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Die Erfindung betrifft ein Reckwalzverfahren und ein Reckwalzwerk.
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Reckwalzverfahren und Reckwalzwerke sind im Allgemeinen in Gesenkschmiedeanlagen integriert und dienen dort der Massevorteilung mit dem Ziel, den Materialausnutzungsgrad zu erhöhen. Hierzu wird der Rohling in mehreren Stichen zwischen gegensinnig rotierenden Walzwerkzeugen entlang der Längsachse des Rohlings umgeformt.
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Hierbei sind zum Beispiel Reckwalzen der Firma SMS beispielsweise in den Bauformen ARWS und RWW oder in anderen herkömmlichen Anlagen, beispielsweise auch aus der
DE 10 2013 100 302 B4 , hinlänglich bekannt, wobei es ein Ende des jeweiligen Werkstücks, auch Greifende genannt, gibt, dass nicht gewalzt wird bzw. werden kann. Dieses führt letztlich zu einem schlechten Materialausnutzungsgrad. Dies gilt ebenso für die Firmenschrift LASCO Umformtechnik GmbH: Automatisierung. Ausgabe Oktober 2012. S. 12-13., die
DE 10 2014 101 150 A1 , die
WO 2016/207 016 A1 , die
DE 22 48 182 C2 , und die
DE 35 04 774 Cl, wobei das Werkstück in diesen Veröffentlichungen jeweils mittels eines Manipulators gehandhabt wird.
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Ein Auswalzen des bzw. der Greifenden ermöglicht die Anordnung nach der
EP 2 316 589 B1 .
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Es ist Aufgabe vorliegender Erfindung, ein Reckwalzverfahren und ein Reckwalzwerk bereitzustellen, bei welchem bei möglichst schmalen Bauraum ein Auswalzen auch etwaiger Greifenden ermöglicht werden kann.
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Als Lösung werden Reckwalzverfahren und Reckwalzwerke mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche vorgeschlagen, die kumulativ bzw. alternativ entsprechend vorteilhaft sind. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den Unteransprüchen, der vorliegenden Beschreibung sowie der anliegenden Zeichnung.
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Eine Anwendung zur Herstellung von Fertigteilen mit bestehenden Anlagen bzw. ohne Integration in umfassendere Anlagen arbeitende Reckwalzwerke bzw. Reckwalzverfahren oder Reckwalzwerke bzw. Reckwalzverfahren, die zu anderen Zwecken genutzt werden, sind mit der vorgeschlagenen Lösung generell denkbar.
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Zudem führt die vorgeschlagene Lösung bei einer geeigneten Verfahrensführung zu einer im Vergleich zum Stand der Technik Erhöhung des Materialausnutzungsgrads . Außerdem verhindert das ungewalzte Greifende bei den aus dem Stand der Technik bekannten Anlagen in der Regel, dass das Reckwalzverfahren zur Herstellung von Fertigteilen genutzt werden kann. Diesem wirkt die vorliegende Lösung bei geeigneter Ausgestaltung entgegen.
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Bei dem Stand der Technik erscheint auch der Walzbeginn nicht prozessstabil. Der Antrieb soll dort über einen Direktantrieb erfolgen, der eine hohe Anschlussleistung erfordert. Aufgrund zweier erforderlicher Manipulatoren, welche außerdem eine Längsbewegung ausführen müssen, wird die Anlagenbreite sehr groß. Auch diesem wirkt die vorliegende Lösung bei geeigneter Ausgestaltung entgegen.
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Bei geeigneter Ausgestaltung kann ein Reckwalzverfahren bzw. ein Reckwalzwerk geschaffen werden, das ein greifendefreies Reckwalzen ermöglicht, wobei a) auf eine Drehrichtungsumkehr der Walzen zwischen 2 Stichen verzichtet werden kann - hierdurch kann ggf. weiterhin ein Schwungradantrieb genutzt werden ohne weiteres schaltbares Drehrichtungsumkehrgetriebe und es müssen keine Direktantriebe mit hoher Anschlussleistung genutzt werden -, b) ein prozessstabiles Anwalzen in jedem Stich gewährleistet werden kann und c) eine Seite des Walzgerüstes frei von Manipulatoren bleiben kann zum Zwecke der Teilezu- und -abfuhr sowie der Zugänglichkeit beim Wechsel des Walzwerkzeuges (somit wird die Anlagenbreite reduziert).
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So kann, je nach konkreter Ausgestaltung, nachdem der Walzrohling bzw. das Werkstück gewalzt wurde, dieser auf einer Dreheinrichtung abgelegt und derart gedreht werden, dass eine Greifeinrichtung das bereits gewalzte Ende des Walzrohlings greifen und das noch nicht gewalzte Ende des Walzrohlings gewalzt werden kann. Eine Drehrichtungsumkehr der Walzen ist hierbei nicht erforderlich und sogar der Einsatz eines Schwungrades ggf. möglich.
