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Die Erfindung betrifft eine Walzvorrichtung, insbesondere eine Gewindewalzvorrichtung, und ein Verfahren zum Walzen, insbesondere zum Gewindewalzen, und Detektieren eines Schlags.
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Gewinde können durch Umformen in einen Schaft eingebrachte werden. Das Einbringen eines solchen Gewindes erfolgt unter Verwendung von Walzbacken, wobei diese ein Gewinde durch Umformen, nämlich durch Walzen, in das Werkstück einbringen. Der Schaft, in welchen das Gewinde eingebracht wurde, kann jedoch derart beschaffen sein, dass dieser einen Schlag aufweist, daher von einer idealen Zylinderform mit einer geraden Mittelachse abweicht. Um diesen Schlag zu detektieren, wird daher im Stand der Technik eine separate Vorrichtung verwendet. Durch Messen des Schlags kann dann festgestellt werden, ob das Werkstück den gestellten Anforderungen genügt oder ob ein Richten des Werkstücks zur Beseitigung des Schlags erfolgen muss. Durch diese vielen unterschiedlichen Vorrichtungen wird daher eine hohe Bearbeitungsdauer benötigt, sodass ein hoher Kostenaufwand resultiert.
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Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Herstellungsdauer und den Kostenaufwand bei der Fertigung von Mitteln und/oder Vorrichtungen mit gewalzten Gewinden zu reduzieren.
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Diese Aufgabe wird mit einer Walzvorrichtung gemäß Anspruch 1 und mit einem Verfahren zum Walzen und Detektieren eines Schlags gemäß Anspruch 10 gelöst.
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Weitere Merkmale, Ausgestaltungen, Vorteile und Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung, den Figuren sowie aus der Figurenbeschreibung.
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Erfindungsgemäß ist eine Walzvorrichtung, insbesondere eine Gewindewalzvorrichtung. Vorteilhafterweise umfasst die Walzvorrichtung ein Primärwalzwerkzeug, insbesondere eine Primärwalzbacke, und/oder ein Sekundärwalzwerkzeug, insbesondere eine Sekundärwalzbacke, und/oder eine Messvorrichtung, wobei das Primärwalzwerkzeug und das Sekundärwalzwerkzeug insbesondere gewindeprägende Strukturen aufweisen können, wobei das Primärwalzwerkzeug, insbesondere in eine Vorschubrichtung, relativ zu dem Sekundärwalzwerkzeug bewegbar ist, wobei das Primärwalzwerkzeug und das Sekundärwalzwerkzeug beabstandet zueinander, insbesondere in eine Breitenrichtung, angeordnet sind, sodass ein Werkstück zwischen dem Primärwalzwerkzeug und dem Sekundärwalzwerkzeug einbringbar ist, wobei die Walzvorrichtung derart ausgebildet ist, dass das Primärwalzwerkzeug und/oder das Sekundärwalzwerkzeug bei einer Bewegung des Primärwalzwerkzeugs relativ, insbesondere in die Vorschubrichtung, zum Sekundärwalzwerkzeug ein Gewinde in das Werkstück einbringen kann/können und/oder eine Walzkraft auf das Werkstück aufbringen kann/können und wobei das Primärwalzwerkzeug gleichzeitig das Werkstück in eine Rotationsbewegung, insbesondere in/um eine Längsrichtung, und/oder in eine Bewegung entlang der Vorschubrichtung versetzen kann, wobei die Messvorrichtung derart ausgebildet und angeordnet ist, dass die Messvorrichtung einen Schlag des Werkstücks, insbesondere um/in die Längsrichtung, detektieren, insbesondere messen, kann, wenn das Werkstück, insbesondere in Breitenrichtung, zwischen dem Primärwalzwerkzeug und dem Sekundärwalzwerkzeug angeordnet ist. Die erfindungsgemäße Walzvorrichtung dient dazu, eine Walzkraft auf ein Werkstück auszuüben und/oder ein Gewinde in ein Werkstück einzubringen und/oder eine Walzstruktur in ein Werkstück einzubringen und/oder eine Walzkraft auf eine Oberfläche des Werkstücks auszuüben, insbesondere zum Glätten der Oberfläche. Um dies zu erreichen verfügt die Walzvorrichtung, welche insbesondere eine Gewindewalzvorrichtung sein kann, über ein Primärwalzwerkzeug, insbesondere in der Form einer Primärwalzbacke, und ein Sekundärwalzwerkzeug, insbesondere eine