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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Kopfstauchvorrichtung für
längliche Werkstücke, wie Stäbe, Rohre,
Draht oder dgl., und sie betrifft insbesondere eine Kaltkopfstauchvorrichtung.
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Solche
Kopfstauchvorrichtungen dienen dazu, die Enden stabförmiger
Werkstücke, also Rohr- oder Stabenden, anzustauchen, wobei
die Rohrwand bzw. das Stabende verdickt wird, wobei bisweilen zusätzlich
im Verlauf des länglichen Werkstücks durch Stauchung
auch noch eine oder mehrere andere örtliche Verdickungen
(Bördel) vorgesehen werden sollen.
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Eine
hydraulische Kaltkopfstauchvorrichtung wird in der
CH-PS 477 929 beschrieben, wobei die hieraus
bekannte Vorrichtung jedoch einen sehr großen und komplizierten
Gesamtaufbau aufweist, bei dem zur Durchführung eines Werkzeugwechsels
die Verwendung von Montagewerkzeugen erforderlich und der Werkzeugwechsel
selbst relativ langwierig ist.
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Aus
der
DE 2629796 C ist
eine hydraulische Kopfstauchvorrichtung für Rohre und Stäbe
bekannt, bei der allerdings eine Heizeinrichtung zum Aufheizen des
umzuformenden Werkstückes eingesetzt wird und damit ein
Umformen mit Erhitzung stattfindet. Die Erwärmung erfolgt über
zwei einwindige Induktionsspulen, die es gestatten, eine genau definierte
Erwärmungszone mit vorgegebenen Temperaturgradienten zu
erreichen, wobei das Vorderende des anzustauchenden Teiles stärker
erhitzt wird als die übrige Erwärmungszone. Diese
bekannte Kopfstauchvorrichtung ist infolge der eingebauten Heizeinrichtung
kompliziert in Aufbau, Betrieb und bei einem Werkzeugwechsel.
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Eine
weitere bekannte Kaltkopfstauchvorrichtung ist der
FR 2 231 449 A entnehmbar.
Diese hydraulische Vorrichtung arbeitet mit mehreren Umformbereichen,
wodurch sich allerdings eine insgesamt sehr groß bauende
Einheit ergibt. Ein Werkzeugwechsel ist, wenn er erfolgen soll,
relativ aufwendig.
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Ausgehend
hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine Kaltkopfstauchvorrichtung zu
schaffen, die eine verbesserte Bedienbarkeit, eine Reduzierung der
Rüstzeit und einen einfachen und raschen Tausch der Klemmbacken
ohne Notwendigkeit des Einsatzes spezieller Montagewerkzeuge ermöglicht.
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Erfindungsgemäß wird
dies mit einer Kopfstauchvorrichtung für längliche
Werkstücke, wie Stäbe, Rohre, Draht oder dgl.,
erreicht, die eine hydraulisch betätigte Spanneinrichtung
und einen aus einer eingefahrenen Ruhestellung axial gegen das Werkstück
verfahrbaren Stauchstempel aufweist, wobei die Spanneinrichtung
ein Gehäuse mit einem hydraulisch in Axialrichtung des
Werkstückes aus einer Ausgangsstellung in eine Klemmstellung
(und umgekehrt) verschieblichen Schiebkörper umfaßt,
in den mindestens zwei gleichmäßig um das Werkstück
herum geordnete Spannsegmente eingeschoben sind, die auf ihrer dem
Stauchstempel zugewandten Seite gegen eine in das Gehäuse
eingeschobene und dort fixierbare Verriegelungsplatte anliegen,
durch eine Verschiebung des Schiebkörpers in dessen Klemmstellung
radial gegen das Werkstück bewegbar sind und jeweils mindestens
einen Klemmbacken aufnehmen, der vom ihn halternden Spannelement
radial gegen das Werkstück zu dessen Verklemmen andrückbar
ist, wobei ferner noch der Stauchstempel ausfahrseitig ein Umformwerkzeug
zum Stauchen des Werkstückes trägt, mit dem er
beim Ausfahren durch eine in der Verriegelungsplatte vorgesehen Öffnung
hindurch gegen den axial aus den Klemmbacken vorstehenden Kopf des
Werkstückes andrückbar ist, und in seiner eingefahrenen
Ruhestellung mit seinem Umformwerkzeug vollständig aus
der Öffnung der Verriegelungsplatte herausgefahren ist.
