DE1951538A1 - Karussell-Streckformmaschine mit Drehmomentausgleich - Google Patents

Description

SHERIDAN-GRAY, INC., eine Gesellschaft nach den Gesetzen des Staates Kalifornien, 2075 Belgrave Avenue, Huntington Park. Kalifornien 90255 (V.St.A.)

Karussell-Streckformmaschine mit Drehmomentenauegleloh

Die Erfindung betrifft eine Karussell-Streckformmasehine, insbesondere eine verbesserte KaruBsell-Streckformaaechine mit Drehmomentenausgleich.

Der Stand der Technik kennt Karussel-Streckfomaschinen zur spanlosen Verformung von Metall-Bändern, -Stangen o.dgl. Typische Konstruktionen von Karuseell-Streckformmaschinen sind in den US-Patenten 2 411 301, 2 412 731 und 2 810 421 beschrieben. Diese Maschinen werden verwendet, um langgestreckten Werkstücken, z.B. Metall-Bänder oder -Stangen, eine Form mit einer gewünschtem Krümeung zu geben, in dem sie um eine Schablone gestreckt werden. Sin typisches Anwendungegebiet ist die Luftfahrtindustrie, in der unter Anwendung von Streckformtechniken Rumpfquerepanten und andere große gekrümmte Teile, deren Foragebung präzise erfolgen muß, hergestellt werden.

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Beim Streckformen ist es wichtig, daß in dem Werkstück eine hohe Zugspannung erzeugt wird, wenn es um die Schablone gezogen wird. Sie Zugspannung wird so gesteuert, daß sie die Streckgrenze des Werkstücks geringfügig überschreitet, um eine Änderung der Form oder ein Zurückfedern des Werkstücks zu vermeiden, wenn es von der Schablone entfernt wird. Sie Zugspannung wird dadurch aufgebracht, daß ein Ende des Werkstücks an der Schablone oder an dem die Schablone tragenden Drehtisch und das andere Ende an einem Hydraulikzylinder o.dgl. festgeklemmt wird, der in der Lage ist, das Werkstück zu dehnenj wenn es um die Schablone gewickelt wird.

Bei einer dem Stand der Technik gemäßen Streckformmaschine ist die Schablone auf einem Drehtisch befestigt, der drehbar auf einer Grundplatte gelagert ist. Ser die Zugspannung aufbringende Hydraulikzylinder ist seitlich von der Drehachse des Tisches angeordnet und auf der Grundplatte verankert. Das Werkstück wird an der Schablone oder dem Drehtisch und an einer Kolbenstange des Hydraulikzylinders festgeklemmt. Dann wird der Zylinder betätigt, so daß die Kolbenstange zurückgezogen wird und dadurch in dem Werkstück eine Zugvorspannung erzeugt wird. Danach wird ein Antriebsmotor betätigt, der den Tisch dreht, so daß das vorgespannte Werkstück um die Schablone gewickelt wird. Üblicherweise ist eine Andrückrolle vorgesehen, die das Werkstück im Berührungspunkt des Werkstükkes mit der Schablone gegen die Schablone drückt.

Während einer typischen Streckformoperation kann im Werkstück eine Zugkraft von einigen hundert Tonnen erzeugt werden. Um diesen großen Kraftfluß aufnehmen zu können, muß die gerade beschriebene Maschine stark und schwer konstruiert sein, da der Hydraulikzylinder und der Drehtisch

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direkt gegeneinander arbeiten. Da das große Drehmoment, das von dem vorgespannten Werkstück auf den Drehtisch ausgeübt wird, ausgeglichen werden muß, bevor eine Drehung erreicht wird, wird für den Drehtisch ein großer Antriebsmotor benötigt. Ferner wird ein teuerer Langhub-Hydraulikzylinder benötigt, da die Kolbenstange,während das Werkstück um die Schablone gewickelt wird, stetig ausgefahren werden muß, um die Zugspannung in dem Werkstück weitgehend konstant zu halten.

Einige dieser Probleme sind bei einer anderen Ausführungsform einer dem Stand der Technik gemäßen Streckformmaschine dadurch gemildert, daß eine endlose Antriebskette verwendet wird, die über ein erstes Kettenrad auf dem Drehtisch und ein zweites Kettenrad, das seitlich von der Drehachse des Tisches angeordnet ist, läuft. Der Hydraulikzylinder ist an der Antriebskette befestigt und wird von der Antriebskette auf den Drehtisch zu bewegt, wenn das Werkstück um die Schablone gewickelt wird. Jedoch auch diese Haschine benötigt noch einen kräftigen Antriebemotor, da eine Kräftegleichgewicht (bei den von dem vorgespannten Werkstück und der Antriebskette weitgehend gleiche, entgegengesetzte Drehmomente auf den Dreh>tisch ausgeübt werden) nur dann herrscht, wenn eine Schablone bestimmter Größe und Geometrie verwendet wird. Streckformmaschinen binden ein beträchtliches Investitionskapital. Sie müssen daher normalerweise für die Fabrikation einer Vielfalt unterschiedlicher Werkstücke mit Schablonen unterschiedlicher Konturen und Radien einsetzbar sein. Um diese Forderung zu erfüllen, muß die Streckformvorrichtung mit endloser Antriebskette mit kräftigen Antriebsmotoren, Langhubhydraulikzylindern und relativ massiven Grundrahmen ausgerüstet sein, um die k..üfte aufnehmen zu können, wenn infolge der Geometrie der Schablone kein Kräftegleichgewicht erreicht wird.

