EP1454684A2 - Verfahren zum Umformen eines Werkstückes und Walzmaschine - Google Patents
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Abstract
Description
- FIG 1
- eine Walzmaschine mit zwei Walzen und einem gemeinsamen Antrieb in einer teilweise geschnittenen Längsansicht,
- FIG 2
- die Walzmaschine gemäß FIG 1 in einer teilweise geschnittenen Draufsicht von oben,
- FIG 3
- die Walzmaschine gemäß FIG 1 und FIG 2 in einer Seitenansicht,
- FIG 4
- die beiden Arbeitswalzen einer Walzmaschine im Querschnitt vor Einbringen des Werkstückes,
- FIG 5
- die beiden Arbeitswalzen der Walzmaschine beim Einbringen des Werkstückes,
- FIG 6
- die Arbeitswalzen mit dem bearbeiteten Werkstück im Querschnitt,
- FIG 7
- die beiden Arbeitswalzen beim Auswerfen des Werkstückes und
- FIG 8
- eine mögliche Abhängigkeit der Winkelgeschwindigkeit einer Arbeitswalze vom Drehwinkel in einem Diagramm
- FIG 9
- eine weitere mögliche Abhängigkeit der Winkelgeschwindigkeit einer Arbeitswalze vom Drehwinkel in einem Diagramm
- FIG 10
- eine Ausführungsform einer Walzmaschine mit zwei Walzen und unabhängigen Antrieben für die Walzen in einer teilweise geschnitten Längsansicht und
- FIG 11
- die Walzmaschine gemäß FIG 10 in einer Seitenansicht.
- 1
- Walzmaschine
- 2,3
- Arbeitswalze
- 4
- Antriebsmotor
- 5
- Steuerzahnrad
- 6
- Trägereinrichtung
- 6A bis 6D
- Trägerelement
- 6E
- Bodenplatte
- 7A bis 7D
- Zuganker
- 8A bis 8D
- Führung
- 9
- Schneckenrad
- 9B, 9C
- Gegenmutter
- 10
- Werkstück
- 12
- Halteeinrichtung
- 12A, 12B
- Teil
- 13
- Halteeinrichtung
- 13A, 13B
- Teil
- 14, 15
- Aufnahme
- 16
- Feder
- 18, 19
- Zahnrad
- 20, 21
- Werkzeug
- 23
- Aussparung
- 24, 25
- Fortsatz
- 30, 31
- Werkzeug
- 33
- Aussparung
- 42, 43
- Rotationsantrieb
- 45
- Abtriebswelle
- 46, 47
- Rotationsantriebsgetriebe
- 50
- Boden
- 60
- Positioniereinrichtung
- 61, 62
- Positionierteile
- A, B
- Drehachse
- C, D
- Antriebsachse
- G
- Gravitationskraft
- M
- Mittelachse
- P
- Positionierachse
- R
- Rotationsachse
- w
- Werkzeugabstand
- W
- Walzenabstand
Claims (23)
- Verfahren zum Umformen eines Werkstücks, bei dema) das Werkstück zwischen wenigstens zwei rotierenden, mit Werkzeugen bestückten Walzen angeordnet wird undb) die Rotationsgeschwindigkeit wenigstens einer der Walzen in Abhängigkeit von der Drehposition wenigstens einer der Walzen gesteuert oder geregelt wird.
- Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Abhängigkeit der Rotationsgeschwindigkeit von der Drehposition der Walze(n) abhängig vom bearbeiteten Werkstück gewählt ist.
- Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, bei dem das Werkstücka) während einer ersten Prozessphase, vorzugsweise mittels einer Positioniereinrichtung, zwischen den Walzen positioniert wird,b) während einer zweiten Prozessphase zwischen den Werkzeugen der Walzen umgeformt wird undc) während einer dritten Prozessphase wieder aus dem Zwischenraum zwischen den Walzen entnommen oder ausgeworfen wird.
