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Die Erfindung betrifft eine Metalldrückmaschine mit zwei Rollen, zur Herstellung von Rotations- körpern, vorzugsweise Behälterböden.
Es ist bekannt, dass die Behälterböden früher durch Warmpressen hergestellt wurden. Um den für diese Art der Herstellung erforderlichen technischen Aufwand einzusparen, wurde für die
Herstellung der Behälterböden eine neue Technologie, das Metalldrücken, eingeführt. Für die grösseren Durchmesser waren dabei grosse Metalldrückpilze notwendig.
Um die Benutzung grosser Drückpilze zu umgehen, wurden zwei Verfahren ausgearbeitet.
Bei dem einen Verfahren wird der Wölbungsradius (der grosse Radius) auf einer Presse mit einem auf eine kleine Fläche wirkenden Werkzeug in vielen Schritten ausgebildet, während der
Eckradius (der kleine Radius) auf einer andern Maschine, der Bördelmaschine, hergestellt wird.
Nach dieser Technologie arbeitende Maschinen sind z. B. die Maschinen des deutschen Unternehmens
Schleifenbaum und Steinmetz sowie die des italienischen Unternehmens Boldrini. Zur Herstellung werden demnach zwei Maschinen gebraucht, und darüber hinaus sind für die Bedienung der Presse - wenn eine entsprechende Produktivität erreicht werden soll-teure Manipulatoren erforderlich, da Gewicht und Masse der Metallscheiben beträchtlich sind.
Bei dem andern Verfahren wird der Behälterboden auf einer Maschine zwischen zwei Rollen geformt, und die innere Rolle entspricht in ihren Rundungsmassen dem Eckradius des Behälterbodens.
Nach diesem Verfahren arbeitet z. B. die Maschine gemäss der HU-PS Nr. 153215, bei der die innere und die äussere Rolle auf eine innere bzw. äussere Brücke montiert sind, die um eine gemeinsame feste Achse kippbar sind. Die innere Rolle bewegt sich mittels eines Kopierverfahrens in radialer Richtung, wobei sie während des Kippens der Brücke eine dem gewünschten Wölbungs- radius des Werkstückes entsprechende Bahn beschreibt. Die Halterbrücken der inneren und äusseren
Rolle bewegen sich bei der Ausbildung des Wölbungsradius gemeinsam. Wegen der radialgerichteten
Bewegung der inneren Rolle wandert der Auflagepunkt der Metallplatte auf der inneren Rolle, und das stört den technologischen Prozess des Metalldrückens.
Bei der Maschine gemäss der erwähnten HU-PS ist der Drehpunkt der Halterbrücken der inneren und äusseren Rolle fest. Der herzustellende Wölbungsradius des Werkstückes ist verschieden und im allgemeinen grösser als die Entfernung des die Platte berührenden Punktes der inneren Rolle vom Drehpunkt der Brücken in Ausgangsstellung.
Die freilaufende Innenrolle bewegt sich mittels einer Kopiervorrichtung und eines hydraulischen Arbeitszylinders entsprechend dem Profil des Werkstückes.
Bei der Funktion der beschriebenen Maschine fallen zu Beginn die Berührungspunkte von Innen- und Aussenrolle mit dem Werkstück zusammen, d. h. liegen auf einem gemeinsamen Radius. Da der Drehpunkt der die Rollen tragenden Brücke jedoch nicht mit dem Mittelpunkt des Werkstückes zusammenfällt, entfernen sich diese Berührungspunkte im Laufe des Arbeitsprozesses voneinander, wodurch das Metalldrücken als solches nicht zu Stande kommt. Unter dem Angriffspunkt der äusseren Rolle ist keine Unterstützung, die Rolle drückt das Blech nur ein, der ganze Arbeitsprozess wird unbestimmt.
In ähnlicher Weise arbeiten die Maschinen gemäss den DE-OS 1752914 und 1804669, bei denen die innere, ebenfalls profilierte Rolle den Wölbungsradius des Behälterbodens in der Weise beschreibt, dass der Radiusmittelpunkt des die Rolle haltenden Armes auf die gewünschte Radiuslänge eingestellt werden kann. Die den Eckradius formende Rolle bewegt sich an dem Haltearm entsprechend dem eingestellten Radius und wird-zum Zwecke der Führung und Unterstützung-von einem Zapfen gehalten, der auf einem Kreuzsupport angebracht ist, welcher seinerseits auf einem Längssupport läuft. Die Synchronbewegung der äussern Drückrolle mit der Innenrolle ist maschinell nicht gelöst, es hängt von der Geschicklichkeit der die Maschine bedienenden Person ab, ob sich die beiden Rollen synchron bewegen.
Deswegen muss die innere, gegendrückende Rolle nicht nur mit einem dem Eckradius des Werkstückes entsprechenden Profil versehen werden, sondern darüber hinaus auf ihrer dem Mittelpunkt des Werkstückes zugewandten Seite noch einen breiten, dem Wölbungsradius entsprechenden Ring tragen, da bei der Steuerung der Bewegung Abweichungen vorkommen können.