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Die Drehachse kann im Maschinenkonzept vertikal angeordnet sein, z.B. unterhalb der Walzebene im Fundament oder Maschinenrahmen gelagert oder in einem Portal über der Walzebene, oder aber auch horizontal im rechten Winkel zur Längsachse des Rohlings in der Greifeinrichtung.
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Es kann kumulativ bzw. alternativ vorgesehen sein, dass die Greifeinrichtung eine Zange aufweist, welche einen so großen Greifbereich aufweist, dass das ungeformte und das bereits gewalzte Ende gegriffen werden kann. Alternativ hierzu ist auch denkbar, dass die Greifeinrichtung mit mehr als einer Zange ausgestattet ist, um, falls erforderlich, verschiedene Durchmesser oder Geometrien greifen zu können.
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Die vorgeschlagene Lösung ermöglicht bei geeigneter Ausgestaltung insbesondere eine Erhöhung des Materialausnutzungsgrades bei Verwendung als Vorformaggregat und ggf. auch Nutzung des Reckwalzens zur Herstellung von Fertigteilen, z.B. insbesondere Eisenbahnachsen. Hierbei sind die zu erzielenden Toleranzen und Oberflächengüten deutlich besser als mit herkömmlichen Verfahren (z.B. Schmieden), der derzeit zum Herstellen derartiger Fertigteile zur Anwendung kommen. Die Taktzeit bei der Fertigung von Eisenbahnachsen kann beispielsweise nahezu halbiert werden. Die erforderliche Antriebsleistung sowie die Maschinengröße können minimal gewählt werden.
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Somit kann sich ein Reckwalzverfahren, bei welchem ein Werkstück sukzessive zumindest zwei Stichen eines Reckwalzwerks mittels einer Greifeinrichtung zugeführt wird, dadurch auszeichnen, dass das Werkstück zwischen dem ersten Stich der beiden Stiche und dem zweiten Stich der beiden Stiche um 180° um eine senkrecht zur Hauptstreckungsrichtung des Werkstücks liegende Drehachse gedreht wird.
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Eine derartige Drehung des Werkstücks ermöglicht entsprechend das ungewalzte Greifende des Werkstücks dem Reckwalzwerk zuzuführen bzw. in den zwei Stichen ebenfalls zu walzen.
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Vorteilhafterweise ermöglicht eine solche Drehung des Werkstücks, dass auch das ungewalzte Greifende gewalzt werden kann und beispielsweise durch die Drehung des Werkstücks die Bearbeitung des zuvor ungewalzten Greifendes in dem zweiten Stich stattfinden kann, sodass beispielsweise kein zweiter Manipulator auf der Seite des ungewalzten Greifendes und ein weiterer Stich notwendig sind. Die Drehung des Werkstücks ermöglicht das Walzen des ungewalzten Greifendes auf einfachste Weise sowie auf engem Raum.
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Auch kann sich das Reckwalzverfahren dadurch auszeichnen, dass das Drehen über eine Dreheinrichtung erfolgt und, dass die Greifeinrichtung des Werkstücks zwischen den Stichen an die Dreheinrichtung zum Drehen übergibt und nach dem Drehen wieder von der Dreheinrichtung übernimmt.
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Hierbei nutzt das Verfahren die Dreheinrichtung und die Greifeinrichtung, wobei die Greifeinrichtung dazu dient das Werkstück zwischen den Stichen an die Dreheinrichtung zu übergeben, wo der eigentliche Drehvorgang des Werkvorgangs stattfindet, und die Greifeinrichtung dann das um 180°gedrehte Werkstück wieder von der Dreheinrichtung übernimmt und dem entsprechenden Stich für die weitere Bearbeitung zuführt.
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Hierdurch kann auf einfache konstruktive Weise die Drehung des Werkstücks erfolgen. Vorteilhafterweise kann hierbei die Greifeinrichtung mit sehr simplen Bewegungsabläufen, beispielsweise mittels einer zweidimensionalen Bewegung positioniert und bewegt werden, sodass diese Greifeinrichtung konstruktiv einfach und kostengünstig ausgeführt sein kann. So kann ggf. auch die Dreheinrichtung entsprechend baulich einfach ausgeführt und für den Drehvorgang des Werkstücks speziell ausgelegt sein, sodass auch das Drehen des Werkstücks sehr schnell erfolgen kann.
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Insofern hat die vorstehende Ausführungsform mittels einer Dreheinrichtung und einer Greifeinrichtung beispielsweise den Vorteil, dass das Verfahren mit der Ausführung mittels einer Greifeinrichtung und einer Dreheinrichtung ein kostengünstiges und schnelles Verfahren, welches zudem auch leicht zu Warten ist, bereitstellt, da beide Einrichtungen für sich schnell austauschbar bzw. zu reparieren sind und keine allzu komplexe Konstruktion aufweisen müssen.
