DE102020202347A1

DE102020202347A1 - Einzugseinrichtung für Umformmaschine

Info

Publication number: DE102020202347A1
Application number: DE102020202347.6A
Authority: DE
Inventors: Andreas Sigg
Original assignee: Wafios AG
Current assignee: Wafios AG
Priority date: 2020-02-24
Filing date: 2020-02-24
Publication date: 2021-08-26

Abstract

Eine Einzugseinrichtung für eine Umformmaschine zum Einziehen eines langgestreckten Werkstücks, insbesondere eines Drahts oder eines Rohrs, von einem Werkstückvorrat zu einer Umformeinrichtung der Umformmaschine umfasst mindestens ein Einzugswalzenpaar, das zwei Einzugswalzen (400) aufweist, die mit zueinander parallelen Drehachsen angeordnet und gegenläufig antreibbar sind und mit profilierten Umfangsflächen (410) einen Einzugsspalt zum Hindurchführen des Werkstücks (115) begrenzen. Jede der Einzugswalzen ist zur Bildung einer Einzugswellenanordnung (490) drehfest und auswechselbar an einem Ende einer zugehörigen Einzugswelle (300) befestigt. Die Einzugswelle weist einen Wellenbund (302) mit einer stirnseitigen Anlagefläche (303) zum Anlegen einer Einzugswalze (400) in Axialrichtung der Einzugswelle und einen an den Wellenbund anschließenden stirnseitigen Fortsatz (304) zum Aufstecken der Einzugswalze (400) auf. Die Einzugswalze weist eine zentrale Durchgangsbohrung (456) auf, deren Innendurchmesser größer als ein Außendurchmesser des Fortsatzes ist. Die Einzugseinrichtung (100) weist wenigstens eine Einzugswalzenanordnung (490) auf, bei der zwischen der axialen Anlagefläche (303) des Wellenbundes (302) und einer der Anlagefläche zugewandten Seitenfläche der Einzugswalze (400) und/oder zwischen einer Umfangsfläche des Fortsatzes (304) und der Innenseite der Durchgangsbohrung (456) der Einzugswalze (400) ein Zwischenstück (500) oder ein Abschnitt eines Zwischenstücks angeordnet ist, welches im Wesentlichen aus einem druckfesten Nichteisenwerkstoff besteht.

Description

ANWENDUNGSGEBIET UND STAND DER TECHNIK
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einzugseinrichtung für eine Umformmaschine zum Einziehen eines langgestreckten Werkstücks, insbesondere eines Drahts oder eines Rohrs, von einem Werkstückvorrat zu einer Umformeinrichtung der Umformmaschine sowie auf eine Umformmaschine mit einer derartigen Einzugseinrichtung. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Einzugswalzenanordnung zur Verwendung in einer Einzugseinrichtung und ein Reparaturset zur Reparatur einer Einzugswalzenanordnung.
Umformmaschinen sind Werkzeugmaschinen, die mit Hilfe geeigneter Werkzeuge aus langgestrecktem Halbzeugen wie Draht, Rohr, Band oder dergleichen in einem automatischen Herstellungsprozess kleinere oder größere Serien von Formteilen mit teilweise komplexer Geometrie überwiegend durch Umformen erzeugen können. Bei einer Umformmaschine kann es sich beispielsweise um eine Biegemaschine zum Erzeugen von zweidimensional oder dreidimensional gebogenen Biegeteilen aus Drahtmaterial, Bandmaterial oder Rohrmaterial durch Biegen oder um eine Federherstellungsmaschine zur Herstellung von Druckfedern, Zugfedern, Schenkelfedern oder anderen federartigen Formteilen durch Federwinden oder Federwickeln handeln.
Zur effizienten Herstellung großer Stückzahlen von Formteilen werden heutzutage hochproduktive computernumerisch gesteuerte, mehrachsige Umformmaschinen eingesetzt. Eine solche Umformmaschine hat mehrere steuerbare Maschinenachsen, ein Antriebssystem mit mehreren elektrischen Antrieben zum Antreiben der Maschinenachsen und eine Steuereinrichtung zur koordinierten Ansteuerung von Arbeitsbewegungen der Maschinenachsen in einem Fertigungsprozess gemäß einem für den Fertigungsprozess spezifischen, computerlesbaren Steuerprogramm.
Bei der Herstellung von Federn oder anderen Formteilen aus Draht wird der Draht (Federdraht) unter der Steuerung durch ein NC-Steuerprogramm mittels einer Einzugseinrichtung der Umformmaschine von einem Werkstückvorrat (z.B. Haspel) zu einer Umformeinrichtung der Umformmaschine eingezogen bzw. gefördert. Durch die in Materialförderrichtung nachgeschaltete Umformeinrichtung wird der zugeführte Draht mit Hilfe von Werkzeugen der Umformeinrichtung zu einer Feder oder einem anderen Formteil umgeformt. Nach Abschluss einer Umformoperation wird das fertiggestellte Formteil unter der Steuerung durch das NC-Steuerprogramm mittels einer Schnitteinrichtung von dem zugeführten Draht abgetrennt. Dieser Vorgang wiederholt sich zyklisch für jedes zu fertigende Formteil.
Eine Einzugseinrichtung der hier betrachteten Art hat mindestens ein Einzugswalzenpaar, das zwei Einzugswalzen aufweist, die mit zueinander parallelen Drehachsen angeordnet sind und gegenläufig drehend angetrieben werden können. Die Einzugswalzen begrenzen mit ihren profilierten Umfangsflächen einen Einzugsspalt zum Hindurchführen des Werkstücks (z.B. Draht oder Rohr). Durch Steuerung der Drehgeschwindigkeit und Drehrichtung der Einzugswalzen kann somit die Vorschubgeschwindigkeit und Vorschubrichtung des zu verarbeitenden Materials vorgegeben werden.
Die Einzugswalzen sollen einen möglichst schlupffreien Transport des Materials durch den Einzugspalt sicherstellen und sollen daher mit hoher Spannkraft, aber dennoch schonend reibschlüssig am zu fördernden Material angreifen. Jede der Einzugswalzen ist mittels eines Walzenspannsystems am freien Ende einer zugehörigen Einzugswelle befestigt. Die Einzugswelle ist mit einem Antrieb gekoppelt und überträgt die Antriebskräfte auf die Einzugswalzen. Die Verbindung zwischen Einzugswelle und Einzugswalze ist drehfest auszuführen, um die Drehung der Einzugswelle ohne Spiel in eine Förderbewegung umsetzen zu können.
Zur Aufnahme einer Einzugswalze an einer Einzugswelle haben Einzugswellen der hier betrachteten Art einen Wellenbund mit einer stirnseitigen Anlagefläche zum Anlegen einer Einzugswalze in Axialrichtung der Einzugswelle und einen an den Wellenbund anschließenden stirnseitigen Fortsatz zum Aufstecken der Einzugswalze. Die Einzugswalze weist eine zentrale Durchgangsbohrung auf, deren Innendurchmesser geringfügig größer als der Außendurchmesser des Fortsatzes ist, so dass der Fortsatz beim Aufstecken der Einzugswalze durch die Durchgangsöffnung hindurchgreifen kann und die Einzugswalze möglichst spielfrei auf dem Fortsatz sitzt. Mithilfe des Walzenspannsystems wird die Einzugswalze axial gegen die Anlagefläche des Wellenbunds gespannt, um die Axialposition festzulegen und Taumelbewegungen während des Betriebs entgegenzuwirken.
