DE2239182A1

DE2239182A1 - Maschine zum druecken von hohlkoerpern

Info

Publication number: DE2239182A1
Application number: DE2239182A
Authority: DE
Inventors: Yoshimi Ashizawa
Original assignee: Toshiba Machine Co Ltd
Current assignee: Shibaura Machine Co Ltd
Priority date: 1971-08-11
Filing date: 1972-08-09
Publication date: 1973-02-22
Also published as: JPS5134381B2; US3783665A; JPS4826666A

Description

Dr -Ing. Wilhelm Reiche! DipL-Ing. Wolfgang Mchel

6 Frankfurt a. M. 1
Paikslraßel3

7155

TOSHIBA KIKAI KABUSHIKI KAISHA, Tokyo-To, Japan

Maschine zum Drücken von Hohlkörpern.

Die Erfindung betrifft eine Maschine zum Drücken, insbesondere eine Maschine zum Streckdrücken, in der ein Rohling oder Zuschnitt in der Form einer metallischen oder Blechscheibe zu einem Erzeugnis von gewünschter Form durch einen Streckdrückvorgang umgeformt wird, während der Zuschnitt zwischen e.inem Halter und einem Gegenhalter eingespannt ist und sich dreht.

Wie schematisch in Fig. 1 veranschaulicht ist, wird beim Streckdrückvorgang ein Zuschnitt 1 als flache Metallscheibe zwischen einer drehbaren Matrize oder Drückform 2, die an dem Spindelstock einer Drehbank (nicht dargestellt) angebracht ist, und j einem Stößel oder Stempel 3, der an dem Reitstock (nicht dargestellt) der Drehbank angebracht ist, eingespannt, so daß der Zuschnitt 1 und der Stempel 3 sich drehen, wenn die Drückform_i in Drehung versetzt wird. Während der'Zuschnitt auf diese Weiße gedreht wird, wird eine Drückrolle 4 Von der Mitte zum Umfang des Zuschnitts längs der geneigten Oberfläche der Drückform bewegt, die in diesem Fall die Form eines Kegelstumpfes hat, wodurch ein Hohlkörper erzeugt wird, wie er durch strichpunktierte Linien, in Fig. 1 angedeutet ist. In einem Zwischenstadium des Drückvorgangs nimmt die Drückrolle eine mit 4a bezeichnete Stellung ein, während

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der Zuschnitt die bei 1a gezeigte Form besitzt.

Bei dem dargestellten Streckdrückvorgang wird die Drückrolle so gesteuert, daß die Dicke ta des Erzeugnisses in Achsrichtung des Werkstücks oder der Drehbank gleich der Dicke to des Zuschnitts 1 ist. Bei diesem auch als Projizierstreckdrucken bezeichneten Verfahren wird der Werkstoff des Zuschnitts 1 durch die Streckkraft parallel in Richtung der Dicke des Zuschnitts bewegt, so daß der Außendurchmesser des fertigen Werkstücks gleich dem Durchmesser Do des Zuschnitts ist. Ferner wird während der schräg Bewegung der Drückrolle 4 eine Beanspruchung nur in der Richtung der Dicke des Zuschnitts ausgeübt und keine Beanspruchung in der Umfangsrichtung und in der radialen Richtung erzeugt.

Da jedoch dieses Druckverfahren eine Matrize oder Drückform erfordert, die denselben Durchmesser wie das Erzeugnis hat, steigen die Kosten der Metallform mit dem Durchmesser des Erzeugnisses. Wenn es notwendig ist, die Oberfläche der Metallform zu härten, werden deren Kosten hierdurch noch weiter erhöht. Um eine Anzahl von Drückformen verschiedener Typen und Größen vorzusehen, sind ein großer Platzbedarf und ein hoher Kostenaufwand erforderlich.

Gegenstand der Erfindung ist die Schaffung einer verbesserten Drückmaschine, die ohne Drückform auszukommen vermag. Dabei soll die Maschine vorzugsweise ein Werkstück in Streckdrücktechnik zu erzeugen gestatten, ohne in dem Werkstück eine Beanspruchung in Umfangsrichtung und in Radialrichtung hervorzurufen. Ferner soll das durch Drücken hergestellte Werkstück in jedem Punkt eine konstante Wandstärke haben, die in axialer Richtung in jedem Punkt gleich der Dicke des Rohlings ist. Gemäß der Erfindung ist diese Drückmaschine gekennzeichnet durch eine drehbare Spindel und einen Stempel, die einen flachen plattenförmigen Zuschnitt zwischen sich zu erfassen und in Drehung zu versetzen vermögen, eine Gegenrolle, deren Umfangsprofil einem Abschnitt des Innenprofils eines Drückerzeugnisses entspricht, Mittel zum Anpressen

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der Gegenrolle gegen eine Seite des Zuschnitts, Mittel zum Bewegen der Gegenrolle längs einer bestimmten Bahn entsprechend dem Innenprofil des Erzeugnisses, eine Drückrolle, Mittel zum Anpressen der Drückrolle gegen die entgegengesetzte Seite des Zuschnitts in einem bestimmten festen Abstand, der gleich der Dicke des Zuschnitts gemessen in der Achsrichtung der Drückmaschine ist, zwischen der Drückrolle und der Gegenrolle, und Mittel zum Bewegen der Drückrolle gleichlaufend mit der Bewegung der Gegenrolle unter Einhaltung des festen Abstands in Bezug auf die Gegenrolle.

Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung in Verbindung mit den anhängenden Zeichnungen. In diesen zeigen:

Fig. 1 ein Prinzipschema, das den Aufbau und die Arbeitsweise der bekannten Drückmaschine veranschaulicht;

Fig. 2 ein Prinzipschema, das den Aufbau und die Arbeitsweise einer Drückmaschine nach der Erfindung zur Herstellung eines kegelstumpfförmigen Erzeugnisses wiedergibt;

Fig. 3 ein der Fig. 2 ähnliches Schema einer Maschine für die Herstellung eines schalenförmigen Körpers;

Fig. 4 Konstruktionseinzelheiten der Drückmaschine der Fig. im Grundriß;

Fig. 5 Konstruktionseinzelheiten der Drückmaschine der Fig. im Grundriß;

Fig. 6 in Seitenansicht eine Vorrichtung zum Bewegen der Gegenrolle längs einer vorbestimmten gekrümmten Bahn.

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Die Drückmaschine nach der Erfindung, deren Aufbau und Arbeitsweise im Prinzip aus Fig. 2 hervorgehen, dient der Umformung eines Metallblechs 1 zu einem kegelstumpfförmigen Hohlkörper. Der Zuschnitt 1 von der Dicke to wird in seinem zentralen Teil zwischen einem Stempel 3 am Reitstock und einer Spindel 6 am Spindel- oder Triebstock einer Drehbank eingespannt, wie unten mit Bezug auf Fig. 4 bis 6 beschrieben ist, so daß der Zuschnitt 1 zusammen mit der Spindel 6 in Drehung versetzt werden kann. An der Innenseite des Zuschnitts 1 ist eine frei drehbare Gegenrolle 5 vorgesehen, die längs des Innenprofils des herzustellenden Körpers durch eine unten beschriebene Vorrichtung bewegt wird. Eine Drückrolle 4 wird gleichlaufend mit der Bewegung der Gegenrolle 5 bewegt, unter Einhaltung eines bestimmten axialen Abstands zwischen beiden Rollen. Die Stellungen der Drückrolle 4 und der Gegenrolle 5 in einem Zwischenstadium des Arbeitsvorgangs sind bei 4a bzw. 5a angegeben. Wie zuvor ist die axiale Dicke des Erzeugnisses mit ta bezeichnet.

Um den Zuschnitt 1 durch das Streckdrückverfahren in das Erzeugnis 1a umzuformen, wird die Gegenrolle 5 so eingestellt, daß die Erzeugende ihrer Oberfläche eine gerade Linie einnimmt, die unter einem Winkel θ gegenüber der Drehachse geneigt ist (Winkel θ ist gleich dem halben Scheitelwinkel eines Kegels), worauf die Gegenrolle 5 unter Einhaltung des Winkels θ bewegt wird und die Drückrolle 4 der Bewegung der Gegenrolle 5 folgend bewegt wird, wobei der konstante axiale Abstand zwischen beiden, der gleich der ursprünglichen Dicke des Zuschnitts ist, aufrechterhalten wird.

Die abgewandelte Ausführungsform der Erfindung, die schematisch in Fig. 3 veranschaulicht ist, dient der Umformung eines flachen Metallzuschnitts 1 zu einem Erzeugnis von Schalen- oder Halbkugelform. In diesem Fall verläuft die Oberflächenerzeugende der Gegenrolle in einem Bogen vom Radius R und wird die Gegenrolle längs dieses Bogens bewegt. Andererseits wird die DrÜck-

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rolle 4 der gebogenen Bewegung der Gegenrolle 5 folgend bewegt, derart, daß zwischen der Drückrolle 4 und der Gegenrolle 5 ein axialer Abstand, der gleich der Dicke to des Zuschnitts ist, während des Drückvorgangs aufrecht erhalten wird. Auf diese Weise wird der zwischen der Spindel 6 und dem Stempel 3 eingespannte Zuschnitt 1 zu einem schalenförmigen Hohlkörper geformt, dessen Innenfläche einen Krümmungsradius R besitzt.