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Die
erfindungsgemäße Kaltkopfstauchvorrichtung ist
leicht bedienbar, benötigt keinen großen Platzbedarf
und bei ihr ist ein Werkzeugwechsel besonders leicht, einfach und
rasch durchführbar, und zwar ohne ein spezielles Montagewerkzeug.
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Zum
Werkzeugwechsel ist es nur erforderlich, bei der erfindungsgemäßen
Kopfstauchvorrichtung die in das Gehäuse eingeschobene
Verriegelungsplatte nach Aufhebung deren Fixierung aus dem Gehäuse
herauszuschieben, wonach von dieser (Rück-)Seite des Gehäuses
her die Spannsegmente mit den in ihnen enthaltenen Klemmbacken,
die vorher an der Verriegelungsplatte anlagen, einzeln und unschwer
herausgezogen werden können, da sie in den sie umgebenden
Schiebekörper auch nur eingeschoben sind. Ist ein Spannelement
herausgenommen, kann auch jeder Klemmbacken, der in ihm aufgenommen
ist, entnommen und ein neuer Klemmbacken (mit einer neuen Formgebung
für ein geändertes Werkstück) unschwer
eingelegt werden. Anschließend werden die beiden Spannelemente
mit eingelegten (neuen) Klemmbacken in das Gehäuse und
den dort vorhandenen Schiebekörper wieder eingesteckt bzw.
eingeschoben und anschließend durch erneutes Einschieben
der Verriegelungsplatte in das Gehäuse (und anschließendes
Fixieren derselben) der Werkzeugwechselvorgang abgeschlossen. Nachdem
alle hier für das Auswechseln der Werkzeuge maßgeblichen
Teile bei entfernter Verriegelungsplatte aus dem Gehäuse
herausgezogen werden können, da sie alle nur eingeschoben
bzw. eingesteckt und dort nirgendwo befestigt sind, ist der Werkzeugwechsel
rasch und auch einfach durchführbar. Entsprechend ist auch
die Rüstzeit bei der erfindungsgemäßen
Kopfstauchvorrichtung gegenüber den bekannten Vorrichtungen
deutlich reduziert, weil das Auswechseln der Klemmbacken rasch erfolgen kann.
Zudem ist bei einem Austausch der Klemmbacken auch keinerlei Eingriff
in die Hydrauliksysteme der erfindungsgemäßen
Vorrichtung erforderlich.
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Schließlich
baut die erfindungsgemäße Kopfstauchvorrichtung
auch relativ platzsparend infolge der Anordnung der einzelnen Teile
der Spanneinrichtung im Inneren des Gehäuses, wobei bei
der Erfindung das axiale Verfahren des Schiebekörpers in
eine radiale Spannbewegung der Spannsegmente umgeformt und dadurch
eine Anordnung der letzteren platzsparend innerhalb des Schiebekörpers
möglich ist.
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Bei
der Erfindung hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn
zwei Spannsegmente vorgesehen sind und in jedem derselben zwei axial
hintereinander in einer entsprechenden Aufnahme angeordnete Klemmbacken
sitzen, wobei, erneut bevorzugt, die Klemmbacken unter Ausbildung
eines axialen Zwischenraumes zwischen ihnen angeordnet, axial gegeneinander
verschiebbar angebracht und mittels mindestens einer Druckfeder
zwischen ihnen axial auseinander gedrückt werden. Bei dieser Ausgestaltung
besteht die Möglichkeit, daß beim Anstauchen des
Werkstückes nicht nur an dessen Kopf, sondern auch im Verlauf
seiner Länge im Bereich zwischen den beiden Klemmbacken
beim Anstauchen eine Verdickung ausgebildet wird. Dies geschieht
dadurch, daß beim Auftreffen des Stauchstempels auf den
Kopf des Werkstückes zunächst die beiden hinter
dem Kopf das Werkstück erfassenden Klemmbacken beider Spannelemente
unter Einwirkung der axialen Stauchkraft beim Anstauchen des Werkstückendes
axial innerhalb ihrer Aufnahmen im jeweiligen Schiebekörper
in Richtung auf die dort noch vorhandenen zweiten Klemmbacken hin
unter Verkleinerung des Zwischenraumes zwischen ihnen gleiten können,
wodurch dann in Folge des Klemmeffektes der zweiten Klemmbacken
das von ihnen geklemmte Werkstück sich axial nicht bewegen
kann, so daß in Folge der Verkleinerung des Zwischenraumes
und der festen Klemmung des Werkstückes zwischen den ersten
Klemmbacken das innerhalb des Zwischenraumes vorhandene Material
des Werkstückes radial so lange verdickt wird, bis die
ersten Klemmbacken mit ihrer Gleitbewegung zum Halten kommen. Dabei
besteht auch die Möglichkeit, auf der Seite der ersten
Klemmbacken, die der jeweils nachgeschalteten zweiten Klemmbacke
zugewandt ist, eine axiale Ausnehmung in jeder ersten Klemmbacke vorzusehen, welche
die gestauchte Materialform des Abschnittes zwischen beiden Klemmbacken
festlegt, so daß beim Stauchvorgang die ersten Klemmbacken
bis zur Anlage gegen die zweiten Klemmbacken geschoben werden können
und sich dabei die gestauchte Verdickung des Materiales innerhalb
dieser Ausnehmung in den ersten Klemmbacken ausbildet.