Da die Einzugswalzen von der Geometrie des verarbeiteten Werkstücks abhängige Maschinenelemente sind, sollten sie relativ einfach durch einen Maschinenbediener ausgetauscht werden können. Die Patentschrift DE 10 2015 208 346 B4 der Anmelderin beschreibt ein Walzenspannsystem, das bei sicherer Spannfunktion einen schnellen Wechsel von Einzugswalzen ermöglicht und weiterhin wenig Bauraum neben den Einzugswalzen beansprucht.
Insbesondere nach längerem Betrieb kann es sein, dass der Austausch der Einzugswalzen dadurch erschwert wird, dass eine Einzugswalze auf der sie tragenden Einzugswelle festsitzt, so dass zum Austausch ungünstig hohe Kräfte aufgebracht werden müssen und die Gefahr der Beschädigung der Einzugswalze und/oder der Einzugswelle besteht. Lässt sich eine Einzugswalze nur noch mit Gewalt lösen, so ist ein kompletter Austausch der Einzugswelle und der davon getragenen Einzugswalze nötig. Diese Baugruppe wird im Folgenden auch als „Einzugswalzenanordnung“ bezeichnet. Derartige Arbeiten sind aufwändig und führen zu Maschinenstillstandzeiten, die die Produktivität vermindern.
AUFGABE UND LÖSUNG
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einzugseinrichtung der eingangs erwähnten Art bereitzustellen, die einen einfachen und schnellen Wechsel von Einzugswalzen an Einzugswellen ermöglicht. Eine weitere Aufgabe besteht darin, eine damit ausgestattete Umformeinrichtung bereitzustellen. Eine weitere Aufgabe besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung einer Einzugswalzenanordnung mit Einzugswelle und davon getragener Einzugswalze bereitzustellen, die im Hinblick auf einen schnellen und unproblematischen Austausch der Einzugswalze an der Einzugswelle optimiert ist. Eine weitere Aufgabe besteht darin, ein Reparaturset zur Reparatur einer Einzugswalzenanordnung bereitzustellen.
Diese Aufgaben werden gelöst durch eine Einzugseinrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 1, ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 6, eine Umformmaschine mit den Merkmalen von Anspruch 7, ein Reparaturset mit den Merkmalen von Anspruch 8 sowie eine Verwendung mit den Merkmalen von Anspruch 9. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Der Wortlaut sämtlicher Ansprüche wird durch Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht.
Gemäß einer Formulierung der Erfindung wird eine Einzugseinrichtung der eingangs erwähnten Art bereitgestellt, die wenigstens eine Einzugswalzenanordnung (mit einer Einzugswelle und einer daran befestigten Einzugswalze) aufweist, bei der in einem axialen Zwischenraum zwischen der axialen Anlagefläche des Wellenbundes und einer der Anlagefläche zugewandten Seitenfläche der Einzugswalze und/oder in einem radialen Zwischenraum zwischen einer Umfangsfläche des Fortsatzes und der Innenseite der Durchgangsbohrung der Einzugswalze ein Zwischenstück oder ein Abschnitt eines Zwischenstücks angeordnet ist, welches im Wesentlichen aus einem druckfesten Nichteisenwerkstoff besteht.
Ein Zwischenstück, welches „im Wesentlichen aus einem druckfesten Nichteisenwerkstoff“ besteht, besteht zumindest im Bereich der Kontaktflächen zur Einzugswelle und/oder zur Einzugswalze aus dem druckfesten Nichteisenwerkstoff. Vorzugsweise besteht das Zwischenstück im Wesentlichen vollständig oder vollständig aus dem druckfesten Nichteisenwerkstoff.
Die Vorteile einer derartigen Maßnahme können wie folgt verstanden werden. Die Erfinder haben in aufwändigen Untersuchungen festgestellt, dass es insbesondere nach längerem Betrieb der Einzugseinrichtung vorkommen kann, dass sich im Bereich der Kontaktflächen zwischen der aus einem Stahlwerkstoff bestehenden Einzugswalze und der ebenfalls aus einem Stahlwerkstoff bestehenden Einzugswelle Verschleißerscheinung ergeben können, die auf Reibkorrosion und Tribooxidation zurückzuführen sind. Solche Verschleißerscheinungen werden auch als „Passungsrost“ bezeichnet. Als Ursache für Passungsrost geht man von Mikrogleitbewegungen in den hochbelasteten Kontaktbereichen der Bauteile aus. Wenn sich Passungsrost bildet, kann daraus ein sehr fester Sitz der Einzugswalze auf der Einzugswelle resultieren, der mit herkömmlichen Maßnahmen bei einem Einzugswalzenwechsel nicht aufzulösen ist. Unter Umständen kann die Bildung von Passungsrost auch zu Beschädigungen im Bereich der Kontaktflächen führen, insbesondere an der der Einzugswalze zugewandten stirnseitigen Anlagefläche des Wellenbundes und/oder auf der Umfangsfläche des Fortsatzes. Wenn es trotz dieser Verschleißerscheinung gelingt, die Einzugswalze unter Anwendung höherer Kräfte von der Einzugswelle zu lösen, kann es sein, dass sich im Bereich der Kontaktflächen eventuelle Beschichtungen, wie z.B. Chromschichten oder Molybdänschichten, teilweise ablösen oder ausbrechen. Sind diese Verschleißschäden zu stark, so sollten die betroffenen Komponenten ausgetauscht werden.
Wird dagegen die Einzugseinrichtung gemäß der Formulierung der beanspruchten Erfindung aufgebaut, so können derartige Probleme mit relativ einfachen konstruktiven Mitteln zuverlässig vermieden werden. Nach den Erfahrungen der Erfinder verhindert die Verwendung wenigstens eines Zwischenstücks der hier betrachteten Art ein Festsitzen von Einzugswalzen auf Einzugswellen wesentlich zuverlässiger, als andere zu diesem Zweck aus dem Stand der Technik bekannte Maßnahmen, wie beispielsweise die Verwendung von Montagepasten zur Vermeidung von Passungsrost. Durch das Einfügen eines Zwischenstücks aus druckfestem Nichteisenwerkstoff zwischen die durch Festsitzen gefährdeten Kontaktflächen ist der direkte Kontakt der Stahl-Kontaktflächen aufgehoben. Stattdessen werden zwei Kontaktflächen zwischen dem Stahlwerkstoff von Einzugswalze/Einzugswelle und dem Zwischenstück geschaffen.
Wird dieses aus einem geeigneten Nichteisenwerkstoff gefertigt, so entsteht nach Erfahrung der Erfinder kein Passungsrost und auch keine andere zum Festsitzen führende Veränderung. Daher ist die Einzugswalze auch nach längerem Gebrauch leicht wieder von der Einzugswelle zu lösen.
Außerdem sollte das Zwischenstück ausreichend druckfest sein, damit es auch unter starken und zeitlich wechselnden mechanischen Belastungen, wie sie im Bereich von Einzugswalzen und Einzugswellen im Betrieb auftreten, mechanischem Verschleiß widersteht und seine Form behält. Der Begriff „Druckfestigkeit“ bezeichnet dabei in dieser Anmeldung die Widerstandsfähigkeit des Zwischenstücks bei der Einwirkung von Druckkräften. Die Druckfestigkeit ist der Quotient aus Drucklast und Querschnittsfläche eines Körpers und wird normalerweise in Einheit von Kraft pro Fläche, also in N/nm² bzw. Megapascal (MPa), ausgedrückt. Die Druckfestigkeit hat also die Einheit einer mechanischen Spannung und besagt sinngemäß, dass der Körper bei Druckbelastung erst dann zerstört wird, wenn die anliegende Druckspannung die Druckfestigkeit übersteigt. Anders ausgedrückt beschreibt die Druckfestigkeit die Beanspruchbarkeit des Zwischenstücks durch mechanische Belastung, bevor es zu einem Versagen kommt. Die geforderte Eigenschaft der Druckfestigkeit wirkt also auf die mechanischen Eigenschaften des Zwischenstücks ab.
