CH704221A2 - Vorrichtung und Verfahren zum Umformen von hohlzylindrischen Körpern. - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (10) zur Umformung von hohlzylindrischen Körpern (11), die insbesondere aus einem einstückigen Blechteil geformt sind. Für die Umformung sind an einem Werkzeugträger (14) entlang einer Kreisbahn um eine Längsachse (L) eine Mehrzahl von Stationen (12) angeordnet. Die Stationen (12) weisen entweder ein Bearbeitungswerkzeug (13a) oder ein Prüf- oder Messwerkzeug (13b) auf. Der Werkzeugträger (14) wird von einem Hauptantrieb (15) der Vorrichtung (10) zu einer Hubbewegung (H) entlang der Längsachse (L) veranlasst. Mit Abstand zum Werkzeugträger (14) ist ein drehbar um die Längsachse (L) angeordnetes Drehteil (21) vorhanden. Dort sind auf einer Kreisbahn koaxial zur Längsachse (L) Haltemittel (23) gleichmässig verteilt angeordnet. Die Haltemittel (23) dienen zum Festhalten von einem Körper (11). Ein Drehantrieb (27) veranlasst die Drehbewegung des Drehteils (21). Der zeitliche Verlauf der Hubbewegung (H) und der zeitliche Verlauf der Drehbewegung können einander gegenüber verändert werden, so dass keine unveränderliche Beziehung zwischen diesen zeitlichen Verläufen vorliegt.

Description

[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zum Umformen von hohl zylindrischen Körpern. Bei der Herstellung von Behältern aus dünnwandigem Blech, beispielsweise für Aerosoldosen, wird zunächst in einer Tiefzieh- und oder Abstreckvorrichtung ein hohlzylindrischer, einseitig offener Körper als Halbzeug hergestellt. Dieser hohlzylindrische Körper muss anschliessend in einem weiteren Vorgang insbesondere im Bereich seines Bodens und/oder des oberen Randbereichs weiter umgeformt werden. Hierzu dient die erfindungsgemässe Vorrichtung bzw. das erfindungsgemässe Verfahren. Eine solche Vorrichtung wird häufig auch als Einziehmaschine bezeichnet.

[0002] Heutzutage sind Einziehmaschinen zum Umformen von hohlzylindrischen Körpern bekannt, die eine Mehrzahl von Stationen aufweisen, die als Bearbeitungsstationen oder als Mess- und Prüfstationen ausgeführt sind. Jede Bearbeitungsstation weist ein Bearbeitungswerkzeug auf. Die Bearbeitungswerkzeuge sind entlang einer Kreisbahn an einem gemeinsamen Werkzeugträger angeordnet. Mit Abstand zum Werkzeugträger ist ein Drehteil mit einer Mehrzahl von entlang einer Kreisbahn angeordneten Haltemittel für die Körper vorgesehen. Die Haltemittel sind auf einer Kreisbahn angeordnet, die dem Radius der Kreisbahn entspricht, an dem die Bearbeitungswerkzeuge am Werkzeugträger sitzen. Durch das intermittierende Drehen des Drehteils werden die hohlzylindrischen Körper von einer Station zur nächsten transportiert. Diese intermittierende Drehbewegung des Drehteils muss synchronisiert mit der Hubbewegung des Werkzeugträgers durchgeführt werden. Zu diesem Zweck ist es bei auf dem Markt verfügbaren Maschinen vorgesehen, dass der Hauptantrieb zur Erzeugung der Hubbewegung des Werkzeugträgers auch die Drehbewegung des Drehteils hervorruft. Hierfür kann beispielsweise ein Schrittschaltgetriebe mit dem Hauptantrieb gekoppelt sein, das das Drehteil um einen vorgegebenen Drehwinkel während des Rückhubs des Werkzeugträgers bewegt.

[0003] Eine solche bekannte Vorrichtung ist unflexibel. Die Drehbewegung des Drehteils ist fest mit dem Hauptantrieb synchronisiert. Sollen beispielsweise hohlzylindrische Körper mit einer grösseren axialen Höhe bearbeitet werden, so ist dies nicht ohne weiteres möglich. Denn der für das Drehen des Drehteils benötigte Anteil des Rückhubwegs (sogenannter Überhub) des Werkzeugträgers darf einen Mindestwert nicht unterschreiten, um über das Schrittschaltgetriebe das Weiterdrehen des Drehteils sicherzustellen. Die Drehung des Drehteils kann aber erst dann beginnen, wenn alle Bearbeitungswerkzeuge ausser Eingriff sind mit den hohlzylindrischen Körpern. Da der Gesamthub der Vorrichtung beschränkt ist, ergibt sich daraus die maximale Höhe der bearbeitbaren hohlzylindrischen Körper.