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Es ist auch denkbar, dass die Dreheinrichtung und Greifeinrichtung in einer Einrichtung ausgeführt sind, welche sowohl das Greifen als auch mit derselben Einrichtung direkt ein Drehen ermöglicht. Verständlicherweise gestaltet sich eine derartige Konstruktion konstruktiv und technisch weitaus aufwendiger. Jedoch könnte eine derartige Einrichtung entsprechend platzsparend ausgestaltet werden, wenn die Platzverhältnisse beispielsweise nicht das Installieren einer separaten Dreheinrichtung zulassen.
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Auch kann sich das Reckwalzverfahren dadurch auszeichnen, dass vor dem Drehen ein ungewalztes und nach dem Drehen ein gewalztes Greifende des Werkstücks von der Greifeinrichtung ergriffen wird.
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Zu Beginn des Walzens ist das gesamte Werkstück noch ungewalzt bzw. unbearbeitet, sodass die Greifeinrichtung zunächst auch zwangsweise ein ungewalztes Greifende ergreift. Bei Reckwalzverfahren, die dem Stand der Technik entsprechen, erfolgt lediglich ein Greifen des ungewalzten Greifendes, da dieses ungewalzte Greifende auch nach der Bearbeitung bestehen bleibt und ein Drehen nicht vorgesehen ist. In der vorliegenden Umsetzung hingegen greift die Greifeinrichtung auch das gewalzte Greifende, weil das Werkstück in der Dreheinrichtung gedreht wird und um das ungewalzte Greifende ebenfalls zu walzen, kann die Greifeinrichtung das Werkstück insbesondere am entsprechend anderen Ende, also dann am bereits gewalzten Greifende, ergreifen.
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Dadurch, dass auch das gewalzte Greifende des Werkstücks von der Greifeinrichtung ergriffen wird, kann auch das ungewalzte Greifende gewalzt werden und somit die komplette Länge des Werkstücks verarbeitet bzw. ausgenutzt werden, sodass kein ungewalztes Greifende übrig bleibt. Hierdurch kann insbesondere der Materialausschuss minimiert werden.
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In einer alternativen Ausführungsform kann die Greifeinrichtung das Werkstück beispielsweise auch in einem bereits gewalzten Bereich zwischen gewalztem und ungewalztem Greifende ergreifen, solange hierbei noch das auswalzen des ungewalzten Greifendes möglich ist. Je nach Ausgestaltung der Anlage kann ein derartiges Greifen vorteilhafte räumliche Bedingungen mit sich bringen, da die Greifeinrichtung bzw. die Zangen dann entsprechend ausgestaltet sein können. Insbesondere beim Greifen mittig der Länge des Werkstücks ist beispielsweise die Kombination mit einem Drehteller bzw. Drehtisch als Dreheinrichtung von Vorteil, da das Werkstück wesentlich einfacher zentral auf dieser Dreheinrichtung platziert werden kann.
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Auch kann sich ein Reckwalzverfahren, bei welchem ein Werkstück sukzessive zumindest zwei Stichen eines Reckwalzwerks mittels einer Greifeinrichtung zugeführt wird, dadurch auszeichnen, dass die Greifeinrichtung zwei Zangen aufweist und zwischen den beiden Stichen die Zangen gewechselt werden.
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Hierbei kann die zweite Zange im Vergleich zur ersten Zange beispielsweise in ihrer Dimension und ihrer Form bzw. Greifform unterschiedlich zur ersten Zange sein, sodass unterschiedliche Größen und Formen der Greifenden von der jeweiligen Zange ergriffen werden können. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn sich die Größe bzw. die Form des Werkstücks nach einem Stich derart verändert, dass die erste Zange, die beispielsweise das ungwalzte Greifende ergriffen hat, das gewalzte Greifende nicht mehr betriebssicher greifen kann. Hierbei kann die zweite Zange entsprechend unterschiedlich zur ersten Zange ausgeführt sein, um eine möglichst große Bandbreite von Größen und Formen der gewalzten Greifenden bzw. um ganz bestimmte Formen bzw. Größen der gewalzten Greifenden greifen zu können.
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So kann beispielsweise die zweite Zange derart ausgeführt sein, dass sie speziell für eine Herstellungsserie angepasst ist bzw. dass die zweite Zange beispielsweise für verschiedene Serien nicht gewechselt werden muss, da sie mit zahlreichen Formen bzw. Durchmessern kompatibel ist. Letztere Zangen können insbesondere die Taktzeit verbessern, da kein häufiger Zangenwechsel zwischen verschiedenen Produktionen notwendig ist.