Vorzugsweise sollte der druckfeste Nichteisenwerkstoff eine Druckfestigkeit von mindestens 100 N/mm² aufweisen, wobei höhere Werte, beispielsweise von 500 N/mm² oder mehr, üblicherweise vorteilhafter sein können. Diese Werte orientieren sich u.a. an beispielhaften Abschätzungen der Erfinder, die zeigen, dass bei üblichen Anzugsmomenten von Walzenspannsystemen der eingangs erwähnten Art axiale und radiale Druckspannungen auftreten, die meist unterhalb dieser Mindestwerte liegen. Nichteisenwerkstoffe mit Druckfestigkeiten von mindestens 100 N/nm^2, insbesondere von 500 N/nm² oder mehr, sollten daher alle aktuell antizipierten Druckspannungen im Bereich der kritischen Kontaktflächen auch bei längerer Beanspruchung zerstörungsfrei überstehen. Ein solches Zwischenstück ist somit formstabil und zerstörungsresistent auch unter zeitlich wechselnder Druckbelastung mit Druckspitzen.
Die Eigenschaft „Nichteisenwerkstoff“ bezieht sich hingegen chemische-physikalische Eigenschaften des Werkstoffs. Bei einem Nichteisenwerkstoff im Sinne der Anmeldung ist das Element Eisen (Fe) nicht als Hauptelement enthalten.
Gemäß einer Weiterbildung besteht das Zwischenstück im Wesentlichen aus einem Nichteisenmetall. Ein Nichteisenmetall ist ein metallischer Werkstoff, also ein Metall oder eine Metall-Legierung, worin der Anteil an Reineisen (Fe) 50 % nicht übersteigt. Beispielsweise können geeignete Buntmetalle als Nichteisenmetall verwendet werden, z.B. Buntmetalle basierend auf Kupfer, denen zur Steigerung der Druckfestigkeit geeignete Legierungselemente einlegiert sind.
Besonders bevorzugt sind derzeit Weiterbildungen, bei denen eine Aluminiumbronze als Nichteisenmetall verwendet wird, so dass ein Zwischenstück im Wesentlichen aus Aluminiumbronze bestehen kann. Der Begriff „Aluminiumbronze“ bezeichnet hierbei eine Kupferlegierung mit Hauptbestandteil Kupfer (Cu) und Aluminium (AI) als Legierungsbestandteil. Der Aluminiumgehalt kann beispielsweise zwischen 9 % und 14 % liegen, gegebenenfalls auch höher. Als weitere Legierungselemente können, mit deutlich geringerem Gehalt, z.B. Eisen (Fe), Mangan (Mn) und/oder Nickel (Ni) in der Aluminiumbronze vorhanden sein.
Als besonders vorteilhaft haben sich hochdruckfeste Aluminiumbronzen erwiesen, die z.B. einen Aluminiumgehalt im Bereich von 13 % bis 14 %, einen Eisengehalt im Bereich von 4 bis 5 %, einen Gehalt an restlichem Legierungsbestandteilen im Bereich von 3 % oder weniger aufweisen können und im Übrigen den Hauptbestandteil Kupfer haben.
Aluminiumbronzen erscheinen meist goldfarben und können z.B. gegossen, geschmiedet und/oder materialabtragend bearbeitet werden. Manche Aluminiumbronzen werden wegen in ihrer Beständigkeit gegen Salzwasser und Kavitation u.a. für die Fertigung von Schiffspropellern eingesetzt. Manche Aluminiumbronzen werden auch für Gleitelemente, Lager etc. empfohlen. Im Rahmen der Erfindung wird eine neuartige Verwendung von Aluminiumbronze offenbart, nämlich die Verwendung als Zwischenstück zwischen zwei aus Stahl gefertigten Bauteilen zur Vermeidung von Passungsrost.
In anderen Fällen ist vorgesehen, das Zwischenstück nicht aus einem metallischen Werkstoff zu fertigen, sondern mit einem oder mehreren nichtmetallischen Komponenten. Ein Zwischenstück kann z.B. aus einem faserverstärkten Kunststoffmaterial geeigneter Druckfestigkeit bestehen, z.B. aus einem kohlefaserverstärkten Kunststoff (CFK).
Im Rahmen der beanspruchten Erfindung gibt es unterschiedliche Möglichkeiten zur Gestaltung von Zwischenstücken. Beispielsweise kann ein Zwischenstück nach Art eines flachen Rings ähnlich einer Unterlegscheibe ausgebildet sein. Ein Innendurchmesser des flachen Rings ist dabei geringfügig größer als der Außendurchmesser des Fortsatzes, so dass der Ring axial über den Fortsatz geschoben werden kann. Die radiale Breite des Rings sollte so sein, dass er beim Anlegen an die axiale Anlagefläche des Wellenbundes diese weitgehend oder vollständig abdeckt oder gegebenenfalls nach außen etwas überragt. Ein ringförmiges Zwischenstück kann einfach in den axialen Zwischenraum zwischen der axialen Anlagefläche des Wellenbundes und einer der Anlagefläche zugewandten Seitenfläche der Einzugswalze eingefügt werden, indem zunächst der Ring und danach die Einzugswalze auf den Fortsatz gesteckt wird.
Es ist auch möglich, das Zwischenstück nach Art einer mehr oder weniger zylindrischen Hülse, gegebenenfalls mit Längsschlitz auszubilden, wobei ein Innendurchmesser der Hülse geringfügig größer als der Außendurchmesser des Fortsatzes sein sollte und eine radiale Dicke der Hülse nach Bedarf so eingestellt werden kann, dass die Hülse als in sich formhaltiges Teil gehandhabt und auf den Fortsatz aufgesteckt werden kann. Ein derartiges hülsenartiges Zwischenstück kann in den radialen Zwischenraum zwischen der Umfangsfläche des Fortsatzes und der Innenseite der Durchgangsbohrung der Einzugswalze eingefügt werden.
Wenn sowohl die axialen Anlageflächen im Bereich des Wellenbundes als auch die radialen Kontaktflächen verschleißgefährdet sind, kann sowohl ein ringförmiges Zwischenstück und ein davon separates hülsenförmiges Zwischenstück verwendet werden.
Gemäß einer Weiterbildung ist das Zwischenstück nach Art eines Flansches mit einem Hülsenabschnitt und einem damit verbundenen Bundabschnitt ausgebildet, wobei der Hülsenabschnitt eine zentrale Durchgangsbohrung zum mehr oder weniger spielfreien Aufstecken des Zwischenstücks auf den Fortsatz aufweist und der Bundabschnitt radial über eine Umfangsfläche des Hülsenabschnitts hinausragt und eine stirnseitige Anlagefläche zum Anlegen einer Einzugswalze in Axialrichtung des Zwischenstücks aufweist.
Der Hülsenabschnitt und der Bundabschnitt können gesondert gefertigt und danach durch geeignete Verbindungsmittel verbunden werden. Vorzugsweise sind der Hülsenabschnitt und der Bundabschnitt aus einem Werkstoffstück einstückig hergestellt. Das Zwischenstück nach Art eines Flansches bildet eine Art Adapter, der sowohl radiale als auch axiale Anlagenflächen bietet, um Zwischenräume zwischen der Einzugswalze und der Einzugswelle teilweise oder vollständig auszufüllen.