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Ein
besonders einfacher Aufbau der erfindungsgemäßen
Vorrichtung ergibt sich auch dann, wenn der den Stauchstempel betätigende
Hydraulikzylinder auf der dem Gehäuse der Vorrichtung abgewandten
Seite einer Abschlußplatte befestigt ist, die ihrerseits,
in Bewegungsrichtung des Stauchstempels gesehen, in einem Abstand
von der Verriegelungsplatte entfernt angeordnet ist. Dies führt
zu dem großen Vorteil, daß bei einem Werkzeugwechsel nach
dem Herausnehmen der Verriegelungsplatte aus dem Gehäuse
der dann gegebene und vorhandene Zugangsraum zum Auswechseln der
Spannelemente usw. relativ groß ist. Besonders bevorzugt
wird der Abstand zwischen Abschlußplatte und Verriegelungsplatte
so gewählt, daß er größer als
die axiale Länge jedes einzelnen Spannsegmentes ist. Dies
gestattet es, daß nach entfernter Verriegelungsplatte jedes
Spannelement parallel zu seiner Lage im Gehäuse aus diesem
herausgenommen werden kann, ohne daß es im Verlauf des
Herausschiebens einer seitlichen Verkantung des Spannelementes bedarf.
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Zum
Umsetzen der axialen Verschiebebewegung des Schiebekörpers
im Gehäuse in eine radiale Spannbewegung der Spannelemente
ist es vorteilhaft, wenn jedes Spannelement an seiner Oberseite und
an seiner Unterseite zwei zueinander parallel liegende Führungsleisten
aufweist, die jeweils unter einem spitzen Winkel zur Verschieberichtung
des Schiebekörpers ausgerichtet verlaufen und deren jede
in eine im Schiebekörper ausgebildete und zugeordnete Führungsnut
formschlüssig und verschieblich eingreifen. Dadurch ist
eine sehr platzsparende Umsetzung der axialen Bewegung des Schiebekörpers
in eine radiale Spannbewegung der Spannelemente möglich.
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Vorteilhafterweise
wird bei der erfindungsgemäßen Kopfstauchvorrichtung
das Gehäuse an seiner der Verriegelungsplatte gegenüberliegenden
Vorderseite mit einem Deckel versehen, der eine zentrale Öffnung
aufweist, durch die auch das Werkstück in das Gehäuse
eingeführt werden kann, wobei der Schiebekörper
in seiner Ausgangsstellung mit einer an ihm angebrachten Anschlagfläche
gegen diesen Deckel anliegt. Dabei ist bevorzugt auf der dem Gehäuse
abgewandten Seite des Deckels eine Führungs- und Zentriereinrichtung
für das Werkstück angebracht. Diese Führungs-
und Zentriereinrichtung umfaßt vorteilhafterweise zwei
an der Öffnung des Deckels angebrachte Schwenkhebel mit
Führungsbacken, die aus einer aufgeklappten Ruhestellung
in eine gegen das Werkstück angelegte Zentrierstellung (und
umgekehrt) verschwenkbar sind, wobei, erneut bevorzugt, beide Verschwenkhebel
mit dem Schiebekörper verschwenkbar verbunden sind, derart,
daß sie ihre ausgeklappte Ruhestellung einnehmen, wenn
sich der Schiebekörper in seiner Ausgangsstellung befindet,
bei Bewegung des Schiebkörpers in dessen Klemmstellung
hingegen in ihre eingeklappte Zentrierstellung überführt
werden (und umgekehrt). Dadurch wird gewährleistet, daß sich
der Schiebekörper in seiner Ausgangsstellung befindet,
wenn ein neues Werkstück durch die Führungs- und
Zentriereinrichtung in das Gehäuse eingeführt
wird, das bei Bewegung des Schiebekörpers in seine Klemmstellung
an der Außenseite des Deckels von den beiden Verschwenkhebeln
durch ihre eingeklappte Zentrierstellung zentriert und gehalten
wird.