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Ein Reckwalzwerk umfassend zwei gegensinnig antreibbare Reckwalzen mit wenigsten zwei Stichen und wenigstens eine Greifeinrichtung, welche ein Werkstück an einem Greifende greifen kann und zumindest in eine erste Beladeposition und eine erste Entladeposition für den ersten Stich und in eine zweite Beladeposition, und vorzugsweise auch in eine zweite Entladeposition, für den zweiten Stich verbrennbar ist, kann sich dadurch auszeichnen, dass die Greifeinrichtung in eine Drehanfangsposition und in eine Drehendposition verbringbar ist und das Reckwalzwerk eine Dreheinrichtung umfasst, welche das Werkstück um 180 Grad um eine senkrecht zu einer Haupterstreckungsrichtung des Werkstücks liegende Drehachse drehend von der Drehanfangsposition in die Drehendposition verbringen kann.
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Hierbei ist die Greifeinrichtung dann im Betrieb in der Lage sich selbst bzw. insbesondere das Werkstück in eine Drehanfangsposition zu verbringen, wobei die Greifeinrichtung das Werkstück an dem ungewalzten Greifende ergriffen hat und das Werkstück entsprechend für die Dreheinrichtung zum Drehen bzw. durch die Übernahme der Dreheinrichtung bereitstellt. Außerdem kann die Greifeinrichtung sich selbst und insbesondere das Werkstück in eine Drehendeposition verbringen, wobei die Greifeinrichtung das Werkstück nach dem Drehvorgang an seine bereits gewalzten Greifende ergreifen kann.
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Hierdurch kann sehr betriebssicher und schnell die Übergabe des Werkstücks von der Greifeinrichtung an die Dreheinrichtung erfolgen und nach dem Drehvorgang durch die Dreheinrichtung auch sehr betriebssicher und schnell wieder die Übergabe des Werkstücks von der Dreheinrichtung an die Greifeinrichtung erfolgen. Somit kann also ein betriebssicherer Ablauf der Werkstückdrehung erfolgen und die hierfür benötigte Zeit und folglich auch die gesamte Taktzeit optimiert werden.
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Die Dreheinrichtung ist derart ausgelegt, dass hier das Werkstück um 180° um eine senkrecht zu einer Haupterstreckungsrichtung des Werkstücks liegende Drehachse drehend von der Drehanfangsposition in die Drehendposition verbringen kann. Eine entsprechende Drehung um 180° ermöglicht, dass sich die Enden des Werkstücks von der Drehanfangsposition im Vergleich zur Drehendposition vertauscht haben. Folglich kann die Greifeinrichtung das durch die Dreheinrichtung bereitgestellte Werkstück in Drehendposition wieder ergreifen, wobei die Greifeinrichtung nun das gewalzte Greifende ergreift.
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Hierdurch kann die Drehung des Werkstücks erfolgen, sodass im nächsten Schritt auch das ungewalzte Greifende gewalzt werden kann und, wie bereits vorstehend erläutert, kein ungewalztes Greifende nach der Bearbeitung bestehen bleibt.
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Ebenso kann sich ein Reckwalzwerk dadurch auszeichnen, dass die Greifeinrichtung an einem Manipulator angeordnet und durch den Manipulator in die Positionen verbringbar ist. Dieses ermöglicht eine besonders einfache Umsetzung der notwendigen Bewegungsabläufe.
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Hierbei verbringt der Manipulator die Greifeinrichtung und mithin auch das Werkstück beispielsweise von den Stichen zur Drehanfangsposition bzw. von der Drehendeposition wieder zu einen der Stiche.
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Der Manipulator ist vorteilhafterweise für zweidimensionale Bewegungsabläufe konstruiert, sodass auf besonders einfache Weise die notwendigen Bewegungsabläufe umgesetzt werden können. Eine derartige zweidimensionale Bewegung kann sehr betriebssicher und schnell durchgeführt werden, wobei auch die Anschaffungskosten sowie die Instandhaltungskosten, wie beispielweise Wartungs- und Reparaturkosten, möglichst gering gehalten werden können.
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Es versteht sich, dass ein derartiger Manipulator auch beispielsweise durch Schienen oder einen Arm oder durch einen sonstigen Roboter ausgebildet sein kann, wobei diese Ausführungsformen beispielsweise günstigere konstruktive und dem zum Verfügung stehenden Raum begünstigte räumliche Bedingungen mit sich bringen können. Auch können die vorstehend genannten Beispiele für Manipulatoren eine hohe Flexibilität in ihrer Arbeitsweise bzw. ihrer Funktion bereitstellen.
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Weiterhin kann sich das Reckwalzwerk dadurch auszeichnen, dass die Drehanfangsposition und die Drehendeposition identisch sind. Eine identische Drehanfangsposition und Drehendeposition bringen den Vorteil einer einfachen Verfahrensführung mit sich, da die Greifeinrichtung nicht neu positioniert werden muss, um das Werkstück nach dem Drehen wieder aufzunehmen. Wenn beispielsweise eine Zange verwendet wird, welche sich selbst und somit auch das Werkstück in die Drehanfangsposition verbringt, wird das Werkstück vorzugsweise an die Dreheinrichtung an dieser Position übergeben, da Werkstück von der Dreheinrichtung gedreht und in der Drehendenposition von der Dreheinrichtung bereitgestellt, um das Werkstück wieder an die Zange der Greifeinrichtung zu übergeben, welche sich während des Drehvorganges an derselben Position befunden hat, sodass sich die Greifeinrichtung nicht neu anstellen musste, um anschließend wieder das gedrehte Werkstück zu übernehmen. Dies optimiert den Verfahrensablauf erheblich, wobei ggf. auch die Taktzeiten hierbei optimiert werden können.