Wie oben beschrieben, sieht die Erfindung eine neuartige Drückmaschine vor, die aus einem Zuschnitt einen Körper von gewünschter Form erzeugen kann, ohne eine kostspielige Metallmatrize zu verwenden, durch nur einen Arbeitsgang von kurzer Dauer und von sehr einfachem Ablauf, wodurch an Herstellungszeit und -kosten eingespart wird.

Eine Drückmaschine für die Durchführung des in Verbindung mit Fig. 2 erläuterten Drückvorgangs zeigt Fig. 4 im Grundriß. Hier ist der Stempel 3 am Reitstock 13 einer Drehbank und die drehbare Spindel 6 am Spindelstock 14 derselben angebracht, der für den Antrieb der Spindel mit einem Elektromotor 15 versehen ist. Die Drückrolle 4 und die Gegenrolle 5 sind an je einem Quer- oder Kreuzschlitten 11 bzw. 11a durch einen Support 7 bzw. 7a und Klammern 8 bzw. 8a angebracht. Die Schlitten 11 und 11a werden durch Kolben-Zylinder-Einheiten 12 und 12a betätigt und sind an Sattel- oder Bettschlitten 9 und 9a befestigt, die gleitend atjif einem gemeinsamen Bett 10 angebracht sind, das seinerseits in: Führungsnuten 25 verstellbar ist. ■,

Im Betrieb wird das Bett 10 in die in Fig. 4 gezeigte Stellung gebracht. Dies ist schnell durchzuführen durch seitliche Bewegung des Bettes 10 längs der Führungsnuten 5 und durch Drehung einer Grundplatte (nicht dargestellt), welche die gesamte Anordnung des Bettes 10, der Bettschlitten 9, 9a und der Führungsnuten 25 trägt, um einen Drehzapfen 30. Die Kolben-Zylinder-Einheiten 12 und 12a

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werden beaufschlagt, um die Drückrolle 4 und die Gegenrolle 5 an die gegenüberliegenden Seiten des Zuschnitts 1 anzulegen. Dann werden die Querschlitten 11 und 11a an den Bettschlitten 9 und 9a festgesetzt, um die Drückrolle 4 und die Gegenrolle 5 in einem gegebenen Abstand gleich der Dicke des Zuschnitts zu halten. Darauf wird der Antriebsmotor 15 eingeschaltet, um den Zuschnitt 1 zu drehen, und die Schlitten 9 und 9a werden auf dem Bett 10 gleichzeitig nach außen bewegt, wodurch der Zuschnitt in ein kegelstumpfförmiges Erzeugnis gedrückt wird. Da die Druckrolle 4 und die Gegenrolle 5 während des Drückvorgangs in einem bestimmten axialen Abstand gehalten werden, ist die axiale Dicke des Erzeugnisses in jedem Punkt desselben gleich der ursprünglichen Dicke des Zuschnitts. Mit anderen Worten wird der Zuschnitt einem solchen Streckdrückvorgang unterworfen, daß keine Beanspruchung in dem Erzeugnis in Umfangs- und in Radialrichtung hervorgerufen wird.

Bei der abgewandelten Ausführungsform nach Fig. 5 und 6 sind die Bettschlitten 9 und 9a, welche die Querschlitten 11 und 11a und die Kolben-Zylinder-Einheiten 12 und 12a tragen, gleitend auf Bett 10 in der gleichen Weise wie bei der vorigen Ausführungsform angeordnet. Die Gegenrolle 5 ist an einem Konsol 16 gelagert, das in einer gekrümmten Führungsnut 24 eines Führungsblocks 20 mittels Rollen 17 geführt ist (von denen nur eine in Fig. 6 zu sehen ist), die an der Unterseite des Konsols 16 sitzen und in der Nut 24 aufgenommen sind. Der Führungsblock 20 ruht auf einem Sockel 19, wie in Fig. 6 zu erkennen ist. Die Nut 24 und die Umfangsflache der Gegenrolle 5 sind so geformt, daß sie den gleichen Krümmungsradius R wie die Innenwand des Erzeugnisses besitzen. Die Kolbenzylindereinheit 12a ist mit dem Konsol 16 durch Lenker 7a und 21a sowie Stifte 22 und 23 verbunden, so daß, wenn der Bettschlitten 9a in der Längsrichtung des Bettes 10 bewegt wird, das Konsol 16 und damit die Gegenrolle 5 längs der gekrümmten Nut 24 bewegt werden. Um den oben beschriebenen Streck-

