DE19725033C1 - Automatische Biegerichtmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine automatische Biege­ richtmaschine der dem Oberbegriff des Anspruchs 1 entspre­ chenden Art.

Gattungsgemäße Richtmaschinen dienen dazu, längliche Werk­ stücke achssymmetrischer Konfiguration wie zum Beispiel Wellen, Zahnradwellen, Nockenwellen und dergleichen durch Biegen gerade zu richten, indem auf sie ein Biegemoment ausgeübt wird, welches dem "Schlag" entgegengerichtet ist und die Fließgrenze ein wenig überschreitet. Das Werkstück ruht dabei auf zwei Richtambossen, die es zum Beispiel an den beiden Enden unterstützen. Der Richtstempel wirkt zwischen den Richtambossen in Querrichtung gegen das Werk­ stück.

Die Werkstücke können sich aufgrund einer ungleichmäßigen Struktur oder einer ungleichmäßigen Behandlung verziehen, insbesondere nach einer Härtebehandlung, so daß ihre Achse nicht mehr gerade ist und sie beim Umlauf Vibrationen verursacht.

Werkstücke der in Rede stehenden Art fallen insbesondere in der Automobil-Industrie in größeren Stückzahlen an, und es gibt daher seit längerem Bestrebungen, den Richtvorgang zu automatisieren. Wenn es sich um eine große Stückzahl ein und desselben Werkstückes handelt, braucht an der Ein­ stellung der Richtmaschine nichts geändert zu werden. Dies gilt aber nicht mehr, wenn von einem Werkstück auf ein anderes unterschiedlicher Konfiguration und Abmessung übergegangen werden muß. Die Werkstücke werden beim Richt­ vorgang um ihre Achse gedreht, um sie dem Richtstempel entsprechend der Richtung des Schlages darzubieten. Sie sind dabei zwischen Spitzen gehalten. Die Richtkraft wird aber nicht von den Spitzen, sondern von den Richtambossen abgeleitet, die geeignete zylindrische Oberflächenab­ schnitte des Werkstückes unterstützen. Es versteht sich, daß bei unterschiedlichen Durchmessern solche Oberflächen­ abschnitte den Richtambossen in ihrer Stützhöhe anzupassen sind, da die Werkstücke im übrigen zwischen den Spitzen, die in ihrer Achse eingreifen, gehalten sind. Bisher er­ forderte die Anpassung der Stützhöhe manuelle Eingriffe an den Richtambossen, die eine gewisse Zeit erforderten und den kontinuierlichen Arbeitsablauf aufhielten. Besonders bei kleineren Serien von Werkstücken konnte eine solche Arbeitsunterbrechung häufiger vorkommen.

Der Ausdruck "Richtwerkzeuge" soll ein gemeinsamer Begriff für die an einer Geradführung auf der Stützfläche des Maschinentisches verschiebbaren Werkstückaufnahmen, Richt­ ambosse und Meßeinrichtungen sein.

Eine dem Oberbegriff des Anspruch 1 zugrundeliegende Bie­ gerichtmaschine geht aus der EP 417 469 B1 hervor. Bei dieser bekannten Ausführungsform umfaßt die Antriebsanord­ nung eine parallel zur Längsachse des Werkstücks verlau­ fende Transportstange, mit der die einzelnen Richtwerkzeu­ ge wahlweise koppelbar sind und die der Länge nach durch einen geeigneten Antrieb verschiebbar ist.

Die Koppelstange steht in den Endstellungen unter Umstän­ den erheblich in ihrer Längsrichtung über den Maschinen­ tisch über und verursacht somit einen unerwünschten Platz­ bedarf. Außerdem muß an jedem einzelnen Richtwerkzeug eine Koppelvorrichtung vorhanden sein, die meist mit einem fluiden Druckmittel betätigbar ist und entsprechender Zuleitungen bedarf.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungs­ gemäße Biegerichtmaschine kompakter und weniger aufwendig zu gestalten. Des weiteren soll der Ein- und Ausbau ein­ zelner Ambosse oder Meßeinrichtungen problemloser möglich sein.

Diese Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 wiedergegebene Erfindung gelöst.

Die sich längs des Maschinentisches erstreckende, in ihrer Lage in Längsrichtung gegenüber diesem unveränderliche, als Gewindespindel ausgebildete Transportspindel bedarf in Längsrichtung des Maschinentisches außerhalb dessen Enden keines Platzes, weil sie dort nicht auslädt. Die Koppel­ einrichtungen für die verschiedenen Richtwerkzeuge redu­ zieren sich auf eine einzige Koppeleinrichtung, die an dem Mitnahmeschlitten verwirklicht sein kann. Dadurch redu­ ziert sich auch die Menge der Zuleitungen auf nur zwei, die zu dem Mitnahmeschlitten führen.

