DE1777368C3 - Antrieb einer Maschine zur Herstellung eines Behälterbodens durch Drückverformen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Antrieb einer Maschine zur Herstellung eines Behälterbodens durch Druckverformen, insbesondere zur Herstellung des Bordrandes, mit einer zum Festhalten des Werkstückes dienenden Zentriervorrichtung, einer dem Werkstück beim Bördeln von innen her die Form gebenden angetriebenen Formrolle und einer beim Bördeln verstellbaren, das Werkstück von außen her an die Formrolle anpressenden angetriebenen Arbeitsrolle, wobei das eingespannte Werkstück um die Zentriervorrichtungsachse drehbar, die Formrolle zum Bördeln um eine die Zentriervorrichtungsachse schneidende Achse drehbar und die Arbeitsrolle beim Bördeln in einer Ebene, die durch die Zentriervorrichtungsachse und die Achse der Formrolle aufgespannt ist, verschwenkbar, axial verschiebbar und drehbar ist.

Bekannt ist eine Bördelmaschine zur Kalt- und/oder Warmumformung des Bordrandes flacher oder gewölbter Behälterboden (CH-PS 4 47 085). Sie hat eine das Krempenprofil bestimmenderen Bordrand innen abstützende angetriebene Formpilzrolle, die das Werkstück mittels Reibungsschlusses um seine Achse in Rotation versetzt. Sie hat ferner eine mit ihrer Drückbrust außen entlang des gewünschten Umformprofils in einer vertikalen Bewegungsebene geführte, in einem Lagerkörper gehaltene, ebenfalls angetriebene Arheitsrolle. Die Antriebsvorrichtung der Arbeitsrolle ist als Hilfsantrieb (Getriebemotor) ausgebildet, der leerläuft, solange zwischen der Formpilzrolle und dem Behälterboden kein Schlupf auftritt und der beim Auftreten von Schlupf einen zusätzlichen Friktionsantrieb des Behälterbodens bewirkt. Dazu ist die Achse der Arbeitsrolle mittels einer Überholkupplung mit der Antriebsvorrichtung (Getriebemotor) verbunden. Die durch diesen Antrieb gegebene Umfangsgeschwindigkeit der Arbeitsrolle unterschreitet diejenige der Formpilzrolle um ein Geringes.

Durch die Überholkupplung läuft der Getriebemotor normalerweise leer, treibt also die Arbeitsrolle nicht an. Diese wird vielmehr vom umlaufenden Behälterboden, d. h. indirekt von der fcrmpilzrolle und vom Hauptantriebsmotor her angetrieben. Erst dann, wenn zwischen der Formpilzrolle und dem Behälterboden ein Schlupf aufzutreten beginnt so daß die Umfangsgeschwindigkeit des Behälterbodens in Höhe der Auflagestelle der Drückbrust der Arbeitsrolle unter deren durch den Getriebemotor bewirkbaren Umfangsgeschwindigkeit

ίο sinkt, nimmt der Getriebemotor über die Überholkupplung die Arbeitsrollenachse mit der Arbeitsrolle mit und bewirkt einen zusätzlichen Friktionsantrieb des Behälterbodens. Dadurch wird ein merklicher Schlupf vermieden. Nach Überwindung des Hindernisses übernimmt die Formpilzrolle wieder den alleinigen schlupffreien Antrieb.

Die Umfangsgeschwindigkeit an der Drückbrust der Arbeitsrolle muß um ein Geringes, beispielsweise um etwa 0,5%, unterhalb der geringsten Umfangsgeschwindigkeit der vom Hauptantriebsmotor angetriebenen Formpilzrolle liegen. Die Formpilzrolle hat ihre geringste Umfangsgeschwindigkeit an der Stelle ihres geringsten Durchmessers. Die Differenz zwischen der Umfangsgeschwindigkeit der Formpilzrolle und derjenigen an der Drückbrust der Arbeitsrolle ist also an der Stelle des größten Durchmessers'der Formpilzrolle am größten. Wenn an dieser Stelle ein Schlupf auftritt, dürfte dioser bereits merklich sein und an der Oberfläche des Behälterbodens durch die trockene Reibung immer noch Strukturschäden verursachen. Damit stört der Schlupf nicht nur den Umformvorgang, sondern die durch ihn verursachten Strukturschäden können, insbesondere bei oberflächenempfindlichen Böden, die beispielsweise aus nichtrostendem Stahl oder Nichteisenmetallen bestehen, den Behälterboden unbrauchbar werden lassen.

