-
Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bearbeiten eines Werkstückes mittels
zumindest zweier Werkzeuge, welche auf das Werkstück zu bewegbar
sind, wobei eine synchrone Bewegung der Werkzeuge erfolgt und zumindest
einem Werkzeug ein Antrieb für
diese Bewegung zugeordnet ist.
-
Stand der
Technik
-
Vorrichtungen
zum Bearbeiten von Werkstücken
gibt es einer Vielzahl, bspw. als Pressen oder Stanzen. Eine Reihe
von derartigen Vorrichtungen sind auch vorgesehen, um ein Werkstück von zumindest
zwei Seiten her zu bearbeiten. Hier sollen vor allem Vorrichtungen
erwähnt
werden, welche in das Werkstück
eine gewünschte
Profilierung einformen. Hierzu zählen
vor allem Gewindewalzmaschinen, wobei die vorliegende Erfindung
jedoch darauf nicht beschränkt
sein soll.
-
Bei
einer bekannten Gewindewalzmaschine nach der
EP 0 310 898 B1 werden die
beiden Druckwalzen über
eine Kniehebelanordnung synchron bewegt. Dabei weist diese Vorrichtung,
die sich in der Praxis sehr bewährt
hat, eine Vielzahl von Gelenkpunkten, insbesondere Gleichlaufgelenke
auf, die geschmiert werden müssen.
Diese Schmierung stellt ein Problem dar, welches zwar lösbar, aber
aufwendig ist. Vor allem auch die Führung der Werkzeuge selbst
in Führungsschlitten
in entsprechenden Gehäuserahmen
stellt ein Problem dar.
-
Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, die Führung der Werkzeuge wesentlich
zu verbessern und die Krafteinleitung zum Bewegen der Werkzeuge
zu vereinfachen.
-
Lösung der
Aufgabe
-
Zur
Lösung
der Aufgabe führt,
dass das andere Werkzeug eine starre Verbindung mit dem Antrieb
aufweist.
-
Während nach
dem Stand der Technik der Antrieb für die Zustellbewegung der Werkzeuge
und auch für
den Arbeitshub ausserhalb der eigentlichen Bewegungsrichtung der
Werkzeuge liegt und über
Kniehebelanordnungen mit den Werkzeugen verbunden ist, soll bevorzugt
nach der vorliegenden Erfindung der Antrieb selbst in der Bewegungsebene,
bevorzugt sogar achsparallel oder sogar axial ausgerichtet mit der
Bewegung der Werkzeuge erfolgen. Dies bedeutet, dass der Antrieb
selbst in das gleiche Gehäuse
bzw. in den gleichen Gehäuserahmen
integriert sein kann, in dem auch die Werkzeuge geführt sind.
-
Dies
ergibt eine wesentlich bessere Möglichkeit
der Kraftübertragung
und der Genauigkeit der Bearbeitung.
-
Dabei
soll vom Erfindungsgedanken jedoch auf umfasst sein, dass der Antrieb
ausserhalb der axialen Bewegungsrichtung der Werkzeuge liegen kann,
jedoch dann über
entsprechende Winkelhebel oder Winkelschwingen mit den Werkzeugen
verbunden ist. Dabei ist die Krafteinleitung natürlich verschlechtert und auch der
Raumbedarf wesentlich erhöht.
Deshalb wird die Anordnung des Antriebes in der Bewegungsachse der Werkzeuge
bevorzugt.
-
Die
starre Verbindung kann über
zumindest eine Traverse erfolgen, welche den Antrieb mit dem anderen
Werkzeug verbindet. Wie die Traverse ausgestaltet ist, soll von
untergeordneter Bedeutung sein. Beispielsweise kann die Traverse
platten- oder schwingenförmig
sein. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel übergreift
die Traverse das eine Werkzeug, so dass dieses Werkzeug zwischen
dem Antrieb und dem anderen Werkzeug angeordnet ist.
-
Auch
für den
Antrieb selbst ergeben sich viele Möglichkeiten. Bevorzugt wird
ein Antrieb, bei dem die eigentliche Zustellbewegung durch einen
mechanischen Spindeltrieb erfolgt, während der Arbeitshub mittels eines
Druckmediums durchgeführt
wird. Zu diesem Zweck besitzt der Antrieb einen Zylinder, in welchem
sich eine Kolben in einem Druckraum bewegt. Dieser Kolben wird von
der Spindel durchsetzt, wobei ein Aussengewinde der Spindel in einem
Innengewinde des Kolbens kämmt.
Beim Drehen der Spindel wird der Kolben entlang der Spindel geführt, beim
Befüllen
des Druckraumes mit einem Druckmedium nimmt der Kolben die Spindel
in die Arbeitsrichtung mit.