Eine Transportspindel zum Verschieben eines ganzen Richt­ maschinentisches entlang eines Maschinenbettes geht für sich genommen aus der US 3 316 743 hervor.

Im einzelnen kann die Biegerichtmaschine hinsichtlich der Ankopplung der Richtwerkzeuge entsprechend Anspruch 2 ausgebildet sein. Der Koppelzapfen kann als Kolbenstange eines an dem Mitnahmeschlitten angeordneten Kurzhubzylin­ ders ausgebildet sein (Anspruch 3), der sich selber führt und außerdem eine präzise Erfassung und Positionierung der einzelnen Richtwerkzeuge gegenüber dem an der Transport­ spindel geführten Mitnahmeschlitten ermöglicht.

Die einzelnen Richtwerkzeuge müssen in der erreichten Position (Verschiebestellung) festgelegt werden, bevor der Richtvorgang beginnt. Auch hier kann eine Vereinfachung dadurch erzielt werden (Anspruch 4), daß nicht mehr jedes einzelne Richtwerkzeug mit dem Maschinentisch verbunden, sondern die zu verschiebenden Richtwerkzeuge gemeinsam mit dem Maschinentisch koppelbar sind.

Eine praktikable Ausführungsform einer solchen gemeinsamen Kopplung ist Gegenstand des Anspruchs 5.

Die Richtwerkzeuge sind hierbei zwar nicht an jeder belie­ bigen Stelle, sondern nur in der Teilung der Zahnstange und der Zahnstangenabschnitte entsprechenden diskreten Positionen an dem Maschinentisch festlegbar, doch ist eine derartige Genauigkeit bei entsprechend feiner Teilung der Zahnstange und der Zahnstangenabschnitte für die Praxis vollkommen ausreichend.

Auch die Querverlagerung der Zahnstange zur gemeinsamen Festlegung aller Richtwerkzeuge kann gemäß Anspruch 6 mittels mindestens eines durch ein fluides Druckmittel betätigbaren Antriebs zustandegebracht werden, wobei es sich im allgemeinen um am Anfang und am Ende der Zahnstan­ ge angeordnete kleine Kolbenzylindereinheiten handeln wird.

Damit bei der Verschiebung der Richtwerkzeuge die einzel­ nen Richtwerkzeuge individuell erkannt werden können, empfiehlt sich eine Barcode-Identifikation nach Anspruch 7.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfin­ dung dargestellt.

Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht einer Richtmaschine ohne Transportspindel;

Fig. 2 zeigt das rechte Ende einer anderen Richtmaschi­ ne in Seitenansicht mit Transportspindel;

Fig. 3 zeigt einen Schnitt nach der Linie III-III, teilweise nach der Linie III';

Fig. 4 zeigt ein vergrößertes Detail des Verriegelungs­ stiftes;

Fig. 5 zeigt ein Beispiel eines Barcodes.

Die in Fig. 1 als Ganzes mit 100 bezeichnete Richtanordnung ist auf dem Maschinentisch 1 einer weiter nicht darge­ stellten Biegerichtmaschine angeordnet. Auf der Stützflä­ che 2 des Maschinentisches 1 ist eine über dessen Länge sich erstreckende Schwalbenschwanzschiene 3 angebracht, auf der Schieber 4 geführt sind, die die zu verschiebenden Richtwerkzeuge tragen. Die Richtwerkzeuge umfassen eine erste Werkstückaufnahme 5 mit einer Körnerspitze 6, die jedoch nicht zu den zu verschiebenden Richtwerkzeugen gehört, sondern feststehend auf der eine Geradführung bildenden Schwalbenschwanzschiene 3 angeordnet sein kann.

Gemäß Fig. 1 von rechts nach links folgen als weitere Richtwerkzeuge ein Richtamboß 7 und eine diesem unmittel­ bar benachbarte Meßeinrichtung 8, die auf einem gemein­ samen Schieber 4 angeordnet und längs der Schwalben­ schwanzschiene 3 verschiebbar sind. Es schließt sich ein weiterer Amboß 9 und eine Meßeinrichtung 10 an, denen jeweils eigene Schieber 4, 4 zugeordnet sind. Es folgen sodann eine Meßeinrichtung 12 und ein dieser unmittelbar benachbarter Richtamboß 11, die wiederum auf einem gemein­ samen Schlitten 4 vorgesehen sind.

Schließlich folgt die andere Werkstückaufnahme 15 mit einer Körnerspitze 16, die durch einen Antrieb 14 in Pfeilrichtung vorschiebbar ist, um das in Fig. 1 nur ange­ deutete Werkstück W, welches an den Stirnseiten in seiner Achse gelegene Ansenkungen aufweist, drehbar einspannen zu können.