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Eine
andere bevorzugte Möglichkeit der Betätigung der
beiden Verschwenkhebel kann aber auch dadurch erreicht werden, daß sie
beide unabhängig von der Position des Schiebekörpers
verschwenkbar sind, wobei hierfür z. B. ein eigener Verschwenkantrieb
vorgesehen sein kann. Dies gestattet es, daß das Werkstück,
ist es in das Gehäuse bereits eingeschoben, von beiden
Verschwenkhebeln bereits zu einem Zeitpunkt zentriert und gehalten wird,
zu dem der Schiebekörper noch nicht mit seiner axialen
Verschiebung begonnen hat.
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Erneut
vorteilhaft ist es bei einer erfindungsgemäßen
Kopfstauchvorrichtung, wenn die ganze Vorrichtung auf einem eigenen
Gestell angebracht und auf diesem in Verschieberichtung des Stauchstempels
verfahrbar ist. Diese Verfahrachse ermöglicht eine besonders
große Flexibilität beim Einsatz der Stauchvorrichtung,
indem z. B. zwischen einer Biegemaschine und der erfindungsgemäßen
Kopfstauchvorrichtung ein größerer Freiraum geschaffen werden
kann. Gleichzeitig wird aber verhindert, daß das Werkstück
in der Axialrichtung vor und nach dem Stauchen positioniert bzw.
axial relativ zur Stauchvorrichtung bewegt werden muß.
Dies erweist sich nämlich insbesondere dann als ungünstig,
wenn auf einer Biegemaschine endloses Coilmaterial verarbeitet wird,
das grundsätzlich möglichst nicht rückwärts bewegt
werden sollte. Das Werkstück kann somit theoretisch in
einer bestimmten Position vor der zurückgefahrenen erfindungsgemäßen
Kopfstauchvorrichtung positioniert werden, die dann über
diesen Antrieb nach vorne bewegt wird, das Werkstück umformt
und anschließend wieder zurückgefahren wird. Dies
gestattet sogar die Zuführung der Werkstücke auch
durch eine quer zur Axialrichtung der Werkstücke bewegte
Zuführeinrichtung (etwa ein drehender Roboter mit kreisförmig
um ihn angebrachten Bearbeitungseinheiten, oder eine fahrende Zuführeinrichtung
mit mehreren parallel zueinander angebrachten Bearbeitungsstationen
o. ä.).
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen im Prinzip beispielshalber
noch näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine
perspektivische Gesamtansicht einer erfindungsgemäßen
Kopfstauchvorrichtung;
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2 eine
vergrößerte perspektivische Darstellung der Staucheinheit
aus 1;
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3 einen
Vertikalschnitt durch die Staucheinheit gemäß 2,
und zwar mit eingefahrenem Stauchstempel und Position des Schiebekörpers
in seiner Ausgangsstellung;
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4 einen
Schnitt in horizontaler Lage durch die Staucheinheit gemäß 2,
wobei hier der Stauchstempel sich in seiner ausgefahrenen Stauchposition
und das Schiebeteil in seiner Klemmstellung befindet;
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5 eine
vergrößerte Detaildarstellung eines Ausschnitts
aus der Stauchvorrichtung gemäß 2 zur
Darstellung der Verhältnisse bei einem Werkzeugwechsel,
und
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6 eine
vergrößerte Perspektivdarstellung eines Spannsegmentes
mit zwei eingelegten Klemmbacken.
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In 1 ist
eine perspektivische Ansicht einer Kopfstauchvorrichtung 1 gezeigt,
die im wesentlichen aus zwei Hauptteilen besteht, nämlich
einer Staucheinheit 2 und einer Hydraulikeinheit 3.
Letztere ist eine an sich bekannte Vorrichtung, die dazu dient,
die erforderlichen Drücke (etwa Verstauchkräfte
bis zu 600 kN) im vorhandenen System bereitzustellen.