Ziel der Erfindung ist es, die Mängel der beschriebenen Maschinen zu beseitigen und eine Maschine zu schaffen, bei der der Drehpunkt der inneren und äusseren Kippbrücke und der Mittel-
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punkt des Werkstückes über den ganzen Arbeitsprozess hinweg an ein und demselben Punkt liegen und die Wirkungslinien der von der äusseren und der inneren Rolle ausgeübten Druckkräfte zusammenfallen.
Eine weitere Zielstellung der Erfindung besteht darin, die gemeinsame Bewegung der inneren und äusseren Rolle bzw. der diesen zugeordneten Tragevorrichtungen auf mechanische Weise, maschinell zu lösen.
Gegenstand der Erfindung ist. demnach eine Metalldrückmaschine mit zwei Rollen zur Her- stellung von Rotationskörpern, vorzugsweise Behälterböden. Diese Maschine ist in erster Linie da- durch gekennzeichnet, dass auf einer Kippachse Kippbrücken vorgesehen sind, die eine mit dem
Werkstück in Kontakt stehende innere Profilrolle und eine äussere frei laufende Drückrolle tragen, und dass die Kippachse in einer Wiege lagert, die in Richtung der Drehachse des Werkstückes ver- stellbar ist.
Mit der erfindungsgemässen Maschine wird der Behälterboden aus einer ebenen Metallscheibe hergestellt, die am Ende der angetriebenen Hauptspindel befestigt wird. Die Formgebung erfolgt zwischen zwei Rollen in einem Arbeitsgang. Die innere, angetriebene Rolle stützt die Metallscheibe, die äussere Rolle formt sie durch Drücken, indem bei der Ausbildung des Wölbungsradius die innere, profilierte Rolle - die an der inneren Kippbrücke bzw. an dem in dieser in Radialrichtung beweg- lichen Halter angebracht ist-eine dem Kreisbogen des Werkstückes entsprechende Bahn beschreibt.
Die innere Brücke kippt um eine Achse, deren Stellung während des Arbeitsprozesses fixiert ist.
Soll ein Werkstück anderer Geometrie bearbeitet werden, so kann die Achse des Kippens mit Hilfe der die Achse haltenden Wiege in radialer Richtung verstellt werden.
Die Wiege ist in dem Rahmen der Maschine - dem auszubildenden Radius entsprechend-in
Richtung der Achse der Hauptspindel beweglich.
Auf der in der Wiege angeordneten Achse ist die äussere Kippbrücke angebracht, auf welche mittels eines in Radialrichtung verstellbaren Schlittens ein zweckmässig hydraulisch beweglicher Support montiert ist. Das Metalldrücken erfolgt durch die auf dem Support befindlichen Drückrolle.
Beim Formen des Wölbungsradius wird das gleichzeitige Kippen der beiden (inneren und äusseren) Brücken durch einen Befestigungszapfen gewährleistet, d. h. innere und äussere Rolle bewegen sich mit der gleichen Winkelgeschwindigkeit. Dadurch befindet sich der Druckpunkt des Metalldrückens immer an der gleichen Stelle der gegendrückenden inneren Rolle bzw. - in einer auf der Drehachse senkrecht stehenden Ebene - immer auf dem gleichen Kreis. Bei der Formung des Eckradius, d. h. dem Bördeln des Behälterbodens, steht die innere Brücke, während sich die äussere weiterbewegt, und die äussere Rolle drückt die Platte (das Werkstück) auf die stehende, angetriebene und sich um ihre Achse drehende innere Rolle, deren Form genau dem auszubildenden Eckradius entspricht.
Soll ein Werkstück anderer geometrischer Form bearbeitet werden, so wird die Wiege und damit die Kippachse von Hand oder mittels einer motorgetriebenen Spindel dem gewünschten Wölbungsradius entsprechend umgestellt. Wenn auch der Eckradius ein anderer ist, so muss die innere Rolle ausgewechselt werden. Für die Zeit des Umstellen der Wiege muss, zweckmässig mit an dem Getriebegehäuse befestigten Hebeln, das Getriebegehäuse der unteren Rolle fixiert werden, damit sich beim Verstellen der Wiege der die untere Rolle bzw. deren Getriebe tragende Halter in der unteren Brücke - der gewünschten Radiuslänge entsprechend-bewegen kann. Nach Beendigung der Einstellung muss der Halter in der unteren Brücke befestigt werden.
Der Gleichlauf der Hauptspindel mit der angetriebenen unteren Rolle kann auf unterschiedliche Weise, z. B. durch elektrischen, mechanischen oder hydraulischen Antrieb, gelöst werden. Zweckmässig ist die Versorgung mit einer gemeinsamen, eine einstellbare Flüssigkeitsmenge fördernden Pumpe, da auf diese Weise gewährleistet ist, dass an dem Berührungspunkt zwischen Metallscheibe (Werkstück) und Rolle die Umfangsgeschwindigkeit während des Arbeitsprozesses konstant ist.