Das Werkstück W ist nur vereinfacht als zylindrischer Stab dargestellt. Im allgemeinen ist es zwar zylindersymme­ trisch, jedoch über die Länge mit unterschiedlichen Durch­ messern versehen, die zum Beispiel durch Zahnritzel, Noc­ ken, Lagerstellen und dergleichen zustandekommen. Durch die unterschiedliche Gestaltung der Werkstücke W bedarf auch die Positionierung der Richtwerkzeuge 7, 8, 9, 10, 11, 12, 15 einer Anpassung in Längsrichtung, die durch Verschieben der Richtwerkzeuge längs der Schwalbenschwanz­ schiene 3 erfolgt. Dabei dient ein Anschlag 13 als Refe­ renzpunkt.

Jeder ein Richtwerkzeug tragende Schlitten 4 besitzt eine Lochung 17 auf der Vorderseite, deren Achse sich quer zur Schwalbenschwanzschiene 3 und parallel zur Stützfläche 2 des Maschinentisches 1 erstreckt. Alle Lochungen 17 haben ihre Mittelpunkte auf einer gemeinsamen, zu der Schwalben­ schwanzschiene 3 parallelen Geraden G.

Die Bedeutung der Lochungen 17 wird anhand der Fig. 2 und 3 erläutert. In Fig. 2 ist ein Ende eines Maschinentisches 1 dargestellt, bei welchem eine vorschiebbare Körnerspitze 16 am rechten Ende angebracht ist. Es sind wiederum auf einem gemeinsamen Schlitten 4 allerdings in umgekehrter Anordnung vorhandene Richtwerkzeuge in Gestalt eines Richtambosses 7 und einer Meßeinrichtung 8 vorgesehen, an die sich eine Meßeinrichtung 10 und ein Richtamboß 9 mit jeweils einem eigenen Schlitten 4 anschließt. Von oben wirkt der Richtstempel St. Vor dem Maschinentisch, vom Betrachter der Fig. 2 aus gesehen, verläuft über die Länge des Maschinentisches 1 eine Transportspindel 20, die in einem Spindellager 18 in ihrer Längsrichtung feststehend gelagert und von einem Gleichstrom-Servomotor 19 drehbar angetrieben ist.

Auf der Transportspindel 20 sitzt ein Mitnahmeschlitten 30, der ein mit dem Gewinde der Transportspindel 20 in Eingriff stehendes Innengewinde 21 aufweist (Fig. 3) und bei einer Drehung der Transportspindel 20 in der einen oder der anderen Richtung längs des Maschinentisches 1 hin und her bewegt wird. Dabei bewegt sich der Mitnahmeschlit­ ten 30 frei an den Vorderseiten der Schieber 4 entlang, die die Lochungen 17 aufweisen.

An dem Mitnahmeschlitten 30 ist ein kleiner Koppelzylinder 22 angebracht, der einen Koppelzapfen 23 parallel zur Stützfläche 2 des Maschinentisches 1 und quer zur Schwal­ benschwanzschiene 3 ausfahren kann, so daß er bei geeigne­ ter Position in die Lochung 17 eines Schiebers 4 ein­ greift. Die Durchmesser des Koppelzapfens 2 und der Lo­ chung 17 sind so aufeinander abgestimmt, daß der Eingriff ziemlich spielfrei erfolgt. Wird die Transportspindel 20 sodann wieder in Bewegung gesetzt, nimmt der Mitnahme­ schlitten 30 den betreffenden Schieber 4 mit mindestens einem Richtwerkzeug längs des Maschinentisches 1 mit und kann den Schieber 4 nach Zurückziehen des Koppelzapfens 23 durch den Koppelzylinder 22 an einer gewünschten Stelle stehenlassen.

Anschließend werden in entsprechender Weise die anderen Richtwerkzeuge neu positioniert.

Damit der Mitnahmeschlitten 30 die einzelnen Schlitten 4 individuell erkennen kann, sind an deren Vorderseite Bar­ codes 25 angebracht, die eine an dem Mitnahmeschlitten 30 vorgesehene Ableseeinheit ablesen kann, um die einzelnen Schlitten 4 und deren aktuelle Position erkennen zu kön­ nen.