[0004] Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung die Flexibilität der Vorrichtung zu verbessern. Dabei soll insbesondere die Möglichkeit geschaffen werden, bei gleichem maximal zur Verfügung stehendem Hub des Werkzeugträgers die maximale Höhe der bearbeitbaren hohlzylindrischen Körper gegenüber bekannten Vorrichtungen zu vergrössern.

[0005] Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 sowie ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruches 9 gelöst.

[0006] Die Erfindung sieht vor, den Hautantrieb zur Erzeugung der Hubbewegung des Werkzeugträgers vom Drehantrieb zur Erzeugung der intermittierenden Drehbewegung des Drehteils zu entkoppeln. Dem Drehteil ist daher ein separater Drehantrieb, insbesondere ein Elektromotor, zugeordnet. Der zeitliche Verlauf der Drehbewegung des Drehteils ist gegenüber dem zeitlichen Verlauf der Hubbewegung in einem vorgegebenen Bereich verstellbar bzw. einstellbar. Dadurch besteht beispielsweise die Möglichkeit, die Hubzahl des Werkzeugträgers, also die Anzahl der Hübe pro Zeiteinheit des Werkzeugträgers zu verringern und gleichzeitig jedoch die Zeitdauer, die das Drehteil für eine Bewegung zwischen zwei vorgegebenen Drehpositionen benötigt, auf einen kleineren Zeitdauerwert einzustellen, als dies für die reduzierte Hubzahl notwendig wäre. Durch die gegenüber der Hubbewegung des Werkzeugträgers schnellere Drehteilbewegung kann der für die Umformung zur Verfügung stehende Anteil des Hubes vergrössert werden. Somit können auf derselben Vorrichtung Körper mit einer grösseren axialen Höhe bearbeitet werden als dies bisher der Fall war. Dies ist darauf zurückzuführen, dass der Anteil der Zeitdauer für das Bewegen des Drehteils zwischen zwei aufeinanderfolgenden Drehpositionen an der Periodendauer für eine vollständige Hubbewegung verringert werden kann. Dadurch ergibt sich ein kleinerer Überhub des Werkzeugträgers. Der für die Umformung der Körper zur Verfügung stehende Anteil an dem gesamten Hub kann gesteigert werden.

[0007] Vorteilhafterweise ist der Hauptantrieb als Exzenterantrieb ausgeführt. Ein solcher Exzenterantrieb wandelt eine kontinuierliche Drehbewegung eines Motors, beispielsweise eines Elektromotors des Hauptantriebs, in eine oszillierende Bewegung des Werkzeugträgers um. Über eine Exzenterverstellung kann dabei auch der Hub, also der Abstand zwischen den beiden Umkehrpunkten der Hubbewegung eingestellt werden.

[0008] Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist der Drehantrieb einen separaten Elektromotor auf, der vorzugsweise ohne Zwischenschaltung eines Getriebes zur Untersetzung oder zur Übersetzung mit dem Drehteil verbunden ist. Insbesondere kann der Elektromotor als Direktantrieb ausgestaltet und unmittelbar mit dem Drehteil verbunden sein. Der Elektromotor kann demnach als Servomotor oder Torquemotor ausgeführt sein. Bei der direkten Verbindung des Elektromotors mit dem Drehteil entfallen spielbehaftete und verschleissbehaftete Getriebeteile. Die Positionierung des Drehteils kann dadurch sehr exakt relativ zu den Bearbeitungswerkzeugen erfolgen.

[0009] Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist der Elektromotor von einem sogenannten Segmentmotor gebildet. Ein solcher Motor erlaubt die Stabilisierung des angetriebenen Teils lagerfrei durch Reluktanzkräfte für mehrere Freiheitsgrade. Auf diese Weise kann der Verschleiss weiter verringert werden.