Sekundärwalzbacke, wobei diese dazu ausgelegt sind, durch Umformen des Werkstücks ein Gewinde oder eine Walzstruktur, insbesondere eine Rändelung oder eine andere Formschlussstruktur, zu schaffen oder eine Glättung der Oberfläche des Werkstücks herbei zu führen. Hierfür verfügen das Primärwalzwerkzeug und/oder das Sekundärwalzwerkzeug jeweils vorteilhafterweise über gewindeprägende Strukturen, welche vorteilhafterweise als Vorsprünge an der Oberfläche des Primärwalzwerkzeugs und/oder des Sekundärwalzwerkzeugs ausgebildet sind. Zweckmäßigerweise kann die Fläche an oder in die die gewindeprägenden Strukturen in dem Primärwalzwerkzeug und/oder an dem Sekundärwalzwerkzeug ausgebildet sind, eben oder zylindersegmentförmig oder zylindrisch ausgebildet sein. Das Primärwalzwerkzeug der Walz- und/oder der Gewindewalzvorrichtung ist insbesondere zu dem Sekundärwalzwerkzeug bewegbar bzw. verlagerbar angeordnet. Unter bewegbar bzw. verlagerbar ist insbesondere zu verstehen, dass die Walzvorrichtung das Primärwalzwerkzeug relativ zu dem Sekundärwalzwerkzeug bewegen bzw. verlagern kann. Vorteilhafterweise verfügt die Walzvorrichtung daher über einen Antrieb, um automatisch und/oder motorisch das Primärwalzwerkzeug anzutreiben bzw. zu bewegen. Zweckmäßigerweise kann das Primärwalzwerkzeug in eine Vorschubrichtung relativ zu dem Sekundärwalzwerkzeug bewegbar sein. Die Vorschubrichtung ist insbesondere diejenige Richtung, in welche das Primärwalzwerkzeug ihre größte Haupterstreckungsrichtung aufweist. Die Vorschubrichtung kann dabei eine gebogene Richtung sein oder eine gradlinige, insbesondere translatorische, Richtung sein. Die Vorschubrichtung kann parallel oder senkrecht zur Längsrichtung orientiert sein. Alternativ oder zusätzlich bevorzugt wird das Werkstück durch die Walzvorrichtung, bevorzugt durch die Relativbewegung zwischen dem Primärwalzwerkzeug und dem Sekundärwalzwerkzeug, insbesondere beim Gewindeformen oder -prägen, in Vorschubrichtung verlagert bzw. befördert. Neben der Bewegbarkeit des Primärwalzwerkzeugs in Vorschubrichtung kann das Primärwalzwerkzeug auch in Breitenrichtung relativ zum Sekundärwalzwerkzeug bewegbar sein. Die Beweglichkeit in Breitenrichtung ist dabei vorteilhafterweise jedoch geringer als in Vorschubrichtung. Die Breitenrichtung ist insbesondere diejenige Richtung, welche senkrecht zur Vorschubrichtung angeordnet ist. Alternativ oder zusätzlich bevorzugt kann die Breitenrichtung auch diejenige Richtung sein, welche normal zur Bearbeitungsfläche des Primärwalzwerkzeugs und/oder zum Sekundärwalzwerkzeug steht. Die Bearbeitungsfläche des Primärwalzwerkzeugs und/oder des Sekundärwalzwerkzeugs wiederum kann insbesondere diejenige Fläche des Primärwalzwerkzeugs und/oder des Sekundärwalzwerkzeugs sein, welche die gewindeprägenden Strukturen aufweist und/oder welche während des Gewindeeinbringens in Eingriff und/oder während der Bearbeitung in Kontakt mit dem Werkstück steht. Um ein Einfügen des Werkstücks zwischen dem Primärwalzwerkzeug und dem Sekundärwalzwerkzeug zu ermöglichen, sind das Primärwalzwerkzeug und das Sekundärwalzwerkzeug in Breitenrichtung beabstandet zueinander, sodass das Werkstück zwischen die selbigen, in den vorhandenen Spalt, eingebracht werden kann. Das Werkstück selber ist insbesondere ein Werkstückrohling, welcher insbesondere in dem Bereich, in welchen das Gewinde eingebracht werden soll oder welches mittels der Walzvorrichtung bearbeitet oder umgestaltet werden soll, zylinderförmig und/oder eine außen runde Ausgestaltung aufweist. Dem Werkstück soll im Rahmen der Bearbeitung durch die Walzvorrichtung insbesondere ein Außengewinde eingeprägt werden, sodass das Werkstück in ein Muttergewinde einschraubbar ist. Daher ist die Walzvorrichtung zweckmäßigerweise derart ausgebildet, dass das Primärwalzwerkzeug bei einer Bewegung, insbesondere aufgrund der Relativbewegung zum Sekundärwalzwerkzeug und/oder in Richtung der Vorschubrichtung, ein Gewinde in das Werkstück einbringt oder zumindest die Oberfläche des Werkstücks umformt