- Verfahren nach Anspruch 3, bei dem die Rotationsgeschwindigkeit in der ersten Prozessphase wenigstens im Mittel geringer ist als während der zweiten Prozessphase und/oder bei dem die Rotationsgeschwindigkeit der Walzen während der zweiten Prozessphase zumindest im Mittel größer ist als während der dritten Prozessphase.
- Verfahren nach Anspruch 3 oder Anspruch 4, bei dem das Werkstück zu Beginn der zweiten Prozessphase von dem oder den Werkzeug(en) wenigstens einer Walze erfasst wird und während der zweiten Prozessphase zwischen den Werkzeugen der beiden Walzen umgeformt wird und zu Beginn der dritten Prozessphase aus dem Zwischenraum zwischen den Walzen ausgeworfen wird.
- Verfahren nach Anspruch 5, bei dem die Rotationsgeschwindigkeit nach Erfassen des Werkstückes durch die Werkzeuge der Walze(n) in der zweiten Prozessphase erhöht wird und/oder bei dem die Rotationsgeschwindigkeit vor dem Auswerfen des Werkstückes in der dritten Prozessphase erniedrigt wird und/oder bei dem die Rotationsgeschwindigkeit beim Erfassen des Werkstückes zu Beginn der zweiten Prozessphase und zum Ende der zweiten Prozessphase etwa gleich ist.
- Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 6, bei dem die Rotationsgeschwindigkeit wenigstens einer der Walzen während der zweiten Prozessphase zumindest teilweise konstant gehalten wird oder bei dem die Rotationsgeschwindigkeit wenigstens einer der Walzen während der zweiten Prozessphase, insbesondere gemäß einem vorgegebenen Verlauf oder einer vorgegebenen Abhängigkeit, verändert wird.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 7, bei dem die zweite Prozessphase einzelne Teilprozessphasen umfasst, während der vorzugsweise das Werkstück von verschiedenen Werkzeugen auf den Walzen umgeformt wird, wobei vor oder nach einer Teilprozessphase und/oder zwischen den Teilprozessphasen und/oder während der Teilprozessphasen die Rotationsgeschwindigkeit verändert wird und/oder wobei die Rotationsgeschwindigkeit vor wenigstens einer oder vor jeder, Teilprozessphase reduziert wird.
- Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Rotationsgeschwindigkeit und/oder Drehrichtung der Walzen wenigstens phasenweise im Wesentlichen gleich zueinander eingestellt werden bzw. wird und/oder bei dem die Rotationsgeschwindigkeit und/oder Drehrichtung der Walzen wenigstens phasenweise unterschiedlich zueinander eingestellt werden bzw. wird.
- Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die aktuelle Drehposition der Walze(n) aus einer Ausgangsposition oder Referenzposition der Walze(n) und dem Verlauf der Rotationsgeschwindigkeit ermittelt wird oder bei dem die Drehposition der Walze(n) mittels wenigstens einer Positionserfassungseinrichtung bestimmt wird.
- Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Rotationsgeschwindigkeit bei wenigstens einer Drehposition verringert wird, um eine Überbeanspruchung des Werkstücks bei dieser Drehposition zu vermeiden, und/oder bei dem die Rotationsgeschwindigkeit bei wenigstens einer Drehposition so gesteuert oder geregelt wird, dass das auf die zugehörige Walze ausgeübte Drehmoment bei dieser Drehposition einen vorgegebenen Wert annimmt oder nicht überschreitet.
- Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die aktuelle Position der Werkzeuge auf den Walzen bestimmt wird und eine Referenzdrehposition der Walzen abhängig von der bestimmten aktuellen Position der Werkzeuge eingestellt wird.
- Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehende Ansprüche, bei dem das Werkstück kaltumgeformt oder warmumgeformt oder heißumgeformt wird und/oder bei dem das Werkstück aus einem eisenhaltigen Werkstoff oder aus einem nicht eisenhaltigen metallischen Werkstoff besteht.