Um sicherzustellen, dass auch bei Zwischenfügen eines Zwischenstücks eine drehfeste Verbindung zwischen der Einzugswelle und der davon getragenen Einzugswalze geschaffen werden kann, ist bei bevorzugten Ausführungsformen an einem Zwischenstück im Bereich der Umfangsfläche des Hülsenabschnitts wenigstens eine Aussparung zur Aufnahme eines Mitnehmerelements vorgesehen, welches im eingefügten Zustand mit einem Mitnahmeabschnitt über die Umfangsfläche des Hülsenabschnitts hinausragt und bei montierter Einzugswalze in eine komplementäre Aussparung an der Innenseite der Durchgangsbohrung der Einzugswalze eingreift. Eine dazu passende Einzugswalze kann an einer die Durchgangsbohrung umschließende Innenseite eine entsprechende Aussparung haben, in die der Mitnahmeabschnitt des Mitnahmeelements eingreifen kann. Damit kann eine in Umfangsrichtung formschlüssige Verbindung zwischen dem Zwischenstück und der davon getragenen Einzugswalze sichergestellt werden. Die Realisierung über Aufnahmeaussparungen am Zwischenstück und an der Innenseite der Einzugswalze ist fertigungstechnisch besonders einfach und kostengünstig zu realisieren und bietet eine hochbelastbare formschlüssige Mitnahmefunktion bei der Drehung der Einzugswalze unabhängig von der Drehrichtung.
Gemäß einer anderen Formulierung betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Einzugswalzenanordnung zur Verwendung in einer Einzugseinrichtung für eine Umformmaschine. Die Einzugswalzenanordnung weist im zusammengebauten Zustand eine Einzugswelle und eine Einzugswalze auf, die drehfest und auswechselbar an einem Ende der Einzugswelle befestigt ist. Die Einzugswelle hat einen Wellenbund mit einer stirnseitigen Anlagefläche zum Anlegen der Einzugswalze in Axialrichtung der Einzugswelle und einen an den Wellenbund anschließenden stirnseitigen Fortsatz zum Aufstecken der Einzugswalze. Die Einzugswalze weist eine zentrale Durchgangsbohrung auf, deren Innendurchmesser größer als der Außendurchmesser des Fortsatzes ist, so dass die Einzugswalze in Axialrichtung über den Fortsatz geschoben werden kann. Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass zwischen der axialen Anlagefläche des Wellenbundes und einer der Anlagefläche zugewandten Seitenfläche der Einzugswalze und/oder zwischen einer Umfangsfläche des Fortsatzes und der Innenseite der Durchgangsbohrung der Einzugswalze ein Zwischenstück oder ein Abschnitt eines Zwischenstücks angeordnet bzw. eingefügt wird, welches im Wesentlichen aus einem druckfesten Nichteisenwerkstoff besteht.
Das Verfahren kann bei der Neuherstellung der Umformmaschine bzw. der Einzugseinrichtung für die Umformmaschine beim Maschinenhersteller angewendet werden. Es ist auch möglich, das Verfahren im Rahmen von Wartungsarbeiten oder im Rahmen einer Reparatur z.B. beim Kunden am Ort der Benutzung der Umformmaschine auszuführen.
Gemäß einer anderen Formulierung betrifft die Erfindung ein Reparaturset zur Reparatur einer Einzugswalzenanordnung zur Verwendung in einer Einzugseinrichtung einer Umformmaschine. Das Reparaturset umfasst wenigstens ein Zwischenstück der in dieser Anmeldung beschriebenen Art und eine an das Zwischenstück angepasste Einzugswalze. Damit ist es beispielsweise möglich, an einer bereits seit Längerem im Betrieb befindlichen Umformmaschine bzw. an deren Einzugseinrichtung eine Einzugswalzenanordnung oder beide Einzugswalzenanordnungen umzurüsten. Dazu können zunächst die ursprüngliche Einzugswalze von der sie tragenden Einzugswelle abgenommen werden. Wenn die Einzugswelle im Bereich der Kontaktflächen zur Einzugswalze nicht oder nicht substanziell z.B. durch Passungsrost geschädigt ist, kann die Einzugswelle im eingebauten Zustand verbleiben. Auf den Fortsatz der Einzugswelle wird dann wenigstens ein Zwischenstück aufgesetzt, beispielsweise ein einteiliges Zwischenstück nach Art eines Flansches, der sowohl einen Hülsenabschnitt (zum Einfügen in den radialen Zwischenraum zwischen Fortsatz und Einzugswalze) als auch ein Bundabschnitt (zum Einfügen zwischen den Wellenbund der Einzugswalze und der dieser zugewandten Seitenfläche der Einzugswalze) aufweist. Wenn dieses Zwischenstück aufmontiert ist, passt die ursprünglich abgenommene Einzugswalze nicht mehr auf dieses nun modifizierte Ende der Einzugswelle. Stattdessen kann eine anders gestaltete Einzugswalze aufgesteckt werden, deren Innendurchmesser an den Außendurchmesser des Hülsenabschnitts angepasst ist und die an der Seite des Wellenbundes so ausgestaltet ist, dass der Bundabschnitt zwischen dem Wellenbund an der Einzugswalze und die neue Einzugswalze so passt, dass die neue Einzugswalze axial an der richtigen Position sitzt.
Neue Einzugswalzen (mit im Vergleich zu den alten Einzugswalzen größerer Durchgangsbohrung) können als neue Teile aus geeignetem Stahlwerkstoff hergestellt werden. Es ist auch möglich, alte Einzugswalzen aufzuarbeiten, indem die an den ursprünglichen Fortsatz angepasste Durchgangsbohrung durch Fräsen oder dergleichen erweitert wird, bis ihr Innendurchmesser dem Außendurchmesser des Hülsenabschnitts des Zwischenstücks etwa entspricht. Gegebenenfalls können an der dem Zwischenstück zugeordneten Seite Aussparungen zur Aufnahme von Mitnahmeelementen eingearbeitet werden.
Die Verwendung eines solchen Reparatursets anstelle des Austauschs einer kompletten Einzugswalzenanordnung kann für den Nutzer der Umformmaschine erhebliche Kostenvorteile bringen und bringt gleichzeitig verbesserte Eigenschaften der damit reparierten Maschine im Hinblick auf zukünftiges Festsitzen der aufmontierten Einzugswalzen.
Figurenliste
Weitere Vorteile und Aspekte der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen der Erfindung, die nachfolgend anhand der Figuren erläutert sind.

1 zeigt einige Elemente einer CNC-Federwindemaschine gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
2 zeigt einen Längsschnitt durch eine Einzugswelle und eine darauf montierte Einzugswalze gemäß einem nicht zur beanspruchten Erfindung gehörenden Referenzbeispiel;
3 zeigt einen Längsschnitt durch eine Einzugswalzenanordnung mit einer Einzugswelle und einer darauf montierten Einzugswalze sowie mit einem Zwischenstück gemäß einem Ausführungsbeispiel;
4 zeigt eine schrägperspektivische Ansicht des freien Endes der Einzugswalzenanordnung aus 3 ohne Komponenten des Walzenspannsystems;
5 zeigt eine Einzugswelle mit aufgestecktem Zwischenstück und eingefügten Mitnahmebolzen, jedoch ohne Einzugswalze;
6 zeigt eine auf das Zwischenstück von 5 passende Einzugswalze;
7 zeigt ein Ausführungsbeispiel mit einem Zwischenstück, das die Form eines flachen Rings ähnlich einer Unterlegscheibe aufweist;
8 zeigt ein Ausführungsbeispiel mit einem Zwischenstück, das die Form einer geschlitzten Hülse aufweist.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Die schematische Übersichtsdarstellung in 1 zeigt Elemente einer Umformmaschine in Form einer CNC-Federwindemaschine 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die Federwindemaschine 100 hat eine Einzugseinrichtung 110, die aufeinanderfolgende Drahtabschnitte eines von einem Drahtvorrat kommenden und durch eine Richteinheit geführten Drahtes 115 mit numerisch gesteuertem Vorschubgeschwindigkeitsprofil in den Bereich einer Umformeinrichtung 120 zuführt. Der Draht wird mit Hilfe von numerisch gesteuerten Werkzeugen der Umformeinrichtung zu einer Schraubenfeder umgeformt.