Die zu formende Metallscheibe kann auf unterschiedliche Weise befestigt werden : mittels eines in den Mittelpunkt der Scheibe gebohrten Loches und eines Gewindebolzens, oder mit Hilfe eines auf eine am Getriebegehäuse befestigte Brücke montierten Drückkopfes (Reitstockes), der die Metallscheibe auf eine am Ende der Hauptspindel befindliche Scheibe drückt.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand einer bevorzugten Ausführungsform mit Hilfe der Zeichnungen näher erläutert. Fig. l zeigt die Maschine von vorn, Fig. 2 von der Seite.
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Die zu bearbeitende Metallscheibe --1-- wird auf die an der Hauptspindel --3-- des Getriebe- gehäuses -2- befindliche Einspannscheibe --4- aufgelegt. Das Getriebegeh use --2- ist am
Maschinenrahmen-5-anmontiert. Der Behälterboden wird zwischen zwei Rollen : der inneren Profil- rolle --6-- und der äusseren Druckrolle-7-, geformt.
Die Ausbildung des Wölbungsradius des Werkstückes wird von der Bahnbewegung der inneren Profilrolle -6-- bestimmt. Die innere Rolle wird von dem Hydromotorgetriebe --8-- gedreht. Die innere Rolle bzw. ihr Getriebe ist an dem Halter --10- angebracht, der in der inneren Brücke - verstellbar angeordnet ist. Der Halter wird nach Einstellen des vorgeschriebenen Radius mit einer Befestigungskonstruktion -11-- fixiert.
Die innere Brücke --9-- kippt während der
Formung des Wölbungsradius um die Kippachse-12-, und die Kippachse --12-- wird von der Wiege -13-- gehalten. Die Wiege --13-- kann in Achsrichtung der Hauptspindel mittels einer mit dem Hydromotor verbundenen Schraubenspindel --14-- verstellt werden, wenn die Maschine auf die
Herstellung eines Werkstückes anderer Abmessungen umgestellt werden soll.
Auf die in der Wiege befindliche Kippachse ist die äusser Kippbrücke --15-- montiert. Auf dieser Brücke ist unter Zwischenschaltung eines verstellbaren Schlittens --16-- ein hydraulisch bewegbarer Support --17-- angeordnet, der die freilaufende Drückrolle --7-- trägt. Der Gleichlauf der inneren mit der äusseren Brücke wird zweckmässig mittels eines hydraulisch betätigten Zapfens - erreicht. Dieser Gleichlauf ist bei der Ausbildung des Wölbungsradius notwendig. Zur
Formung des Eckradius wird der Zapfen --18-- gelöst, die innere Brücke wird mittels an beiden
Seiten angebrachter Befestigungsbolzen --19-- an einem bestimmten Punkt der Wiege fixiert, und die äussere Brücke kippt weiter.
Die Brücken werden von an beiden Seiten der äusseren Brücke angebrachten hydraulischen
Arbeitszylindern --20-- bewegt.
Während des Verstellens der Wiege muss die innere Rolle bzw. deren Getriebegehäuse fixiert werden. Zu diesem Zweck sind am Getriebegehäuse Befestigungshebel sowie ein Befestigungsmechanismus -21- vorhanden.
Im Vergleich zu den bekannten Vorrichtungen hat die erfindungsgemässe Maschine folgende Vorteile :
Die innere, gegendrückende Rolle und die Drückrolle bewegen sich gemeinsam, kippen gemeinsam, und der Arbeitspunkt des Metalldrückens ist während der Formung des Wölbungsradius immer auf dem gleichen Punkt bzw. in der gleichen Schnittebene der inneren, gegendrückenden Rolle. Auf diese Weise ist der Arbeitspunkt des Metalldrückens eindeutig bestimmt, wodurch der technologische Prozess sicher wird.
Die gemeinsame Bewegung der äusseren und der inneren Rolle erfordert keinen komplizierten Mechanismus, auch keine besondere Geschicklichkeit in der Bedienung, und die Grösse der inneren Profilrolle kann vermindert werden (der dem Wölbungsradius entsprechende, bei Führungsungenauigkeiten erforderliche innere Ring an der Innenrolle ist nicht notwendig). Die durch die Ausbildung der die innere Rolle haltenden Brücke und der Wiege erreichte Starrheit des Systems macht das zur Stützung der inneren Rolle dienende aufwendige Schlittensystem überflüssig.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Metalldrückmaschine mit zwei Rollen, zur Herstellung von Rotationskörpern, vorzugsweise Behälterböden, dadurch gekennzeichnet, dass auf einer Kippachse (12) Kippbrücken (9,15) vorgesehen sind, die eine mit dem Werkstück (1) in Kontakt stehende innere Profilrolle (6) und eine äussere frei laufende Drückrolle (7) tragen, und dass die Kippachse (12) in einer Wiege (13) lagert,
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