oder glättet. Diese Relativbewegung zwischen dem Primärwalzwerkzeug und dem Sekundärwalzwerkzeug ist insbesondere derart beschaffen, dass durch den Kontakt des Werkstücks mit dem Primärwalzwerkzeug und/oder dem Sekundärwalzwerkzeug das Werkstück sowohl in eine Rotationsbewegung, welche insbesondere um eine Längsrichtung verführt wird, und gleichzeitig in eine Bewegung entlang der Vorschubrichtung versetzt wird. Die Relativbewegung kann zwischen dem Primärwalzwerkzeug und dem Sekundärwalzwerkzeug, insbesondere in Vorschubrichtung, während des Bearbeitens des Werkstücks eine Rotationsbewegung, insbesondere um die Längsrichtung, und/oder eine Transportbewegung, insbesondere in Vorschubrichtung, des Werkstücks verursachen. Die Längsrichtung ist insbesondere derart beschaffen, dass diese senkrecht auf der Breitenrichtung und/oder auf der Vorschubrichtung steht. Zweckmäßigerweise erstreckt sich die Bearbeitungsfläche des Primärwalzwerkzeugs und/oder des Sekundärwalzwerkzeugs in einer Ebene, welche durch die Längsrichtung und die Vorschubrichtung aufgespannt ist. Die Längsrichtung kann insbesondere auch oder alternativ diejenige Richtung sein, in welche das Werkstück seine größte Hauptabmessung aufweist. Zusätzlich zu dem Primärwalzwerkzeug und dem Sekundärwalzwerkzeug verfügt die Walzvorrichtung auch über eine Messvorrichtung, welche derart ausgebildet und angeordnet ist, dass diese einen Schlag des Werkstücks, insbesondere um die Längsachse, detektieren und/oder messen kann. Die Messvorrichtung dient daher insbesondere dazu, festzustellen, ob das Werkstück einen Schlag aufweist. Ein Schlag im Sinne der Erfindung ist insbesondere dann gegeben, wenn der Schlag einen gewissen Schwellenwert überschreitet. Unter einem Schlag ist dabei zu verstehen, dass insbesondere die Mittelachse des Werkstücks und/oder die Rotationssymmetrieachse des Werkstücks gerade nicht geradlinig ausgebildet ist, sondern beispielsweise in einer gebogenen bzw. gekrümmten und/oder abgeknickten Form. Alternativ oder zusätzlich bevorzugt kann der Schlag auch durch die Rundlaufgenauigkeit des Werkstücks definiert sein. Die Symmetrieachse und/oder die Rotationssymmetrieachse und/oder die Längserstreckungsrichtungsachse des Werkstücks ist dabei insbesondere zumindest im Wesentlichen parallel zur Längsrichtung, wobei unter einem im Wesentlichen parallel zu verstehen ist, dass der maximale Abweichungswinkel zwischen den beiden Richtungen 15°, bevorzugt 10°, besonders bevorzugt 5° und besonders stark bevorzugt maximal 2° betragen darf. Die Messvorrichtung ist dabei derart ausgebildet und/oder angeordnet, sodass diese das Messen und/oder Detektieren des Schlags des Werkstücks, insbesondere um die Längsachse, dann detektieren oder messen kann, wenn das Werkstück sich zwischen dem Primärwalzwerkzeug und dem Sekundärwalzwerkzeug befindet. Beispielsweise kann dies dann erreicht werden, wenn Messmittel der Messvorrichtung in Längsrichtung und/oder in Breitenrichtung beabstandet zu dem Spalt zwischen dem Primärwalzwerkzeug und dem Sekundärwalzwerkzeug angeordnet sind. Vorteilhafterweise sind diese Messmittel jedoch in Vorschubrichtung zumindest teilweise überdeckend mit dem Primärwalzwerkzeug und/oder dem Sekundärwalzwerkzeug angeordnet. Unter einem Überdecken ist insbesondere zu verstehen, dass die senkrechten Projektionen auf die jeweils maßgebliche Richtung sich teilweise überschneiden. Durch die Anordnung und die Ausbildung der Messvorrichtung derart, dass diese den Schlag des Werkstücks, insbesondere um die Längsrichtung, während des Aufenthalts des Werkstücks zwischen dem Primärwalzwerkzeug und dem Sekundärwalzwerkzeug messen kann, kann die Walzvorrichtung zeitgleich ein Gewinde in das Werkstück einbringen und/oder das Werkstück umformen oder glätten und den Schlag des Werkstücks detektieren. Somit kann durch die erfindungsgemäße Vorrichtung eine weitere Vorrichtung eingespart werden und darüber hinaus auch die Bearbeitungszeit des Werkstücks reduziert werden, sodass hierdurch Kosten gespart werden können.
