Radialwalzkopf

Abstract

 Radialwälzkopf mit in einem Halter unter gleichen Winkelabständen und in Achsabständen um die Walzachse verteilt angeordneten Walzen, deren Walzflächen einen über den Umfang entgegen ihrer Drehrichtung spiralförmig ansteigenden Verlauf haben, mit einem die Walzen miteinander koppelnden Zahnradgetriebe, einer Verriegelungsvorrichtung für die Walzen, die nach jeder vollen Walzenumdrehung selbsttätig einrastet und vor jedem Walzvorgang über ein bewegliches Verriegelungselement (76) lösbar ist und einer Antriebsvorrichtung, welche die Walzen nach dem Lösen der Verriegelung bis zur Anlage der Walzenflächen an das Werkzeug dreht, um danach durch Reibung mit diesem weitergedreht zu werden, wobei im Radialwalzkopf ein Elektromagnet (84) angeordnet ist, der mit dem Verriegelungselement (76) verbunden ist und im Radialwalzkopf eine elektrische Energiequelle und ein Schalter angeordnet sind, der die Energiequelle mit dem Elektromagneten (84) verbindet, wenn der Schalter über das Werkstück oder eine andere Betätigungsvorrichtung betätigt wird.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf einen Radialwalzkopf nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

[0002] Die Radialwalzköpfe sind etwa aus DE 24 41 387, DE 42 36 085 oder auch aus EP 0 853 991 B1 bekannt geworden. Den Radialwalzköpfen ist gemeinsam, daß in einem Halter unter gleichen Winkel- und Achsabständen um die Walzachse verteilt Walzen angeordnet sind. Die Walzenflächen haben einen über den Umfang entgegen ihrer Drehrichtung spiralförmig ansteigenden Verlauf. Die Walzen sind mit einem Zahnradgetriebe gekoppelt, und eine Verriegelung rastet nach jeder vollen Walzenumdrehung selbsttätig ein. Vor dem Walzvorgang wird die Verriegelung gelöst, und zwar von dem Werkstück, das mit den Walzen geformt werden soll oder auch von einem Betätigungshebel. Der Antrieb der Walzen erfolgt mit Hilfe von mehreren Zugfedern, welche exzentrisch an einer Scheibe angreifen. Die Scheibe ist drehfest mit einer Nockenscheibe verbunden, die ihrerseits mit einem Verriegelungselement zusammenwirkt. Während der Umdrehung der Walzen durch Eingriff mit dem Werkstück werden die Federn gespannt und in ihrer gespannten Lage durch Eingriff des Verriegelungselements mit der Nockenscheibe verriegelt. Erst nach Lösen der Verriegelung erfolgt eine Teildrehung der Walzen aus einer Stellung, in der das Werkstück ohne weiteres axial zwischen die Walzen eingeführt werden kann zu einer Stellung in Eingriff mit dem Werkstück.

[0003] Aus der genannten EP 0 853 991 B1 ist auch eine automatische Auslösung der Verriegelung bekannt geworden bei der das Werkstück gegen einen Stift anstößt und dadurch die Entriegelung in Gang setzt. Der hierfür erforderliche Mechanismus ist relativ aufwendig.

[0004] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Radialwalzkopf zu schaffen, dessen Verriegelung einfacher aufgebaut ist und einen einfachen Antriebsmechanismus ermöglicht.

[0005] Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

[0006] Bei der Erfindung ist im Radialwalzkopf ein Elektromagnet angeordnet, der mit dem Verriegelungselement gekoppelt ist. Im Radialwalzkopf sind außerdem eine elektrische Energiequelle und zwei Schalter angeordnet. Ein Schalter betätigt ein Relais, das den Elektromagneten mit der Energiequelle verbindet, wenn ein Schalter über das Werkstück oder eine andere Betätigungsvorrichtung betätigt wird. Mit Hilfe des Elektromagneten kann daher das Verriegelungselement der Verriegelungsvorrichtung außer Eingriff gebracht werden, so daß die Antriebsvorrichtung eine Drehung der Walzen in Gang setzen kann.

[0007] Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Radialwalzkopf eine Batterie und einen an die Batterie angeschlossenen Kondensator aufweist. Der Kondensator kann die kurzzeitig für die Betätigung des Elektromagneten aufzubringende Energie speichern und abgeben.

[0008] Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Schalter von einem im Radialwalzkopf schwenkbar gelagerten Betätigungshebel betätigbar ist, dessen eines Ende über den Umfang des Radialwalzkopfes nach außen vorsteht. Ein derartiger Hebel ist im Stand der Technik an sich bekannt. Dort wird er zur Betätigung eines Verriegelungselements verwendet.

[0009] In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Antriebseinrichtung auf eine Antriebswelle wirkt und die Antriebswelle eine axiale Bohrung aufweist, in der ein Stift verschiebbar aufgenommen ist, der mit seinem vorderen Ende über die Antriebswelle hinaussteht und mit einem Schalter in der Welle gekoppelt ist. Fährt das Werkstück gegen den Stift an, erfolgt eine Betätigung des Schalters und dieser löst die Betätigung des Verriegelungselements aus.