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Die
Staucheinheit 2 und die Hydraulikeinheit 3 sind
auf einem Gestell 4 angebracht, das seinerseits längs
einer Bodenplatte 5 verfahren oder versetzt werden kann,
und zwar in Richtung a entsprechend der Ausrichtung der Längsachse
der zu bearbeitenden Werkstücke wie auch der Längsachse
der Staucheinheit 2 entlang Führungen 6,
die auf der Bodenplatte 5 befestigt sind.
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In 2 ist
eine perspektivische, aber vergrößerte Darstellung
der Staucheinheit 2 gezeigt, die auf dem Gestell 4 angeordnet
ist, das in 2 nur rein prinzipiell in Form
einer gemeinsamen Grundplatte dargestellt ist.
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Gemäß 2 sitzt
die Staucheinheit 2 auf dem Gestell 4 auf zwei
parallelen Längsschienen 7, entlang derer sie über
einen Motor 8 und einen Spindelantrieb 9 wiederum
in Richtung a verfahren werden kann. Diese im Vergleich zu üblichen
Vorrichtungen zusätzliche Verfahrachse ermöglicht
eine große Flexibilität bei Einsatz der Staucheinheit 2.
Damit wird auch verhindert, daß das Werkstück
in Axialrichtung vor und nach dem Stauchen extra positioniert bzw.
axial relativ zur Staucheinheit 2 bewegt werden müßte,
was nämlich besonders ungünstig ist, wenn auf
einer Biegemaschine endloses Coilmaterial verarbeitet wird, das
grundsätzlich möglichst nicht rückwärts
bewegt werden sollte. Das Werkstück kann somit in einer
bestimmten Position vor der auf den Längsschienen 7 zurückgefahrenen
Staucheinheit 2 positioniert werden, wobei diese dann nach
vorne bewegt wird, das Werkstück anstaucht und anschließend
wieder zurückfahren kann. Damit kann die Zuführung
der Werkstücke auch durch eine quer zur Axialrichtung der
Werkstücke bewegte Zuführeinrichtung (etwa einem
drehenden Roboter mit kreisförmig um diesen angebrachten
Bearbeitungseinheiten, oder eine fahrende Zuführeinrichtung
mit mehreren parallel zueinander angebrachten Bearbeitungsstationen
o. ä.) erfolgen.
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Aus 2 sind
noch weitere Einzelheiten der Staucheinheit 2 entnehmbar:
Sie
umfaßt zunächst ein Gehäuse 10,
das an seiner (der Werkstückzufuhr zugewandten) Vorderseite
einen Deckel 11 und eine Führungs- und Zentriereinheit 12 aufweist.
An der gegenüberliegenden (hinteren) Seite ist das Gehäuse 10 über
Verbindungsstege 13, die einen Freiraum 14 schaffen,
an eine Abschlußplatte 15 angeschlossen. An der
dem Gehäuse 10 abgewandten Seite der Abschlußplatte 15 ist an
dieser ein Hydraulikzylinder 16 befestigt, dessen Stempel 17 den
Stauchstempel bildet und an seinem ausfahrseitigem Ende ein Umformwerkzeug 24 trägt.
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Des
weiteren ist eine Verriegelungsplatte 18 in das Gehäuse 10 einschiebbar,
die, wie besonders gut aus der Darstellung der 5 entnehmbar,
eine zentrale Bohrung 19 aufweist, durch die beim Ausfahren
des Stauchstempels 17 das Umformwerkzeug 24 hindurch
gegen den dahinter liegenden Kopf des Werkstücks zum Anstauchen
angedrückt werden kann.
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Wie
aus 1 erkennbar ist, sind im montierten, betriebsfertigen
Zustand der Kopfstauchvorrichtung 1 sowohl die Verbindungsstege 13 und
die Abschlußplatte 15 nach oben abgedeckt, wie
auch der Hydraulikzylinder 16 und der die Verfahrbarkeit der
Staucheinheit 2 entlang der Längsschienen 7 bewirkende
Motor 8 und der Spindelantrieb 9 mittels einer
darüber gestülpten Abdeckung nach außen
hin geschützt.