Wenn alle Schlitten 4 die richtige Position erreicht ha­ ben, werden sie alle gemeinsam auf dem Maschinentisch 1 in Längsrichtung der Schwalbenschwanzschiene 3 festgesetzt. Dazu ist an der den Lochungen 17 abgelegenen Rückseite jedes Schiebers 4 ein kurzer Zahnstangenabschnitt 26 ange­ bracht, an dem eine seitlich davon angeordnete, über die Länge des Maschinentisches 1 durchgehende Zahnstange 28 zum Eingriff bringbar ist, die mittels Andrückzylindern 29, die parallel zur Stützfläche 2 des Maschinentisches 1 quer zur Schwalbenschwanzschiene 3 wirken, über eine Ver­ stärkungsleiste 27 gemäß Fig. 3 von rechts nach links gegen die Zahnstangenabschnitte 26 anschiebbar ist. Da­ durch erfolgt eine Verriegelung sämtlicher Schlitten 4 gleichzeitig, wobei die Schlitten 4 allerdings nur dis­ krete Positionen einnehmen können, die aber bei entspre­ chend feiner Teilung der Zahnstangenabschnitte 26 und der Zahnstange 28 dicht genug aufeinanderfolgen, um den Be­ dürfnissen der Praxis genügen zu können.

Claims (7)

1. Automatische Biegerichtmaschine für längliche Werk­ stücke (W),
mit einem Maschinentisch (1),
mit auf dem Maschinentisch (1) angeordneten Richt­ werkzeugen (7, 8, 9, 10, 11, 12, 15) zur Erfassung und Abstützung des Werkstücks (W)
und mit einer parallel zur Längsachse des Werkstücks (W) verlaufenden in ihrer Lage gegenüber dem Maschinen­ tisch (1) in dieser Richtung unveränderlichen, als Gewin­ despindel ausgebildeten Transportspindel (20) zur automa­ tischen Verschiebung der Richtwerkzeuge (7, 8, 9, 10, 11, 12, 15) auf dem Maschinentisch (1) in Längsrichtung des Werkstücks (W) zur Anpassung an die über die Länge unter­ schiedliche Gestaltung verschiedener Werkstücke (W),
wobei die Transportspindel (20) durch einen Antrieb (19) gesteuert drehbar, wahlweise jeweils ein Richtwerk­ zeug mit der Transportspindel (20) koppelbar und die Richtwerkzeuge nach Erreichen der gewünschten Verschiebe­ stellung mit dem Maschinentisch (1) koppelbar sind,
dadurch gekennzeichnet, daß ein ein mit dem Gewinde der Transportspindel (20) zusammenwirkendes Gewinde (21) aufweisender Mitnahme­ schlitten (30) mit einer Koppeleinrichtung (22, 23) vor­ gesehen ist, mittels derer jeweils ein Richtwerkzeug an dem Mitnahmeschlitten (30) ankoppelbar ist.

2. Biegerichtmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die zu verschiebenden Richtwerkzeuge (7, 8, 9, 10, 11, 12, 15) an einer auf dem Maschinen­ tisch (1) angeordneten Geradführung (3) verschiebbar sind und auf der parallel zur Geradführung (3) ver­ laufenden Vorderseite jeweils eine Lochung (17) auf­ weisen, daß die Mittelpunkte aller Lochungen (17) auf einer gemeinsamen, zu der Geradführung parallelen Geraden liegen, daß der Mitnahmeschlitten (30) pa­ rallel zur Geradführung (3) entlang den Richtwerkzeu­ gen (7, 8, 9, 10, 11, 12, 15) verschiebbar ist und daß an dem Mitnahmeschlitten (30) ein quer zur Gerad­ führung (3) ausschiebbarer Koppelzapfen (23) zum Eingriff in die Lochung (17) eines der Richtwerkzeuge vorgesehen ist.

3. Biegerichtmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Koppelzapfen (23) mittels eines durch ein fluides Druckmittel betätigbaren Antriebs (22) ausschiebbar ist.

4. Biegerichtmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zu verschiebenden Richtwerkzeuge (7, 8, 9, 10, 11, 12, 15) nach Errei­ chen der gewünschten Verschiebestellung gemeinsam mit dem Maschinentisch (1) koppelbar sind.

5. Biegerichtmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Richtwerkzeuge (7, 8, 9, 10, 11, 12, 15) auf der der Lochung (17) abgelegenen Rücksei­ te jeweils einen Zahnstangenabschnitt (26) aufweisen und eine sich über den Verschiebebereich durchgehen­ de, in Längsrichtung der Geradführung (3) feststehen­ de Zahnstange (28) mit einer Verlagerung quer zur Geradführung (3) mit den Zahnstangenabschnitten (26) aller Richtwerkzeuge in Eingriff bringbar ist.

6. Biegerichtmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Zahnstange (28) quer zur Geradfüh­ rung (3) mittels mindestens eines durch ein fluides Druckmittel betätigbaren Antriebs (29) verlagerbar ist.

7. Biegerichtmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß an den Richtwerkzeugen (7, 8, 9, 10, 11, 12, 15) Barcodes (25) und an dem Mitnahmeschlitten (30) eine entsprechende Ableseein­ heit angebracht sind.