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Erfindungsgeaäß wird eine Karuesel-Streckformmaschine vorgeschlagen, die die Nachteile der dem Stand der Technik gemäßen Karussell-Streckforamaechinen vermeidet und bei der auch bei Verwendung von Schablonen unterschiedlicher Größe immer ein Kräftegleichgewicht herrscht; deren Kosten ferner infolge der leichteren und einfacheren Konstruktion, die durch die Aufnahme der aus der Vorspannung des Werkstücke resultierenden Kräfte bedingt ist, und eines relativ billigen Kurzhub-Hydraulikzylinders, der für das Vorspannen ausreicht, beträchtlich reduziert sind» und bei der ein kleiner, billiger Antriebsmotor ausreicht, * den Schablonentisch zu drehen, da infolge der kräfteausgleichenden Konstruktion der Maschine nur Reibungswiderstände zu überwinden sind.

Die erfindungsgemäße Maschine ist zur Streckformung langgestreckter Werkstücke um eine gekrümmte Schablone einsetzbar. Die Maschine besitzt eine Grundplatte und einen Schablonentisch, der drehbar auf der Grundplatte befestigt und zur Aufnahme gekrümmter Streckform-Schablonen alt verschiedenen Krümmungsradien geeignet ist. Der Tisch besitzt einen Einspannkopf, in den ein Ende eines langgestreckten Werkstückes eingespannt wird. Vorzugsweise ist der Einspannkopf an einem Hydraulikzylinder befestigt, der an dem Tisch befestigt ist. Der Hydraulikzylinder wird verwendet, um Hachetreckkräfte auf das Werkstück auszuüben, nach dem es um die Matrize gewickelt worden ist.

An die Grundplatte ist ein Profilträger angelenkt, der auf die Drehachse des Tisches zu und wieder wegbewegbar ist. Auf dem Profilträger ist eine Streckvorrichtung befestigt, die entlang des Profilträgers bewegbar ist. Die Streckvorrichtung besitzt vorzugsweise einen Hauptstreckzylinder, der an einem Schlitten befestigt ist, der auf den

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Profilträger gleitet. An einer Kolbenstang· des Streckzylinders ist ein Einspannkopf befestigt, in den das tob Drehtisch wegweisende Ende des Werkstückes einspannbau: ist. Sie Streckvorrichtung und der Drehtisch sind durch eine Drehmomenten-Ausgleichsvorrichtung verbunden, die auf den Tisch ein Drehmoment ausübt, das dem Drehmoment, daß das vorgespannte Werkstück auf den Drehtisch ausübt, entgegengesetzt und weitgehend gleich ist. Die Drehmoment enausgle Ichs vor richtung ist einstellbar, so daß der Ausgleich der auf den Drehtisch wirkenden Drehmomente auch dann erreicht werden kann, wenn die Maschine mit Schablonen unterschiedlicher Krümmungsradien ausgerüstet wird.

Bei einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Streckformaas chine ist die Drehmomentenausgleichsvorrichtung mit einer Umlenkvorrichtung ausgerüstet, die mit seitlichen Abstand von der Drehachse des Tisches auf der Grundplatte befestigt ist. Um.die Umlenkvorrichtung läuft ein Verbindungsglied, dessen entgegengesetzte Enden mit der Streckvorrichtung und dem Drehtisch verbunden sind. Bei einer gegenwärtig bevorzugten Ausführungsform besteht das Verbindungsglied aus einem ersten flexiblen Element, das um die Umlenkvorrichtung läuft und dessen erstes Ende an der Streckvorrichtung befestigt ist und dessen zweites Ende zurück zum Tisch läuft. Ein Paar zweiter flexibler Elemente besitzt erste Enden, die an dem Tisch befestigt sind und zweite Enden, die sich in Richtung auf die Umlenkvorrichtung erstrecken. Der Drehtisch besitst ein Paar gekrümmter Wickelflächen, auf die die zweiten flexiblen Elemente aufgewickelt werden, wenn eich d©r Tisch dreht. Die Wickelflächen besitzen ungleiche KrasiiungBfa,--dien, so daß vcn den zweiten flexiblen Elem.6at$3i. unterschiedliche Längen auf gewickelt werden. Ewiae&aa &es? lfn~

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lenkvorrichtung und dem Drehtisch iet eine Qüerstange angeordnet. Die Querstange besitzt mit Abstand zueinander angeordnete Enden, an denen die zweiten Enden der zweiten flexiblen Elemente befestigt sind. Hit Hilfe eines Befestigungsgliedes ist das zweite Ende des ersten flexiblen Elements an einer awischen den Enden der Querstange verstellbaren Position befestigt, so daß die von dem ersten flexiblen Element übertragene Zugkraft auf die zweiten flexiblen Elemente verteilt wird und diese Verteilung einstellbar ist.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsform ausführlich erläutert.