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Es ist auch denkbar, dass die Drehendeposition unterschiedlich der Drehanfangsposition ist, wenn beispielsweise das Werkstück mittels einer ersten Zange in die Drehanfangsposition gebracht wird und eine zweite Zange das Werkstück in der Drehendenposition aufnehmen soll. Verständlicherweise kann hierbei die Greifeinrichtung entsprechend positioniert werden, sodass Drehanfangsposition identisch zur Drehendenposition sein kann. Es ist aber auch denkbar, dass es von Vorteil ist, beispielsweise aufgrund der Ausführung der Greifeinrichtung bzw. Dreheinrichtung, dass zum Wechsel von der ersten Zange zur zweiten Zange nicht die Greifeinrichtung neu positioniert wird, sondern die Greifeinrichtung mit den zwei Zangen in ihrer Position verbleibt und die Dreheinrichtung eine Drehendenposition bereitstellt, die unterschiedlich zur Drehanfangsposition ist, wobei die zweite Zange ohne sich neu zu positionieren das gedrehte Werkstück von der neuen Drehendenposition übernehmen kann.
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Die Dreheinrichtung kann einen Drehtisch oder Drehteller umfassen. Ein entsprechender Drehtisch oder Drehteller kann für das eigentliche Durchführen des Drehvorganges des Werkstücks dienen. Ein derartiger Drehtisch oder ein derartiger Drehteller ermöglicht auf bauliche einfache Weise ein Drehen, da das Werkstück lediglich auf dem Drehtisch oder Drehteller abgelegt werden muss. Wird hierbei das Werkstück mittig auf dem Drehteller oder dem Drehtisch abgelegt, so ist automatisch die Identität von Drehanfangsposition in Drehendeposition gewährleistet. Hierbei kann der Drehteller oder Drehtisch noch Halteeinrichtungen oder Vertiefungen aufweisen, um das Werkstück während des Drehens zu stabilisieren.
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Es versteht sich, dass die Drehung des Werkstücks in der Dreheinrichtung auch mittels sonstiger Verfahren erfolgen kann.
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Weiterhin kann die Dreheinrichtung eine Greifvorrichtung umfassen. Eine derartige Greifvorrichtung kann beispielsweise ein Werkstück greifen, welches in der Drehanfangsposition positioniert ist, dass Werkstück drehen und anschließend wieder in die Drehendeposition verbringen. Eine derartige Greifvorrichtung der Dreheinrichtung kann auch einen betriebssicheren Verbleib des Werkstücks an der Dreheinrichtung gewährleisten, auch wenn ein Drehteller oder ein Drehtisch zur Anwendung kommt. Hierbei wird verhindert, dass beispielsweise ein sich drehendes Werkstück auf dem Drehteller oder auf dem Drehtisch in Bewegung gerät.
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Insbesondere werden sogar Drehungen um eine horizontale Achse bzw. auch über Kopf, beispielsweise durch Greifen von oben, möglich, was die Vielfalt der Drehmöglichkeiten weiterhin erhöht, was durchaus vorteilhaft sein kann, wenn beispielsweise bestimmte Werkstücksformen sich nur bzw. günstiger mit bestimmten Drehungen drehen lassen.
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Ein weiterer Vorteil einer eine Greifeinrichtung umfassenden Dreheinrichtung ist, dass das Werkstück mittig von der Greifvorrichtung ergriffen werden kann, sodass sich automatisch die Identität der Drehanfangsposition und in Drehendeposition ergibt.
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Es versteht sich, dass die Greifvorrichtung auch ggf. an einem Roboterarm oder ähnlichem vorgesehen sein kann, der dann die Drehung vollzieht, was bei engen Platzverhältnissen, die eine reine Drehbewegung nicht erlauben, durch die Möglichkeit eines dynamischen Bewegungsablaufes möglicherweise noch ein Drehen ermöglichen.
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Auch kann sich ein Reckwalzwerk dadurch auszeichnen, dass die Greifeinrichtung eine Zange mit einem sowohl gewalzte als auch ungewalzte Durchmesser eines zu greifenden Greifendes umfassenden Greifdurchmesser aufweist. Hierbei greift ein und dieselbe Zange das Werkstück sowohl vor dem Drehen an dem ungewalzten Greifende, als auch nach dem Drehen an dem gewalzten Greifende. Eine derartige Ausführung der Zange ist besonders vorteilhaft, welche ohne einen Zangenwechsel die Zange sowohl ungewalzte als auch gewalzte Greifenden greifen kann. Dies verringert den Aufwand in der Verfahrensführung und kann hierdurch auch die Taktzeit verbessern.
