DE2124688C3 - Maschine zum Biegen von Stangen in Spiralform - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Maschine zum Biegen von Stangen in Spiralform, mit einem um eine senkrechte Achse drehbaren konischen Dorn und mit einem radial gegen den Dorn drückbaren sowie parallel zur senkrechten Achse bewegbaren Biegewerkzeug.

Eine solche Maschine ist bekannt (US-PS 27 13 376). Sie eignet sich jedoch zum Spiralbiegen nur bedingt. So ist beispielsweise das einwandfreie Bilden der Spiralform und Abstützen des Werkstücks nach dem Biegen der Stange mit Hilfe des konischen Dorns erschwert.

Bei einer weiteren bekannten Biegemaschine für Spiralformen (US-PS 31 45 760) ist zwar eine Trommel mit einer konischen Fläche vorhanden. Diese Trommel nimmt aber am Biegevorgang nicht teil, sondern dient nur zum Aufnehmen der Spirale nach dem Biegen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Maschine der eingangs bezeichneten Gattung zu schaffen, die das Biegen von Stangen in Spiralform erleichtert.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der konische Dorn mit seinem kleinsten Durchmesser nach unten zeigt und unterhalb des konischen Dorns ein dessen größtem und kleinstem Durchmesser angepaßter, nach oben offener, kreisringförmiger Behälter angeordnet ist.

Der Behälter gestattet dabei nicht nur das einwandfreie Herstellen, sondern auch das leichte Entfernen des Werkstücks.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung ist nachfolgend durch ein in der Zeichnung veranschaulichtes Ausführungsbeispiel erläutert. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 eine Draufsicht einer Stangenbiegemaschine,

F i g. 2 eine Schnittansicht der Maschine der F i g. 1,

Fig.3A eine Teilansicht einer Einzelheit der Maschine,

Fig.3 B eine Ansicht im wesentlichen entlang der Linie 3ß-3ßder Fig.3 A in genauer Relativstellung zu einer Projektionslinie aus F i g. 3A,

F i g. 3 C eine schematische Ansicht entlang der Linie 3C-3Cder Fig.3 A in genauer Relativstellung zu einer Projektionslinie aus F i g. 3B,

F i g. 4 einen Schnitt entlang der Linie 4-4 der F i g. 2, und

F i g. 5 einen Schnitt entlang der Linie 5-5 der F i g. 1.

Die Stangenbiegemaschine weist Einrichtungen zur

Aufnahme und zum Biegen einer Stange mit großer Kraft in die gewünschte Form auf. Zu diesem Zweck

sind ein Dorn 10 einschließlich einer konischen Trommel 12, zum Stützen der Stange »B« während des Biegevorgangs, sowie ein Paar Rolieneinheiten 14 und

16 vorgesehen, die um den Kreisumfang der Trommel

ίο 12 in Abstand voneinander angeordnet sind und zum Halten der Stange auf der Trommel an den auf ihrem Kreisumfang in Abstand voneinander befindlichen Stellen dienen.

Wie am besten aus F i g. 2 ersichtlich, ist die Trommel 12 an einem hohlen zylindrischen Mittelabschnitt 20 drehbar gestützt, der von einem zylindrischen Teil 22 durch geeignete Drucklager 23 getragen ist. Teil 22 stützt sich auf einem horizontalen Rahmen 24 und erstreckt sich von diesem nach unten. Der Rahmen 24 stützt auch die Antriebseinrichtung für die Trommel 12, wobei diese Einrichtung eine Antriebswelle 26 aufweist, die sich innerhalb einer Mittelbohrung im Teil 22 erstreckt und auf einer Platte 28 aufgekeilt ist, die am Unterende des Mittelabschnitts 20 befestigt ist. Die Antriebswelle 26 wird durch ein Getriebe 30 über einen geeicnetcn Motor 32 angetrieben. Zu einem nachfolgend zu beschreibenden Zweck kann die Antriebswelle 26 durch einen druckluftbetätigten Zylinder 34 axial bewegt werden. Wie durch den Pfeil in F i g. 1 gezeigt,

wird die Trommel 12 im Uhrzeigersinn gedreht.