[0010] In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Verriegelungselement ein im Radialwalzkopf schwenkbar gelagerter Verriegelungshebel ist, an den der Elektromagnet angreift. Der Verriegelungshebel liegt unter Vorspannung gegen eine wendelförmige Kurvenscheibe mit einer axialen Schulter an, die mit einer mit der Antriebsvorrichtung verbundenen Antriebswelle verbunden ist. Der Verriegelungshebel liegt in der Ausgangsstellung an der Schulter der Kurvenscheibe an und wird mit Hilfe des Elektromagneten über die Schulter angehoben, damit eine Relativdrehung zwischen Kurvenscheibe und Verriegelungshebel zum Antrieb der Walzen stattfinden kann.

[0011] Die Kurvenscheibe ist vorzugsweise auf einer Seite einer Scheibe gebildet, die mit der Antriebswelle drehfest verbunden ist. Der Verriegelungshebel kann nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung die Scheibe gabelförmig am Umfang übergreifen.
Nach einer anderen Ausgestaltung der Erfindung wirkt mit dem Verriegelungselement ein Sensor zusammen, der die Betätigung des Verriegelungselements feststellt. Eine Bestimmung der Entriegelung kann beispielsweise nach außen durch eine Diode oder dergleichen angezeigt werden, so daß der Bediener weiß, daß ein Walzvorgang ausgelöst worden ist.

[0012] In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß mit einer mit der Antriebseinrichtung verbundenen Antriebswelle eine umlaufende Nockenwelle verbunden ist, gegen welche ein Nockenfolger unter Federvorspannung anliegt. Die Nockenfläche ist so geformt, daß ihre radiale Erstreckung ca. 45° vor dem verriegelten Zustand der Verriegelungsanordnung ein Maximum hat und in Umfangsrichtung bis auf einen minimalen Radius stetig kleiner wird und danach wieder auf das Maximum ansteigt. Mit Hilfe des Nockenfolgers und der Nockenkurve ist eine Antriebseinrichtung für die Antriebswelle geschaffen, die außerordentlich einfach aufgebaut ist.

[0013] Bei der weiter oben diskutierten Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe erfolgt die Auslösung des Walzkopfs entweder über einen manuell betätigbaren Hebel, der etwa radial über den Walzkopf hinaus steht oder mit Hilfe des Werkstücks. In beiden Fällen wird ein Schalter betätigt. Der Walzkopf kann einen beweglichen Anschlag aufweisen, gegen den das Werkstück beim Einführen in den Walzkopf anstößt und einen Schalter betätigt, der wiederum die Auslösung des Walzkopfs in Gang setzt. Durch die beschriebenen Maßnahmen kann jedoch nicht verhindert werden, daß ein Prozeß fehlerhaft ist. Außerdem fehlt eine Meldung am Ende des Prozesses, wonach der Walzkopf aus der Bearbeitungsposition entfernt werden kann. Gegebenenfalls ist auch eine Sicherheitsverweildauer des Werkstücks im Walzkopf erforderlich.

[0014] Daher sieht eine weitere Ausgestaltung der Erfindung vor, daß im Walzkopf ein Sende- und Empfangsmodul für eine drahtlose Signalkommunikation mit einer Maschinensteuerung angeordnet ist, insbesondere zur Übertragung eines Betätigungsbefehls für den Magneten zur Entriegelung der Verriegelung der Antriebsvorrichtung für die Profilrollen. Der Walzkopf wird z. B. mit einem Funkmodul ausgestattet, das mit einem Interface über Funk kommuniziert. Nach einer Ausgestaltung der Erfindung kann der Aufnahmeraum im Walzkopf für ein derartiges Modul nach außen durch eine Kunststoffabdeckung abgedeckt sein. Sie sorgt dafür, daß die Funkwellen nicht absorbiert werden. Das Gegenstück des Funkmoduls, d. h. ein weiteres Sende- und Empfangsmodul befindet sich etwa im Arbeitsraum der Werkzeugmaschine und kann über ein Kabel mit dem Interface verbunden sein. Über das Interface ist es möglich, den Walzkopf auszulösen, beispielsweise durch die Betätigung eines Knopfes am Interface oder an der Maschinensteuerung: Der Auslösebefehl kann auch vom Programm der Maschinensteuerung kommen.

[0015] Mit Hilfe der drahtlosen Kommunikation kann auch eine Statusabfrage des Walzkopfs erfolgen sowie eine Auskunft über bestimmte Betriebszustände des Walzkopfs erhalten werden. Ferner können Warnmeldungen vom Walzkopf ausgehen werden, mit denen die Werkzeugmaschine zum Halten gebracht wird.

[0016] Für die Stromversorgung, wie bereits erläutert, dient eine Batterie, beispielsweise mit einer Endspannung von 9,6 Volt und einer Kapazität von 2.300 mAh. Der Magnet wird über einen Kondensator mit Spannung versorgt, wobei vorzugsweise parallel zum Magneten eine Freilaufdiode geschaltet wird, um ein Nachschwingen beim Abschalten zu vermeiden. Das Sende- und Empfangsmodul wird ebenfalls von der Batterie über einen Spannungswandler mit Energie versorgt.