[0010] Zur Regelung der Drehposition des Drehteils weist die Transporteinrichtung für hohlzylindrischen Körper vorzugsweise einen Positionssensor auf. Das Sensorsignal wird beispielsweise einer Steuereinheit zugeführt, die den Drehantrieb ansteuert, so dass eine Positionsregelung mit grosser Genauigkeit erreichbar ist. Alternativ oder zusätzlich könne auch weitere Parameter der Drehbewegung des Drehteils gesteuert oder geregelt werden, wie beispielsweise die Winkelgeschwindigkeit und/oder die Winkelbeschleunigung des Drehteils.

[0011] Vorzugsweise ist die Zeitdauer, die der Drehantrieb zur Drehung des Drehteils zwischen zwei aufeinanderfolgenden vorgegebenen Drehstellungen benötigt durch eine Bedienperson einstellbar. In einem vorgegebenen Bereich ist diese Zeitdauer auch während des Betriebs der Vorrichtung veränderbar.

[0012] Es ist ausserdem vorteilhaft, wenn das Verhältnis zwischen der Hubzahl des Werkzeugträgers und der Zeitdauer, die der Drehantrieb zur Drehung des Drehteils zwischen zwei aufeinanderfolgenden vorgegebenen Drehstellungen benötigt, einstellbar ist. Auf diese Weise kann das zeitliche Verhalten der Hubbewegung gegenüber der Drehbewegung des Drehteils sehr einfach aufeinander abgestimmt verändert werden.

[0013] Vorteilhafte Ausgestaltungen der Vorrichtung sowie des Verfahrens ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen sowie der Beschreibung. Die Beschreibung beschränkt sich auf wesentliche Merkmale der Erfindung. Die Zeichnung ist ergänzend heranzuziehen. Es zeigen: <tb>Fig. 1<sep>eine schematische Seitenansicht eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemässen Vorrichtung im Schnittbild, <tb>Fig. 2<sep>das Drehteil aus Fig. 1in Draufsicht gemäss Linie II-II, <tb>Fig. 3<sep>ein zweites Ausführungsbeispiel eines Drehantriebs für das Drehteil in schematischer Seitenansicht im Schnittbild, <tb>Fig. 4<sep>ein drittes Ausführungsbeispiel eines Drehantriebs für das Drehteil in schematischer Seitenansicht im Schnittbild und <tb>Fig. 5<sep>den zeitlichen Verlauf der Drehbewegung des Drehteils sowie der Hubbewegung des Werkzeugträgers in beispielhafter schematischer Darstellung.

[0014] In Fig. 1 ist eine Vorrichtung 10 zum Umformen von hohlzylindrischen Körpern 11 dargestellt. Die hohlzylindrischen Körper 11 sind aus dünnwandigem Blech in einem vorgehenden Verfahren tiefgezogen und/oder abgestreckt worden und an einem axialen Ende über einen Boden geschlossen. Die Körper 11 bestehen aus einem einzigen metallischen Material und sind beispielsgemäss einstückig ohne Naht- oder Fügerstellen ausgeführt. Die Vorrichtung 10 dient dazu, diese hohlzylindrischen, einseitig geschlossenen Körper 11 weiter umzuformen. Hierfür weist die Vorrichtung 10 mehrere Bearbeitungsstationen 12a auf. In jeder Bearbeitungsstation 12a dient ein Bearbeitungswerkzeug 13a zur Durchführung des entsprechenden Umformschritts.

[0015] Die Bearbeitungswerkzeuge 13a sind an einem gemeinsamen Werkzeugträger auf einer Kreisbahn um eine zentrale Längsachse L angeordnet. Zwischen aufeinanderfolgenden Bearbeitungsstationen 12a können auf dieser Kreisbahn auch Prüf- oder Messstationen 12b mit einem Prüf- oder Messwerkzeug 13b zwischengeschaltet sein, um die bisherigen Umformprozesse am Körper 11 zu prüfen. Messstationen 12b sowie Bearbeitungsstationen 12a bilden Stationen 12, die auf der Kreisbahn regelmässig verteilt um die Längsachse L angeordnet sind, so dass ein vollständiger geschlossener Kreis entsteht.