Die Rolleneinheiten 14 und 16 sind im wesentlichen gleich, so daß gleiche Teile derselben gleiche Bezugszeichen haben.

Jede der Rolleneinheiten 14 und 16 weist ein Paar Rollen 40 auf, mit denen die Stange in Eingriff kommt und welche auf einem Paar Vorsprünge 42 eines Rollenstützteils 44 drehbar gelagert sind. Teil 44 ist von einem Ende einer Schraube 46 mittels einer an der Stelle 48 gezeigten stiftartigen Verbindung getragen (F i g. 3 3). Die Schraube 46 befindet sich in einem zylindrischen Teil 47 eines verschwenkbaren Gehäuses 50. Das Gehäuse 50 ist auf einem feststehenden Rahmen 52 bzw. auf einem Paar Drehpunktvorsprüngen 54 und 56 drehbar gelagert. Die Drehpunktvorsprünge 54 und 56 sind am Rahmen 52 durch zwei Kappen 58 bzw. 60 in Stellung gehalten. Der Sollenstützteil 44 ist auch von den Enden zweier Führungsstangen 62 getragen, die sich innerhalb zweier hohler zylindrischer Teile 64 des Gehäuses 50 erstrecken, wie am besten aus Fig.3 B ersichtlich ist. Die Achsen der Führungsstangen 62 und der Schraube 46 sind parallel.

Die Schraube 46 der Rolleneinheit gehört zu einer geeigneten Schraubenwindeanordnung 68, die am Rahmen 52 angeordnet und über eine Antriebswelle 70 durch einen geeigneten Umkehrmotor 72 angetrieben ist. Die Schraubenwindeanordnung 68 der Rolleneinheit 16 ist mittels einer Antriebsgetriebeeinheit 71 und die Schraubenwindeanordnung 68 der Rolleneinheit 14 ist mittels der Antriebsgetriebeeinheit 71 und 73 durch den Motor 72 angetrieben, wie man aus F i g. 1 entnimmt.

Es ist ersichtlich, daß beim Betätigen der Schraubenwindeanordnung 68 durch den Motor 72 in der erforderlichen Richtung jede Schraube 46 bewegt werden kann, um aus den in den Fig.3 A und 3 B gezeigten eingezogenen Stellungen fortschreitend nach außen gezogen zu werden. Jede Schraube 46 kann aus der oberen Stellung neben dem größeren Durchmesser der Trommel 12 in die untere Stellung neben dem

Cf

kleineren Durchmesser der Trommel 12 gezogen werden, wobei diese Stellungen mit ganzen bzw. strichpunktierten Linien in F i g. 3 A gezeigt sind. Sobald die Schrauben 46 an das Ende ^;hrer jeweiligen Bewegung in einer Richtung kommen, wird der Motor /2 umgesteuert und somit die Richtung der Schraubenbewegung umgekehrt. Dies wird durch eine geeignete, bekannte Steuerung erzielt. Die Schrauben 45 dienen somit zum kontinuierlichen Hin- und Herbewegen der Rollen 40 zwischen der mit ganzen Linien gezeigten und der mit Strichpunktlinien gezeigten Stellung (F i g. 3 A). Die Fiihrungsstangen 62 dienen zum Führen der Rollen 40 während dieser Bewegung.

Zum kraftvollen Andrücken der Rollen 40 gegen die konische Oberfläche der Trommel 12 während der ganzen Zeit der Bewegung entlang dieser Oberfläche, wie oben beschrieben, ist ein hydraulischer Zylinder 74 vorgesehen, der am Drehzapfen 75 am Rahmen 52 drehbar gelagert ist und dessen Betätigungsarm 76 mit dem Rollenstützteil 44 verbunden ist. Der hydraulische Zylinder 74 ist so konstruiert, daß er den Betätigungsarm 76 ständig nach außen treibt. Aufgrund der Anordnung der in F i g. 3 A gezeigten Teile drückt somit der Zylinder 74 dauernd die Rollen 40 gegen die konische Oberfläche der Trommel 12 an. Es ist ersichtlich, daß infolge der Tatsache, daß der Zylinder 74 am Drehzapfen 75 drehbar gelagert ist, sich dieser Zylinder 74 zur Aufnahme der Bewegung der Rollen zwischen den in F i g. 3 A gezeigten Stellunger drehen wird.