Zu den Werkzeugen gehören u.a. zwei um 90° winkelversetzt angeordnete Windestifte 122, 124, die bezüglich ihrer Position verstellbar sind und den Durchmesser der erzeugten Feder bestimmen. Ein Steigungswerkzeug 130 hat eine im Wesentlichen senkrecht zur Federachse ausgerichtete Spitze, die neben den Windungen der sich entwickelnden Feder eingreift. Damit kann die Steigung der Windungen vorgegeben werden. Oberhalb der Feder ist ein numerisch steuerbares Trennwerkzeug 150 angebracht, das nach Abschluss der Umformoperationen die hergestellte Schraubenfeder mit einer vertikalen Arbeitsbewegung vom zugeführten Drahtvorrat abtrennt. Ein Trennwerkzeug kann auch unterhalb der Feder angeordnet sein, z.B. für Federn mit anderem Windungssinn.
Die zu den Werkzeugen gehörenden Maschinenachsen der CNC-Maschine werden durch eine computernumerische Steuereinrichtung 180 gesteuert, die Speichereinrichtungen hat, in denen die Steuerungssoftware residiert, zu der u.a. ein NC-Steuerprogramm für die Arbeitsbewegungen der Maschinenachsen gehört.
Zur Fertigung einer Schraubenfeder wird der Draht ausgehend von der gezeigten Position mit Hilfe der Einzugseinrichtung 110 in Richtung der Windestifte 122, 124 vorgeschoben und durch die Windestifte auf den gewünschten Durchmesser unter Ausbildung einer kreisbogenförmigen Krümmung umgelenkt, bis das freie Drahtende das Steigungswerkzeug 130 erreicht.
Die Federwindemaschine kann, ähnlich wie die Federwindemaschine der DE 10 2015 208 346 B4 , mit einem kamerabasierten, optischen Messsystem zur berührungslosen Echtzeiterfassung von Daten über die Geometrie einer aktuell hergestellten Feder ausgestattet sein. Deren Komponenten sind aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt.
Die Einzugseinrichtung 110 sorgt für den Drahtvorschub mit vorgebbarem Vorschubgeschwindigkeitsprofil. Dabei zieht die Einzugseinrichtung den Draht von einem Drahtvorrat, beispielsweise einer Haspel, allmählich ab und führt den Draht zu den Umformwerkzeugen der Umformeinrichtung. Die Einzugseinrichtung 110 hat zwei in Durchlaufrichtung des Werkstücks hintereinander geschaltete Einzugswalzenpaare, von denen in 1 nur das vordere Einzugswalzenpaar 112 dargestellt ist. Jedes der Einzugswalzenpaare hat zwei Einzugswalzen 400, die mit zueinander parallelen, horizontalen Drehachsen angeordnet sind. Die Einzugswalzen sind mittels eines Antriebs gegenläufig antreibbar, um die Förderbewegung zu erreichen. Die Einzugswalzen haben profilierte Umfangsflächen mit in Umfangsrichtung umlaufenden Rillen, deren Form und Größe dem Querschnitt des jeweils zu fördernden Werkstücks angepasst ist. Mit den Umfangsflächen begrenzen die Einzugswalzen eines Einzugswalzenpaares einen Einzugsspalt, durch den das Werkstück hindurchgeführt wird.
Jede der Einzugswalzen sitzt am freien Ende einer Einzugswelle, die mit horizontaler Drehachse im Maschinengestell drehbar gelagert ist. Jede der Einzugswalzen ist mittels eines Walzenspannsystems drehfest und auswechselbar am Ende der zugehörigen Einzugswelle befestigt. Eine Einzugswelle und eine daran befestigte Einzugswalze bilden (ggf. mit weiteren Komponenten) eine Einzugswalzenanordnung 490.
Das Walzenspannsystem hat mehrere Aufgaben zu erfüllen. Zum einen muss eine zuverlässige drehfeste Befestigung gewährleistet werden, damit die Drehbewegungen der Einzugswelle schlupffrei auf die Einzugswalze und das dadurch geförderte Werkstück übertragen werden kann. Zum anderen sollte es einem Bediener möglich sein, einen Walzenwechsel möglichst bequem und schnell zu erledigen. Ein Walzenwechsel ist beispielsweise dann nötig, wenn die Umformmaschine für die Verwendung eines anderen Werkstücktyps, beispielsweise eines Drahts mit anderem Durchmesser, umgerüstet werden muss. Auch bei Verschleiß von Einzugswalzen sollten die für den Austausch erforderlichen Arbeiten möglichst wenig Zeit benötigen.
Zur Erläuterung eines der Erfindung zugrunde liegenden Problems zeigt 2 einen Längsschnitt durch eine Einzugswalzenanordnung 290 gemäß einem Referenzbeispiel, das nicht gemäß der beanspruchten Erfindung ausgelegt ist. Die Einzugswalzenanordnung 290 umfasst eine Einzugswelle 200, die mittels eines zugeordneten Antriebs um ihre Drehachse 210 mit unterschiedlichen Drehrichtungen und Drehgeschwindigkeiten angetrieben werden kann. In der Nähe des nach außen (in 2 links) weisenden freien Endes der Einzugswelle 200 ist am Wellenkörper ein Wellenbund 202 ausgebildet, also eine Durchmessererweiterung, die an ihrer nach außen weisenden Vorderseite eine ebene, axiale Anlagefläche 203 für eine Einzugswalze 250 bietet.
Weiterhin weist die Einzugswelle 200 anschließend an den Wellenbund 202 einen stirnseitigen Fortsatz 204 zum Aufstecken der Einzugswalze 250 auf. Der Fortsatz 204 hat über den größten Teil seines Umfangs eine zylindrische Außenfläche. Die Einzugswalze 250 weist eine zentrale Durchgangsbohrung 256 auf, deren Innendurchmesser geringfügig größer als der Außendurchmesser des Fortsatzes 204 ist, so dass die Einzugswalze axial auf den Fortsatz aufgesteckt werden kann und mehr oder weniger spielfrei auf diesem sitzt.
An einer Stelle des Umfangs des Fortsatzes 204 ist eine Aussparung eingearbeitet, in die ein Mitnehmerelement 260 eingesetzt werden kann, welches mithilfe zweier Befestigungsschrauben 261 in der Ausnehmung befestigt wird und im befestigten Zustand geringfügig nach radial außen über den zylindrischen Umfang des Fortsatzes hinausragt. Die Einzugswalze 250 hat an einer Stelle des Innenumfangs eine korrespondierende, in Axialrichtung verlaufende Nut, die seitenspielfrei auf das Mitnehmerelement passt. Wenn die Einzugswalze 250 auf den Fortsatz aufgesteckt wird und das Mitnehmerelement in die Nut eingreift, ergibt sich in Umfangsrichtung ein Formschluss zwischen Einzugswelle 200 und Einzugswalze 250, so dass diese drehfest auf der Einzugswelle befestigt ist.