[0016] Der Werkzeugträger 14 wird von einem Hauptantrieb 15 angetrieben und führt eine Hubbewegung H zwischen zwei Umkehrpunkten UA und UB durch. Dabei bewegt sich der Werkzeugträger 14 mit den Werkzeugen 13a, 13b auf die zu bearbeitenden Körper 11 zu bis er den ersten Umkehrpunkt UA erreicht hat. In diesem ersten Umkehrpunkt UA wird die Hubbewegungsrichtung umgekehrt und der Werkzeugträger 14 bewegt sich wieder von den zu bearbeitenden Körpern 11 bis zum zweiten Umkehrpunkt UB weg. Diese Hubbewegung H wird zyklisch wiederholt. Um die oszillierende Hubbewegung H des Werkzeugträgers 14 zu erreichen, kann der Hauptantrieb 15 beispielsweise als Exzenterantrieb ausgeführt sein. Ein Elektromotor des Hauptantriebs 15 treibt dabei einen Exzenter an, dessen exzentrische Bewegung über ein Pleuel in die Hubbewegung H des Werkzeugträgers 14 umgesetzt wird. Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann am Exzenter auch der Hub des Werkzeugträgers 14 eingestellt bzw. verändert werden.

[0017] Der Werkzeugträger 14 ist in Richtung seiner Hubbewegung H verschiebbar geführt gelagert. Beispielsweise kann hierfür eine zentrale Führungssäule 16 vorhanden sein, die vom ringförmigen Werkzeugträger 14 koaxial zur Längsachse L umschlossen wird. Zwischen der Führungssäule 16 und dem Werkzeugträger 14 ist ein erstes Lager 17, beispielsweise ein Gleitlager oder Wälzlager vorgesehen.

[0018] Eine Transporteinrichtung 20 dient dazu, die Körper 11 zwischen den Stationen 12 zu transportieren und die Körper 11 gegenüber dem Werkzeug 13a, 13b zu positionieren. Hierfür weist die Transporteinrichtung 20 ein drehbar angetriebenes Drehteil 21 auf, das koaxial zur Längsachse L angeordnet und um diese drehbar gelagert ist. Bei dem in Fig. 1gezeigten ersten Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 10 ist das Drehteil 21 drehbar an der zentralen Führungssäule 16 über ein zweites Lager 22a und/oder 22b gelagert. Das zweite Lager kann entweder zwischen dem Drehteil 21 und der Führungssäule 16 (Lager 22a in Fig. 1) und/oder über ein koaxial zur Längsachse L mit Abstand zur Führungssäule 16 angeordnetes zweites Lager angestützt werden (Lager 22b in Fig. 1). Das Drehteil 21 hat eine ringförmige Gestalt. Es kann daher auch als Drehscheibe oder Drehteller bezeichnet werden.

[0019] Auf der dem Werkzeugträger 14 zugewandten Seite des Drehteils 21 sind Haltemittel 23 vorgesehen, wobei jedes Haltemittel 23 zum Halten eines hohlzylindrischen Körpers 11 dient. Wie dies schematisch dargestellt ist, weist das Haltemittel 23 eine Aufnahmemulde 24 auf, die den bodenseitigen Abschnitt des Körpers 11 aufnimmt. Im Bereich der Aufnahmemulde 24 können nicht näher dargestellte Klemmbacken vorhanden sein, um den Körper 11 in der gewünschten Position in der Aufnahmemulde 24 festzuklemmen. Die Haltemittel 23 sind auf einer Kreisbahn K angeordnet, die koaxial zur Längsachse L verläuft. Die Kreisbahn K hat denselben Radius wie die Kreisbahn, auf der die Stationen 12 angeordnet sind. Auf diese Weise lässt sich jeweils ein Körper 11 über ein Haltemittel 23 fluchtend in Richtung der Hubbewegung H einem Bearbeitungswerkzeug 13a bzw. einem Mess- oder Prüfwerkzeug 13b positionieren. Der Transport der Körper 11 zwischen aufeinanderfolgenden Stationen 12 erfolgt durch ein intermittierendes oder schrittweises Drehen des Drehteils 21 in eine Drehrichtung D zwischen zwei aufeinander folgenden Drehstellungen αi und αi+1. Die Anzahl dieser Drehstellungen αi(i = 1 bis n) entspricht der Anzahl n der Stationen 12 am Werkzeugträger. Die Haltemittel 23 sind in regelmässigen Abständen entlang der Kreisbahn K angeordnet. In Fig. 2 sind lediglich einige der vorhandenen Aufnahmemulden 24 dargestellt.