Jede Rolle 40 ist mit einer Nut 41 versehen, die sich um deren Außenumfang herum erstreckt und entsprechend der Form der in F i g. 3 A gezeigten Stange »B« geformt ist. Wie nachfolgend beschrieben, wird die Stange ß zwischen der Nut 4t und der Oberfläche der Trommel 12 geführt bzw. vorgeschoben. Dementsprechend ist die kombinierte Wirkung der Schrauben 46 und der Zylinder 74 auf die Rollen 40 derart, daß die Rollen 40 die Stange B mit großer Kraft gegen die konische Oberfläche der Trommel 12 an den am Kreisumfang in Abstand voneinander befindlichen Stellen der Rolleneinheiten 14 und 16 halten, um die Stange in einem Bogen mit einem Krümmungsradius zu biegen, der dem berührten Trommelteil entspricht. Dieser Krümmungsradius variiert fortschreitend mit der Bewegung der Rollen zwischen den eben beschriebenen und den in Fig. 3 A und 3 C gezeigten Stellungen. In den Fig.3 A und 3C ist der Maximal- und der Minimalkrümmungsradius R-X bzw. R-2 gezeigt, mit welchem die Stange B gebogen wird. Selbstverständlich wird die Stange Bin dazwischenliegenden Krümmungsradien während der Bewegung der Rollen 40 zwischen ihren oberen und unteren Stellung fortschreitend gebogen, wodurch eine Spirale mit einer Vielzahl von Spirallagen (F i g. 2) gebildet wird.

Wie in Fig.3C gezeigt, wird die Stange bei der Rolleneinheit 14 in der mit Pfeil »A«gezeigten Richtung in die Maschine eingeführt. Dann läuft die Stange mit der Trommel 12 in ihrer Drehrichtung zur Rolleneinheit 16, aus welcher sie in der Richtung des Pfeils »A«aus der Maschine geführt wird. Die Geschwindigkeit des Vorschubs der Stange zur Stangenbiegemaschine wird durch den vorhergehenden Vorgang gesteuert (das kann beispielsweise diejenige Geschwindigkeit sein, mit welcher die Stange aus einem Walzwerk gelieferi wird). Durch eine geeignete Steuerung wird die Trommeldrehzahl entsprechend der Stangenvorschubgeschwindigkeit geregelt.

Während die am Kreisumfang in Abstand voneinander befindlichen Rolleneinheiten 14 und 16 eine Stange zweckentsprechend behandeln, sobald sie in die Maschine und zwischen die beiden Paare von Rollen 40 eingesetzt wird, ist zuvor eine Einrichtung erforderlich, die das Vorderende der zunächst in die Maschine eingesetzten Stange zwischen den Rollen 40 jeder Rollenanordnung vorschiebt. Dementsprechend ist eine Einrichtung vorgesehen, die zum Führen des Vorderendes der Stange von der Rolleneinheit 14 (welche zuerst die Stange aufnimmt) zur Rolleneinheit 16 dient. Diese Einrichtung ist am besten aus den Fig. 1 und 2 zu entnehmen und weist einen Schwenkarm 80 auf, der an seinem unteren Ende einen Teil 82 trägt, der mit der Stange in Eingriff kommt. Der Teil 82 kann eine bogenförmige Mulde 84 bilden, die der Form der Stange im wesentlichen entspricht und einen zum oberen Ende der konischen Trommel 12 konzentrischen Krümmungsradius hat. Der Arm 80 ist am Drehpunkt 86

M) drehbar gelagert und erstreckt sich von diesem nach oben zu einer Verbindung 88 am ausgezogenen Ende des Betätigungsarms 91 eines pneumatischen Zylinders 93. Man sieht, daß beim Betätigen des pneumatischen Zylinders zum Ausziehen des Betätigungsarms 91 in die in den F i g. 1 und 2 gezeigte Stellung der Teil 82 an die konische Oberfläche am oberen Ende der Trommel 12 zur Anlage kommt. Sobald die Teile in diese Stellung gebracht werden, gelangt das Vorderende einer Stange von den Rollen 40 der Rolleneinheit 14 in die Mulde 84 und von der Mulde 84 in die Rollen 40 der Rolleneinheit 16. Auf diese Weise dient der beschriebene Mechanismus zum Führen des Vorderendes der Stange von der Rolleneinheit 14 in die Rolleneinheit 16. Sobald dies staltgefunden hat, wird der pneumatische Zylinder 93