An den zylindrischen Fortsatz 204 schließt sich nach außen ein im Durchmesser kleinerer Gewindeabschnitt 270 mit einem Außengewinde an. Das Walzenspannsystem zur Befestigung der Einzugswalze 250 auf der Einzugswelle 200 umfasst eine Druckscheibe 275, die auf den Gewindeabschnitt 270 von der Seite aufgesteckt werden kann und mithilfe einer auf den Gewindeabschnitt 270 aufgeschraubten Überwurfmutter 277 gegen die axiale Außenseite der Einzugswalze 250 gedrückt werden kann. Eine axiale Spannkraft kann sich deshalb aufbauen, weil die parallel zur Drehachse 210 gemessene Dicke der Einzugswalze 250 geringfügig größer ist als die in dieser Axialrichtung gemessene Länge des Fortsatzes 204, so dass die Druckscheibe 275 nicht gegen die Stirnseite des Fortsatzes, sondern lediglich im Bereich um die Durchgangsöffnung 256 an die axiale Außenseite der Einzugswalze drückt.
Im dargestellten montierten Zustand der Einzugswalzenanordnung 290 steht die aus einem Stahlwerkstoff gefertigte Einzugswalze 250 entlang von zwei Kontaktflächen unmittelbar im Berührungskontakt mit der ebenfalls aus einem Stahlwerkstoff gefertigten Einzugswelle. Eine im Wesentlichen zylindrische Kontaktfläche ergibt sich zwischen der Innenseite der Durchgangsbohrung 256 und der zylindrischen Außenseite des Fortsatzes 204. Eine ebene, ringförmige Kontaktfläche existiert zwischen der außenliegenden Anlagefläche 203 des Wellenbunds 202 und der dieser zugewandten Seitenfläche der Einzugswalze 250.
Die Erfinder haben beobachtet, dass bei einer derartigen Konfiguration nach längerem Betrieb der Einzugseinrichtung Probleme beim Auswechseln der Einzugswalze 250 auftreten können. In manchen Fällen sitzt die Einzugswalze derart fest auf der Einzugswelle, dass eine Abnahme ohne Gewaltanwendung und gegebenenfalls Beschädigung der Einzugswelle und/oder der Einzugswalze nicht möglich ist. In solchen Fällen wird vorsorglich die komplette Einzugswalzenanordnung 290 gegen eine andere mit gleicher Einzugswelle, aber unterschiedlicher Einzugswalze ausgewechselt. Als eine Ursache für das Festsitzen wurde die Entstehung von sogenanntem Passungsrost identifiziert, der sich aufgrund der zyklisch wiederkehrenden starken Belastungen im Bereich der Kontaktflächen bilden kann.
Anhand von 3 wird nun ein Ausführungsbeispiel einer Einzugswalzenanordnung 490 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert, bei dem das Problem des Festsitzens der Einzugswalze ohne Funktionsbeeinträchtigungen der Einzugswalzenanordnung systematisch vermieden wird. Die Einzugswelle 300 des Ausführungsbeispiels ist im Wesentlichen identisch zur Einzugswelle 200 des Referenzbeispiels, weshalb entsprechende Strukturen der Einzugswelle mit den gleichen Bezugszeichen, erhöht um 100, bezeichnet sind. Insbesondere hat die Einzugswelle einen Wellenbund 302 mit stirnseitiger axialer Anlagefläche 303, einen im Durchmesser kleineren Fortsatz 304, der sich an den Wellenbund 302 anschließt, und einen Gewindeabschnitt 370, der sich an den Fortsatz 304 anschließt und einen kleineren Durchmesser sowie ein Außengewinde hat. Ebenfalls identisch oder ähnlich ist das Mitnehmerelement 360, welches mit zwei Befestigungsschrauben in einer Ausnehmung des Fortsatzes 304 befestigt ist und über dessen Außenumfang hinausragt.
Unterschiede gibt es im Bereich der Schnittstelle zwischen Einzugswelle 300 und Einzugswalze 400 sowie bei der Gestalt der Einzugswalze 400, deren Umfangsfläche 410 genauso profiliert ist wie diejenige des Referenzbeispiels. Um einen direkten Berührungskontakt zwischen der Einzugswalze 400 und der Einzugswelle 300 zu vermeiden, ist ein Zwischenstück 500 eingefügt, das im Wesentlichen aus einem druckfesten Nichteisenwerkstoff besteht, im Beispielsfall aus einem Nichteisenmetall aus der Gruppe der Aluminiumbronzen. Im Beispielsfall besteht das einstückige Zwischenstück 500 komplett aus einer Aluminiumbronze. Dabei handelt es sich im Beispielsfall um ein Buntmetall mit einem Aluminiumgehalt im Bereich von 13 % bis 14 %, einem Eisengehalt im Bereich von 4 % bis 5% und einem Gehalt an restlichen Legierungsbestandteilen im Bereich von 3 % oder weniger, wobei der Rest der Zusammensetzung aus dem Hauptbestandteil Kupfer besteht. Das massive Material des Zwischenstücks weist eine Druckfestigkeit von mehr als 1000 N/mm² auf, so dass es auch bei hohen und wechselnden Druckbeanspruchungen seine Form (Gestalt) behält.
Das Zwischenstück 500 ist nach Art eines Flansches ausgebildet und fungiert als Adapter zwischen der Einzugswelle 300 und Einzugswalze 400. Das einteilig gefertigte Zwischenstück umfasst einen Hülsenabschnitt 510 in Gestalt einer im Wesentlichen zylindrischen Hülse, deren Innendurchmesser so an den Außendurchmesser des Fortsatzes 304 angepasst ist, dass der Hülsenabschnitt spielfrei auf den Fortsatz 304 aufgeschoben werden kann. Der Hülsenabschnitt weist an einer Umfangsposition eine parallel zur Achsrichtung verlaufende Längsnut 512 auf, deren Breite der Umfangsbreite des Mitnehmerelements 360 entspricht, so dass der Hülsenabschnitt über das Mitnehmerelement geschoben werden kann und ein in Umfangsrichtung wirkender Formschluss zwischen Mitnehmerelement 360 und Hülsenabschnitt 510 entsteht. Weiterhin umfasst das Zwischenstück 500 einen einstückig mit dem Hülsenabschnitt 510 ausgebildeten Bundabschnitt 520, der an der dem Wellenbund 302 zugewandten Seite eine umlaufende Aussparung hat, deren Innendurchmesser geringfügig größer als der Außendurchmesser des Wellenbunds 302 ist, so dass der Bundabschnitt über den Wellenbund 302 axial aufgeschoben werden kann.
Der Bundabschnitt 520 bietet an der axialen Außenseite eine ebene axiale Anlagefläche 503 für die Einzugswalze. Die ebene Anlagefläche 503 liegt bei aufgesetztem Zwischenstück an der gleichen axialen Position wie die axiale Stirnseite bzw. Anlagefläche 303 der Einzugswelle 300. Die radiale Außenseite des Hülsenabschnitts 510 bietet, ähnlich wie der Fortsatz 304, eine zylindrische Außenfläche, auf die die Einzugswalze 400 axial aufgesteckt werden kann, jedoch mit größerem Außendurchmesser. Der Bundabschnitt bietet der Einzugswalze 400 eine axiale Anschlagsfläche ähnlich der stirnseitigen Anschlagsfläche 303 der Einzugswelle 300, jedoch an einer radial weiter außen liegenden Position.