- Walzmaschine, insbesondere zum Durchführen eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mita) wenigstens zwei rotierbaren oder rotierenden, mit Werkzeugen bestückbaren oder bestückten Walzen zum Umformen eines zwischen den Walzen anordenbaren oder angeordneten Werkstücks,b) wenigstens einem Antrieb zum Antreiben der Walzen,
wobeic) der wenigstens eine Antrieb wenigstens einen Permanentmagnet-Motor, insbesondere einen Torque-Motor, umfasst. - Walzmaschine nach Anspruch 14, bei der jeder Permanentmagnet-Motor auf die Nenndrehzahl zum Betrieb der Walze(n) innerhalb eines maximalen Drehwinkelintervalls von höchstens 3° oder von höchstens 2,2° oder höchstens 1° oder sogar höchstens 0,5° beschleunigt oder verzögert.
- Walzmaschine nach Anspruch 14 oder Anspruch 15, bei der wenigstens ein oder jeder Permanentmagnet-Motor ein Nenndrehmoment zwischen etwa 5.000 Nm und etwa 80.000 Nm oder zwischen etwa 35.000 Nm und etwa 60.000 Nm aufweist und/oder bei der wenigstens ein oder jeder Permanentmagnet-Motor eine Nenndrehzahl zwischen etwa 20 U/min und 800 U/min oder zwischen etwa 30 U/min und 500 U/min aufweist.
- Walzmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 14 bis 16, bei der ein gemeinsamer Antrieb für wenigstens zwei der Walzen vorgesehen ist, der neben dem wenigstens einen Permanentmagnet-Motor wenigstens ein Getriebe umfasst zur Übertragung der Drehkraft oder der Drehbewegung des Permanentmagnet-Motors auf die wenigstens zwei Walzen, wobei vorzugsweise das Getriebe wenigstens ein mit der Abtriebswelle des Permanentmagnet-Motors gekoppeltes zentrales Antriebszahnrad sowie zwei mit dem Antriebszahnrad in Eingriff stehende oder bringbare und mit jeweils einer der Walzen gekoppelte Walzenzahnräder umfasst und/oder vorzugsweise das Übersetzungsverhältnis des Getriebes vom Antriebsmotor auf jede der Walzen gleich ist oder in einem Bereich zwischen 1 : 1 und 1 : 1,5 liegt.
- Walzmaschine nach Anspruch 17, bei der das Zahnflankenspiel oder der Zahneingriff der Walzenzahnräder zum Antriebszahnrad einstellbar oder korrigierbar ist, vorzugsweise Mittel zum Bewegen des Antriebszahnrades, vorzugsweise zusammen mit dem Permanentmagnet-Motor, relativ zu den Walzenzahnrädern vorgesehen sind, insbesondere wenigstens ein Verstellantrieb.
- Walzmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 14 bis 18 mit Mitteln zum Einstellen der relativen Winkelposition der beiden Walzen zueinander, die vorzugsweise ein mit einer der Walzen gekoppeltes Schneckenrad umfassen.
- Walzmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 14 bis 19 und/oder zum Durchführen eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 13 mita) wenigstens zwei rotierbaren oder rotierenden, mit Werkzeugen bestückbaren oder bestückten Walzen zum Umformen eines zwischen den Walzen anordenbaren oder angeordneten Werkstücks,b) wobei jeder Walze wenigstens ein Antrieb zugeordnet ist zum unabhängigen Antreiben der Walzen.
- Walzmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 14 bis 20, bei der wenigstens ein Antrieb einen Umrichter zum Versorgen des Motors mit elektrischer Energie aufweist.
- Walzmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 14 bis 21, umfassend wenigstens eine Positionserfassungseinrichtung zum Erfassen oder Bestimmen der Drehposition wenigstens einer der Walzen.
- Walzmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 14 bis 22, die als Profilquerwalzmaschine oder Querkeilwalzmaschine ausgebildet ist und/oder bei der die Walzen im Querschnitt keilförmige oder dreieckförmige Profilwerkzeuge aufweisen, die entlang des Umfangs in ihrer radialen Abmessung in einer Richtung zunehmen und/oder schräg zur Drehachse der zugehörigen Walze verlaufen.
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