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3 zeigt
die Staucheinheit 2 in einem Vertikalschnitt (senkrecht
zur Bodenplatte 5) entlang der Längsmittelachse 21 der
Staucheinheit 2. Dargestellt ist hier die geöffnete
Stellung der Führungs- und Zentriereinheit 12,
also die Stellung, in der Werkstücke 20 eingebracht
werden können. Demgegenüber zeigt 4 einen
Horizontalschnitt der Staucheinheit 2, wobei die Schnittebene
parallel zur Bodenplatte 5 und durch die Längsmittelachse 21 (2)
der Staucheinheit 2 verläuft. In 4 ist
nun die geschlossene Stellung der Werkzeuge, also die Stauchstellung,
dargestellt.
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An
seinem hinteren, d. h. dem Stauchstempel 17 zugewandten
Ende ist das Gehäuse 10 mit Führungswinkeln 22 versehen
(4), mit denen komplementär geformte Führungsflansche 23 (3)
an der Verriegelungsplatte 18 verschiebbar in Eingriff
stehen, wobei die Richtung der Verschiebung in den 4 und 5 jeweils
durch den Pfeil b angegeben wird.
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Wie
schon die Darstellung aus 2 zeigt, ist
die Verriegelungsplatte 18 so angeordnet, daß sie in
das Gehäuse 10 seitlich eingeschoben werden kann.
Allerdings muß zum seitlichen Entnehmen der Verriegelungsplatte 18 der
Stauchstempel 17 des Hydraulikzylinders 16 in
eine ganz eingefahrene Ruhestellung gebracht werden, in welcher
das an seinem ausfahrseitigen Ende an ihm befestigte Umformwerkzeug 24 vollständig
aus der Bohrung 19 in der Verriegelungsplatte 18 herausgezogen
ist. Diese Ruhestellung des Stauchstempels 17, die nur
eingenommen werden muß, wenn die Verriegelungsplatte 18 aus
dem Gehäuse 10 herausgenommen wird, ist in der
Darstellung der 5, nicht aber in den Schnitten
der 3 und 4, gezeigt.
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Im
Gehäuse 10 ist ferner ein axial hydraulisch verschiebbarer
Schiebekörper 26 angebracht, der aus einer Ausgangsstellung,
die in 3 gezeigt ist und in der er mit einer ringförmig
umlaufenden, radialen Anschlagfläche 27 am Deckel 11 anliegt,
in eine in 4 gezeigte Klemmstellung verfahrbar
ist.
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Im
Inneren des Schiebekörpers 26 sind zwei Spannsegmente 28 eingesetzt.
Im Gehäuse 10 ist ferner eine Bohrung 29 angebracht,
mittels derer über einen dort eingesetzten Druckanschluß 43 (vgl. 5)
Druckfluid zur axialen Verschiebung des Schiebekörpers
in das Gehäuse 10 einleitbar ist.
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In
diesem Schiebekörper 26 sind schräge,
d. h. schräg zur Längsmittelachse 21 der
Staucheinheit 2 verlaufende Führungsbahnen 30 vorgesehen,
die mit entsprechend schräg verlaufenden Führungsleisten 31,
welche an den beiden Spannsegmenten 28 jeweils auf deren
Ober- und deren Unterseite ausgebildet sind, in formschlüssigem
Eingriff stehen und längs dieser Führungsbahnen 30 gleiten
können. Auf diese Weise wird eine Axialbewegung des Schiebekörpers 26 in
Richtung a über die Führungsbahnen 30 und
die in sie eingreifenden Führungsleisten 31 in eine
Radialbewegung (Richtung b) der Spannsegmente 28 umgewandelt.
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Die
Führungsflansche 23 der Verriegelungsplatte 18 stehen
auch mit Absätzen 25 (5) in Eingriff,
die an den beiden Spannsegmenten 28, jeweils an deren Vorderseite
sowie oben und unten angebracht sind, wodurch erreicht wird, daß eine
Verschiebung der Spannsegmente 28 seitlich (d. h. in Richtung
b) und damit ein Verspannen des zwischen den beiden Spannsegmenten 28 zugeführten
Werkstücks 20 möglich ist, hingegen eine
axiale Verschiebung der Spannsegmente 28 (in Richtung a)
nicht erfolgen kann.
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Wie
die 5 und insbesondere die 6, in welcher
ein solches Spannsegment 28 in Vergrößerung
dargestellt ist, erkennen lassen, sind in diesem zwei Klemmbacken 32, 33 aufgenommen,
wobei jeder Klemmbacken 32 bzw. 33 auf Führungen 34 aufgesteckt
und dann in eine entsprechende Aufnahmenut des Spannelements 28 eingeschoben
wird. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Länge
dieser Aufnahmenut etwas größer als die Gesamtlänge der
Klemmbacken 32 und 33 zusammen. Dies führt dazu,
daß nach vollständigem Einschieben des vorderen
Klemmbackens 32 zwischen diesem und dem anderen Klemmbacken 33 ein
axialer Zwischenabstand A verbleibt. Der zweite Klemmbacken 33 ist mittels
einer Halteleiste 35 axial an einem Herausrutschen aus
der Aufnahmenut gehindert.