Es zeigt:

Pig. 1 eine teilweise geschnittene perspektivische Ansicht einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Streckformmaschine;

Fig. 2 eine Seitenansicht eines Streckzylinder«-Trägers und eines Andrückrollen-Schlittens;

Fig. 3 eine Draufsicht des Andrückrollen-Schlittens ι

Fig. 4 eine fragmentarische Ansicht des Streckzylinder Trägers mit einem Rollenpaar zur Führung und Umlenkung der Richtung eines Hauptdrafetselles;

Fig. 5 einen teilweise geschnittenen Grundriß einer Querst sag© ι

. 6 eismm Seteitt 6-β gemäß E¹Ig= 51

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βΑΟ ORIGINAL

Fig. 7 «inen sahematischen Grundriß der erfindungsgemäßen StreckformmaBchine zu Beginn einer Streckformoperation ;

Pig. 8 einen schematischen Grundriß der erfindungsge- · mäßen StreckformmaBchine in der Mitte einer Streckformoperation;

Pig. 9 einen schematischen Grundriß der eifindungsgeaäßen Streckformmaschine am Ende einer Streckformoperation.

Fig. 1 zeigt eine erfindungageaäße Karussell-Streckfori schine 10. Die Maschine 10 besitzt eine Grundplatte 11 alt aufwärts ragenden Seitenwänden 12 und eine Deckplatte 13» die als Bedienungsbühne für einen Operateur dient. Sin Schablonen-Drehtisch 15 ist auf konventionelle Art drehbar auf der Grundplatte 11 gelagert. Die obere Fläche des Drehtisches 15 ist zur Aufnahme einer Streckform-Schablone 17 geeignet. Die Oberfläche des Tisches ist mit Befeetigungsnuten oder Einspannmitteln (nicht dargestellt) konventioneller Art ausgerüstet, die es gestatten Schablone» verschiedener Größen auf dem Tisch zu befestigen.

Von dem Tisch 15 ragt eine Befestigungsschiene 19 aufwärts, die eine Führungsnut bildet, in. der eine Einspannvorrichtung 21 gleitet. Die Einspannvorrichtung 21 besitzt einen Profilträger 22 an dessen einem Ende ein Hydraulikzylinder

23 konventioneller Bauart befestigt ist. Ein linepannkopf

24 ist an einem Ende einer Kolbenstange 23a des Hydraulikzylinders 23 befestigt. Der Einspannkopf 24, in den ein Ende eines um die Schablone 17 zu formenden Werkstücks 25 eingespannt wird, ist konventioneller Bauart.

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SAD OntÜtNAL

Obwohl die erfindungsgemäße Streckformmaschine mit vielen unterschiedlichen Arten von Streckformschablonen ausgerüstet werden kann, ist die in Fig. 1 dargestellte Ausführungeform hauptsächlich für den Einsatz von Schablonen mit einer formenden Oberfläche 27» die sich über einen Winkel von 180 Grad oder weniger erstreckt, vorgesehen. Die in der Zeichnung dargestellte Schablone ist weitgehend halbkreisförmig, es ist jedoch offensichtlich, daß die erfindungsgemäße Maschine auch mit Schablonen anderer Geometrie en ausgerüstet werden kann.

Mit Hilfe des in der Führungsnut 20 gleitenden Profilträgers 22 ist die Einspannvorrichtung 21 einstellbar, seitlich zur Drehachse des Tisches 15 verschiebbar, so daß der Einspannkopf 24 unmittelbar neben einer Führungskante 28 der Schablone 17 mit dem Werkstück fluchtet. Wenn diese Einstellung vorgenommen worden ist, wird der Profilträger 22 mit Hilfe eines konventionellen Befestigungsmittels (nicht dargestellt) in der Führungsnut 20 befestigt. Der Hydraulikzylinder 23 wird, wie später ausführlich beschrieben wird, zum Nachstrecken verwendet und kann entfallen, falls ein Nachstrecken nicht erforderlich ist. Falls der Hydraulikzylinder 23 entfällt, wird der Einspannkopf 24 direkt fest mit dem Profilträger 22 verbunden.

Der untere Teil des Tisches 15 ist mit zwei gekrümmten Wickelflächen oder Seilscheiben 30 und 31 ausgerüstet. Die Seilscheiben 30 und 31 sind zylindrisch oder halbzylindrisch und sind koaxial zur Drehachse des Tisches angeordnet. Die Seilscheiben 30 und 31 besitzen unterschiedliche Radien, deren Größe durch die minimale und maximale Größe der Schablonen, mit der die Maschine 10 ausgerüstet werden soll, bestimmt wird. Die Seilscheibe

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31 besitzt einen Radius, der weitgehend glwltrh des trttamungsradius der größten Schablone ist, mit der die Maschine IO ausgerüstet werden soll.

Der unterste Teil der Peripherie der Seilscheibe 31 ist mit einem Zahnkranz 32 ausgerüstet. Bin Antriebsmotor für den Drehtisch 15 ist auf der Grundplatte 11 unterhalb der Deckplatte 13 befestigt. Der Antriebsmotor 33 treibt ein Ritzel (nicht dargestellt) an, das mit dem Zahnkranz

32 kämmt. Hit Hilfe des Antriebsmotors 33 wird der Drehtisch während der unten beschriebenen Operationsfolge der erfindungsgemäßen Maschine 10 gedreht.