-
Bevorzugt
sind sowohl Antrieb wie auch die beiden Werkzeuge an Zugankern geführt, die
sich zwischen zwei Aussenplatten erstrecken. Das bedeutet, dass
alle drei Maschinenbestandteile eine gemeinsame Führung aufweisen
und an den Zugankern „schwimmend" gelagert sind. Hierdurch
ist die Führung
von Antrieb und den beiden Werkzeugen bzw. von Gehäusen, in
denen die Werkzeuge gelagert sind, vereinfacht und verbessert, da
ein axiale bzw. achsparallele Kraftbeaufschlagung der Werkzeuge
erfolgt.
-
Da
es bei der Führung
von den Werkzeuggehäusen
bzw. Antrieb zu Ungleichmässigkeiten
in Folge von ungleichmässigen
Reibungszuständen
kommen kann, die Teile aber an den Zugankern schwimmend gelagert
sind, könnte
es auch zu Ungenauigkeiten der Verstellung der Werkzeuge gegenüber dem
Werkstück kommen.
Diese mögliche
Ungenauigkeit wird durch eine Synchronhebelanordnung vermieden,
welche die beiden Werkzeuge miteinander verbindet. Diese Synchronhebelanordnung
besitzt einen ortsfesten Drehpunkt, um den eine Synchronwaage dreht,
die mit jeweils einem Synchronhebel, der wiederum mit dem jeweiligen Werkzeug
verbunden ist, eine Kniehebelanordnung ausbildet.
-
Alternativ
zu der Synchronhebelanordnung ist auch ein Gleichlaufgelenk über Zahnräder denkbar,
wobei bspw. eine Zahnstange an dem einen Walzspindelgehäuse ein
Zahnrad dreht, welches mit einer Zahnung an der Traverse in Eingriff
steht. Hier sind viele Möglichkeiten
denkbar und sollen von der Erfindung umfasst sein.
-
FIGURENBESCHREIBUNG
-
Weitere
Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus
der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand
der Zeichnung; diese zeigt in
-
1 eine
teilweise aufgebrochen dargestellte Draufsicht auf eine erfindungsgemässe Vorrichtung zum
Bearbeiten eines Werkstückes;
-
2 eine
schematisch dargestellte Draufsicht auf Teile der Vorrichtung gemäss 1.
-
Gemäss 1 ragen
von einer Grundplatte 1 sich gegenüberliegend Aussenplatten 13 und 14 auf. Die
Aussenplatten 13 und 14 sind über Zuganker miteinander verbunden,
wobei nur zwei Zuganker 2.1 und 2.2 dargestellt
sind. Bevorzugt befinden sich unter diesen Zugankern jeweils weitere
Zuganker, so dass eine vierfach Führung gegeben ist.
-
An
den Zugankern
2.1 und
2.2 sind ein Antrieb A sowie
zwei Werkzeuge W
1 und W
2 verschiebbar
gelagert. Im gezeigten Ausführungsbeispiel
handelt es sich um jeweils eine Druckrolle zum Walzen von Gewinden
oder dergleichen Profile, wobei diese Druckrolle an einer Walzspindel
10.1 bzw.
10.2 angeordnet
ist. Jeder Walzspindel
10.1 bzw.
10.2 ist ein
Antrieb
20.1 bzw.
20.2 zugeordnet, was direkt
oder aber auch, wie in der
EP 0
310 893 B1 gezeigt, über
entsprechende Gelenkwellen erfolgen kann. Denkbar ist auch das Vorsehen
von nur einem Antrieb, wobei dann die beiden Walzspindeln
10.1 und
10.2 getriebetechnisch
miteinander verbunden sind.
-
Jedes
Werkzeug W1 und W2 befindet
sich in oder an einem Walzspindelgehäuse 8 bzw. 9,
wobei zur Unterscheidung das Walzspindelgehäuse 8 als Vorschubgehäuse und
das Walzspindelgehäuse 9 als
Holgehäuse
bezeichnet wird. Dies geschieht aus dem Grund, da das Vorschubgehäuse 8 von
dem Antrieb A gegen ein in 2 gezeigtes
Werkstück 27,
welches sich zwischen den beiden Werkzeugen W1 und
W2 befindet, vorgeschoben wird, während das
andere Werkzeug W2 von dem Antrieb A auf
eine später
zu beschreibende Art und Weise zum Werkstück hingeholt wird.
-
Das
Vorschubgehäuse 8 und
das Holgehäuse 9 sind über eine
Synchronhebelanordnung miteinander gekoppelt. Hierzu ist eine Synchronwaage 18 ortsfest
an einer Mittelplatte 7 angeordnet, wobei sie dort um den Zentralbolzen 19 dreht.