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Bevorzugt ist das Primärwalzwerkzeug eine Walze, insbesondere eine Gewindewalze, eine Rolle, eine Primärwalzbacke oder ein segmentiertes Primärwalzwerkzeug. Der Vorteil der Ausgestaltung des Primärwalzwerkzeugs als eine Walze, insbesondere als eine Gewindewalze, liegt insbesondere in dem hierdurch resultierenden geringen Bauraumbedarf. Sollte das Primärwalzwerkzeug hingegen ein segmentiertes Walzwerkzeug sein, so kann hierdurch eine besonders hohe Produktivität erreicht werden. Sollte das Primärwalzwerkzeug jedoch eine Primärwalzbacke sein, so kann hierdurch insbesondere eine einfache und kostengünstige Herstellung des Primärwalzwerkzeugs erreicht werden. Vorteilhafterweise kann die Primärwalzbacke eine Flachbacke sein.
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Bevorzugt ist das Sekundärwalzwerkzeug eine Walze, insbesondere eine Gewindewalze, eine Rolle, eine Sekundärwalzbacke oder ein segmentiertes Sekundärwalzwerkzeug. Der Vorteil der Ausgestaltung des Sekundärwalzwerkzeugs als eine Walze, insbesondere als eine Gewindewalze, liegt insbesondere in dem hierdurch resultierenden geringen Bauraumbedarf. Sollte das Sekundärwalzwerkzeug hingegen ein segmentiertes Walzwerkzeug sein, so kann hierdurch eine besonders hohe Produktivität erreicht werden. Sollte das Sekundärwalzwerkzeug jedoch eine Sekundärwalzbacke sein, so kann hierdurch insbesondere eine einfache und kostengünstige Herstellung des Sekundärwalzwerkzeugs erreicht werden. Vorteilhafterweise kann die Sekundärwalzbacke eine Flachbacke sein.
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Vorteilhafterweise ist die Vorschubrichtung eine Translationsrichtung. Unter einer Translationsrichtung ist insbesondere zu verstehen, dass die Bewegung eine rein lineare Bewegung ist und somit keine gebogene und/oder Rotationsrichtung. Hierdurch kann eine besonders einfache und mechanisch sichere Führung erreicht werden. Alternativ oder zusätzlich bevorzugt kann das Primärwalzwerkzeug neben der Vorschubrichtung jedoch auch eine Translationsbewegung in Richtung der Breitenrichtung vollführen. Hierdurch kann in einfacher Weise das Werkstück außer Eingriff mit dem Primärwalzwerkzeug und/oder dem Sekundärwalzwerkzeug gelangen.
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Zweckmäßigerweise weist das Primärwalzwerkzeug auf der dem Sekundärwalzwerkzeug, insbesondere in Breitenrichtung, zugewandten Seite gewindeprägende Strukturen auf und/oder wobei das Sekundärwalzwerkzeug auf der dem Primärwalzwerkzeug, insbesondere in Breitenrichtung, zugewandten Seite gewindeprägende Strukturen aufweist. Hierdurch kann eine besonders einfache und effektive Gewindeeinbringungsmöglichkeit durch das Primärwalzwerkzeug und/oder durch das Sekundärwalzwerkzeug erreicht werden. Darüber hinaus kann hierdurch auch eine besonders kompakte Anordnung des Sekundärwalzwerkzeugs und/oder des Primärwalzwerkzeugs zum Gewindewalzen und/oder zum Gewindeumformen erreicht werden, wobei beide diese Arten der Fertigung auch als Prägen bezeichnet werden können.