J5 betätigt, um den Arm 91 zurückzuziehen und den Arm 80 um den Drehpunkt 86 entgegen dem Uhrzeigersinn zu drehen sowie den Teil 82 aus seiner Stellung neben der Trommel 12 zurückzuziehen und in eine Stellung zu bringen, in welcher die zur Biegemaschine zugeführte Stange außer Berührung mit ihr steht. Der Arm 80 arbeitet also nur während des ersten Arbeitsganges zum Biegen der Stange in Spiralform.

Die in F i g. 2 gezeigte Einrichtung zur Aufnahme und zum Stützen der oben beschriebenen, mit verschiedenen Krümmungsradien gebildeten Spirale weist einen im wesentlichen zylindrischen Behälter 90 auf, der ir seinem Inneren ein im wesentlichen kreisringförmigei Abteil 92 aufweist. Das Abteil 92 ist an seinem oberer Ende neben der konischen Trommel 12 offen.

Der Behälter 90 zur Aufnahme der Spirale ist au; einer Vielzahl senkrecht verlaufender Teile 94 zusam mengesetzt, die an vier bogenförmigen Segmenten 9( (Fig.4) befestigt sind, die an horizontal verlaufender Abschnitten von vier Fingern 98 angeordnet sind. Ar ihren radial äußeren Enden sind die Teile 94 durch eil Paar senkrecht in Abstand voneinander angeordnete Bänder 100 und 102 gehalten. Die Behälterkonstruktioi wird von in F i g. 2 gezeigten Lagern 110 getragen, dii am Kreisumfang des Behälters 90 in Abstand voneinan der angeordnet sind. Auch geeignete seitlich' Lagerstützen 104 und 106, wie in Fig.2 gezeigt, sin< vorgesehen, die ebenso am Kreisumfang des Behälter 90 in Abstand voneinander angeordnet sind. Sämtlich oben beschriebenen Teile 94 bis 102 sind untereinande

>'··5 verschweißt oder auf aridere Weise miteinande befestigt, um eine Einheit zu bilden, die von den Lagen 110 gestützt und von den Lagern 104 und 106 geführt ist

Es ist somit ersichtlich, daß die Behälterkonstruktioi

das kreisringförmige Abteil 92 zur Aufnahme der Spirale oder Spule aufweist, das einen inneren Abschnitt, der durch die Außenkante des senkrechten Teils der Finger 98 gebildet ist, und einen Außenumfang aufweist, der durch die bogenförmigen Segmente % gebildet ist.

An ihren oberen Enden sind die Finger 98 durch eine Platte 112 aneinander befestigt, die mit dem unteren Ende der Welle 26 durch eine geeignete Keileinrichtung antriebsmäßig verbunden werden kann. Es leuchtet somit ein, daß der Behälter 90 zusammen mit der Trommel 12 angetrieben wird, da beide durch dieselbe Antriebswelle 26 angetrieben werden.

Hierbei ist auch zu beachten, daß das Abteil 90 der Größe der Trommel 12 im wesentlichen entspricht, so daß es die auf der Trommel 12 gebildeten Spiralen aufnimmt, die dann freigegeben werden und durch die Schwerkraft in das Abteil 92 fallen.