Damit die Einzugswalze 400 auf das Zwischenstück 500 bzw. den Adapter 500 passt, ist die axiale Durchgangsbohrung 456 der Einzugswalze im Durchmesser größer als der Außendurchmesser des Fortsatzes 304 und entspricht im Wesentlichen dem Außendurchmesser des Hülsenabschnitts 510, so dass die Einzugswalze spielfrei auf den Hülsenabschnitt aufgeschoben werden kann. Die innenliegende Stirnseite der Einzugswalze schlägt dann an der axialen Anschlagsfläche 503 des Bundabschnitts 520 an.
Im montierten Zustand der Einzugswalzenanordnung füllt somit das Zwischenstück 500 mit seinem Hülsenabschnitt 510 einen radialen Zwischenraum zwischen der Umfangsfläche des Fortsatzes 304 und der Innenseite der Durchgangsbohrung 456 der Einzugswalze 400 mit einem Material aus, welches druckfest ist und nicht unter Bildung von Passungsrost mit dem Stahlwerkstoff der Einzugswalze und der Einzugswelle reagiert. Ein Zwischenraum zwischen der axialen Anlagefläche 303 des Wellenbunds und einer der Anlagefläche zugewandten Seitenfläche der Einzugswalze 400 ist ebenfalls mit dem Material des Zwischenstücks gefüllt, so dass auch hier kein direkter Stahl/Stahl-Berührungskontakt mehr besteht.
Das Zwischenstück 500 ist mithilfe des Mitnehmerelements 360 drehfest auf dem Fortsatz 304 befestigt. Um sicherzustellen, dass die Einzugswalze 400 gegenüber dem Zwischenstück 500 ebenfalls in Umfangsrichtung durch Formschluss drehfest mit diesem verbunden ist, sind gleichmäßig über den Umfang verteilt drei bolzenartige Mitnehmerelemente 480 bzw. Mitnahmebolzen 480 vorgesehen. Die drei Mitnahmebolzen 480 können ebenfalls aus einem druckfesten Nichteisenmaterial gefertigt sein, beispielsweise aus der gleichen Aluminiumbronze, die auch für die Fertigung des Zwischenstücks verwendet wird. Das Zwischenstück 500 hat im Bereich seiner Umfangsfläche drei zur Aufnahme jeweils eines Mitnehmerelements ausgebildete etwa halbzylindrische Aussparungen 570 (vgl. 4 und 5) sowie im Bundabschnitt in Verlängerung der Aussparungen 570 zylindrische Bohrungen 572, in die ein Mittnehmerelement axial eingeführt werden kann (vgl. 3). An der Innenseite der Durchgangsbohrung 456 sind drei den Aussparungen 570 entsprechende halbzylindrische Aussparungen 470 vorgesehen. Die Einzugswalze 400 wird bezüglich ihrer Drehstellung so auf das Zwischenstück 500 aufgesetzt, dass sich kreiszylindrische Aussparungen 470, 570 in Radialrichtung gegenüberliegen und insgesamt eine kreiszylindrische Aufnahme zum Einstecken eines Bolzens 480 bieten. Dieser greift dann sowohl am Zwischenstück 500 als auch an der Einzugswalze 400 in Umfangsrichtung formschlüssig ein und stellt somit eine drehfeste Verbindung der Einzugswalze 400 mit dem Zwischenstück 500 und damit auch mit der Einzugswelle 300 sicher.
Das Walzenspannsystem ist im Vergleich zum Referenzbeispiel (2) nur geringfügig modifiziert. Auch hier gibt es eine Druckscheibe 375, die jedoch im Durchmesser größer ist als die Druckscheibe 275 des Referenzbeispiels, um so weit nach radial außen zu reichen, dass der Außenumfang der Druckscheibe 375 gegen die außenliegende Stirnfläche der Einzugswalze 400 drücken kann, wenn die Überwurfmutter 377 auf den Gewindeabschnitt aufgeschraubt und angezogen wird.
In der schrägperspektivischen Ansicht von 4 ist das freie Ende der Einzugswalzenanordnung 490 ohne Deckscheibe und Überwurfmutter des Walzenspannsystems dargestellt. Gut zu erkennen sind die drei um jeweils 120° umfangsversetzten Ausnehmungen 570 am Zwischenstück 500 und an der Innenseite der Einzugswalze 400 zur Aufnahme der Mitnahmebolzen. 5 zeigt die Einzugswelle 300 mit aufgestecktem Zwischenstück 500 und eingefügten Mitnahmebolzen 480, jedoch ohne die in 6 gezeigte Einzugswalze 400.
Aus dem Vergleich der 2 und 3 ist ersichtlich, dass eine Einzugswalze 250, die für das Referenzbeispiel passen würde, aufgrund des zu kleinen Durchmessers der Durchgangsbohrung 256 nicht auf den Hülsenabschnitt 510 des Zwischenstücks 500 passen würde. Es ist jedoch möglich, Einzugswalzen, die für herkömmliche Einzugswalzenanordnungen passen, im Bereich der inneren Durchgangsbohrung so nachzubearbeiten, dass sie auf das Zwischenstück 500 passen. Dazu wird lediglich der Innendurchmesser der Durchgangsbohrung zum Beispiel durch Drehen vergrößert und es können die drei halbkreiszylindrischen Aussparungen 470 am Innendurchmesser eingearbeitet werden. Bei einer Neuherstellung kann eine Einzugswalze 400 gleich in der in 6 dargestellten Form mit vergrößertem Innendurchmesser der Durchgangsbohrung 456 hergestellt werden.
Anhand der 7 und 8 werden nun andere Ausführungsbeispiele von Einzugswalzenanordnungen bzw. Zwischenstücken erläutert. Die Einzugswelle 300 ist gegenüber dem Ausführungsbeispiel von 3 unverändert, weshalb die gleichen Bezugszeichen verwendet werden.
Beim Ausführungsbeispiel von 7 wird ein Zwischenstück 700 verwendet, das die Form eines flachen Rings ähnlich einer Unterlegscheibe hat. Der Ring hat eine kreisförmige innere Öffnung, deren Durchmesser im Wesentlichen dem Außendurchmesser des Fortsatzes 304 entspricht, so dass der Ring axial über den Fortsatz geschoben werden kann. Die radiale Höhe entspricht etwa der radialen Höhe der axialen Anschlagsfläche 303 des Wellenbunds 302. Das ringförmige Zwischenstück 700 ist aus einer druckfesten Aluminiumbronze gefertigt, insbesondere aus demselben Material wie das Zwischenstück 500. Beim Zusammenbau der Einzugswellenanordnung wird zuerst der Ring 700 auf den Fortsatz 304 geschoben, bevor die Einzugswalze 400` aufgeschoben wird. Die axiale Dicke der Einzugswalze 400' ist so bemessen, dass auch unter Zwischenlage des ringförmigen Zwischenstücks 700 die Umfangsrillen exakt in der dafür vorgesehenen axialen Position verlaufen. Das Einfügen eines solchen Zwischenstücks, welches das Anhaften der Einzugswalze an der stirnseitigen Anschlagsfläche 303 des Wellenbunds 302 verhindert, kann ausreichen, um ein Festsitzen der gesamten Einzugswalze 400` zu verhindern. Dies ist eine kostengünstige und dennoch wirkungsvolle Lösung.