Bin Streckzylinder-Träger 35 liegt auf der Deckplatte auf und ist gemäß Fig. 4 mit Hilfe eines zylindrischen Drehzapfen 36 an die Grundplatte 11 angelenkt. Der Drehzapfen 36 ist so angeordnet, daß seine Achse der Drehachse des Tische 15 parallel und seitlich zur Drehachse des Tische 15 versetzt ist. Die Deckfläche des Trägers 35 ist mit einem Führungsschienenpaar 37 ausgerüstet,auf denen ein Streckzylinder-Schlitten 38 gleitet, der entlang des Trägers 35 bewegbar ist. Ein hydraulischer Streckzylinder 40 ist mit Hilfe eines aufrechtstehenden Drehzapfen 41 an den Schlitten 38 angelenkt. Der Zylinder besitzt eine Kolbenstange 42, an deren Ende ein konventioneller Einspannkopf 43 befestigt ist. Das von der Schablone 17 entfernte Ende des Werkstückes 25 wird in den Einspannkopf 43 eingespannt. An dem Schlitten 38 ist ein Hilfsmotor 44 befestigt, der ein Ritzel antreibt (nicht dargestellt) das mit einer Zahnstange 45 kämmt, die an der Seite des Trägers 35 befestigt ist. Der Hilfsmotor 44 wird nur zur Vorpositionierung des relativ schweren Schlittens 38 auf dem Träger 35 verwendet; während der tatsächlichen Streckformung des Werkstückes 25 wird er nicht betätigt.

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SAD ORIGiNAL

Gemäß Pig. 1 bis 3 ist ein Andrückrollen-Schlitten 46 auf dem Träger 35 befestigt und von Führungsschienen 37 geführt, so daß er in der Nähe der Schablone 17 entlang des Trägers 35 bewegbar ist. Auf dem Schlitten 46 ist ein Hydraulikzylinder 47 befestigt, der eine Kolbenstange besitzt, die sich rechtwinklig zum Träger 35 i& Richtung auf die Schablone 17 erstreckt. Sine andere Rolle 49 ist an einem Querschlitten 50 befestigt, der mit den lade der Kolbenstange 48 verbunden ist und auf einem Führungsschienenpaar 50a des Schlittens 46 gleitet. Die An-" drückrolle 49 berührt das Werkstück 25 in seinem Berührungspunkt mit der Schablone 17· Zwischen den Führungeschienen 37 ist auf dem Träger 35 ein Hydraulikzylinder 46b befestigt, der eine Kolbenstange 46a besitzt, die mit dem Schlitten 46 verbunden ist. Mit Hilfe des Hydraulikzylinders 46b wird die Vorpositionierung des Schlitten 46 ausgeführt. Ferner dient der Hydraulikzylinder 46b dazu, die Andrückrolle 49 an flachen, geraden Teilen der Schablone 17 entlang zu schieben. Sie Andrückrolle 49 ist auf dem Querschlitten 50 vertikal einstellbar, um sicherzustellen, daß die Andrückrolle 49 vertikal mit dem Werkstück 25 und der Schablone 17 fluchtet. Die Anordnung der Andrückrolle 49 und der Hydraulikzylinder 46b sind dem Stand der Technik gemäß und werden daher nicht näher beschrieben.

von dem Drehzapfen 36 entfernte Ende des Trägers 35 liegt auf einem Fundamentträger 51 auf, auf dem ein dem Stand der Technik gemäßer elektrischer oder hydraulischer, reversierbarer Motor 25 zur Positionierung des Trägers 35 befestigt ist. Von dem reversierbaren Positionierungsmotor 52 wird eine Leitspindel 53 angetrieben. Die Leitspindel 53 erstreckt sich durch eine Mutter 54t die gelenkig in dem Ende des Trägers 35 gelagert ist. Barch

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die Betätigung dee Motors 52 wird der träger 35 na den Drehzapfen 36 auf die Schablone 17 zu oder τοη der Schablone 17 weggeschwenkt. Dadurch läßt sich der Andrückrollen-Schlitten 46 immer neben den Streckform-Schablonen 17 verschiedener Größen positionieren.

Mit dem Streckzylinder-Schlitten 38 ist ein flexibles Hement, z.B. ein erstes Drahtseil 55» feetverbunden, das eich zwischen den Führungsschienen 37 in Richtung auf den Drehzapfen 36 hin erstreckt und daß an Ende des Trägers 35 üb eine Umlenkvorrichtung 56 geführt ist. Bei der in den Zeichnungen dargestellten Aueführungsform der erfindungsgemäßen Maschine 10 besteht die Umlenkvorrichtung 56 aus einem Rollenpaar 57 und 58» daß das Drahtseil 55 führt und umlenkt, so daß es in Richtung auf die dem Berührungspunkt zwischen dem Werkstück 25 und der Schablone 17 gegenüberliegende Seite des Tisches 15 zurückläuft. Die Drehachse der Umlenkrolle 57 ist gegenüber der Grundplatte 11 geneigt» so daß das Drahtseil 55 abwärts unter die Deckplatte 13 und seitlich von dem Träger 35 weggeführt wird. Die Drehachse der Führungsrolle 58 ist vertikal angeordnet. Die Führungsrolle 58 führt das Drahtseil 55 am Ablaufpunkt von der Führungsrolle 57» um zu verhindern» daß das Drahtseil 55 aus der Rille der Umlenkrolle 57 herausgleitet.

Ein Paar zweiter flexibler Elemente oder zugkraftverteilender Drahtseile 61 und 62 sind mit Hilfe dem Stand der Technik gemäßer Endverschluss* 63 an den Seilscheiben 30 bzw. 31 an dem Schablonen-Drehtisch 15 befestigt. Die Drahtseile 61 und 62 laufen von den Seilscheiben 30 bzw. 31 des Tisches 15 in Richtung auf die Umlenkvorrichtung 56. Die freien Enden der Drahtseile 61 und 62 sind an den einander gegenüberliegenden Enden einer Querstange 66

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befestigt. Gemäß Tig. 5 und 6 besitzen diese laden der Drahtseile 61 und 62 den Stand der Technik gemäße Bndverschlüsse 67» die Bit Hilfe ron Bolzen 69 in 6abeltfs«a 68 an den Enden der Querstange 66 befestigt sind.