Im übrigen hat eine Rutschkupplung immer unvermeidbare Energieverluste und gibt wegen der Möglichkeit, daß sie schlecht eingestellt sein könnte, auch aus diesem Grund keine Garantie dafür, daß ein Gleiten zwischen der Formpilzrolle und dem Werkstück nicht auftritt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Antrieb für eine Maschine zur Herstellung eines Behälterbodens durch Drückverformen, 'insbesondere zur Herstellung des Bordrandes, so auszubilden, daß unter Beseitigung der aufgezeigten Nachteile und Mangel des vorstehend geschilderten Standes der Technik der Antrieb schlupffrei arbeitet, das heißt ein Schlupf zwischen der Formrolle und der Planierrolle vermieden wird, der bei starrem Antrieb beider Rollen immer dann entsteht, wenn die momentane Auflagestelle der Innenrolle· einen anderen Radius als diejenige der anderen Rolle hat und beide Rollen mit gleicher Winkelgeschwindigkeit angetrieben sind.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß sowohl die Formrolle als auch die Planierrolle durch je einen Hydraulikmotor mit einstellbarer Geschwindigkeit antreibbar ist und daß die beiden Hydraulikmotoren zur Vermeidung von Schlupf am gleichen Druckerzeuger parallel angeschlossen sind. Der mit der Erfindung erzielbare technische Fortschritt beruht auf dem Vorteil, daß durch diese parallele Speisung der Hydraulikmotoren beider Rollen aus einer gemeinsamen Druckmittelquelle ein Schlupf zwischen der Formrolle und der Arbeitsrolle bzw. zwischen einer dieser Rollen und dem Behälterboden vermieden wird. Der mit der Erfindung erzielbare Differentialausgleich

in der Antriebsgeschwindigkeit beider Rollen erfüllt in bezug auf die Umformung optimale Verhältnisse. Der zu bearbeitende Behälterboden wird dadurch sowohl an seiner inneren als auch an seiner äußeren Oberfläche mit der gerade erforderlichen Geschwindigkeit angetrieben. Falls der Durchmesser der Formiolle beispielsweise zwischen 300 und 800 mm variiert und schlupffrei und dadurch energiesparend gearbeitet werden soll, sind auch bei konstantem Durchmesser der Arbeitsraum bereits beträchtliche Änderungen der Drehzahlverhältnisse zwischen den beiden Rollen nötig, die sich erfindungsgemäß außerordentlich einfach realisieren lassen. Zudem kann durch eine Regelung des Druckes der Hydraulikflüssigkeit das für jede Verformung günstigste Drehmoment gewählt werden. Der so erzielbare Vorteil wirkt sich besonders beim Verformen dünner Materialien aus.

Die Erfindung ist in der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel veranschaulicht. In der einzigen Figur der Zeichnung ist die Maschine schematisch in Seitenansicht dargestellt.

An einem Maschinengestell 1 sind übereinander ein Ausleger 2 und ein von dem Maschinengestell 1 lösbarer Träger 3 angeordnet. In dem Ausleger 2 ist ein Stempel 6 und in dem Träger 3 ein Stempel 7 angeordnet. Beide Stempel 6 und 7 haben je einen frei drehbaren Druckteller 6b bzw. Tb und sind in Richtung nach oder von dem Maschinengestell 1 verschiebbar gelagert. Die Stempel 6 und 7 können durch mechanische, pneumatische oder elektrische Mittel verschoben werden, wobei sich Hilfsmittel vorsehen lassen, die dafür sorgen, daß die beiden Stempel 6 und 7 in ihrer Arbeitsstellung genau koaxial zueinander angeordnet sind. Die Stempel 6 und 7 lassen sich auch gegeneinander oder auseinander verschieben, wozu je ein Druckzylinder 4 bzw. 14 dient.

Zwischen die beiden Stempel 6 und 7 kann eine als Werkstück dienende Platte eingespannt werden, deren Rand zu bördeln ist. In der Zeichnung ist ein gewölbter Behälterboden 5 in einer Stellung veranschaulicht, in der er vor Beginn der Bearbeitung zwischen den Stempeln 6 und 7 eingespannt ist. Eine Formrolle 8, die dem werdenden Behälterboden 5 die Form des Bordrandes gibt, ist auf einer Formrollenwelle 18 befestigt, die mit Welle eines Hydraulikmotors 11 gekoppelt ist. Ein Lagergehäuse 19 für die Formrollenwelle 18 ist am Maschinengestell 1 befestigt, und zwar vorteilhafterweise so, daß der Winkel, den die Wellenachse 18a der Formrollenwelle 18 mit den Achsen 6a und 7a der beiden Stempel 6 bzw. 7 bildet, verändert werden kann.