[0017] Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in weiteren Unteransprüchen angegeben. Danach kann die Steuerfläche der Kurvenscheibe von einem Abtaster eines Sensors abgetastet werden, um bestimmte Betriebszustände zu erfassen. Mit Hilfe des Sensors kann die Drehbewegung der Antriebswelle abgefragt werden. Der Abtaster des Sensors gleitet auf der Steuerfläche. Zum Auslösezeitpunkt befindet sich der Abtaster in der Startposition. Nach Beginn der Drehung passiert der Abtaster einen ersten Absatz, wodurch der Beginn des Rollvorgangs indiziert ist. Vor Erreichen des Verriegelungspunktes kann ein weiterer Absatz vorgesehen werden, was von der Maschinensteuerung als Fertig-Meldung registriert wird, wenn der Abtaster den Absatz erreicht. Außerdem kann der Sensor nach dem Passieren des ersten Absatzes den Hubmagneten frühzeitig zur Abschaltung bringen, um ein völliges Entladen des Kondensators zu verhindern. Dadurch wird der Stromverbrauch für die Walzvorgänge reduziert.

[0018] Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann eine Spannungsüberwachungsvorrichtung vorgesehen werden, die die Spannung der Batterie überwacht. Wird ein Schwellwert unterschritten, kann dies über das Interface erkannt und in der Werkzeugmaschinensteuerung angezeigt werden, so daß diese z. B. die Werkzeugmaschine stoppt.

[0019] Nach einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist auf der Mittenachse des Walzkopfes ein von einem Werkstück betätigbarer Schaltstift angeordnet, der mit einem mittigen Schalter verbunden ist, dessen Signal ebenfalls auf das Sende- und Empfangsmodul gegeben wird. Der Schalter ist nicht unbedingt erforderlich, um den Auslösevorgang für den Walzprozeß in Gang zu setzen, wenn dies über die drahtlose Kommunikationsstrecke initiiert wird.

[0020] Der Schalter kann die sogenannte Ausspannlänge des Werkstücks überwachen. Der Auslöseschalter wird so eingebaut, daß er bei Erreichen der Bearbeitungsposition durch die Werkstückspitze betätigt wird. Ein Abgleichen der Kantenschaltposition mit der erwarteten Schaltposition im Programm der Werkzeugmaschine kann so vorgenommen werden.

[0021] Schaltstift mit Schalter können in einem Rohr angeordnet sein, das verschiebbar in einer Durchbohrung des Walzkopfes angeordnet und mit Hilfe einer Fixiervorrichtung in seiner Position festgelegt werden kann. So ist es möglich, die Lage des Schaltstiftes an die erwartete Werkstückausspannlänge anzupassen.

[0022] Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1

zeigt eine Vorderansicht eines Radialwalzkopfs nach der Erfindung.

Fig. 2

zeigt einen Schnitt durch den Radialwalzkopf nach Fig. 1 entlang der Linie 2-2.

Fig. 3

zeigt einen Schnitt durch den Radialwalzkopf nach Fig. 1 entlang der Linie 3-3.

Fig. 4

zeigt perspektivisch eine Antriebswelle des Radialwalzkopfs nach den Fign. 1 bis 3.

Fig. 5

zeigt perspektivisch einen Verriegelungshebel des Radialwalzkopfs nach den Fign. 1 bis 3.

Fig. 6

zeigt eine ähnliche Darstellung wie Fig. 1.

Fig. 7

zeigt einen Schnitt durch die Anordnung nach Fig. 6 entlang der Linie 7-7.

Fig. 8

zeigt einen Schnitt durch die Anordnung nach Fig. 6 entlang der Linie 8-8.

Fig. 9

zeigt einen Schnitt durch die Anordnung nach Fig. 6 entlang der Linie 9 - 9.

Fig. 10

zeigt eine ähnliche Darstellung wie Fig. 4.

Fig. 11

zeigt schematisch die Anordnung eines erfindungsgemäßen Walzkopfes zusammen mit einer drahtlosen Kommunikation mit einer Maschinensteuerung.

Fign. 12 - 14

zeigen in Blockbildern den Betrieb des Walzkopfs nach Fig. 11

[0023] Der grundsätzliche Aufbau des in den Figuren dargestellten Radialwalzkopfs entspricht etwa dem, wie er in EP 0 853 991 dargestellt ist. In Figur 1 sind bei 10, 12 und 14 drei Profilwalzen angeordnet, die bei 16, 18 und 20 drehbar gelagert sind, und zwar zum einen in einer Frontplatte 22 und zum anderen in einer Platte 24 bzw. einer dahinterliegenden Platte 26 (Figuren 2 und 3). Die Profilwalzen haben jeweils eine Abflachung, die in der Ruhestellung der Walzachse zugekehrt ist und sich über einen Umfangsabschnitt erstreckt. Von der Mitte der Abflachung ausgehend erstreckt sich über den Umfang ein im Durchmesser zunehmender Abschnitt der Walzflächen mit spiralförmigem Verlauf. Daran schließt sich eine konzentrisch zur Walzenachse liegende Walzfläche über einen Winkel von 90° an. Der Restwinkel von 90° wird für einen abfallenden Teil der Walzfläche genutzt.