Die Querstange 66 besitzt eine längeverlaufende Führungsnut 71. Sie Führungsnut 71 besitzt einen Schlitz 72, der eine der Umlenkvorrichtung 56 zugekehrte Seitenwand der Queretange 66 durchdringt. In der Führungsnut 71 gleitet ein Gleitklotz 73, der mit einer Gebelöse 74 ausgerüstet ist, die aus dea Schlitz 72 ragt. Das erste Drahtseil 55 besitzt einen Endverschluß 75 der Bit Hilfe eines Bolzen 76 in der Gabelöse 74 befestigt ist.

Eine Leitspindel 78, die durch den Gleitklotz 73 geschraubt ist, erstreckt sich längs in der Führungsnut 71. Ein Xnde der Leitspindel 78 ist drehbar in einen Lagerblock 79 gelagert, der an einem Ende der Querstange 66 befestigt ist. Das andere Ende der Leitspindel 78 ist alt einem reversierbaren Antriebsmotor 80 konventioneller elektrischer oder hydraulischer Bauart verbunden, der an dem gegenüberliegenden Ende der Querstange 66 befestigt ist. Bei der Betätigung des Antriebsmotor 80 rotiert die Leitspindel 78, so daß sich deruleitklotz 73 an jeder gewünschten Stelle entlang der Querstange 66 positionieren lädt.

Die Funktion der Maschine 10 wird anhand der vereinfachten echematiBchen Grundrisse in Fig. 7 bis 9 beschrieben. In Fig. 7 bis 9 ist die Maschine 10 Bit eines einfachen frägear dargestellt, der als Grundplatte 11 dient. Der Scaabloaett-Drehtisch 15 ist drehbar auf einem Ende dieses Trägers gelagert. Am entgegengesetzten Ende diese· Trägers ist die Umlenkvorrichtung 56 drehbar angeordnet. Der Träger besitzt eine seitliche Verlängerung lla, auf

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de-r der Andrttckrollen-Schlitte» 4§ «geexAnwt let. Zur Vereinfachung sind In Tig. 8 und 9 der found träger, der indrückrollen-Schlitten 46 «nd der Motor 33 weggelassem worden.

Funktionsgeml· wird das Werkstück 25 gemäÄ flg. 7 in die Binspannköpfe 24 und 43 eingeapannt,eö daß es an den führenden Bade der Schablone 17 anliegt. Danach wird der Streckaylinder 40 betätigt, us in dem Werkstück 25 und den Drahtseilen 55» 61 und 62 eine Zugspannung au erzeugen . Das vorgespannte Werkstück 25 übt nun auf den Schablonen-Drehtisch 15 ein Drehmoment aus, das gemäß flg. 7 den Drehtisch im Uhrzeigersinn zu drehen versucht. Die Größe des Drehmomentes hängt ab von dem Produkt aus der Zugkraft in dem Werkstück 25 und dem Hebelarm, über den es an dem Drehtisch 15 angreift, d.h. von dem Radius zwischen der Drehachse des Tisches 15 und dem Berührungspunkt zwischen der Schablone 17 und dem Werkstück 25.

Aue dep Zeichnungen ist ersichtlich, daß wenn sich die Maschine 10 nach der Betätigung des Strecksylinders 40 im statischen Oleichgewicht befindet, auf daa erste Drahtseil 55 eine Zugkraft ausgeübt wird, die gleich groS ist, wie die Zugkraft, die auf das Werkstück 25 ausgeübt wird. Wenn diese Zugkräfte ungleich wären, würde der Streckzylinder 40 entsprechend seinem Treiheitsgrad entlang der Führungsschienen 37 des Streckzyliader-frägers 35 gleiten. Da das erste Drahtseil 55 frei um die Umlenkvorrichtung 56 läuft, wird diese Zugkraft ven dem ersten Drahtseil 55 auf die Querstange 66 übertragen. Diese Sehkraft wird von der Querstange 66 auf die seiden aweitea Drahtseile 61 und 62 aufgeteilt, die an den Seilscheibe« 30 bzw. 31 des Drehtisches 15 befestigt sind, Sie zweiten Drahtseile 61 und 62 üben auf dem Schablenen-Dreatisca

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Drehaoaente Ια Gegenuhr zeiger »inn aus, deren fröße sieh aus des Produkt der Zugkraft jedes Kabels alt dem zugeordneten Hebelara,d.h. de« Radius der Seilscheibe 30 bsv. 31, auf die das Drahtseil aufgewickelt ist, ergibt.

Die Funktion der Querstange 66 besteht darin, die Größe des Ton den Drahtseilen 61 und 62 auf den Tisch 15 la Gegenuhrseigersinn ausgeübten Drehmomentes einzustellen. Die Notwendigkeit einer solchen Sinstellaö'glichkeit ergibt jBich durch die Möglichkeit die Maschine 10 mit Schablonen 17 unterschiedlicher Größen auszurüsten. Wenn tin« Schablone 17 alt großem Radius verwendet wird, ist das von dea vorgespannten Werkstück 25 auf den fisch 15 ia Gegenuhrzeigersinn ausgeübte Drehmoment größer, als da« Drehmoment, das von einem in gleicher Weise vorgespannten Werkstück 25 unter Verwendung einer Schablone 17 eines kleinen Radius erzeugt wird. Da dadurch das ia Uhrzeigersinn aufgebrachte Drehmoment eine variable Größe ist, ist es erforderlich, da4 im Gegemuhrzeigersinn aufgebrachte Drehaoaent ebenfalls zu verändern, wenn die Maschine 10 ia Kräftegleichgewicht arbeiten soll, bei dea nur die statischen Reibungswiderstände des Systeme überwunden werden müssen, um den Tisch 15 zu drehen und damit das Werkstück 25 ua die Schablone 15 zu wickeln.