Eine im Abteil 92 zum Stützen der Spirale — während sie von der spiralbildenden Trommel 12 dem Abteil 92 geliefert wird — vorgesehene Einrichtung weist eine kreisringförmige Plattform 120 auf, die durch eine bewegliche Rolleneinrichtung 122 gestützt ist. Die Rolleneinrichtung 122 besteht aus einer Anzahl miteinander verbundener Platten 123 bis 128, wovon die sich im wesentlichen radial erstreckenden Platten 123 bis 126 mit einem Zentralblock 130 verbunden sind, wie in F i g. 4 gezeigt Die Platten 123 bis 128 und der Block 130 sind auch an einem Stützteil 131 befestigt. Bei dieser Konstruktion sind vier Platten 127 vorgesehen, die sich im wesentlichen in der Richtung einer Sehne des Kreises erstrecken, der durch die bogenförmigen Segmente % gebildet ist. Diese Platten 127 stützen wiederum sich senkrecht erstreckende Platten 132, die ein Paar senkrecht in Abstand voneinander angeordneter Rollen 134 stützen, die so angeordnet sind, daß sie mit der Innenwand der bogenförmigen Segmente 96 in Eingriff kommen. Die Rolleneinrichtung 122 kann sich somit senkrecht im Abteil 92 bewegen, wobei die obersten und untersten Stellungen, welche die Rolleneinrichtung einnehmen kann, mit ausgezogenen bzw. mit strichpunktierten Linien in F i g. 2 gezeigt sind.

Eine Einrichtung zum Stützen der Rolleneinrichtung 122 während ihrer Bewegung zwischen den oben beschriebenen oberen und unteren Stellungen weist einen hydraulischen Zylinder 140 auf, der einen Betätigungsarm 142 hat, der sich innerhalb der senkrechten Abschnitte der Finger 98 senkrecht nach oben erstreckt. Am oberen Ende des Arms 142 ist ein Blockteil 144 abgestützt, der eine geeignete Lagereinrichtung 146 trägt, die den Zentralblock 130 der Rolleneinrichtung 122 drehbar stützt.

Der hydraulische Zylinder 140 treibt normalerweise die Rolleneinrichtung 122 nach oben, kann aber auch betätigt werden, um den Arm 142 einzuziehen und die Anordnung zu senken, wenn die Spirale auf die Plattform 120 gelegt wird. Der hydraulische Zylinder kann auch nach oben bewegt werden, um die Rolleneinrichtung 122 und die Plattform 120 von der untersten Stellung in die oberste Stellung zu schieben, wenn die Spirale oder Spule völlig fertig ist und beabsichtigt ist, sie von der Maschine zu entfernen.

Der Dorn 10 ist so angeordnet, daß er von der in Fig. 1 gezeigten Arbeitsstellung in eine im Abstand vom Behälter 90 befindliche Stellung bewegt werden kann, um das Entfernen einer fertigen Spirale zu ermöglichen, wie nachfolgend beschrieben wird. Zu diesem Zweck ist der Rahmen 24 auf einer sich senkrecht erstreckenden Drehstange 150 befestigt. Diese Drehstange 150 ist von einem feststehenden Rahmen 152 mittels geeigneter Lagerstützkonstruktionen 154 in geeigneter Weise getragen. Wie in Fig.5 gezeigt, ist der Rahmen 24 von der Stange 150 derart drehbar gestützt, daß er gemeinsam mit der Stange 150 drehbar ist.

Eine Einrichtung zum Drehen der Stange 150 weist einen hydraulischen Zylinder 160 (Fig. 1) auf, dessen

ίο Betätigungsarm 162 an seinem Außenende mit einem Kurbelarm 164 verbunden ist, der am oberen Ende der Stange 150 befestigt ist (F i g. 5). Durch diese Anordnung kann der hydraulische Zylinder betätigt werden, um eine Drehbewegung der Stange 150 und des von ihr

ij getragenen Rahmens 24 zu bewirken.

Eine Einrichtung zum Unterbrechen der Drehverbindung zwischen dem Dorn 10 und dem Behälter 90, wobei diese Verbindung in Form der Antriebswelle 26 vorgesehen ist, weist den hydraulischen Zylinder 34 auf,

to der am Getriebe 30 befestigt und dessen Betätigungsarm mit der Antriebswelle 26 (Fig. 1) verbunden ist. Durch diese Anordnung kann der hydraulische Zylinder bewirken, daß die Antriebswelle 26 aus ihrem Eingriff mit der Platte 112 zurückgezogen wird; dadurch wird es

2j dem Dorn 10 ermöglicht, sich in der beschriebenen Weise zu bewegen.

