DE2851384C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine horizontale Maschine zum Drücken oder Fließdrücken nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei einer aus der DE-PS 1 22 214 bekannten Maschine dieser Art ist der auf einem fußartigen Rollenkopf­ träger angeordnete Rollenkopf an stangenförmige Zugelemente angeklemmt, die einerseits an einem Querhaupt und andererseits an einem zur Halterung des Antriebs des Gegenhalters dienenden Ständer fixiert sind, die wie der Rollenkopfträger am Unter­ gestell festgelegt sind. Als Drückdornträger dient die Kolbenstange des als Kolben/Zylinder-Aggregat aus­ gebildeten Vorschubantriebs, die sich unten an den Zug­ elementen abstützt und deren Zylinder in der Achse der Dornstange außen am Querhaupt angebracht ist. Bei der Werkstückbearbeitung wird die Kolbenstange mit dem Drückdorn zum rotierenden Rollenkopf vorgefahren.

Da die Zugelemente symmetrisch um den Drückdorn herum angeordnet sind, werden auf die mit der Vorschubkraft beaufschlagten Bauteile einwirkende Kippmomente weit­ gehend vermieden. Allerdings können an den Klemmstellen Toleranzen auftreten, so daß Kippmomente nicht ganz aus­ geschlossen werden können. Hinzu kommt, daß der Rollen­ kopf zusätzlich zur Klemmkraft in axialer Richtung nur durch kleine Ringbunde an den stangenförmigen Zugelementen festgelegt ist, die größeren Umformkräften nur ungenügend standhalten.

Des weiteren treten bei solchen Maschinen auch Torsions­ kräfte auf. Diese müssen bei der bekannten Maschine über die Kolbenstangenabstützung von den unteren Zug­ elementen aufgenommen werden, so daß diese in Querrichtung belastet werden, was nicht nur eine Materialbeanspruchung darstellt, sondern sich bis zum Rollenkopf hin auswirkt und eine unsymmetrische Belastung des Rollenkopfes zur Folge hat. Außerdem können Rattererscheinungen auftreten, wenn die Kolbenstangenabstützung über die unteren Zug­ elemente gleitet. Hierzu trägt auch die Verwendung der Kolbenstange als Druckdornträger bei, die zur Aufnahme von Querkräften wenig geeignet ist.

Ferner kann bei der bekannten Maschine nur mit feststehen­ dem Rollenkopf und verschiebbarem Drückdornträger gearbei­ tet werden. Die umgekehrte Anordnung läßt sich bei ihr nicht verwirklichen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, eine Maschine der eingangs genannten Art zu schaffen, die bei einfachem Aufbau äußerst steif auch hinsichtlich der Auf­ nahme von Torsionsmomenten ist, so daß mit großen Umform­ kräften gearbeitet werden kann und Werkstücke hoher Präzision hergestellt werden können. Dabei soll die Maschine so konzipiert sein, daß die für die Lösung dieser Aufgabe erforderlichen Maßnahmen auch für eine Maschine mit ver­ schiebbarem Rollenkopf und feststehendem Drückdornträger geeignet sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß auf der Grundlage der bekannten Vorrichtung durch die Maßnahmen nach dem Kennzeichen des Anspruchs 1 gelöst.

Somit bilden das Querhaupt und die Zugelemente zusammen mit dem Rollenkopf eine Einheit und stellen den Rollen­ kopfträger dar, so daß sich insbesondere durch ihre plattenförmige Gestalt eine in sich starre Anordnung ergibt. Dabei werden am Rollenkopfträger auftretende Torsionskräfte über die Rahmenelemente sicher zum Maschinenbett geleitet. Ferner stützt sich der den Drück­ dornträger bildende Spindelstock, an dessen rotierendem Spindelkopf der Drückdorn angesetzt wird, über die Wangen beidseitig am Maschinenbett ab, so daß auch hier eine äußerst stabile Anordnung vorliegt. Dabei befindet sich diese Kraftaufnahme vor dem Vorschubantrieb, so daß dieser nur genau axial belastet ist.

Lagert man die Wangen verschiebbar am Maschinenbett, wird der Rollenkopfträger wie im bekannten Falle feststehend angeordnet.

Die Anordnung kann jedoch zweckmäßigerweise auch umge­ kehrt getroffen sein, daß die Wangen fest mit dem Maschinen­ bett verbunden sind und daß der Rollenkopfträger mit seinem unteren Rahmenelement gleitend verschiebbar am Maschinen­ bett geführt ist.