[0020] Für den Antrieb des Drehteils 21 ist ein vom Hauptantrieb 15 unabhängiger separater Drehantrieb 27 vorhanden. Der Drehantrieb 27 weist einen Elektromotor 28 auf, der von einer Steuereinheit 29 angesteuert wird. Die Steuereinheit 29 steuert den Elektromotor 28 derart an, dass das Drehteil 21 innerhalb einer Periodendauer T der Hubbewegung H jeweils zwischen zwei aufeinander folgenden Drehstellungen αi und αi+1um den entsprechenden Drehwinkel Δα weiter gedreht wird. Die Zeitdauer, die der Drehantrieb 27 hierfür benötigt ist mit τ bezeichnet. Der Drehwinkel Δα beträgt 360° geteilt durch die Anzahl n der Haltemittel 23.

[0021] Der Drehantrieb 27 ist vorzugsweise als Direktantrieb ausgeführt, so dass der Elektromotor 28 ohne Zwischenschaltung eines Getriebes unmittelbar mit dem Drehteil 21 verbunden ist. Wie dies in Fig. 1 veranschaulicht ist, kann jedoch zwischen dem Elektromotor 28 und dem Drehteil 21 auch ein Getriebe 30 zwischengeschaltet sein.

[0022] Die Drehstellung αi des Drehteils 21 wird durch wenigstens einen Positionssensor 31 erfasst. Das Positionssignal wird an die Steuereinheit 29 übermittelt. Auf diese Weise ist ein positionsgeregelter Betrieb des Drehteils 21 möglich.

[0023] Der zeitliche Verlauf der Drehbewegung α (t) kann gegenüber dem zeitlichen Verlauf der Hubbewegung H(t) eingestellt bzw. verändert werden. Dies ist möglich, weil keine mechanische, feste Kopplung zwischen dem den Werkzeugträger 14 bewegenden Hauptantrieb 15 und dem Drehteil 21 besteht, das über den separaten Drehantrieb 27 bewegt wird. Anhand von Fig. 5 wird das Verfahren bzw. die Funktion der Vorrichtung 10 erläutert.

[0024] Die erste Hubbewegung H0(t) entspricht der maximal möglichen Hubzahl der Vorrichtung. Der Werkzeugträger 14 benötigt die Periodendauer Tmin für eine vollständige Hubbewegung aus dem ersten Umkehrpunkt UA bis zum zweiten Umkehrpunkt UB und zurück zum ersten Umkehrpunkt UA.

[0025] Während einer Zeitdauer τmin um den ersten Zeitpunkt tB0 bei Erreichen des zweiten Umkehrpunkts UB herum, wird das Drehteil 21 um den Drehwinkel Δα zwischen zwei aufeinander folgenden Drehstellungen αi, αi+1bewegt (erste Drehbewegung α0(t)). Während dieser Zeitdauer τmin müssen die Bearbeitungswerkzeuge 13a sowie auch die Prüf- und Messwerkzeuge 13b ausser Eingriff mit den hohlzylindrischen Körpern 11 stehen. Das bedeutet, dass während dieser Zeitdauer der Abstand des Werkzeugträgers 14 grösser sein muss als ein minimaler Wert, der als Nutzhub bezeichnet werden kann. Die Phase der Hubbewegung H0(t) während der der Drehteller 21 gedreht wird, stellt einen sogenannten Überhub dar, der nicht zur Bearbeitung der Körper 11 verwendet werden kann. Daraus ergibt sich der zur Verfügung stehende erste Nutzhub N0für die erste Hubbewegung H0(t), wenn Werkzeugträger mit maximaler Hubzahl bewegt wird. Dieser erste Nutzhub N0 gibt damit auch die maximale Höhe der Körper 11 an, die bei maximaler Hubzahl bearbeitet werden können.