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Ein Reckwalzwerk, umfassend zwei gegensinnig antreibbare Reckwalzen mit wenigstens zwei Stichen und wenigstens eine Greifeinrichtung, welche ein Werkstück an einem Greifende greifen kann und zumindest in eine erste Beladeposition und eine erste Entladeposition für den ersten Stich und in eine zweite Beladeposition und vorzugsweise auch in eine zweite Entladeposition, für den zweiten Stich verbringbar ist, kann sich auch dadurch auszeichnen, dass die Greifeinrichtung zumindest zwei Zangen mit voneinander unterschiedlichen Greifgeometrien aufweist. Hierdurch können unterschiedliche Werkstücke aber auch sich an den Enden während der Stiche wesentlich verändernde Werkstücke so betriebssicher jeweils durch die Greifeinrichtung ergriffen werden. Somit ist das Verfahren nicht dahingehend eingeschränkt, dass nur bestimmte Änderungen nach einem Stich entstehen dürfen, sondern die Zangen können derart ausgelegt sein, dass eine maximale Vielfalt an Geometrie bzw. Größenänderungen am Werkstück während des Stichs entstehen können.
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Auch kann sich das Reckwalzwerk dadurch auszeichnen, dass die erste der beiden Zangen einen maximalen Greifdurchmesser, der unterhalb des maximalen Greifdurchmessers der zweiten der beiden Zangen liegt, und einen minimalen Greifdurchmesser, der unterhalb des Greifdurchmessers der zweiten der beiden Zangen liegt, aufweist.
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Eine derartige Dimensionierung der Greifdurchmesser bringt eine optimale zu greifende Größenbandbreite mit sich, sodass mit einer derart ausgeführten ersten und zweiten Zange möglichst alle sich nach dem Stich veränderten Durchmesser greifen können.
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Außerdem kann sich ein Reckwalzwerk dadurch auszeichnen, dass die beiden Zangen an einem Revolver oder einem Magazin vorgehalten sind. Vorteilhafterweise umfassen derartige Revolver oder Magazine zahlreiche Zangen mit unterschiedlichen Greifdurchmessern und Greifgeometrien, sodass entsprechend schnell für bestimmte Greifgeometrien die passende Zange mittels Revolver oder Magazin bereitgestellt werden kann.
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Es versteht sich, dass die Merkmale der unabhängigen Ansprüche auch kombiniert werden können, um die entsprechenden Vorteile kumuliert umsetzen zu können.
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Weitere Vorteile, Ziele und Eigenschaften vorliegender Erfindung werden in der nachfolgenden Beschreibung der Zeichnung erläutert, in welcher beispielhaft Reckwalzwerke dargestellte und Reckwalzverfahren verdeutlicht sind. In der Zeichnung zeigen:
- 1 ein erstes Reckwalzwerk in schematischer Aufsicht mit einer Greifeinrichtung und einem Werkstück in einer Beladeposition für den ersten Stich sowie dem Werkstück in einer gestrichen dargestellten Bereitstellungsposition auf einer Zuführung;
- 2 die Anordnung nach 1 nach dem ersten Stich mit der Greifeinrichtung und dem Werkstück in einer Entnahmeposition;
- 3 die Anordnung nach 1 und 2 vor dem zweiten Stich mit der Greifeinrichtung und dem Werkstück in einer Beladeposition;
- 4 die Anordnung nach 1 bis 3 nach dem zweiten Stich mit der Greifeinrichtung und dem Werkstück in einer Entnahmeposition;
- 5 die Anordnung nach 1 bis 4 nach dem zweiten Stich mit der Greifeinrichtung und dem Werkstück in einer Drehanfangsposition;
- 6 die Anordnung nach 1 bis 5 nach dem Drehen mit der Greifeinrichtung und dem Werkstück in einer Drehendeposition;
- 7 ein zweites Reckwalzwerk in ähnlichem Zustand, wie in 2 dargestellt, wobei jedoch statt eines Revolvers ein Magazin für verschiedene Zangen und ein Drehtisch mit einer vertikalen Drehachse als Dreheinrichtung genutzt werden;
- 8 ein drittes Reckwalzwerk in ähnlichem Zustand, wie in 2 und 7 dargestellt, wobei eine Zange mit ausreichendem Griffweite für sowohl ein ungewalztes als auch ein gewalztes Greifende zum Greifen und ein Drehteller mit einer vertikalen Drehachse als Dreheinrichtung genutzt werden; und
- 9 ein drittes Reckwalzwerk in ähnlichem Zustand, wie in 2, 7 und 8 dargestellt, wobei sowohl die Greifeinrichtung als auch die Dreheinrichtung über einen Arme aufweisenden Manipulator bzw. Roboter realisiert sind und die Dreheinrichtung auch zur Ablage auf der Abführung genutzt wird.