[0024] Die vordere Platte 22 ist mit den Platten 24, 26 über geeignete Abstandshalter 28 verbunden. Diese Teile können durch geeignete Spannschrauben, die mit einer Halteplatte 30 verbunden sind, zusammengehalten werden. Mit letzterer Platte ist ein Schaft 32 verbunden, über den der Radialwalzkopf in eine Werkzeugmaschine eingespannt werden kann.

[0025] In Figur 3 ist gezeigt, wie eine Welle 34 in den Platten 26 und 24 gelagert ist und an ihrem inneren Ende ein Zahnrad 36 trägt, das mit einem zentralen Zwischenzahnrad 38 kämmt, das einteilig mit einer Hohlwelle 40 geformt ist.

[0026] Die Hohlwelle 40 ist in einer der Buchsen 41 a gelagert, welche in der Platte 26 gelagert ist.

[0027] Mit 48 ist eine Antriebswelle bezeichnet, die einen Wellenabschnitt 50 aufweist, der drehbar in einer mit der Platte 30 verbundenen Platte 52 gelagert ist und eine Kurvenscheibe 54 und einen Nocken 56 links von der Scheibe aufweist. Die Antriebswelle ist in Figur 4 näher dargestellt. Die Kurvenscheibe 54 weist über den Umfang gleiche Dicke auf, ist jedoch wendelförmig, wie in Figur 2 oder 3 zu erkennen. Sie weist einen radialen Anschlag 62 auf. Der Nocken 56 weist am Umfang eine umlaufende Nockenfläche auf, die eine minimale radiale Erstreckung im oberen Bereich und eine maximale radiale Erstreckung im unteren Bereich aufweist. An den Nocken 56 schließt sich ein Klauenabschnitt 64 an. Der Klauenabschnitt 64 greift in einen entsprechenden Klauenabschnitt am rechten Ende der Hohlwelle 40 ein. Wird die Antriebswelle 48 gedreht, dreht sich auch die Hohlwelle 40 und damit das Zwischenzahnrad 38. Das Zwischenzahnrad 38 verdreht die Zahnräder 36 der einzelnen Walzen 10 bis 14, bis sie mit dem Werkstück zur Anlage kommen (diese Funktion ist ausführlich in der bereits erwähnten EP 0 853 991 B1 beschrieben).

[0028] In einer entsprechenden zylindrischen Aufnahme im Radialwalzkopf ist ein Lagerbauteil 66 radial verschiebbar gelagert. Es lagert eine Nockenrolle 68, wobei in einem zylindrischen Hohlabschnitt des Lagerbauteils 66 eine Schraubenfeder 70 einsitzt, die sich an einem gehäusefesten Stopfen 72 abstützt. Dadurch wird die Nockenrolle 68 gegen den Umfang des Nockens 56 gedrückt.
In Figur 2 ist ein Verriegelungshebel 76 gezeigt, der am inneren Ende gabelförmig ist und die Kurvenscheibe 54 vom Rand her übergreift. Der Verriegelungshebel 76 ist radial außen bei 78 schwenkbar gelagert. Er wird mittels eines Stiftes 80 und einer Feder 82 entgegen der Uhrzeigerrichtung vorgespannt. Der in Figur 2 linke Gabelarm kommt daher mit der Kurvenscheibe 54 in Eingriff. In der in den Figuren gezeigten Ruhestellung liegt daher der linke Arm gegen den Anschlag 62 der Kurvenscheibe54.

[0029] In der Platte 52 ist ein Elektromagnet 84 angeordnet, dessen Betätigungselement 86 auf die in Figur 2 rechte Seite des Verriegelungshebels 76 wirken kann. Wird der Magnet 84 betätigt, wird der Verriegelungshebel 76 in Uhrzeigerrichtung verschwenkt, dadurch gelangt der in Figur 2 linke Gabelarm mit dem Anschlag 62 außer Eingriff und die Kurvenscheibe 54 kann verdreht werden. Die Energieversorgung des Elektromagneten 84 erfolgt über eine Batterie 88, die ebenfalls innerhalb des Radialwalzkopfs untergebracht ist. Schließlich ist auch ein relativ großer Kondensator 90 vorgesehen (Figur 3).

[0030] Ein elektrischer Schalter 92 ist über einen Hebel 94 betätigbar, der radial über den Außenumfang des Walzkopfes herausragt und am inneren Ende schwenkbar gelagert ist. Der Hebel 94 ist durch einen Stift 96 und eine Feder 98 vorgespannt, und zwar in Uhrzeigerrichtung (Fig. 3). Alternativ zum Schalter 92 kann ein Schalter 41 vorgesehen sein, der von der Anschlagplatte 46 betätigt wird, die ihrerseits vom Werkstück betätigt werden kann.