Beim Ausführungsbeispiel von 8 ist die Einzugswelle 300 ebenfalls im Vergleich zum Ausführungsbeispiel von 3 unverändert. Hier ist zwischen dem Fortsatz 304 und der Innenseite der Durchgangsbohrung der Einzugswalze 400" ein Zwischenstück 800 in Form einer längsgeschlitzten Hülse vorgesehen. Der axiale Längsschlitz hat eine Umfangsbreite, die im Wesentlichen der Umfangsbreite des Mitnehmerelements 360 entspricht, so dass das hülsenförmige Zwischenstück drehfest auf den Fortsatz aufgesteckt werden kann. Das Zwischenstück 800 besteht aus Aluminiumbronze und verhindert einen direkten Stahl/Stahl-Berührungskontakt zwischen Fortsatz 304 und Einzugswalze 400". Da der tragende Außendurchmesser im Bereich des Fortsatzes durch Zwischenfügen des Zwischenstücks vergrößert wird, ist die Durchgangsbohrung an der Einzugswalze 400" mit entsprechend größerem Durchmesser auszuführen.
Bei allen hier gezeigten Ausführungsbeispielen kann eine Kombination aus einem oder mehreren Zwischenstücken sowie einer daran angepassten Einzugswalze als Reparaturset zur Verfügung gestellt werden. Dadurch ist es einem Endnutzer einer mit Einzugseinrichtung ausgestatteten Umformmaschine möglich, ohne Ausbau der Einzugswelle eine konventionelle Einzugseinrichtung in eine erfindungsgemäße Einzugseinrichtung umzurüsten, bei der der Wechsel von Einzugswalzen wesentlich leichter als bisher möglich ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102015208346 B4 [0008, 0041]

Claims

Einzugseinrichtung (110) für eine Umformmaschine (100) zum Einziehen eines langgestreckten Werkstücks, insbesondere eines Drahts oder eines Rohrs, von einem Werkstückvorrat zu einer Umformeinrichtung (120) der Umformmaschine umfassend: mindestens ein Einzugswalzenpaar (112), das zwei Einzugswalzen (400) aufweist, die mit zueinander parallelen Drehachsen angeordnet und gegenläufig antreibbar sind und mit profilierten Umfangsflächen (410) einen Einzugsspalt zum Hindurchführen des Werkstücks (115) begrenzen, wobei jede der Einzugswalzen zur Bildung einer Einzugswellenanordnung (490) drehfest und auswechselbar an einem Ende einer zugehörigen Einzugswelle (300) befestigt ist, wobei die Einzugswelle einen Wellenbund (302) mit einer stirnseitigen Anlagefläche (303) zum Anlegen einer Einzugswalze (400) in Axialrichtung der Einzugswelle und einen an den Wellenbund anschließenden stirnseitigen Fortsatz (304) zum Aufstecken der Einzugswalze (400) aufweist und die Einzugswalze eine zentrale Durchgangsbohrung (456) aufweist, deren Innendurchmesser größer als ein Außendurchmesser des Fortsatzes ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzugseinrichtung (100) wenigstens eine Einzugswalzenanordnung (490) aufweist, bei der zwischen der axialen Anlagefläche (303) des Wellenbundes (302) und einer der Anlagefläche zugewandten Seitenfläche der Einzugswalze (400) und/oder zwischen einer Umfangsfläche des Fortsatzes (304) und der Innenseite der Durchgangsbohrung (456) der Einzugswalze (400) ein Zwischenstück (500, 700, 800) oder ein Abschnitt eines Zwischenstücks angeordnet ist, welches im Wesentlichen aus einem druckfesten Nichteisenwerkstoff besteht.
Einzugseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der druckfeste Nichteisenwerkstoff eine Druckfestigkeit von 100 N/mm² oder mehr, insbesondere von 500 N/mm² oder mehr aufweist.
Einzugseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenstück (500, 700, 800) im Wesentlichen aus einem Nichteisenmetall besteht, wobei das Nichteisenmetall vorzugsweise eine Aluminiumbronze ist.
Einzugseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenstück (500) nach Art eines Flansches mit einem Hülsenabschnitt (510) und einem Bundabschnitt (520) ausgebildet ist, wobei der Hülsenabschnitt (510) eine zentrale Durchgangsbohrung zum Aufstecken des Zwischenstücks (500) auf den Fortsatz (304) aufweist und der Bundabschnitt (520) radial über eine Umfangsfläche des Hülsenabschnitts (510) hinausragt und eine stirnseitigen Anlagefläche (503) zum Anlegen einer Einzugswalze (400) in Axialrichtung des Zwischenstücks (500) aufweist.
Einzugseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenstück (500) im Bereich der Umfangsfläche des Hülsenabschnitts (510) wenigstens eine Aussparung (570) zur Aufnahme eines Mitnehmerelements (480) aufweist, das im eingefügten Zustand mit einem Mitnahmeabschnitt über die Umfangsfläche hinausragt und bei montierter Einzugswalze (400) in eine Aussparung (470) an der Innenseite der Durchgangsbohrung der Einzugswalze (400) eingreift, wobei vorzugsweise an dem Zwischenstück und an der Einzugswalze jeweils drei über den Umfang verteilte Aussparungen (470, 570) ausgebildet sind.
Verfahren zur Herstellung einer Einzugswalzenanordnung (490) zur Verwendung in einer Einzugseinrichtung (110) für eine Umformmaschine (100) zum Einziehen eines langgestreckten Werkstücks, insbesondere eines Drahts oder eines Rohrs, von einem Werkstückvorrat zu einer Umformeinrichtung (120) der Umformmaschine, wobei die Einzugswalzenanordnung (490) eine Einzugswelle (300) und eine Einzugswalze (400) aufweist, die drehfest und auswechselbar an einem Ende der Einzugswelle (300) befestigt ist, wobei die Einzugswelle einen Wellenbund (302) mit einer stirnseitigen Anlagefläche (303) zum Anlegen der Einzugswalze (400) in Axialrichtung der Einzugswelle und einen an den Wellenbund anschließenden stirnseitigen Fortsatz (304) zum Aufstecken der Einzugswalze (400) aufweist und die Einzugswalze eine zentrale Durchgangsbohrung (456) aufweist, deren Innendurchmesser größer als ein Außendurchmesser des Fortsatzes (304) ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der axialen Anlagefläche (303) des Wellenbundes (302) und einer der Anlagefläche zugewandten Seitenfläche der Einzugswalze (400) und/oder zwischen der Umfangsfläche des Fortsatzes (304) und der Innenseite der Durchgangsbohrung ein Zwischenstück (500, 700, 800) oder ein Abschnitt eines Zwischenstücks eingefügt wird, welches im Wesentlichen aus einem druckfesten Nichteisenwerkstoff besteht.
Umformmaschine (100) mit einer Einzugseinrichtung (110) zum Einziehen eines langgestreckten Werkstücks, insbesondere eines Drahts oder eines Rohrs, von einem Werkstückvorrat zu einer Umformeinrichtung (120) der Umformmaschine, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzugseinrichtung (110) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5 ausgebildet ist.
Reparaturset zur Reparatur einer Einzugswalzenanordnung (490), die eine Einzugswelle (300) und eine Einzugswalze (400) aufweist, welche drehfest und auswechselbar an einem Ende einer zugehörigen Einzugswelle (300) befestigt ist, wobei das Reparaturset wenigstens ein Zwischenstück und eine an das Zwischenstück angepasste Einzugswalze aufweist, wobei das Zwischenstück im Wesentlichen aus einem druckfesten Nichteisenwerkstoff besteht.
Verwendung einer Aluminiumbronze zur Herstellung eines Zwischenstücks zum Einfügen zwischen zwei aus Stahl gefertigte Bauteile zur Vermeidung von Passungsrost im Bereich von einander zugeordneten Kontaktflächen der Bauteile.