In dem Maschinengestell 1 ist eine Wippe 10 mittels eines Bolzens 9 um dessen Achse 9a schwenkbar gelagert. Die Achse 9a ist senkrecht zu der Ebene angeordnet, die durch die Achsen 6a, 7a und 18a gelegt ist. Die Wippe 10 ist mittels eines am Maschinengestell 1 gelagerten Druckzylinders 12 schwenkbar. Auf einer Gleitbahn 10a der Wippe 10 ist ein Schlitten 15 verschiebbar gelagert, der durch einen Druckzylinder 13, dessen eines Ende 13a am Schlitten 15 und dessen anderes Ende 13f>an der Wippe 10 angelenkt ist, hin und her schiebbar ist Auf dem Schlitten 15 ist ein Hydraulikmotor 16 fest montiert, der mit einer eine Arbeitsrolle 17 tragenden Welle 20 gekuppelt ist. Die Achse 17a des Hydraulikmotors 16 und der Arbeitsrolle 17 liegt in der Ebene der Achsen 6a. 7a und 18a, wobei die Wippe 10 so ausgebildet ist, daß beim Verschieben

des Schlittens 15 die Lage der Achse 17a stets erhalten bleibt

Zum Herstellen des Bordrandes von Behälterboden

ίο wird der das Werkstück bildende Behälterboden 5 zwischen die Druckteller 6b und Tb der beiden Stempel 6 und 7 eingespannt, und zwar so, daß seine Mitte in der Achse 6a, 7a liegt Durch Betätigen der beiden Druckzylinder 4 und 14 wird der Behälterboden 5 auf die Formrolle 8 gelegt, und zwar durch seitliches Verschieben der beiden Stempel 6 und 7 so, daß der Bordrand an der gewünschten Stelle gebildet wird. Dann wird der Druckzylinder 13 so verkürzt daß die Planierrolle 17 an der Stelle auf dem Behälterboden 5 aufliegt, wo dieser seinerseits der Formrolle 8 aufliegt Nun wird der Druckzylinder 12 unter regelbaren Druck gesetzt, dessen Höhe sich nach den Eigenschaften (Dicke und Festigkeit) des Werkstückes zu richten hat.

Dann werden die beiden Hydraulikmotoren 11 und 16, die gemeinsam von ein und demselben Druckerzeuger P gespeist werden, in Betrieb genommen. Durch diese gemeinsame Speisung wird ein Schlupf zwischen den beiden Rollen 8 und 17 bzw. zwischen einer dieser Rollen und dem Behälterboden 5 vermieden, der bei starrem Antrieb der beiden Rollen immer dann entsteht, wenn die momentane Auflagestelle der einen Rolle einen anderen Radius als diejenige der anderen Rolle hat und die beiden Rollen mit gleicher Winkelgeschwindigkeit angetrieben sind. Beide Hydraulikmotoren sind also zur Vermeidung von Schlupf am gleichen Druckerzeuger P angeschlossen, wobei sich die erforderliche Drehzahlregelung der Rollen selbsttätig einstellt.

Durch kontinuierliches Verlängern des Druckzylinders 13 wird der Schlitten 15 allmählich mit einer den Werkstückeigenschaften angepaßten Geschwindigkeit nach links verschoben. Dadurch und weil der Zylinder 12 unter dem eingestellten konstanten Druck steht, wird die Planierrollt- 17 entsprechend langsam über den ganzen Bordrandbereich des Behälterbodens 5 geführt wodurch an diesem der gewünschte Bordrand erzeugt wird. Nach Beendigung der Verformung wird der Behälterboden 5 der Maschine entnommen, indem zuerst die Planierrolle 17 weggeschwenkt und dann durch Anheben des Stempels 6 der fertige Behälterboden 5 freigegeben wird.

Soll die Maschine zur Herstellung eines Behälterbodens noch universeller verwendbar sein, kann zusätzlich zur einstellbaren Befestigung der Formrolle 8 bzw. ihrer Wellenachse 18a auch noch das Lager für den Bolzen 9 höhenverstellbar gestaltet sein. Versuche haben gezeigt, daß sich mit dem vorstehend beschriebenen Antrieb noch dünnere rostfreie Bleche zu Behältsrböden verarbeiten lassen, als mit den bisher bekannten Maschinen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Antrieb einer Maschine zur Hersteilung eines Behälterbodens durch Druckverformen, insbesondere zur Herstellung des Bordrandes, mit einer zum Festhalten des Werkstückes dienenden Zentriervorrichtung, einer dem Werkstück beim Bördeln von innen her die Form gebenden angetriebenen Formrolle und einer beim Bördeln verstellbaren, das Werkstück von außen her an die Formrolle anpressenden, angetriebenen Arbeitsrolle, wobei das eingespannte Werkstück um die Zentriervorrichtungsachse drehbar, die Formrolle zum Bördeln um eine die Zentriervorrichtungsachse schneidene Achse drehbar und die Arbeitsrolle beim Bördein in einer Ebene, die durch die Zentriervorrichtungsachse und die Achse der Form, olle aufgespannt ist, verschwenkbar, axial verschiebbar und drehbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Formrolle (8) als auch die Arbeitsrolle (17) durch je einen Hydraulikmotor (11, 16) mit einstellbarer Geschwindigkeit antreibbar ist und daß die beiden Hydraulikmotoren zur Vermeidung von Schlupf am gleichen Druckerzeuger (P) parallel angeschlossen sind.