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Vorteilhafterweise weist as Primärwalzwerkzeug im Vergleich zu dem Sekundärwalzwerkzeug eine größere Erstreckung in Vorschubrichtung auf. Das Primärwalzwerkzeug kann in Vorschubrichtung größer dimensioniert sein als das Sekundärwalzwerkzeug. Unter einem größer kann dabei insbesondere verstanden werden, dass die größte Abmessung der maßgeblichen Richtung 10 %, bevorzugt zumindest 20 %, besonders bevorzugt zumindest 30 % und besonders stark bevorzugt zumindest 40 %, größer in Relation zu dem kleineren Walzwerkzeug ist. Durch diese Art der Ausgestaltung des Primärwalzwerkzeugs in seiner Dimension in Vorschubrichtung im Vergleich zum Sekundärwalzwerkzeug kann eine besonders gute Möglichkeit geschaffen werden, das Werkstück durch den, insbesondere in Breitenrichtung und Längsrichtung sich erstreckenden Spalt, zwischen dem Primär- und der Sekundärwalzwerkzeug zu führen. Maßgeblich für die Erstreckungsgröße ist dabei insbesondere die Erstreckung der Bearbeitungsflächen der Walzbacken bzw. der Walzwerkzeuge.
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Vorteilhafterweise ist die Messvorrichtung eine berührungslose Messvorrichtung. Unter einer berührungslosen Messvorrichtung ist dabei zu verstehen, dass die Mittel bzw. Messmittel, welche berührungslos sind, der Messvorrichtung keinerlei Kontakt mit dem Werkstück während des Mess- und/oder Erfassungsvorgangs aufweisen. Durch eine berührungslose Ausgestaltung der Messvorrichtung kann diese besonders verschleißarm betrieben werden, sodass hierdurch die Langlebigkeit der Messvorrichtung gesteigert werden kann. Neben einer berührungslosen Ausgestaltung der Messvorrichtung kann jedoch auch eine berührende Ausgestaltung der Mittel- oder der Messmittel vorgesehen sein. Vorteilhafterweise kann die Messvorrichtung jedoch berührungslos und berührend ausgestaltet sein bzw. deren Mittel bzw. Messmittel. Hierunter ist insbesondere zu verstehen, dass die Messvorrichtung Messmittel zur Erfassung und/oder Messung des Schlags, insbesondere um die Längsrichtung, aufweist, wobei einige dieser Messmittel das Werkstück während der Messung kontaktieren und andere Messmittel während der Messung keinen Kontakt mit dem Werkstück ausbilden und/oder aufweisen. Durch die Verwendung von mehreren unabhängigen, insbesondere berührenden und nicht berührenden, Messverfahren zur Detektion und/oder zur Messung des Schlages kann die Aussagekraft der Messung gesteigert werden, sodass dessen Zuverlässigkeit erhöht werden kann.
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Vorteilhafterweise weist die Messvorrichtung einen Emittenten, insbesondere einen optischen Emittenten, auf, welcher dazu ausgelegt ist, Messsignale auszugeben. Die Messvorrichtung kann eine Messsignalquelle aufweisen. Die Messsignale können insbesondere optische Signale und/oder akustische Signale, insbesondere Ultraschall, sein. Durch das Vorsehen eines Emittenten kann in besonders vorteilhafter Weise ein von der natürlichen Umgebung differenziertes Messsignal, beispielsweise im Vergleich zum natürlichen Umgebungslicht, zur Messung verwendet werden. Hierdurch kann die Zuverlässigkeit der Messvorrichtung gesteigert werden. Messsignale sind insbesondere jegliche Informationsträger und/oder Signale, die dazu dienen, den Schlag direkt oder indirekt unter Ausnutzung der Messsignale zu detektieren oder zu messen.
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Vorteilhafterweise ist zumindest ein Emittent der Messvorrichtung ein Laser. Durch die Verwendung eines Lasers kann ein sehr kleiner fokussierter Bereich im Raum - als Messvolumen/-fläche - erreicht werden. Daher kann hierdurch insbesondere eine besonders exakte und genaue Feststellung im Hinblick auf den Schlag erreicht werden.