Einends ist die Synchronwaage 18 über einen Bolzen 17.1 mit
einem Synchronhebel 16.1 und anderenends über einen
weiteren Bolzen 17.2 mit einem weiteren Synchronhebel 16.2 gelenkig
verbunden. Die freien Enden der Synchronhebel 16.1 und 16.2 gehen
wiederum eine gelenkige Verbindung über einen entsprechenden Lagerbolzen 15.1 und 15.2 mit
dem Vorschubgehäuse 8 bzw.
dem Holgehäuse 9 ein.
-
Das
Vorschubgehäuse 8 ist
dem Antrieb A zugeordnet. Dabei besitzt es eine Verbindung mit einer Spindel 12 und
einem Kolben 4, der in einem Zylinder 3 angeordnet
ist. Die Spindel 12 durchsetzt den Kolben 4 und
kämmt mit
einem Aussengewinde 21 ein Innengewinde in dem Kolben 4.
Der Kolben 4 kann wiederum in dem Zylinder 3 im
Bereich eines Druckraumes 23 gleiten, wobei ein entsprechender
Einlass für
ein Druckmedium mit 24 und ein entsprechender, nur gestrichelt
angedeuteter Auslass für
das Druckmedium mit 25 gekennzeichnet sind. Der Zylinder 3 befindet
sich an einer Zylinderplatte 5, welcher anderenends, den
Kolben 4 ebenfalls umfangend, eine Hubbegrenzungsmutter 6 angesetzt
ist.
-
Die
Spindel 12 durchsetzt des weiteren eine Buchse 11 in
der Aussenplatte 13, wobei die Buchse 11 als Verstellbuchse
ausgebildet ist und ein Handrand darstellt, mit dem die Spindel 12 gedreht
werden kann.
-
In 2 ist
schematisch dargestellt, das der Zylinder 3 über zwei
Traversen 26.1 und 26.2 starr mit dem Holgehäuse 9 verbunden
ist. Dabei übergreifen
die Traversen 26.1 und 26.2 das Vorschubgehäuse 8.
-
In
dieser Figur ist ferner das zu bearbeitende Werkstück 27 erkennbar,
welches in der theoretischen Werkstückmitte 28 liegt.
-
Die
Funktionsweise der vorliegenden Erfindung ist folgende:
Ein
zu bearbeitendes Werkstück 27 wird
zwischen den beiden Werkzeugen W1 und W2 bspw. auf einem Werkstückträger angeordnet. Durch ein Drehen
der Verstellbuchse 11, welche bspw. eine Verbindung durch
eine Kerbverzahnung mit der Spindel 12 eingeht, erfolgt
auch ein Drehen der Spindel 12. Die Spindel 12 dreht
dabei mit ihrem Aussengewinde 21 in dem Innengewinde 22 des
Kolbens 4, wobei diese Gewinde so abgestimmt sind, dass
das Vorschubgehäuse 8 gegen
das Werkstück 27 hin
und der Kolben 4 zusammen mit dem gesamten Antrieb A jeweils
in gleichem Masse von dem Werkstück 27 wegbewegt
wird. Die Spindel 12 selbst ist somit in Richtung des Doppelpfeils
x axial bewegbar.
-
Da
der Zylinder 3 über
die Traversen 26.1 und 26.2 fest mit dem Holgehäuse 9 verbunden
ist, folgt das Werkzeug W2 ebenfalls der
axialen Bewegung des Antriebes A und wird somit zum Werkstück 27 hinbewegt.
-
Der
eigentliche Arbeitshub erfolgt dann durch Beaufschlagung des Druckraumes 23 hinter
dem Kolben 4 durch den Einlass 24, wobei die Bewegung
des Kolbens 4 auf die Spindel 12 und über die
Spindel 12 auch auf das Vorschubgehäuse 8 und das Werkzeug
W1 übertragen
wird. Es erfolgt aber lediglich die Übertragung der Hälfte des
Arbeitsweges, da die andere Hälfte
wiederum über
die Traversen 26.1 und 26.2 auf das Holgehäuse 9 übertragen
wird. Auf diese Weise sind sowohl Zustellhub als auch Arbeitshub
zwischen den beiden Werkzeugen W1 und W2 synchronionisiert.
-
Die
Synchronhebelanordnung dient lediglich dazu, mögliche Ungleichmässigkeiten
in der Bewegung der Werkzeuge W1 und W2 bzw. von Vorschubgehäuse 8 und Holgehäuse 9 auszugleichen.
Unterliegen bspw. diese Gehäuse
unterschiedlichen Reibungszuständen
an den Zugankern, so werden Friktionen durch die Synchronhebelanordnung
ausgeglichen. Die eigentliche Kraftübertragung beim Zustell- und
beim Arbeitshub erfolgt bevorzugt ausschliesslich durch den Antrieb
A und die Spindelanordnung 12.
-