In F i g. 1 ist der Rahmen 24 in einer Stellung gezeigt, in der er den Dorn 10 in seiner Arbeitsstellung unmittelbar oberhalb des Behälters 90 trägt. Wird nun gewünscht, eine fertige Spirale vom Behälter 90 zu entfernen, so wird der Zylinder 160 betätigt, um seinen Arm 162 einzuziehen und zu bewirken, daß sich der Kurbelarm 164 im Uhrzeigersinn um die Achse der Stange 150 in die in F i g. 1 mit Strichpunktlinien gezeigte Stellung dreht. Dies führt eine entsprechende Bewegung des Rahmens 24 herbei, der sich ebenfalls im Uhrzeigersinn um die Achse der Stange 150 dreht, die durch den Kurbelarm 164 gedreht wird. Infolge dieser Wirkung des Zylinders 160 bewegt sich der ganze Dorn 10 vom Behälter 90 weg.

Es ist eine Einrichtung zum Wegschieben einer fertigen Spirale von der Maschine vorgesehen, die einen Schieber 170 aufweist, der neben dem oberen Ende des Behälters 90 an einer in Fig. 1 gezeigten Stelle angeordnet ist. Dieser Schieber weist einen Stößel 172 auf, der an seinem Vorderende einen Schieberkopf 173 trägt und von einer Anzahl Räder 174 getragen ist, die entlang der Längsachse des Stößels in Abstand voneinander angeordnet sind. Der Stößel 172 wird von einem geeigneten hydraulischen Zylinder 176 betätigt, der mit dem Stößel verbunden ist. Die Teile sind so konstruiert, daß der Zylinder 176 derart betätigt werden kann, daß sich der Stößel 172 von der in Fig. 1 gezeigten Stellung zum Mittelpunkt der Maschine über das ubere Ende des Behälters 90 bewegt, um somit jede in seiner Bahn befindliche Spirale zu entfernen.

Die Maschine ist somit derart konstruiert, daß eine fertige Spirale selbsttätig von der Maschine entfernt wird. Bei der Beschreibung dieses Vorgangs sei

ho angenommen, daß sich die fertige Spirale von der Rolleneinrichtung 122 in die in F i g. 2 mit Strichpunktlinien gezeigte Stellung bewegt hat. Der erste Schritt beim Vorgang zum Entfernen der Spirale ist, den hydraulischen Zylinder 34 zu betätigen, damit er seinen

ds Arm einzieht, um somit die Antriebswelle 26 aus ihrem Eingriff mit der Platte 112 zu lösen. Der nächste Schritt bei diesem Vorgang ist, den hydraulischen Zylinder 160 zu betätigen, damit er seinen Arm 162 einzieht und

somit den Rahmen 24 und den Dorn 10 vom oberen Ende des Behälters 90 weg bewegt. Der hydraulische Zylinder 140 wird dann betätigt, um seinen Arm 142 nach oben zu bewegen und die Rolleneinrichtung 122 und die Plattform 120 in eine Stellung oberhalb des oberen Endes des Behälters 90 zu bringen. Schließlich wird der Zylinder 176 betätigt, um zu bewirken, daß sich der Schieber 170 am oberen Ende des Behälters 90

bewegt und somit die fertige Spirale in der Richtung des Pfeils 200 in F i g. 1 zu einer geeigneten Einrichtung zum Entfernen der Spirale bewegt.

Wie man sieht, kann dieser Vorgang zum Entferner der Spirale sehr rasch durchgeführt werden. Demgemäß kann die Maschine schnell eine neue Stange aufnehmen so daß der oben beschriebene Vorgang zur Verformung der Stangen in Spiralform wiederholt werden kann.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Maschine zum Biegen von Stangen in Spiralform, mit einem um eine senkrechte Achse drehbaren konischen Dorn und mit ein- radial gegen den Dorn drückbaren sowie pa j! zur senkrechten Achse bewegbaren Biegev. erkzeug, dadurch gekennzeichnet, daß der konische Dorn (10) mit seinem kleinsten Durchmesser nach unten zeigt und unterhalb des konischen Dorns ein dessen größtem und kleinstem Durchmesser angepaßter, nach oben offener, kreisringförmiger Behälter (90) angeordnet ist.

2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden des kreisringförmigen Behälters (90) durch eine neb- und senkbare Plattform (120]!gebildet ist.

3. Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der konische Dorn (10) achsparallel verschwenkbar ist.