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drückvorgang durchzuführen, ist es notwendig, die Drückrolle und die Gegenrolle ständig in einem konstanten axialen Abstand zu halten, der gleich der ursprünglichen Dicke des Zuschnitts ist. Mit anderen Worten, wenn die Gegenrolle 5 immer längs einer vorbestimmten Bahn, nämlich der Nut 20 bewegt wird, muß dafür gesorgt werden, daß die Drückrolle 4 der Bewegung der Gegenrolle 5 unter Einhaltung des konstanten axialen Abstands folgt. Obwohl zwecks Vereinfachung der Zeichnung die Drückrolle 4 als unmittelbar am äußeren Ende des Halters 7 angebracht dargestellt ist, versteht es sich von selbst, daß eine Vorrichtung, die eine Führungsnut und ein Konsol ähnlich den oben beschriebenen einschließt, auch für die Drückrolle 4 vorgesehen ist, derart, daß diese ebenfalls längs einer gekrümmten Bahn bewegt wird. Die Krümmungen der Drückrolle 4 und der Gegenrolle 5 sind die gleichen wie diejenigen der Führungsnut 24.

Um ein schalenförmiges Erzeugnis herzustellen, werden Bett 10, Bettschlitten 9 und 9a und Querschlitten 11 und 11a in die in Fig. 5 angegebenen Stellungen gebracht, wodurch die Drückrolle und die Gegenrolle 5 ihre Ausgangsstellungen erhalten. Dann werden die Bettschlitten 9 und 9a abwärts bewegt, so daß die Drückrolle 4 und die Gegenrolle 5 längs der vorbestimmten Bahn auswärts bewegt werden, die dem Profil des Erzeugnisses entspricht.

Obwohl in der vorangehenden Beschreibung die Drückrolle und die Gegenrolle unter Verwendung eines Führungsblocks mit einer geschweiften Nut längs einer vorbestimmten gekrümmten Bahn bewegt werden, liegt es im Rahmen der Erfindung, daß diese Bewegung längs einer vorbestimmten Bahn auch durch eine an sich bekannte Profilsteuerung, Digitalsteuerung oder Programm steuerung bewirkt werden kann. Beispielsweise wird ein Programm, das die vorbestimmte Bahn darstellt, in einem elektronischen Komputer gespeichert, um Steuersignale für die Bewegung der Drückrolle und der Gegenrolle längs der vorbestimmten Bahn zu erzeugen. Eine

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andere Möglichkeit besteht darin, daß statt der Anordnung von unabhängigen Vorrichtungen mit Führungsblock 20, Konsol 16 usw. für die Drückrolle einerseits und die Gegenrolle andererseits diese beiden Rollen gemeinsam durch eine einzige Vorrichtung bewegt werden.

Obgleich die Erfindung an bevorzugten Ausführungsformen erläutert worden ist, sind selbstverständlich mannigfache Abwandlungen und Änderungen im Rahmen der Erfindung und der nachstehenden Ansprüche möglich.

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Claims

Patentansprüche

Maschine zum Drücken von Hohlkörpern aus einer flachen Metallscheibe,
gekennzeichnet durch

- eine drehbare Spindel und einen Stempel, die die Metallscheibe zwischen sich zu erfassen und in Drehung zu versetzen vermögen,

- eine Gegenrolle, deren Umfangsprofil einem Abschnitt des Innenprofils des zu erzeugenden Hohlkörpers entspricht,

^- Mittel zum Anpressen der Gegenrolle gegen eine Seite der Metallscheibe, ■■ ·

- Mittel zum Bewegen der Gegenrolle längs einer bestimmten Bahn entsprechend dem Innenprofil des zu erzeugenden Hohlkörpers,

- eine Drückrolle·,

- Mittel zum Anpressen der Drückrolle gegen die entgegengesetzte Seite der Metallscheibe in einem bestimmten festen Abstand, der gleich der Dicke der Metallscheibe gemessen in der Achsrichtung der Drückmaschine ist, zwischen der Drückrolle und der Gegenrolle,

- und Mittel zum Bewegen der Drückrolle gleichlaufend mit der Bewegung der Gegenrolle unter Einhaltung des festen Abstands in Bezug auf die Gegenrolle.
2. Maschine nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die drehbare Spindel an einem Spindelstock einer Drehbank und der Stempel an einem Reitstock der Drehbank angeordnet sind und die Drückrolle und die Gegenrolle an Querschlitten angebracht sind, die durch Kolben-Zylinder-Einheiten zu betätigen und an Bettschlitten gehalten sind, die

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auf einem gemeinsamen Bett in einer zur Bewegungsrichtung der Querschlitten im wesentlichen senkrechten Richtung beweglich sind.

Maschine nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet» daß die Mittel zum Bewegen der Gegenrolle längs einer vorbestimmten Bahn einen feststehenden Block mit einer gekrümmten Führungsnut aufweisen, deren Form dem Innenprofil des herzustellenden Hohlkörpers angeglichen ist und in der ein Organ geführt ist, das die Gegenrolle in der gewünschten Bahn bewegt.

ReNeu/Pi.

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