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Beispielsweise kann die Messvorrichtung eine Licht- und/oder Laserschranke sein oder umfassen.
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Vorteilhafterweise ist der Emittent zumindest im Wesentlichen parallel zur Vorschubrichtung orientiert. Die Orientierung des Emittenten ist dabei diejenige Richtung, in welche der Emittenten die Messsignale entsendet. Durch die Vorsehung dahingehend, dass der Emittent parallel bzw. zumindest im Wesentlichen parallel zur Vorschubrichtung orientiert ist, kann in besonders einfacher Weise der Schlag gemessen oder detektiert werden, insbesondere durch einen Messschattenwurf des Werkstücks.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform weist die Messvorrichtung eine Vielzahl von Emittenten auf, wobei zumindest zwei Emittenten, besonders bevorzugt drei Emittenten, besonders stark bevorzugt vier Emittenten, insbesondere in Längsrichtung und/oder Breitenrichtung, voneinander beabstandet sind. Vorteilhafterweise sind zumindest zwei, bevorzugt drei, besonders bevorzugt vier, Emittenten jeweils zueinander in Längsrichtung beabstandet. Hierdurch kann erreicht werden, dass die Messvorrichtung den Schlag des Werkstücks an verschiedensten zueinander jeweils beabstandeten Positionen, insbesondere in Längsrichtung, detektieren und/oder messen kann.
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Vorteilhafterweise weist die Messvorrichtung eine Detektionsvorrichtung, insbesondere eine Kamera und/oder ein Mikrofon und/oder eine Kontaktbacke, auf, wobei die Detektionsvorrichtung insbesondere dazu ausgelegt ist, die Messsignale des Emittenten zu empfangen und/oder einen Schlag des Werkstücks zu detektieren. Die Detektionsvorrichtung kann daher insbesondere eine Messsignalempfangsvorrichtung, insbesondere des Emittenten, sein. Daher kann die Messvorrichtung beispielsweise eine Kamera und/oder ein Mikrofon sein oder umfassen. Alternativ oder zusätzlich bevorzugt kann die oder eine der Detektionsvorrichtungen der Messvorrichtung auch eine kontaktierende Detektionsvorrichtung sein, welche insbesondere durch Kontakt mit dem Werkstück den Schlag des Werkstücks detektiert und/oder feststellt. Die Detektionsvorrichtung kann daher auch eine Kontaktbacke und/oder eine Kontaktvorrichtung sein. Diese Kontaktvorrichtung kann insbesondere aufgrund der ausgeübten Kräfte auf die selbige, insbesondere durch das Werkstück, feststellen und/oder detektieren, dass ein Schlag des Werkstücks vorliegt.
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In einer alternativen Ausführungsform oder einer bevorzugten Ausführungsform kann die Messvorrichtung eine berührende Messvorrichtung sein. Hierdurch kann eine besonders ausfallsichere und zuverlässige Messvorrichtung erreicht werden. Wie bereits dargelegt kann die Messvorrichtung eine berührende und berührungslose Messvorrichtung sein, sodass die selbige berührende und berührungslose Messmittel, insbesondere einen Laser und eine Kontaktbacke, aufweist. Hierdurch kann die Zuverlässigkeit der Messvorrichtung weiter gesteigert werden.
