit are designed as an integrated unit.

Control unit after Claim 1 or 2 , wherein the adjustment unit, the processing unit and / or the tracking unit are set up to carry out a control (70) based on at least one property of the workpiece (4) and based on a feedback signal with respect to the at least one property of the workpiece (4).

Control device according to one of the preceding claims, wherein the adjusting unit is set up to adjust the holding devices (20, 30, 40) in the radial and / or tangential direction, so that each holding device (20, 30, 40) with the same predetermined holding pressure on the Workpiece (4) rests, and that the tracking unit is set up to readjust at least one of the holding devices (20, 30, 40) during the thermal treatment, so that the predetermined holding pressure with the the holding device (20, 30, 40) rests on the workpiece (4) while remaining constant during the entire thermal treatment.

Control unit after Claim 4 At least one of the holding devices (20, 30, 40) is provided with at least one force measuring device (28, 38, 48) which interacts with the control device (50) and is designed to transmit a force with which the holding device (20, 30, 40) on the workpiece (4) to measure.

Control device according to one of the preceding claims, wherein the control device (50) has a sensor (52) which is set up to determine at least one property of the workpiece (4).

Control device according to one of the preceding claims, wherein the adjustment unit, the processing unit and / or the tracking unit are set up to carry out a control (70) based on at least one property of the workpiece (4) and / or based on stored data.

Control unit after Claim 7 , wherein the adjustment unit, the processing unit and / or the tracking unit are set up to carry out the control (70) based on at least one predefined event.

Control device according to one of the preceding claims, wherein the workpiece receiving device (100) has a heating and / or quenching device (60) and the processing unit is set up to use the heating and / or quenching device (60) based on at least one property of the workpiece (4 ) to control or regulate.

Control unit after Claim 9 , wherein the processing unit is set up to adapt a distance of the heating and / or quenching device (60) to the workpiece (4).

Control unit after Claim 9 or 10 , wherein the processing unit is configured, based on the at least one property of the workpiece (4), a speed of movement of the workpiece (4) relative to the heating and / or quenching device (60), a temperature of the heating and / or quenching device (60), a heating and / or cooling rate and / or an energy input from the heating and / or quenching device (60) into the workpiece (4).