[0031] Der in Figur 2 dargestellte Verriegelungshebel 76 ist in Figur 5 deutlicher herausgestellt. Man erkennt seine Gabelarme 76a, 76b, deren Abstand minimal größer ist als die Dicke der Kurvenscheibe 54.

[0032] In der Ruhestellung sind die in den Figuren nicht gezeigten Abflachungen der Walzen 10 bis 14 einander zugekehrt, und die Feder 70 ist maximal gespannt, weil die Nockenrolle 68 gegen die maximalen Erhebung des Nockens 56 anliegt. Der Nocken kann jedoch die Welle 48 nicht verdrehen, weil dies durch Anschlag des Gabelarms 76a am Anschlag 62 der Nockenscheibe 54 verhindert wird. Wird nun über das Werkstück der Schalter 41 oder über den Hebel 94 oder Schalter 92 betätigt, bewegt der Elektromagnet 84 den Verriegelungshebel 76 in die Entriegelungsstellung. Nunmehr kann die Feder 70 über die Nockenrolle 68 die Antriebswelle 48 soweit verdrehen, daß die Profilwalzen 10 bis 14 mit ihrem Profil mit dem Werkstück in Eingriff gelangen. Die Walzen 10 bis 14 werden aufgrund des Walzvorgangs gedreht, wobei sie das Zahnrad 38, die Hohlwelle 40 und die Antriebswelle 48 mitnehmen. Der Gabelarm 76b wird durch die Umklammerung der Kurvenscheibe geführt. Dadurch wird der Verriegelungshebel während einer Umdrehung entsprechend der Steigung der Kurvenscheibe zurück in die Verriegelungsstellung gelenkt. Über die Nockenrolle 68 wird die Feder 70 erneut gespannt. Die Verdrehung ist beendet, wenn der Gabelarm 76a hinter den Anschlag 62 schnappt. Dadurch ist die Antriebswelle 48 verriegelt. Der beschriebene Vorgang wiederholt sich; wenn ein neues Werkstück in der beschriebenen Art und Weise mit einem Profil versehen wird.

[0033] Auf der in Figur 2 linken Seite des Verriegelungshebels 76 ist ein Sensor 100 angeordnet, der betätigt wird, wenn der Verriegelungshebel 76 in die Entriegelungsstellung verstellt wird. Dadurch kann festgestellt werden, ob eine Auslösung des Radialwalzkopfs stattgefunden hat.

[0034] Bevor auf die Fign. 6 - 10 eingegangen wird, sei vorangestellt, daß für Bauteile, die den Bauteilen nach Fig. 1 - 5 gleichen gleiche Bezugszeichen verwendet werden.

[0035] Fig. 6 unterscheidet sich von Fig. 1 dadurch, daß bezüglich der Profilrollen 10 - 14 die Abflachungen 13 in der Ruhestellung erkennbar sind. Außerdem ist ein Schaltstift 33 erkennbar, der in einem Rohr 35 zusammen mit einer Buchse 37 angeordnet ist. Hierauf wird weiter unten noch eingegangen.

[0036] Fig. 7 gleicht weitgehend Fig. 2. Der Ankerstift 86 des Elektromagneten 84 zur Betätigung des Verriegelungshebels 76 ist jedoch durchgehend eingezeichnet.

[0037] Der Betätigungshebel 94 mit dem Schalter 92 nach Fig. 3 ist zwar in Fig. 8 eingezeichnet, kann jedoch dort entfallen, da ein Sende- und Empfangsmodul 110 vorgesehen ist, das auf noch zu beschreibende Art und Weise eine Betätigung des Auslösehebels 76 zwecks Entriegelung der Antriebswelle 48 bewirkt. Im vorliegenden Fall wird das Modul 110 von zwei Leiterplatten 113 und 115 gebildet. Somit ist der Hebel 94, der über den Umfang des Rollkopfs übersteht und damit auch unwillkürlich betätigt werden kann, entbehrlich.

[0038] In Fig. 8 und 9 ist zu erkennen, daß der Walzkopf eine durchgehende Durchbohrung aufweist. Diese nimmt ein Rohr 112 auf, das in der Durchbohrung verschiebbar ist.

[0039] Um das Rohr 112 ist eine Klemmbuchse 114 angeordnet, die mit Hilfe eines Gewindestiftes in eine Gewindebohrung 116 geklemmt werden kann, um das Rohr 112 in einer vorgegebenen Position festzulegen. Das Rohr erstreckt sich durch die Antriebswelle 48, die, wie in Fig. 10 zu erkennen ist, eine entsprechende Durchbohrung aufweist. In Fig. 8 und 9 sitzt im Rohr 112 ein Schalter 118, der von einem Schaltstift 33 betätigbar ist, der durch eine Feder 43 beaufschlagt ist. Bei einer Betätigung des Schaltstiftes 33 wird der Schalter 118 betätigt. Die Betätigung erfolgt über ein entlang der Achse des Walzkopfs eingeführtes Werkstück (nicht gezeigt). Damit kann die Auslösung der Walzkopfs in Gang gesetzt werden. Wenn die Auslösung aber von extern über die drahtlose Kommunikationsstrecke erfolgt, können Stift 33 und Schalter 118 dazu dienen, die sogenannte Ausspannlänge des Werkzeugs zu überwachen.