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Die 1 zeigt ein erstes Reckwalzwerk 10 in schematischer Aufsicht mit einer Greifeinrichtung 30 und einem Werkstück 50 in einer Beladeposition 61 für den ersten Stich 21 sowie dem Werkstück 50 in einer gestrichen dargestellten Bereitstellungsposition auf einer Zuführung 12.
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Die Greifeinrichtung 30 besteht aus einem Revolver 35 sowie den Zangen 32.
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Die Greifeinrichtung 30 ist an einem Manipulator 34 angeordnet, welcher in diesem Ausführungsbeispiel über Schienen 38 die Greifeinrichtung 30 zweidimensional verfahren kann. Die Stiche (21, 22, 23, 24) sind zwischen einem Antrieb und Hauptwalzenlager 28 und einem Gegenlager 29 angeordnet. Die gestrichen dargestellte Bereitstellungsposition des Werkstücks 50 orientiert sich an der Haupterstreckungsrichtung des Werkstücks 50 54. Die Reckwalze 20 umfasst somit die Stiche (21, 22, 23, 24) sowie den Antrieb, das Hauptwalzenlager 28 und das Gegenlager 29, wobei an dem Gegenlager 29 die Abführung 14 auf Höhe des vierten Stiches 24 angeordnet ist.
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Die Drehvorrichtung 40 umfasst eine eigene Greifvorrichtung 48 sowie eine Drehachse 42 zur Orientierung für das Drehen des Werkstücks 50. Die Dreheinrichtung 40 ist derart mit dem Manipulator 34verbunden, dass die Greifeinrichtung 40 durch den Manipulator 34 zu der Dreheinrichtung 40 hin verbracht werden kann.
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Die 2 zeigt die grundlegende Anordnung nach 1 nach dem ersten Stich 21 mit der Greifeinrichtung 30 und dem Werkstück 50 in einer Entladeposition 62. In diesem Verfahrensschritt hat der Manipulator 34 die Greifeinrichtung 40 horizontal vom Reckwalzwerk 10 weg verfahren.
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In der 3 ist die Anordnung nach den 1 und 2 vor dem zweiten Stich 22 mit der Greifeinrichtung 30 und dem Werkstück 50 in einer Beladeposition 61 dargestellt. Hierzu hat der Manipulator 34 die Greifeinrichtung 30 sowohl horizontal in Richtung Reckwalze 10 als auch vertikal auf die Höhe des zweiten Stichs 22 verfahren.
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In der 4 ist die Anordnung nach den 1 bis 3 nach dem zweiten Stich 22 mit der Greifeinrichtung 30 und dem Werkstück 50 in einer Entladeposition 62 dargestellt. Zum Positionieren des Werkstücks 50 in die Entladeposition 62 hat der Manipulator 34 die Greifeinrichtung 30 und mithin das Werkstück 50 horizontal von der Reckwalze weg verfahren.
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Die 5 zeigt die Anordnung nach den 1 bis 4 nach dem zweiten Stich 22 mit der Greifeinrichtung 30 und dem Werkstück 50 in einer Drehanfangsposition 63. Die Drehanfangsposition 63 ist derart festgelegt, dass die Haupterstreckungsrichtung 54 des Werkstücks 50 senkrecht zur Drehachse 42 der Dreheinrichtung 40 liegt und, dass das Werkstück 50 unmittelbar an der Greifvorrichtung 48 der Dreheinrichtung 40 positioniert ist. Hierbei greift die Zange 32 das Werkstück 50 noch an seinem ungewalzten Greifende 52.
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In der 6 ist die Anordnung nach den 1 bis 5 nach dem Drehen mit der Greifeinrichtung 30 und dem Werkstück 50 in einer Drehendeposition 64 dargestellt. Hierbei ist die Drehendeposition 64 identisch zu der Drehanfangsposition 63, welche in der 5 dargestellt ist. Durch das Drehen des Werkstücks 50 befindet sich das ungewalzte Greifende 52 nun 180° um die Drehachse 42 gedreht auf der gegenüberliegenden Seite. Das zu greifende Ende 52 ist durch die Drehung nun das bereits gewalzte Ende und weist somit einen kleineren Durchmesser als das ungewalzte Greifende 52 auf. Hierzu sind auch die Zangen 32 der Greifeinrichtung 30 mittels Revolver 35 vertauscht wurden, sodass eine Zange 32 mit kleinerem Greifdurchmesser das neue Greifende 52 ergreift.