Kpnstruktiensgeaäfi besitzen die Seilscheiben 30 und 31 des Tisches 15 Badien, die we glmieh. grfcß «lad wie die Xzüaatmgsradien, der kleinsten bsw. der größtem Schablone 17 alt der die Maschine 10 ausgerüstet werde» soll. Wenn eine kleine Schablone 17 verwendet werden soll, wird der Gleltklots 73 entlang der Querstange 66 in Richtung auf den fiefestigungspunkt des Drahtseil·· 61 bewegt. Durch die Bewegung dta Oleltkletces 73 wird dl· Zafkraft im dea Drahtkeil 61 vergrößert uad dl· Xugkrftft .·

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Drahtseil 62 verringert, wodureh das resultierende im Gegenuhrzeigersinn auf den Tisch 15 ausgeübte Drehmoment reduziert wird. Die Position des Gifttfcklotzee 73 wird solange verstellt, bis das im Gegenuhrzeigersinn ausgeübte Drehmoment exakt das von dem vorgespannten Werkstück 25 auf den Tisch 15 im Uhrzeigersinn ausgeübte Drehmoment ausgleicht. Die richtige Positionierung des Gleitklotzes 73 let vor Beginn der tatsächlichen Streckverformung abgeschlossen, d.h. normalerweise wird sie als Anfangseineteilung vorgegeben.

Wenn eine Schablone 17 mit großem Durchmesser verwendet wird, wird der Gleitklotz 73 entlang der Querstange 66 in Richtung auf den Befestigungspunkt des Drahtseiles 62 bewegt. Durch diese Bewegung des Gleitklotzes 73 entlang der Querstange 66 wird die Zugkraft in dem Drahtseil 62 erhöht und die Zugspannung in dem Drahtseil 61 verringert. Dadurch wird das resultierende im Gegenuhrzeigersinn auf den Tisch 15 ausgeübte Drehmoment vergrößert, da das Drahtseil 62 mit einem größeren Hebelarm an den Tisch 15 angreift als das Drahseil 61 und damit die durch die Verringerung der Zugkraft in dem Drahtseil 61 entstehende Reduktion des im Gegenuhrzeigereinn ausgeübten Drehmomentes mehr als ausgleicht.

Wenn das Werkstück 25 gespannt ist und der Gleitklots positioniert ist, so daß in dem System ein statisches Kräftegleichgewicht hergestellt ist, wird der Antriebsmotor 33 betätigt, um den Tisch 15 gemäß yig. 8 und 9 im Gegenuhrzeigersinn zu drehen. Dadurch wird das Werkstück 25» während es weiterhin gespannt bleibt, um die Schablone 17 gewickelt und entsprechend der Kontur der Schablone 17 verformt. Die Andrückrolle 49 wird von dem Hydraulikzylinder 47 im Berührungspunkt des Werkstückes^

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25 mit der Schablone 17 gegen das Werkstück 25 gedrückt. Sie Position der Andrückrolle 49 kann während der Drehung des Tisches 15 verändert werden, wenn die fönend« Oberfläche der Schablone 17 eine nicht kreisförmige Kontur besitzt.

Während der Drehung des Tisches 15 wird gemäß Pig. 7 bis 9 die Querstange 66 von dem ersten Drahtseil 55 in Richtung auf die Umlenkvorrichtung 56 gezogen und überstreicht . dabei gleichzeitig einen beträchtlichen Drehwinkel. Die-" se Drehbewegung der Querstange 66 tritt auf, da während der Drehung des Tisches 15 verschieden große Längen der Drahtseile 61 und 62 von des Seilscheiben 30 baw. 31 abgewickelt werden. Während der gesäeten Drehung des Tisches 15 werden die Drahtseile 61 und 62 von der Querstange 66 gespannt gehalten, so daß ein weitgehend gleichmäßiges Drehmoment im Gegenuhrzeigersinn auf den Tisch 15 ausgeübt wird.

Es ist beachtenswert, daß für die erfindungsgemäße Streckformmaschine nur ein relativ kurzhubiger Strecksylinder 40 benötigt wird, da sich der Streckzylinder 40 mit seinem Schlitten 38 während der Drehung des Tisches 15 mit dem Werkstück 25 mitbewegt. Die Notwendigkeit eines langhubigen Streckzylinders, die bei dem Stand der Technik gemäßen Streckformmaschinen besteht, wird damit vermieden und dadurch eine beträchtliche Reduktion der Maschinenkosten erreicht. Ebenso reicht ein kleiner Antriebsmotor 33 zum Drehen des Schablonen-Drehtisches 15 aus, da der Antriebsmotor nicht das ven dem gespannten Werkstück 25 im Uhrzeigersinn auf den Tisch 15 ausgeübte Drehmoment überwinden muß, sondern nur eine auereichende Antriebsleistung besitzen muß um die Reibungswiderstand· des Systems zu überwinden.