[0040] In Anpassung an die vorgegebene Ausspannlänge kann die Lage des Rohres 112 in der Durchbohrung eingestellt werden.

[0041] In Fig. 8 ist ein Kabel 112a für den Schalter 118 gezeigt, das mit dem Sende- und Empfangsmodul 110 verbunden ist. Wird daher vom Schalter 118 ein Signal erzeugt, gelangt es auf das Sende- und Empfangsmodul 110 und kann dann nach außen übertragen werden.

[0042] Wie in Fig. 9 ferner gezeigt, ist im Walzkopf ein Abtastsensor 122 angeordnet mit einem Abtaster 124, der mit der zugekehrten Steuerfläche der Kurvenscheibe 54 in Eingriff ist. Der Abtastsensor 122 kann mithin die Drehung der Antriebswelle 48 überwachen.

[0043] Die Steuerfläche, der der Abtaster zugekehrt ist, hat einen Absatz 126, vor dem sich der Abtaster 124 in der Startposition bzw. zum Auslösezeitpunkt befindet. Nach der Auslösung wird die Kurvenscheibe 54 gedreht, wie bereits beschrieben wurde.

[0044] Passiert der Abtaster 124 den Absatz 126, kann somit ein Signal auf das Sende- und Empfangsmodul gegeben werden und anschließend weiter auf die Maschinensteuerung. Diese registriert, daß ein Rollvorgang gestartet worden ist. Gegen Ende des Walz- bzw. Rollvorgangs bzw. der Drehung der Antriebswelle 48 gelangt der Abtaster an einen weiteren Absatz 128. Dies ist kurz vor Erreichen des Verriegelungspunktes, wie oben beschrieben wurde. Somit kann der Maschinensteuerung eine Fertig-Meldung gesendet werden. Außerdem kann beim Passieren des Absatzes 126 die Schaltung für den Hubmagneten so betätigt werden, daß dieser abgeschaltet wird, wodurch ein vollständiges Entladen des Kondensators 90 vermieden wird.

[0045] In Fig. 11 ist der Walzkopf nach den Figuren 6 bis 9 perspektivisch dargestellt, er ist dort mit 130 bezeichnet. Er weist ein Fenster 132 auf, welches eine Kunststoffabdeckung 134 aufweist (siehe auch Fig. 8). Dahinter befindet sich das Sende- und Empfangsmodul 110 gemäß Fig. 9. Bei 136 ist ein Interface gezeigt, das mit einer Maschinensteuerung 138 über Kabel 140 in Verbindung ist. Zwischen dem Interface 136 und dem Sende- und Empfangsmodul im Walzkopf 130 befindet sich eine drahtlose Kommunikationsstrecke. Es ist daher möglich, alle im Walzkopf 130 erzeugten Signale auf die Maschinensteuerung zu übertragen. Umgekehrt können Befehle von der Maschinensteuerung 138 auf den Walzkopf gegeben werden, insbesondere zur Auslösung der Entriegelung vor Beginn eines Rollvorgangs.

[0046] In Figuren 12 bis 14 sind die in Figur 11 gezeigten Teile, nämlich Maschinensteuerung 138, Interface 136 und Radialwalzkopf noch einmal blockförmig dargestellt. Das Programm der Maschinensteuerung 138, das über eine Kabelverbindung 140 mit dem Interface 136 verbunden ist, erzeugt einen Befehl für das Interface 136, das seinerseits ein Startsignal für den Walzkopf 130 erzeugt. Der im Walzkopf vorhandene Magnet löst die Verriegelung, und die federbetätigte Antriebsvorrichtung setzt sich in Bewegung, um die Rollen um das Werkstück herum in Startposition (Fig. 12) zu bringen. Das Werkstück wird zuvor in den Walzkopf eingefahren, was durch einen Anschlagschalter, wie er voranstehend erläutert wurde, festgestellt werden kann (Fig. 13). Um abzuwarten, bis das Werkstück zum Stillstand gekommen ist, kann das Startsignal für den Walzkopf 130 erst erzeugt werden, wenn eine Verzögerungszeit t_D verstrichen ist. Erst dann wird eine Auslösung des Walzkopfs in der beschriebenen Art und Weise bewirkt. Dies geschieht über den Schalter 118. Alternativ kann die Auslösung im Walzkopf selbst durch den Schalter 118 oder den Schalter 92 (Fig. 3) erfolgen. Die Überwachung des Walzprozesses geschieht, wie bereits beschrieben, über den Sensor 122. Ein entsprechendes Signal wird auf das Interface 136 übertragen. Wie beschrieben, wird über den Sensor 122 auch die Beendigung des Rollvorgangs erfaßt, wodurch über das Sende- und Empfangsmodul 110 ebenfalls ein Signal auf das Interface 136 übertragen wird. Bei normalem Betrieb liegt die Bearbeitungszeit t innerhalb eines bestimmten Zeitrahmens, der kürzer ist, als die Zeit t_max. Erfolgt mithin eine Fertig-Meldung vom Walzkopf 130 an das Interface 136 innerhalb des Zeitrahmens bzw. vor dem Zeitpunkt t_max, erfolgt eine Fertig-Meldung vom Interface 136 auf die Maschinensteuerung 138. Ist dies jedoch nicht der Fall ist z. B. die Ablaufzeit größer als t_max bzw. erscheint kein Signal vor Ablauf von t max, erfolgt eine Fehlermeldung an die Maschinensteuerung 138, und die Werkzeugmaschine wird gestoppt.