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Bevorzugt weist die Messvorrichtung ein oder eine Vielzahl von Kontaktbacken auf, wobei die Messvorrichtung Mittel zur Detektion eines Kontaktes des Werkstücks mit der oder den Kontaktbacken aufweist, oder wobei die Messvorrichtung Mittel zur Detektion einer Kraft, welche auf die Kontaktbacke aufgebracht ist und/oder sind, aufweist. Die Kontaktbacken sind insbesondere derart angeordnet, sodass diese bei dem Durchlaufen des Werkstücks während des Gewindeaufbringens zwischen der Primär- und der Sekundärbacke bei einem Schlag des Werkstücks durch das selbige kontaktiert werden können. Die Kontaktbacken können daher insbesondere eine Fläche aufweisen, dessen Projektion in Längsrichtung die Projektion der Bearbeitungsfläche des Primärwalzwerkzeugs und/oder des Sekundärwalzwerkzeugs kontaktiert und/oder von dieser maximal 1 mm, bevorzugt maximal 2 mm, besonders stark bevorzugt maximal 4 mm, beabstandet ist, insbesondere in Breitenrichtung. Die Kontaktbacken können dabei derart mit Mitteln versehen sein und/oder die Messvorrichtung kann Mittel vorsehen, welche dazu dienen, einen Kontakt des Werkstücks mit der oder den Kontaktbacken zu detektieren. Hierdurch kann somit in einfacher Weise eine Detektion des Schlages erfolgen. Alternativ oder zusätzlich bevorzugt kann die Messvorrichtung und/oder die Kontaktbacke auch ein Mittel zur Detektion einer Kraft, insbesondere in Breitenrichtung, aufweisen. Hierdurch kann ebenfalls ein Kontakt des Werkstücks mit der Kontaktbacke detektiert werden. Durch die Verwendung von Kontaktbacken kann daher besonders einfach eine Detektion des Schlages des Werkstücks erfolgen und darüber hinaus ist eine derartige Detektion oder Messung des Schlages auch besonders verschmutzungsunanfällig, sodass eine derartige Vorrichtung auch in verschmutzten Umgebungen gute und zuverlässige Ergebnisse liefern kann.
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Ein weiterer Aspekt der Erfindung kann ein Verfahren zum Walzen, insbesondere Gewindewalzen, und Detektieren eines Schlages betreffen, insbesondere unter Verwendung einer Walzvorrichtung, vorteilhafterweise wie vorhergehend und nachfolgend beschrieben, betreffen. Vorteilhafterweise kann das Verfahren zum Walzen und Detektieren eines Schlages, insbesondere eines Werkstückes, dabei auch die vorher genannten Merkmale und Eigenschaften sowie Vorteile in Hinblick auf die Walzvorrichtung in äquivalenterweise für das Verfahren zum Walzen und Detektieren eines Schlages aufweisen. Vorteilhafterweise umfasst das Verfahren zum Walzen und Detektieren eines Schlages die Schritte:
- - Aufnehmen eines Werkstücks zwischen einem Primärwalzwerkzeug und einem Sekundärwalzwerkzeug einer Walzvorrichtung, wobei Walzvorrichtung eine Messvorrichtung aufweist;
- - Bewegen des Primärwalzwerkzeugs relativ, insbesondere in eine Vorschubrichtung, zum Sekundärwalzwerkzeug, wobei durch diese Bewegung ein Gewinde in das Werkstück eingebracht wird und/oder ein Walzstruktur in das Werkstück eingebracht wird und/oder eine Glättung einer Oberfläche des Werkstücks erfolgt, wobei gleichzeitig das Werkstück durch die relativ Bewegung zwischen dem Primärwalzwerkzeug und dem Sekundärwalzwerkzeug in eine Rotationsbewegung, insbesondere um eine Längsrichtung, und/oder in eine Bewegung entlang der Vorschubrichtung versetzt wird,
- - Detektieren oder Messen des Schlags des Werkstücks durch die Messvorrichtung während das Werkstück, insbesondere in einer Breitenrichtung, zwischen dem Primärwalzwerkzeug und dem Sekundärwalzwerkzeug angeordnet ist. Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann daher insbesondere der Verfahrensschritt des Detektierens und/oder Messens des Schlages zeitgleich mit dem Aufbringen eines Gewindes in ein Werkstück und/oder dem Einbringen einer Walzstruktur und/oder dem Glätten des Werkstücks erfolgen, sodass wertvolle Produktionszeit gespart werden kann.
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Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mit Bezug auf die Figuren. Einzelne Merkmale der dargestellten Ausführungsformen können dabei auch in anderen Ausführungsformen eingesetzt werden, sofern dies nicht ausdrücklich ausgeschlossen wurde. Es zeigen:
- 1 eine Walzvorrichtung mit einer berührungslosen Messvorrichtung; und
- 2 eine alternative Ansicht einer Walzvorrichtung in Richtung der Längsrichtung; und
- 3 eine Walzvorrichtung, welche Kontaktbacken aufweist.