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Der
Abstand A zwischen beiden Klemmbacken 32, 33 wird
mittels einer (in den Figuren nicht dargestellten) Druckfeder aufrechterhalten,
die mit ihren beiden Enden jeweils in eine Topfbohrung in den einander
zugewandten Endflächen der beiden Klemmbacken 32 und 33 eingreift
und diese so stets in ihre voneinander axial getrennte Position
hin vorspannt.
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Jedes
Spannsegment 28 sowie seine Klemmbacken 32 und 33 weisen
jeweils eine Nut 36 zur Aufnahme des Werkstücks 20 auf,
wobei die Profilform der Nut 36 in den Klemmbacken 32 und 33 so gestaltet
ist, daß in der Klemmstellung des Schiebekörpers 26,
wenn beide Spannsegmente 28 gegen das Werkstück 20 radial
angedrückt werden, eine möglichst große
Klemmkraft auf dieses aufgebracht werden kann.
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An
dieser Stelle sei erwähnt, daß an Stelle zweier
Klemmbacken 32, 33 selbstverständlich
auch nur ein Klemmbacken eingesetzt werden kann, etwa, wenn nur
das Werkstückende 41 (3) vom Stauchstempel 17 umgeformt
und ansonsten über die Länge des Werkstücks 20 hinweg
kein zusätzlicher Bördel hergestellt werden muß.
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Die
Klemmbacken 32 und 33 sind so ausgeführt,
daß sie beidseitig eingesetzt werden können, d. h.
wenn man sie aus der Aufnahmenut eines Spannsegmentes 28 entnimmt
und um 180° um ihre Längsachse dreht, können
sie anschließend beim anderen Spannsegment 28 gleichermaßen
eingesetzt werden. Damit läßt sich erreichen,
daß mit einem Klemmbacken 32 bzw. 33 entweder
eine doppelte Standzeit erreicht oder unterschiedliche Werkstückdurchmesser
bearbeitet werden können.
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Aus
den Darstellung der 2 und insbesondere der 4 wird
auch die Funktion der Führungs- und Zentriereinrichtung 12 deutlich:
Am
Deckel 11 sind, einander um 180° gegenüberliegend,
zwei L-förmige Winkel 37 angebracht.
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Ferner
sind am Schiebekörper 26 zwei Hebel 38 mit
Führungsbacken 39 verschwenkbar befestigt. Die
Hebel 38 sind über eine (in den Figuren nicht
dargestellte) Zugfeder miteinander so verbunden, daß sie
unter der Federvorspannung sich in einer radial nach außen
weggeschwenkten Stellung befinden (vgl. 2 und 3).
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Bei
einem axialen Verschieben des Schiebekörpers 26 aus
dessen Ausgangsstellung (3) in seine Klemmstellung (4)
gleiten die Hebel 38 auf den Winkeln 37 und werden
dabei geschlossen. Gleichzeitig wird das Werkstück 20 in
der Staucheinrichtung 2 zentriert, bevor es von den Klemmbacken 32 und 33 für
den Stauchvorgang fixiert und festgespannt wird.
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Es
besteht allerdings auch die Möglichkeit, die mit der Axialbewegung
des Schiebekörpers 26 gekoppelte Schließbewegung
der Führungs- und Zentriereinrichtung 12, wie
sie in den Figuren dargestellt ist, durch eine andere Anordnung
zu ersetzen, bei der die Schließbewegung der Hebel 38 unabhängig
von der Bewegung des Schiebekörpers 26 und direkt
gesteuert werden kann. Dadurch kann das Werkstück 20 bereits
vor Beginn der Schließbewegung der Spannsegmente 28 durch
die Führungs- und Zentriereinrichtung 12 zentriert
werden.
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Das
Stauchmodul 2 kann auch zusätzlich mit einem Schmiersystem
ausgerüstet sein, welches die Gefahr eines „Fressens” an
den Werkzeugen verhindert, das in den Figuren aber nicht weiter
dargestellt ist.