[0047] Es bleibt noch nachzutragen, daß statt einer Funkverbindung zwischen Interface 136 und Walzkopf 130 auch ein Kabel gelegt werden kann, wie es bei 150 gestrichelt eingezeichnet ist. Eine Kabelverbindung kommt in Frage, wenn bei der Fertigung der Walzkopf 130 stillstehend in der Werkzeugmaschine eingespannt ist und das Werkstück gedreht wird. Die beschriebenen Funktionen sind jedoch die gleichen, wie oben ausführlich erläutert.

Ansprüche

1. Radialwalzkopf mit in einem Halter unter gleichen Winkelabständen und in Achsabständen um die Walzachse verteilt angeordneten Walzen, deren Walzflächen einen über den Umfang entgegen ihrer Drehrichtung spiralförmig ansteigenden Verlauf haben, mit einem die Walzen miteinander koppelnden Zahnradgetriebe, einer Verriegelungsvorrichtung für die Walzen, die nach jeder vollen Walzen umdrehung selbsttätig einrastet und vor jedem Walzvorgang über ein bewegliches Verriegelungselement lösbar ist und einer Antriebsvorrichtung, welche die Walzen nach dem Lösen der Verriegelung bis zur Anlage der Walzenflächen an das Werkzeug dreht, um danach durch Reibung mit diesem weitergedreht zu werden, dadurch gekennzeichnet, daß im Radialwalzkopf ein Elektromagnet (84) angeordnet ist, der mit dem Verriegelungselement verbunden ist und im Radialwalzkopf eine elektrische Energiequelle und ein Schalter (92) angeordnet sind, der die Energiequelle mit dem Elektromagneten (84) verbindet, wenn der Schalter (92) über das Werkstück oder eine andere Betätigungsvorrichtung betätigt wird.

2. Radialwalzkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Radialwalzkopf eine Batterie (88) und ein an die Batterie (88) angeschlossener Kondensator (90) angeordnet sind.

3. Radialwalzkopf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter (92) von einem im Radial walzkopf schwenkbar gelagerten Betätigungshebel (94) betätigt wird, dessen eines Ende über den Umfang des Radialwalzkopfs nach außen vorsteht.

4. Radialwalzkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Verriegelungselement ein im Radialwalzkopf schwenkbar gelagerter Verriegelungshebel (76) ist, an dem der Elektromagnet (84) angreift, der Verriegelungshebel (76) unter Federvorspannung mit einer wendelförmigen Steuerfläche eine Kurvenscheibe (54) mit axialer Schulter (62) zusammengewirkt, die mit der Antriebsvorrichtung verbundenen Antriebswelle (48) verbunden ist, wobei der Verriegelungshebel (76) vor dem Lösen der Verriegelungsvorrichtung an der Schulter anliegt.

5. Radialwalzkopf nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurvenscheibe (54)wendelförmig gebildet ist.

6. Radialwalzkopf nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Verriegelungshebel (76) gabelförmig die Kurvenscheibe (54) vom Umfang her übergreift.

7. Radialwalzkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Verriegelungselement (76) ein Sensor (100) zusammenwirkt, der die Betätigung des Verriegelungselements (76) feststellt.

8. Radialwalzkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß mit einer mit der Antriebseinrichtung verbundenen Antriebswelle eine umlaufende Nockenfläche (56) verbunden ist, gegen welche ein Nockenfolger (68) unter Federvorspannung anliegt und die Nockenfläche so geformt ist, daß ihre radiale Erstreckung kurz vor dem verriegelten Zustand der Verriegelungseinrichtung ein Maximum hat und in Umfangsrichtung bis auf einen minimalen Radius stetig kleiner wird und danach wieder auf das Maximum ansteigt.

9. Radialwalzkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Rollkopf (130) ein Sende- und Empfangsmodul (110) für eine drahtlose Signalkommunikation mit einer Maschinensteuerung (138), insbesondere zur Übertragung eines Betätigungsbefehls für den Magneten (84) zu Entriegelung der Verriegelung der Antriebsvorrichtung.

10. Radialwalzkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß, der Rollkopf über ein Kabel mit einer Maschinesteuerung verbunden ist, insbesondere für die Übertragung eines Betätigungsbefehls für den Magneten (84) für die Entriegelung der Antriebsvorrichtung.

11. Radialwalzkopf nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Rollkopf einen Aufnahmeraum für das Sende- und Empfangsmodul aufweist, der nach außen durch eine Kunststoffabdeckung (134) abgedeckt ist.