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In 1 ist eine Walzvorrichtung 1 gezeigt, welche eine Gewindewalzvorrichtung ist. Die Gewindewalzvorrichtung 1 verfügt über ein Primärwalzwerkzeug 10 in der Form einer Primärwalzbacke und ein Sekundärwalzwerkzeug 12 in der Form einer Sekundärwalzbacke. Die Primärwalzbacke 10 und die Sekundärwalzbacke 12 verfügen über gewindeprägende Strukturen 40, wobei die gewindeprägenden Strukturen 40 jeweils auf der Bearbeitungsfläche der Primärwalzbacke 10 und der Sekundärwalzbacke 12 angeordnet sind, wobei die Bearbeitungsflächen der Primärwalzbacke 10 und der Sekundärwalzbacke 12 jeweils eine Normale in Breitenrichtung B aufweisen. Die Breitenrichtung B steht dabei senkrecht auf der Vorschubrichtung V sowie auf der Längsrichtung L. Die Primärwalzbacke 10 ist verschieblich in Vorschubrichtung V relativ zur Sekundärwalzbacke 12 angeordnet. Durch die relative Bewegung der Primärwalzbacke 10 in Vorschubrichtung V zur Sekundärwalzbacke 12 kann das oder die Werkstücke 100, welche in dem Spalt zwischen der Primärwalzbacke 10 und der Sekundärwalzbacke 12 angeordnet sind, sowohl in eine Rotationsbewegung um die Längsrichtung L versetzt werden als auch entlang der Vorschubrichtung V verlagert werden. Die Werkstücke 100 erstrecken sich dabei zumindest großteilig im Wesentlichen entlang der Längsrichtung L. Um einen Schlag der Werkstücke 100 zu detektieren, verfügt die Gewindewalzvorrichtung 1 über eine Messvorrichtung 20, welche über einen Emittenten 26 und eine Detektionsvorrichtung 22 verfügt. Wie in der 1 ersichtlich, ist der Emittent 26 eine Laser, wobei der Laserstrahl, welcher vom Emittenten 26 emittiert wird, auf die Detektionsvorrichtung 22 nicht auftreffen kann, denn zumindest ein Werkstück 100 weist einen derartigen Schlag um die Längsrichtung L auf, sodass ein Auftreffen des Messsignals des Emittenten 26 auf die Detektionsvorrichtung 22 verhindert ist.
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In 2 ist eine schematische Ansicht einer Walzvorrichtung 1 in Längsrichtung L gezeigt. Zwischen dem Primärwalzwerkzeug 10 und dem Sekundärwalzwerkzeug 12 - in dem dort befindlichen Spalt - ist das Werkstück 100 angeordnet. Die gewindeprägenden Strukturen 40 des Primärwalzwerkzeugs 10 und des Sekundärwalzwerkzeugs 12 sind dabei an der der jeweils anderen Walzbacke zugewandten Fläche der jeweiligen Walzbacke angeordnet und weisen darüber hinaus jeweils auch eine Normale in Breitenrichtung B auf. Die Breitenrichtung B steht senkrecht auf der Längsrichtung L und der Vorschubrichtung V. Die Breitenrichtung B, die Längsrichtung L und die Vorschubrichtung V bilden dabei ein rechtwinkliges Koordinatensystem miteinander. In anderen Worten können diese drei Raumrichtungen jeweils senkrecht aufeinander stehen.
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In 3 ist eine alternative Ausgestaltung einer Gewindewalzvorrichtung 1 gezeigt. Prinzipiell ähnelt die in der 3 dargestellte Ausführungsform dabei der in der 1 dargestellten Ausführungsform. In der 3 ist jedoch eine berührende Messvorrichtung gezeigt, welche über mehrere Detektionsvorrichtungen 22 verfügt, welche jeweils zumindest eine Kontaktbacke 24 aufweisen. Die Kontaktbacken 24 und/oder die Detektionsvorrichtungen 22 sind dabei in Längsrichtung L jeweils beabstandet zueinander angeordnet. Die Kontaktbacken 24 verfügen jeweils über Mittel zur Detektion eines Kontaktes des Werkstücks mit der oder den Kontaktbacken 24, um so einen Schlag des Werkstücks 100 um die Längsrichtung L detektieren zu können.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Gewindewalzvorrichtung / Walzvorrichtung
- 10
- Primärwalzwerkzeug
- 12
- Sekundärwalzwerkzeug
- 20
- Messvorrichtung
- 22
- Detektionsvorrichtung
- 24
- Kontaktbacken
- 26
- Emittent
- 40
- gewindeprägende Strukturen
- 100
- Werkstück
- B
- Breitenrichtung
- L
- Längsrichtung
- V
- Vorschubrichtung