Damit der Spindelstock während der maximal möglichen, über die gesamte Länge des Werkzeugs erfolgenden Um­ formung innerhalb der Ausnehmung angeordnet ist, ist zweckmäßigerweise vorgesehen, daß die Ausnehmung etwa um die Länge des Drückdorns länger als der Spindelstock ist, derart, daß in Maschinenausgangsstellung der Rollen­ kopf mit Abstand zum rollenkopfseitigen Ende des Drück­ dorns angeordnet ist.

Zum weiteren Abfangen des über den Drückdorn auf den Spindelstock ausgeübten Torsionsmomentes kann der Spindel­ stock an den Rahmenelementen oder umgekehrt z. B. mit Hilfe einer Keilführung verdrehsicher gelagert sein. Hierbei kann der Spindelstock an seiner dem oberen Rahmenelement zugewandten Oberseite einen in eine Führungs­ nut des oberen Rahmenelementes eingreifenden Führungskeil besitzen, so daß man zusammen mit den am Maschinenbett angeordneten Wangen eine Momentenaufnahme an zwei mit Bezug auf die Achse des Spindelstocks einander gegenüber­ liegenden Bereichen erhält.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nun anhand der schematischen Zeichnung beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine Maschine gemäß der Erfindung in Seiten­ ansicht,

Fig. 2 die Maschine gemäß Fig. 1 in einem Schnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1 und

Fig. 3 die Draufsicht eines Dreirollenkopfes.

Die in der Zeichnung schematisch dargestellte Maschine dient zum Drücken oder Fließdrücken von rotationssymmetrischen Werkstücken und besitzt ein Untergestell 1, an dessen Oberseite ein Rollenkopfträger 2 mit Hilfe von Führungs­ schienen 3 am Untergestell und Führungsnuten 4 am Rollen­ kopfträger verschiebbar geführt ist. Mit dem einen Ende des Rollenkopfträgers 2 ist ein Rollenkopf 4 fest verbunden, der, wie aus Fig. 3 hervorgeht, drei in einem Winkelabstand von 120° angeordnete Rollenzapfen 5 besitzt, die jeweils zur Aufnahme einer Umformrolle dienen. Jeder dieser Rollenzapfen 5 sitzt an einem nur schematisch eingezeichneten Rollenschlitten 6, der zur Steuerung der Zustellbewegung der zugehörigen Rolle in radialer Richtung verschiebbar ist. Einzelheiten dieses Rollenkopfes interessieren im vorliegenden Zusammenhang nicht, wobei im übrigen derartige Rollenköpfe an sich bekannt sind.

Die Maschine besitzt des weiteren einen mit dem Untergestell fest verbundenen Spindelstock 7, von dem ein Spindelkopf 8 zum Rollenkopf 4 hin vorsteht. Der Spindelkopf 8 trägt ein Werkzeug 9, auf dem das umzuformende Werkstück 10 sitzt.

Das Untergestell 1 trägt schließlich noch eine Andrückpinole 11 für einen Gegenhalter 12, der dem von dem Werkzeug 9 ge­ haltenen Werkstück 10 zugeordnet ist. Dieser Gegenhalter 12 wird vor Beginn des Umformvorgangs durch eine Bohrung 13 des Rollenkopfs 4 hindurch verschoben, bis er zur Anlage an den Boden 14 des Werkstücks 10 gelangt, das mit Hilfe von auf die Rollenzapfen 5 aufgesteckten Umformrollen ge­ drückt oder fließgedrückt werden soll. Auf diese Weise wird das Werkstück 10 beim Drücken oder Fließdrücken seiner Wandung einerseits von dem Werkzeug 9 und andererseits von dem Gegenhalter 12 gehalten. Auch der Aufbau der Andrückpinole 11 hat im einzelnen mit der vorliegenden Erfindung nichts zu tun, so daß auf eine weiter gehende Beschreibung verzichtet wird.

Insgesamt gesehen sind der Spindelstock 7, der Rollenkopf 4 und die Andrückpinole 11 in axialer Richtung gesehen in dieser Reihenfolge hintereinander angeordnet, wobei das Werkstück 10, wie erwähnt, von dem Werkzeug 9 und dem Gegenhalter 12 gehalten wird. Durch Verschieben des Rollenkopfs 4 bzw. des Rollenkopf­ trägers 2 mit Hilfe eines Vorschubantriebs in Richtung gemäß Pfeil 15 kommen die jeweils aufgesteckten Umformrollen zum Eingriff mit dem Werkstück 10, wobei der Rollenkopf 4 über das Werkstück 10 hinwegfährt und dieses bis zur gewünschten Länge hin umformt. Während des Umformvorgangs wird das Werkzeug 9 und mit diesem das Werkstück 10 unter Mitnahme des Gegenhalters 12 in Drehung versetzt.