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Auch
Meßsysteme können an der Staucheinrichtung 2 vorgesehen
sein, die in den Figuren ebenfalls nicht dargestellt sind und z.
B. den Hub des Stauchstempels 17 oder Press- und/oder Klemmkräfte
erfassen, um die Stauchvorrichtung 2 entsprechend zu steuern
und zu regeln.
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Bei
der Darstellung nach 5 ist zudem ein Ausfallschlitz 40 im
Gehäuse 10 unterhalb der Endenumformung vorgesehen,
wodurch Werkstück- oder Werkzeugsplitter problemlos aus
dem Gehäuse 10 und aus der Staucheinheit 2 herausfallen
können, so daß hierdurch ein Ausfall der Einrichtung
durch Abfall verhindert werden kann.
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Mit
der gezeigten Staucheinheit 2 können einfache
Bearbeitungen der Enden der Werkstücke 20, aber
auch kombinierte Bearbeitungen sowohl des Endes, wie auch zusätzlich
die Herstellung von Bördeln, ausgeführt werden.
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Die
Arbeit der Kopfstauchvorrichtung 1 soll nun anhand der 3 und 4 nachfolgend
erläutert werden:
Ein Werkstück 20 wird
vor der Staucheinheit 2 positioniert. Durch die Bewegung
der Staucheinheit 2 oder auch des Werkstücks 20 in
Axialrichtung a wird das Werkstück 20 in die Staucheinheit
eingebracht. Der Schiebekörper 26 wird hydraulisch
in Axialrichtung a aus seiner Ruhestellung herausbewegt und schließt dabei
zuerst die Führungs- und Zentriereinheit 12 sowie
anschließend die Spannsegmente 28, welche das
Werkstück 20 über die Klemmbacken 32 und 33 festspannen
und fixieren. Hiernach wird der Zylinder 16 aktiviert und
der Stauchstempel 17 mit dem Umformwerkzeug 24 fährt
gegen den zweiten Klemmbacken 33 sowie auf das überstehende
Ende 41 des Werkstücks 20 auf und bewegt
beide in Richtung a. Dabei gleitet der zweite Klemmbacken 33 in
seiner Aufnahmenut in Richtung gegen den anderen Klemmbacken 32 hin,
wobei gleichzeitig mit dieser Bewegung auch das Werkstückende 41 entsprechend
der Form 38 in Umformwerkzeug 24 umgeformt und
ein Bördel 42 zwischen den beiden Klemmbacken 32 und 33 erzeugt
wird.
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Durch
Zurückfahren des Stauchstempels 17 und des Schiebekörpers 26,
jeweils in ihre Ausgangsstellung, wird das inzwischen umgeformte Werkstück 20 wieder
freigegeben. Gleichzeitig werden die beiden Klemmbacken 32, 33 unter
Einwirkung der axial zwischen ihnen wirkenden Druckfeder wieder
um den Abstand A axial voneinander entfernt.
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Zur
Umrüstung der Staucheinrichtung 2 wird auf die
vergrößerte Perspektivdarstellung der 5 verwiesen,
die den Bereich zwischen der Anschlußplatte 15 und
dem Gehäuse 10 gut erkennbar zeigt.
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In
der Stellung der 5 ist zunächst der Stauchstempel 17 in
eine völlig zurückgezogene Ausgangsstellung verbracht,
so daß das Umformwerkzeug 24 sich nicht mehr in
der Bohrung 19 in der Abschlußplatte 15 befindet.
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Bei
der Verriegelungsplatte 18, die in ihrer in das Gehäuse 10 eingeschobenen
Stellung über eine (nicht dargestellte) Einrichtung in
seitlicher Richtung fixiert ist, wird die Fixierung gelöst
und die Verriegelungsplatte 18 seitlich (in Richtung b)
entnommen. Diesen Zustand zeigt 5.
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Nun
können auch die Spannsegmente 28 in den Richtungen
c1 sowie c2 aus
dem Schiebekörper 26 herausgezogen und anschließend
ohne irgendwelche weiteren Werkzeuge die Klemmbacken 32 und 33 ausgewechselt
werden.
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Dabei
besteht, wie 5 zeigt, ausreichend Freiraum,
um z. B. auch ein neues Umformwerkzeug 24 an dem Stauchstempel 17 anbringen
zu können.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
-
- - CH 477929 [0003]
- - DE 2629796 C [0004]
- - FR 2231449 A [0005]