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Is lat bemerkenswert, daß die erfiadiragsgemäße Maschin· 10 falls gewünscht auah ohne Antriebsmotor 33 betrieben werden kann, wenn der Gleitklotz 73 so in der Querstange 66 positioniert wird, daß ein leicht überschüssiges Drehmoment im Gegenuhraeigersinn auf den lisch 13 ausgeübt wird. Dadurch wird der Schablonen-Drehtisch 15 in Drehung versetzt. Die Energie für diese Drehbewegung wird dadurch zur Verfugung gestellt, daß der Druck im Streckzylinder 4-0 aufrecht erhalten wird. Der Einsatz eines Antriebsmotorβ 33 wird jedoch bevorzugt, da mit seiner Hilfe der Schablonen-Drehtisch 15 nach Beendigung der Streckverformung wieder in seine Ausgangsstellung gebracht werden kann. Ferner kann die Drehgeschwindigkeit des Tisches 15 leichter mit Hilfe des Motors 33 gesteuert werden.

Venn das Werkstück 25 gemäß flg. 9 vollständig um die Schablone 17 gewickelt ist, kann eine geringe zusätzliche Streckung des Werkstückes £5 wünschenswert sein, damit sich das Werkstück 25 auf der Schablone 17 "setzt". Dieses "lachstrecken" wird am besten dadurch ausgeführt, dai auf beide Enden des Werkstückes 25 eine geringe zusätzliche Zugspannung ausgeübt wird. Dazu wird der Druck im Hydraulikzylinder 23 so gesteigert, daß das Werkstück 25 um einen zusätzlichen, geringen Betrag über die Schablone 17 gestreckt wird.

Obwohl die erflndungsgemäße Streckformmaschine anhand einer spezifischen, gegenwärtig bevorzugten Ausführungsferm beschrieben wurde ist es effenaichtlieh, daß auch andere, modifizierte Ausführungeformen möglich sind. Z.B. kann jedes flexible Element, z.B. eint Gliederkette, eis« Rollenkette o.dgl., statt der ersten und zweiten Drahtseile verwendet werden. Jedoch werden als flexible EIe-

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mente gegenwärtig Drahtseile bevorzugt, da sie relativ billig und leicht au handhaben sind.

In gleicher Weise ist die Erfindung nicht auf die Queretange als drehmomentsteuerndes Element beschränkt, dae ein auegleichendes Gegenmoment zu der Kraft, die von dt gespannten Werkstück auf den Tisch ausgeübt wird, erzeugt. Die Querstange kann z.B. eliminiert werden und das erste Drahtseil auf eine konische Trommel des Tisches aufge_fc wickelt werden, die koaxial zur Drehachse des Tisches an- - geordnet ist. Das ausgleichende Gegenmoment wird dann dadurch eingestellt, daß mit Hilfe von Steuermitteln, das Drahtseil vertikal entlang der Trommel bewegt wird, so daß der effektive Hebelarm verändert wird, über den die Zugkraft des Kabels auf die Trommel und damit den Tisch ausgeübt wird. Das oben beschriebene Querstangen-System wird jedoch bevorzugt, da es relativ einfach und wirtschaftlich ist. Dieses System ist ferner besonders für den Einsatz von Servosteuerungen zum Herstellen und aufrechterhalten eines Kräftegleichgewichts in der Maschine und einer gewünschten Zugspannung in dem Werk-■ stück geeignet.

Aus der vorangegangenen Beschreibung ist ersichtlich,daß die erfindungsgemäße Streckformmaschine konstruktiv einfach und wirtschaftlich ist. Ferner 1st die erfindung·- gemäße Haschine benftndere geeignet, beim Einsatz von Sefcablonen unterschiedlicher Größen ein Kräftegleichgewicht herzustellen. Die Erzeugung von weitgehend gleichen und entgegengesetzten, eingeprägten Drehmomenten am Schablonendrehtisch der Maschine gestattet im Gegensatz zu den dem Stand der Technik gemäßen Streckformmaschinen den Einsatz relativ kleiner und wirtschaftlicher Komponenten.

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Claims (1)

1. Ansprüche

   / 1.) Karussell-Sfcreckformmaschine zu» Verformen von

   Werkstücken, nit einer Grundplatte, einem Schablonendrehtisch, der drehbar auf der Grundplatte gelagert ist und Streckforaschablonen unterschiedlicher Krümmungsradien aufnehmen kann, sowie mit einem an dem Drehtisch befestigten Einspannkopf für ein Werkstückende und einer auf der Grundplatte befestigten Streckvorrichtung, die auf den Tisch zu und Wieder zurückbewegbar ist und nach Aufnahme des anderen Werkstückendes das Werkstück während seiner Streckverformung unter Spannung h&lt, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Streckvorrichtung (35,38,40,43) und dem Drehtisch (15) eine verstellbare Momentemausgleich-Kupplung (55,61,62,66) eingeschaltet ist und auf den Tisch ein Gegenmoment ausübt, das im wesentlichen entgegengesetzt gleich dem von der- Streckvorrichtung ausgeübten Drehmoment ist.