[0026] Die zweite Hubbewegung H1(t) in Fig. 5 stellt eine Hubbewegung dar, deren Periodendauer T1 grösser ist als die minimale Periodendauer Tmin. Der Werkzeugträger 14 wird während der Hubbewegung H1(t) also langsamer bewegt. Dabei sei angenommen, dass das Drehteil 21 vom Drehantrieb 27 mit maximaler Winkelgeschwindigkeit ω bzw. maximaler Winkelbeschleunigung dω um die Längsachse L gedreht wird. Die benötigte Zeitdauer für das Zurücklegen des Drehwinkels Δα zwischen zwei aufeinander folgenden Drehstellungen ist daher minimal und entspricht der minimalen Zeitdauer τmin. Die zweite Drehbewegung α1(t) des Drehteils 21 kann zeitlich symmetrisch zu dem zweiten Zeitpunkt tB1des Erreichens des zweiten Umkehrpunkts UB durchgeführt werden. Wegen der vergrösserten Periodendauer T1 der zweiten Hubbewegung H1(t) vergrössert sich dadurch der für die Bearbeitung Körper 11 zur Verfügung stehende zweite Nutzhub N1 auf den Wert N1 > N0. Durch Vergrösserung der Periodendauer T der Hubbewegung H(t) kann daher der Nutzhub N der Vorrichtung 10 vergrössert und gegenüber der maximalen Hubzahl der Vorrichtung axial höhere Körper 11 bearbeitet werden. Die Vorrichtung 10 weist dadurch eine grössere Flexibilität auf, um verschiedene Grössen und Formen von Körpern 11 bearbeiten zu können.

[0027] Die beiden Drehbewegungen α0(t) und α1(t) sind in Fig. 5 lediglich sehr schematisch als Rechtecksignal dargestellt und weisen tatsächlich davon abweichende zeitliche Verläufe auf.

[0028] Durch die Steuereinheit 21 kann der Drehantrieb 27 die Drehbewegung α (t) nicht nur hinsichtlich der benötigten Zeitdauer τ optimieren. Es besteht auch die Möglichkeit, weitere Bewegungsparameter der Drehbewegung α (t) vorzugeben bzw. einzustellen. Beispielsweise kann eine ruckfreie Drehbewegung α (t) mit einer stetigen Beschleunigungsänderung eingestellt werden, was besonders bei sehr dünnwandigen empfindlichen Körpern 11 vorteilhaft ist, um ein versehentliches Beschädigen der Körper 11 zu vermeiden. Es können auch minimale und/oder maximale Winkelgeschwindigkeitswerte ω bzw. Winkelbeschleunigungswerte dω vorgegeben werden. Ausserdem kann auch ein zeitabhängiger Sollverlauf für die Drehbewegung α (t) und/oder für die Winkelgeschwindigkeit ω(t) und/oder für die Winkelbeschleunigung dω(t) vorgegeben und über die Steuereinheit 29 geregelt werden. Durch zeitliche Ableitung des Positionssignals des Positionssensors 31 können die Istwerte die Winkelgeschwindigkeit und die Winkelbeschleunigung ermittelt werden. Es können somit beliebige Bewegungsgesetze für die Drehbewegung des Drehteils 21 vorgegeben bzw. eingestellt werden.

[0029] In Fig. 3 ist ein zweites Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 10 dargestellt. Das zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich im mechanischen Aufbau vom ersten Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 10 nach Fig. 1. Die Funktionsweise bei der Steuerung oder Regelung des Drehantriebs 27 entspricht dem ersten Ausführungsbeispiel, so dass auf die vorstehende Beschreibung verwiesen wird.

[0030] Beim zweiten Ausführungsbeispiel nach Fig. 3ist der Elektromotor 28 des Drehantriebs 27 direkt mit dem Drehteil 21 ohne Zwischenschaltung eines Getriebes gekoppelt. Hierfür ist der Rotor 35 des Elektromotors 28 drehfest über ein Verbindungsteil 36 mit dem Drehteil 21 verbunden. Das Verbindungsteil 36 ist beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 3als abgestuftes Ringteil ausgebildet, das axial mit dem Rotor 35 verbunden ist und den Stator 37 des Elektromotors 28 an einem axialen stirnseitigen Ende übergreift. Koaxial um das Verbindungsteil 36 herum ist ein Drehlager 38 angeordnet, dass das Drehteil 21 drehbar an einem Halteteil 39 lagert. Während sich das Drehteil 21 über das Drehlager 38 axial am Halteteil 39 abstützt, ist der Stator an der radial innen liegenden Seite des Halteteils 39 befestigt. Das Halteteil 39 umgibt den Stator 37 mithin koaxial. Beim Ausführungsbeispiel 3 ist der Elektromotor 28 als Hohlwellenmotor ausgeführt, so dass sich um die Längsachse L herum eine zylindrischer Freiraum ergibt, durch die die Führungssäule 16 für den Werkzeugträger 16 bei Bedarf hindurch geführt werden kann. Dieser Freiraum eignet sich beispielsweise auch dafür, Antriebselemente, elektrische Leitungen oder andere Versorgungsleitungen zum Werkzeugträger 14 hin durchzuführen. Auch das Antriebspleuel zur Erzeugung der Hubbewegung H kann durch den Freiraum hindurch ragen.