Bei der erfindungsgemäßen Maschine ist nun vorgesehen, daß der Rollenkopfträger 2 von der dem Spindelstock 7 zugewandten Seite des Rollenkopfes 4 vorsteht und eine in Maschinenlängs­ richtung verlaufende Ausnehmung 16 besitzt, in der der Spindel­ stock 7 angeordnet ist, wobei der Vorschubantrieb einerseits am Spindelstock 7 und andererseits am Rollenkopfträger 2 angreift und die Achse des Vorschubantriebs, die Achse 17 des Spindelstocks 7 und die Achse 18 des Rollenkopfes 4 zusammen­ fallen.

Der Rollenkopfträger 2 weist einen rahmenartigen Aufbau auf und besitzt zwei horizontale Rahmenelemente, die in Maschinen­ längsrichtung langgestreckt sind und von denen das erste Rahmen­ element 19 dem Untergestell 1 zugewandt und an diesem geführt ist. Das zweite Rahmenelement 20 des verschiebbaren Rollenkopf­ trägers verläuft mit Abstand zum ersten Rahmenelement 19, wobei zwischen den beiden Rahmenelementen 19, 20 in der von ihnen begrenzten Ausnehmung 16 der Spindelstock 7 angeordnet ist. Wie aus der Zeichnung ferner ersichtlich ist, besitzen die beiden horizontalen Rahmenelemente 19, 20 und der Spindelstock 7 eine plattenförmige Gestalt mit im wesentlichen rechteckigem Querschnitt.

Die beiden Rahmenelemente 19, 20 sind an ihrem dem Rollenkopf 4 abgewandten Ende über ein vertikales Rahmenelement 21 fest miteinander verbunden, das die Ausnehmung 16 nach hinten hin abschließt. Mit diesem vertikalen Rahmenelement 21 ist der Zylinder 22 eines z. B. hydraulischen Kolben-Zylinder-Aggregats fest verbunden, das den Vorschubantrieb für den Rollenkopf­ träger 2 bildet. Die Kolbenstange 23 des Kolben-Zylinder-Aggregats greift unter Durchdringen des vertikalen Rahmenelements 21 am Spindelstock 7 an. Durch Beaufschlagung des Kolben-Zylinder- Aggregats mit einem Druckmedium wird, da der Spindelstock 7 und somit die Kolbenstange 23 fest mit dem Untergestell 1 verbunden ist, der Zylinder 22 und mit diesem der Rollenkopf­ träger 2 in Richtung gemäß Pfeil 15 gezogen.

Bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein zentral angeordnetes Kolben-Zylinder-Aggregat als Vorschubantrieb vorhanden. Selbstverständlich können auch mehrere solche Aggregate einerseits am Rollenkopfträger und andererseits am Spindelstock angreifen. Diese müssen jedoch derart symmetrisch angeordnet sein, daß ihre Resultierende mit den Achsen 17 bzw. 18 des Spindelstocks 7 und des Rollen­ kopfes 4 zusammenfällt. Mit anderen Worten, in diesem Falle ist unter der obenerwähnten Achse des Vorschubantriebs die Resultierende der Aggregate zu verstehen. Der Vorschub­ antrieb kann auch ohne weiteres von einem hydromechanischen Spindelantrieb z. B. mit einer Kugelrollspindel oder dergleichen gebildet werden. Auch ein elektrischer Antrieb ist möglich.

Um den in der Ausnehmung 16 des Rollenkopfträgers 2 befind­ lichen Spindelstock 7 mit dem Untergestell 1 verbinden zu können, ist der Rollenkopfträger 2 bzw. dessen Ausnehmung 16 seitlich offen, wie aus den Fig. 1 und 2 hervorgeht. Über diese seitlichen Öffnungen 24, 25 des Rollenkopfträgers ist der Spindelstock 7 mit dem Untergestell 1 verbunden, indem der Spindelstock seitlich über den Rollenkopfträger übersteht (siehe Fig. 2) und mit Wangen 26, 27 fest verbunden ist, die das erste Rahmenelement 19 des Rollenkopfträgers 2 umgreifen und ihrerseits mit dem Untergestell 1 fest verbunden sind. Das erste Rahmenelement 19 des verschiebbaren Rollen­ kopfträgers wird somit von dem Spindelstock 7, den beiden seitlichen Wangen 26, 27 und dem Untergestell 1 umgriffen.