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Die 7 zeigt ein zweites Reckwalzwerk 20 in ähnlichem Zustand, wie in 2 dargestellt, wobei jedoch statt eines Revolvers 35 ein Magazin 36 für verschiedene Zangen 32 und ein Drehtisch 44 mit einer vertikalen Drehachse 42 als Dreheinrichtung 40 genutzt werden. Hierbei kann das Drehen des Werkstücks 50 sehr betriebssicher und einfach durch den Drehtisch 44 erfolgen, wobei statt wie bei einem Revolver 35 aus dem vorherigen Ausführungsbeispiel eine neue Zange 32 bereit zu stellen, wird die Zange 32 durch das Magazin 36 bereitgestellt. Wenn also das neue gewalzte Greifende 52 einen entsprechend kleinen Durchmesser bzw. eine unterschiedliche Geometrie aufweist, kann die Zange 32 mit einer passenden Zange 32 aus dem Magazin 36 ausgetauscht werden, sodass eine Zange 32 mit unterschiedlichem Greifdurchmesser bzw. Greifgeometrie das neue gewalzte Greifende 52 nach dem Drehen durch die Dreheinrichtung 40 ergreifen kann.
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Für das Drehen des Werkstücks 50 muss der Manipulator 34 die Greifeinrichtung bzw. das Werkstück 50 nur entsprechend horizontal und vertikal verfahren, sodass das Werkstück 50 auf dem Drehtisch 44 auffliegt, sodass das Werkstück dort sehr einfach und schnell um 180° gedreht werden kann.
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Die 8 zeigt ein drittes Reckwalzwerk in ähnlichem Zustand, wie in 2 und 7 dargestellt, wobei eine Zange 32 mit ausreichender Griffbreite für sowohl ein ungewalztes als auch ein gewaltzes Greifende 52 zum Greifen und ein Drehteller 46 mit einer vertikalen Drehachse 42 als Dreheinrichtung 40 genutzt werden. Wenn, wie in diesem Ausführungsbeispiel gezeigt, die Zange 32 sowohl das ungewalzte als auch das gewalzte Greifende 52 greifen kann, bleibt der Vorgang des Zangenwechsels aus, welches auch den Verzicht auf einen Revolver 35 oder eines Magazins 36 mit sich zieht und somit ggf. für enge Platzverhältnisse besser geeignet ist. Außerdem bringt das Ausführungsbeispiel nach 8 mit sich, dass die Abführung 14 unter Verwendung eines Drehtellers 46 als Dreheinrichtung 40 etwas günstiger positioniert werden kann.
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Die 9 zeigt ein drittes Reckwalzwerk in ähnlichem Zustand, wie in den 2, 7 und 8 dargestellt, wobei sowohl die Greifeinrichtung 30 als auch die Dreheinrichtung 40 über Arme 39 aufweisenden Manipulator 34 bzw. Roboter 49 realisiert sind und die Dreheinrichtung 40 auch zur Ablage auf der Abführung 14 genutzt wird. Durch die Verwendung derartiger Arme 39 bzw. Roboterarme als Dreheinrichtung 40 bzw. Greifeinrichtung 30 wird ein sehr dynamischer Bewegungsablauf des Werkstücks 50 während des Drehvorganges sowie der Ablage auf der Abführung ermöglicht. Außerdem ist diese Ausführung sehr vorteilhaft bei engen Platzverhältnissen, da die Arme 39 bzw. Roboterarme 40 sehr flexibel ausgestaltet sein können und die Bewegungen auf engsten Raum durchführen werden können.
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Es versteht sich, dass die Details der verschiedenen Ausführungsbeispiele in unterschiedlicher Weise kombiniert werden können. Vorliegend erfolgt die Drehung jeweils zwischen dem zweiten Stich 22 und dem dritten Stich 23. Je nach konkreter Anwendung kann die Drehung alternativ oder kumulativ auch zwischen anderen Stichen 21, 22, 23, 24 erfolgen. Ebenso kann die Zahl der Stiche ab zwei aufwärts den Bedürfnissen des aktuellen Prozesses angepasst werden.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Reckwalzwerk
- 12
- Zuführung
- 14
- Abführung
- 20
- Reckwalze
- 21
- erster Stich
- 22
- zweiter Stich
- 23
- dritter Stich
- 24
- vierter Stich
- 28
- Antrieb und Hauptwalzenlager
- 29
- Gegenlager
- 30
- Greifeinrichtung
- 32
- Zange
- 34
- Manipulator
- 35
- Revolver
- 36
- Magazin
- 38
- Schienen
- 39
- Arm
- 40
- Dreheinrichtung
- 42
- Drehachse
- 44
- Drehtisch
- 46
- Drehteller
- 48
- Greifvorrichtung der Dreheinrichtung 40
- 49
- Roboterarm der Dreheinrichtung 40
- 50
- Werkstück
- 52
- Greifende
- 54
- Haupterstreckungsrichtung des Werkstücks 50
- 61
- Beladeposition
- 62
- Entladeposition
- 63
- Drehanfangsposition
- 64
- Drehendeposition