[0031] Die Längsachse L kann bei dem ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel sowohl vertikal, als auch horizontal ausgerichtet sein.

[0032] Bei einem dritten Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 ist der Elektromotor 28 des Drehantriebs 27 ringförmig um die Längsachse L angeordnet, wobei der Rotor 35 axial neben dem Stator 37 vorgesehen ist. Wie beim vorhergehenden zweiten Ausführungsbeispiel stützt sich das Drehteil 21 über ein Drehlager 38 in Axialrichtung auf einem Halteteil 39 ab, an dessen radial inneren Seite der Stator 37 befestigt ist.

[0033] Der Elektromotor 28 ist als so genannter Segmentmotor ausgeführt. Bei dieser Ausführung lassen sich grosse Durchmesser für den Werkzeugträger 14 bzw. das Drehteil 21 erreichen, so dass auch komplexere Umformprozesse mit vielen Bearbeitungsstationen 12 und entsprechend vielen Haltemitteln 23 am Drehteil 21 realisiert werden können. Insbesondere ist die Längsachse L bei diesem dritten Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 10 vertikal ausgerichtet. Eine horizontale Ausrichtung der Längsachse L ist alternativ ebenfalls möglich.

[0034] Der Segmentmotor weist einen permanent erregten scheibenförmigen Rotor 35 auf. Der Rotor 35 des Segmentmotors weist beim dritten Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 10 mehrere Poolpaare mit jeweils entgegengesetzt magnetisierten Dauermagneten auf. Die Magnetisierungsrichtung kann dabei radial oder tangential zur Drehrichtung des Rotors 35 sein. Der Stator weist eine davon verschiedene und insbesondere kleinere Anzahl von Polen auf, die jeweils von einem Elektromagneten gebildet sind. Alternativ zu der dargestellten Ausführungsform kann der Segmentmotor auch einen koaxial um den Rotor 35 herum angeordneten Stator 37 aufweisen.

[0035] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung 10 zur Umformung von hohlzylindrischen Körpern 11, die insbesondere aus einem einstückigen Blechteil bestehen. Für die Umformung sind an einem Werkzeugträger 14 entlang einer Kreisbahn um eine Längsachse L eine Mehrzahl von Stationen 12 angeordnet. Die Stationen 12 weisen entweder ein Bearbeitungswerkzeug 13a oder ein Prüf- oder Messwerkzeug 13b auf. Der Werkzeugträger 14 wird von einem Hauptantrieb 15 der Vorrichtung 10 zu einer Hubbewegung H entlang der Längsachse L veranlasst. Mit Abstand zum Werkzeugträger L ist ein drehbar um die Längsachse L angeordnetes Drehteil 21 vorhanden. Dort sind auf einer Kreisbahn K koaxial zur Längsachse L Haltemittel 23 gleichmässig verteilt angeordnet. Die Haltemittel 23 dienen zum Festhalten von jeweils einem Körper 11. Ein Drehantrieb 27 veranlasst die Drehbewegung α(t) des Drehteils 21. Der zeitliche Verlauf der Hubbewegung H(t) und der zeitliche Verlauf der Drehbewegung α(t) können einander gegenüber verändert werden, so dass keine unveränderliche Beziehung zwischen diesen zeitlichen Verläufen vorliegt.

Bezugszeichenliste:

[0036] <tb>10<sep>Vorrichtung <tb>11<sep>Körper <tb>12<sep>Station <tb>12a<sep>Bearbeitungsstation <tb>12b<sep>Prüf- oder Messstation <tb>13a<sep>Bearbeitungswerkzeug <tb>13b<sep>Prüf- oder Messwerkzeug <tb>14<sep>Werkzeugträger <tb>15<sep>Hauptantrieb <tb>16<sep>Führungssäule <tb>17<sep>Erstes Lager <tb>20<sep>Transporteinrichtung <tb>21<sep>Drehteil <tb>22<sep>Zweites Lager <tb>23<sep>Haltemittel <tb>24<sep>Aufnahmemulde <tb>27<sep>Drehantrieb <tb>28<sep>Elektromotor <tb>29<sep>Steuereinheit <tb>30<sep>Getriebe <tb>31<sep>Positionssensor <tb>35<sep>Rotor <tb>36<sep>Verbindungsteil <tb>37<sep>Stator <tb>38<sep>Drehlager <tb>39<sep>Halteteil <tb>Δα<sep>Drehwinkel <tb>αi<sep>Drehstellung <tb>α(t)<sep>Drehbewegung <tb>D<sep>Drehrichtung <tb>H(t)<sep>Hubbewegung <tb>K<sep>Kreisbahn <tb>UA<sep>Erster Umkehrpunkt <tb>UB<sep>Zweiter Umkehrpunkt <tb>tB0<sep>erster Zeitpunkt <tb>tB1<sep>zweiter Zeitpunkt <tb>τ<sep>Zeitdauer <tb>T<sep>Periodendauer <tb>ω<sep>Winkelgeschwindigkeit <tb>dω<sep>Winkelbeschleunigung