   2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Streckvorrichtung (35,38,40,43) zwischen einer umlenkvorrichtung (56) und dem Tisch (11) angeordmet ist, und die Momentenausgleich-Kupplung zwei flexible, um PlSehen unterschiedlicher Krümmungsradien an dem Tisch herumgelegte Zugglieder (61,62) aufweist und über die Umlenkvorrichtung .(56) läuft, und daß ein Zwischenstück (66) zur variablen Verteilung der Zugspannung in der Momentenausgleich-Kupplung auf die flexiblen Zugglieder vorgesehen ist.

   I. Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenstück (66) und die Umlenkvorr*chtung (56) von einem gemeinsamen Hebel gebildet werden.

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   4. Maschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlenkvorrichtung eine Umlenkrolle (57) aufweist und das Zwischenstück (66) eine Querstange ist.

   5. Karussell-Streckformmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Paar an dem Drehtisch (15) befestigter, gekrümmter Wickelflächen (30,31) auf die die Zugglieder (61,62) aufwickelbar sind, wenn der Drehtisch (15) gedreht wird, und die ungleiche Krümmungsradien besitzen; und durch P ein erstes flexibles Zugglied (55), das um die Umlenkvorrichtung (56) geführt ist und ein erstes Ende besitzt, das an der Streckvorrichtung (40) befestigt ist, und ein zweites Ende besitzt, das sich in Richtung auf den Drehtisch (15) erstreckt; und durch ein Paar zweiter flexibler Zugglieder (61,62), deren erste Enden an dem Drehtisch (15) befestigt sind und deren zweite Enden sich in Richtung auf die Umlenkvorrichtung (56) erstrecken, wobei eines der zweiten Zugglieder (61) über eine der Wickelflächen (30) und das andere der zweiten Zugglieder (62) über di· andere der WickeIflachen (31) läuft, so daß die zweiten Zugglieder (61,62) mit unterschiedlicher Geschwindigkeit auf die Wickelflächen (30,31) aufgewickelt werden, wenn .der Drehtisch (15) gedreht wird; und durch eine Querstange (66) die zwischen der Umlenkvorrichtung (56) und den Drehtisch (15) angeordnet ist und die mit Abstand zueinander angeordnete Enden besitzt, an denen die zweiten Enden der zweiten Zugglieder (61,62) befestigt sind; und durch eine Verbindungeeinrichtung (74) zur Befestigung des zweiten Endes des ersten Zuggliedes (55) an der Querstange (66) an einer wählbaren Stelle zwischen den Enden der Querstange (66), so daß die Zugkraft des ersten Zuggliedes (55) einstellbar auf die zweiten Zugglieder (61,62) verteilt wird.

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   6. Karussell-Streckformmaschine nach einen der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundplatte (11) mit einem Träger (35) ausgerüstet ist, der an die Grundplatte (11) angelenkt ist, so dall er um eine Achse (36), die parallel zur und alt Abstand von der Drehachse des Tisches (15)angeordnet ist, schwenkbar ist; und daß die Streckvorrichtung (40) einen Schlitten (38) besitzt, der an den Träger (35) derart befestigt ist, daß er entlang des Trügers (35> bewegbar ist; und daß das erste Ende des ersten Zftfttii glledes (55) an dem Schlitten (38) befestigt ist.

   7. Karusse11-Streckformmaschine nach Anspruch 6,gekennzeichnet durch einen Antrieb (52) zum Schwenken des Trägers (35) um die Achse (36).

   8. Karussell-Streckformmaschine nach eimern der vorstehenden Anspruch· ,gekennzeichnet durch einen zweiten Schlitten (46), der derart auf dem Träger (35) befestigt ist, daß er in wählbare, der Schablone (17) benachbarte Stellungen entlang des Trägers (35) bewegbar ist; und durch Andrückmittel (47,49) auf dem zweiten Schlitten (46), die das Werkstück (25) in einem Berührungspunkt zwischen dem Werkstück (25) und der Schablone (17) gegen die Schablone (17) drücken.

   9· Karussell-Streckformmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche»gekennzeichnet durch «Inen weiteren Antrieb (33) der an der Grundplatte (11) befestigt ist und der nit den Schablonen-Drehtisch derart gekoppelt ist, daß der Schablonen-Drehtisch (15) mit Hilf· des weiteren Antriebs (33) drehbar ist, so daß das Werkstück (25) um die Schablone (17) gewickelt wird.

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   10. Karussell-Streckformmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der an dem Drehtisch (15) befestigte Einspannkopf (24) mit einen Hydraulikzylinder (23) ausgerüstet 1st, der, nachdem das Werkstück (25) um die Schablone (17) gewickelt worden ist, eine Nachstreckkraft auf das Werstück (25) ausübt; und daß der Hydraulikzylinder (23) derart mit Hilfe von Gleitmitteln (22) an dem Drehtisch (15) befestigt ist, daß der Einspannkopf (24) auf dem Drehtisch (15) positionierbar ist, so daß er mit Schablonen (17) verschiedener Größen ausrichtbar ist.

   11. Karussell-Streckformmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Zugglieder (55;61,62) Drahtseile sind; und daß die Umlenkvorrichtung (56) eine Umlenkrolle (57) besitzt, die drehbar an der Grundplatte CIl) befestigt ist.

   12. Karussell-Streckformmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Querstange (66) alt eine» Gleitklotz (73) ausgerüstet ist, der entlang der Querstange (66) bewegbar ist; und daß das zweite Ende des ersten Zuggliedes (55) an dem Gleltklots (73) befestigt ist; und daß der Gleitklotz (73) mit Hilfe von Antriebsmitteln (78,80) in wählbare Positionen entlang der Querstange (66) bewegbar ist.

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