12. Radialwalzkopf nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Abtaster (124) eines Sensors (122) mit der Steuerfläche der Kurvenscheibe (54) in Kontakt und der Sensor (122) mit dem Sende- und Empfangsmodul (110) oder über das Kabel mit der Maschinensteuerung verbunden ist.

13. Radialwalzkopf nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerfläche einen ersten Absatz (126) aufweist, der den Beginn des Rollvorgangs anzeigt.

14. Radialwalzkopf nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, die Steuerfläche einen zweiten Absatz (128) aufweist, die kurz vor Erreichen des Verriegelungspunktes bzw. der Schulter (62) der Kurvenscheibe (54) liegt.

15. Radialwalzkopf nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (122) den Hubmagneten (84) ausschaltet, wenn der Abtaster (124) den ersten Absatz (126) passiert.

16. Radialwalzkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß im Rollkopf eine Spannungsüberwachungsvorrichtung angeordnet ist, die die Batteriespannung überwacht.

17. Radialwalzkopf nach Anspruch 10 und 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsüberwachungsvorrichtung mit dem Sende- und Empfangsmodul (110) oder direkt mit der Maschinensteuerung gekoppelt ist.

18. Radialwalzkopf nach einem der Ansprüche 10 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß auf einer Mittelachse des Rollkopfes ein von einem Werkstück betätigbarer Schaltstift (33) angeordnet ist, der auf einen mittigen Schalter (118) wirkt, dessen Signal ebenfalls auf das Sende- und Empfangsmodul (110) gegeben wird.

19. Radialwalzkopf nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltstift (33) gegen eine Feder (43) betätigbar ist.

20. Radialwalzkopf nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet daß, der Schalter (118) entfernbar eingebaut ist, in einem der Radialwalzköpfe vollständig durchdringender axialer Durchgang.

21. Radialwalzkopf nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß Schaltstift (33) und Schalter (118) in einem Rohr (112) angebracht sind, das verschiebbar in einer mittigen Bohrung des Rollkopfs angeordnet und durch eine von außen lösbare Fixiervorrichtung im Rollkopf festlegbar ist.

22. Radialwalzkopf nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (112) von einer Klemmbuchse (114) umgeben ist, auf die ein radialer Gewindestift wirkt.

23. Radialwalzkopf nach einem der Ansprüche 18 - 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter (118) über ein längeres Kabel (112a) mit dem Sende- und Empfangsmodul (110) verbunden ist, wobei das Kabel (112a) über eine Steckverbindung mit dem Schalter (118) verbindbar ist.

24. Verfahren zur Steuerung und Überwachung eines Radialwalzkopfs, bei dem in einem Halter unter gleichen Winkelabständen und in Achsabständen um die Walzachse verteilt angeordnete Walzen vorgesehen sind, deren Walzflächen einen über den Umfang entgegen ihrer Drehrichtung spiralförmig ansteigenden Verlauf haben, mit einem die Walzen miteinander koppelnden Zahnradgetriebe, einer Verriegelungsvorrichtung für die Walzen, die nach jeder vollen Walzenumdrehung selbsttätig einrastet und vor jedem Walzvorgang über ein bewegliches Verriegelungselement lösbar ist und einer Antriebsvorrichtung, welche die Walzen nach dem Lösen der Verriegelung bis zur Anlage der Walzen flächen an das Werkzeug dreht, um danach durch Reibung mit diesen weitergedreht zu werden, dadurch gekennzeichnet, daß das Verriegelungselement von einer elektrischen Betätigungsvorrichtung betätigt und die Betätigungsvorrichtung durch ein Steuersignal einer internen oder externen Steuervorrichtung betätigt wird.

25. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Energie für die Betätigungsvorrichtung von einer Batterie im Walzkopf bereitgestellt wird.

26. Verfahren nach Anspruch 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuersignal in einer Maschinensteuerung erzeugt wird und über ein Kabel auf den Walzkopf übertragen wird.

27. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Energie für die Betätigungsvorrichtung über das Kabel auf den Walzkopf übertragen wird.

28. Verfahren nach Anspruch 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, daß das Startsignal in einer Maschinensteuerung oder einem Interface erzeugt und drahtlos auf den Walzkopf übertragen wird.

29. Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsvorrichtung überwacht und ein erstes Alarm- oder Stoppsignal erzeugt wird, wenn nach einer vorgegebenen Zeit, nach dem Startsignal keine Betätigung der Antriebsvorrichtung festgestellt wird.

30. Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsvorrichtung überwacht wird und ein Fertig-Signal spätestens erzeugt wird, wenn die Verriegelungsvorrichtung wieder verriegelt wird.

31. Verfahren nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß ein Stoppsignal für die Werkzeugmaschine erzeugt wird, wenn nach einer vorgegebenen Zeit t_max nach dem Startsignal kein Fertig-Signal erzeugt wird.

32. Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 31, dadurch gekennzeichnet, daß das Einfahren eines Werkstücks in den Walzkopf überwacht und kein Startsignal erzeugt wird, wenn das Werkstück eine vorgegebene Position im Walzkopf nicht erreicht.

33. Verfahren nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Erzeugung des Positionssignals das Startsignal verzögert erzeugt wird.

Zeichnung