Claims (9)

1. Vorrichtung (10) zum Umformen von hohlzylindrischen Körpern (11), mit einer Mehrzahl von Bearbeitungsstationen (12a), die entlang einer Kreisbahn angeordnet sind, und die jeweils ein Bearbeitungswerkzeug (13a) aufweisen, wobei die Bearbeitungswerkzeuge (13a) an einem gemeinsamen Werkzeugträger (14) angeordnet sind, mit einem Hauptantrieb (15) zur Erzeugung einer Hubbewegung (H) des Werkzeugträgers (14) zwischen zwei Umkehrpunkten (UA, UB), mit einer Transporteinrichtung (20), die zum Transport der Körper (11) zwischen den Bearbeitungsstationen (12) dient, und die ein Drehteil (21) mit einer Mehrzahl von entlang einer Kreisbahn (K) angeordneten Haltemitteln (23) für jeweils einen Körper (11) aufweist, und mit einem separaten Drehantrieb (27) zur Erzeugung einer intermittierenden Drehbewegung des Drehteils (21), deren zeitlicher Verlauf (α(t))gegenüber dem zeitlichen Verlauf der Hubbewegung (H(t)) einstellbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptantrieb (15) als Exzenterantrieb ausgeführt ist, der eine kontinuierliche Drehbewegung eines Motors in eine oszillierende Bewegung des Werkzeugträgers (14) zwischen den Umkehrpunkten (UA, UB) umwandelt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehantrieb (27) einen Elektromotor (28) aufweist, der insbesondere ohne Zwischenschaltung eines Übersetzungs- oder Untersetzungsgetriebes (30) mit dem Drehteil (21) verbunden ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (28) von einem Segmentmotor oder einem Torquemotor oder einem Servomotor gebildet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Transporteinrichtung (20) einen Positionssensor (31) aufweist, der zur Erfassung der Drehstellung (αi) des Drehteils (21) dient.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Transporteinrichtung (20) die Position und/oder die Winkelgeschwindigkeit (ω) und/oder die Winkelbeschleunigung (dω) des Drehteils (21) regelt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeitdauer (τ), die der Drehantrieb (27) zur Drehung des Drehteils (21) zwischen zwei aufeinanderfolgenden vorgegebenen Drehstellungen (ai) benötigt, einstellbar ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis zwischen der Hubzahl des Werkzeugträgers (14) und der Zeitdauer (τ), die der Drehantrieb (27) zur Drehung des Drehteils (21) zwischen zwei aufeinanderfolgenden vorgegebenen Drehstellungen (αi) benötigt, einstellbar ist.

9. Verfahren zum Betreiben einer Vorrichtung (10) zum Umformen von hohlzylindrischen Körpern (11), mit einer Mehrzahl von Bearbeitungsstationen (12a), die entlang einer Kreisbahn angeordnet sind, und die jeweils ein Bearbeitungswerkzeug (13a) aufweisen, die an einem gemeinsamen Werkzeugträger (14) angeordnet sind, wobei eine Hubbewegung (H) des Werkzeugträgers (14) zwischen zwei Umkehrpunkten (UA, UB) hervorgerufen wird, wobei die Körper (11) zwischen den Bearbeitungsstationen (12) mittels eines Drehteils (21) entlang einer Kreisbahn (K) transportiert werden, wobei eine intermittierende Drehbewegung (α) des Drehteils (21) hervorgerufen wird, deren zeitlicher Verlauf (α(t)) gegenüber dem zeitlichen Verlauf der Hubbewegung (H(t)) einstellbar ist.