Bei der oben beschriebenen Maschine treten nur zentral gerichtete Kräfte auf, wobei die beiden horizontalen Rahmen­ elemente 19, 20 des Rollenkopfträgers sozusagen als gleicher­ maßen belastete Zugstangen wirken, die den Rollenkopf 4 über das Werkstück ziehen. Hierdurch treten keine Kippmomente auf und das Untergestell ist kräftemäßig entlastet.

Die am Rollenkopf 4 auf den Rollenzapfen 5 angebrachten Rollen üben auf das Werkstück axial gerichtete Kräfte aus, deren Resultierende wegen der winkelmäßigen Gleichverteilung der Rollen in der zentralen Achse 18 liegt. Die Umformrollen üben jedoch außerdem ein Torsionsmoment auf das Werkstück und somit auf den Spindelstock 7 aus. Dieses Torsionsmoment wird von der festen Verbindung zwischen dem Spindelstock 7 und den beiden seitlichen Wangen 26, 27 aufgenommen. Um diese Aufnahme des Torsionsmomentes noch weiter zu verbessern, kann zusätzlich vorgesehen sein, daß der Spindelstock 7 am Rollenkopfträger 2 z. B. mit Hilfe einer Keilführung verdrehsicher gelagert ist. Hierzu besitzt beim dargestellten Ausführungsbeispiel der Spindelstock 7 an seiner dem zweiten Rahmenelement 20 zugewandten Oberseite einen in eine Führungsnut 28 am zweiten Rahmenelement 20 eingreifenden Führungskeil 29.

Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel sitzt der Spindelstock 7 fest am Untergestell 1, während der Rollenkopfträger 2 ver­ schiebbar gelagert ist. Denkbar ist nun auch, daß man die relative Verschiebung zwischen Spindelstock und Rollenkopfträger dadurch erreicht, daß man umgekehrt den Rollenkopfträger fest am Untergestell anordnet und den Spindelstock verschiebbar lagert.

Schließlich ist noch anzuführen, daß die Ausnehmung 16 etwa um die Länge des Werkzeugs 9 länger als der Spindelstock 7 ist, derart, daß in Maschinenausgangsstellung, wenn der Rollenkopf entgegen der Richtung gemäß Pfeil 15 ganz vorge­ schoben ist, der Rollenkopf 4 mit Abstand zum rollenkopfseitigen Ende des Werkzeugs 9 angeordnet ist. Mit der Bezugsziffer 30 ist eine gestrichelt angedeutete Kopiereinrichtung bezeichnet.

Claims (5)

1. Horizontale Maschine zum Drücken oder Fließdrücken, mit einem Untergestell, mit einem an diesem sitzenden Rollenkopfträger für einen Rollenkopf, insbesondere einen Mehrrollenkopf mit z. B. drei in einem Winkelabstand von 120° angeordneten Umformrollen und mit einem Drückdornträger für einen als Werkstückhalter dienenden Drückdorn, wobei zwischen dem Rollenkopf und dem Drück­ dorn eine relative Verdrehbarkeit gegeben ist und der Drückdorn mit einer Andrückpinole für einen das Werkstück am Drückdorn haltenden Gegenhalter zusammenarbeitet, ferner mit einem Vorschubantrieb zum relativen Verschieben von Rollenkopf und Drückdornträger in axialer Richtung, von denen ein Teil fest und das andere Teil verschiebbar mit dem Untergestell verbunden ist, wobei die Achsen des Rollenkopfes, des Drückdornträgers und des Vorschuban­ triebs zusammenfallen, und mit sich parallel zur axialen Richtung zwischen dem Rollenkopf und einem diesem mit Bezug auf den Drückdornträger entgegengesetzten Querhaupt erstreckenden unteren und oberen Zugelementen, zwischen denen eine in Maschinenlängsrichtung verlaufen­ de Ausnehmung vorhanden ist, in der der Drückdornträger angeordnet ist, wobei der Vorschubantrieb einerseits am Drückdornträger und andererseits über das Querhaupt und die Zugelemente am Rollenkopf angreift, dadurch gekennzeichnet, daß als Zugelemente plattenförmige, fest mit dem Rollenkopf (4) und dem Querhaupt (21) verbundene Rahmenelemente (19, 20) dienen, von denen das untere Rahmen­ element (19) dem als Untergestell dienenden Maschinenbett (1) zugewandt an diesem angeordnet ist, und daß der Drückdornträger von einem Spindelstock (7) gebildet wird, der seitlich über das untere Rahmenelement (19) vorsteht und über das untere Rahmenelement (19) umgreifende Wangen (26, 27) mit dem Maschinenbett (1) verbunden ist.

2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wangen (26, 27) fest mit dem Maschinenbett (1) verbunden sind und daß der Rollenkopfträger (2) mit seinem unteren Rahmenelement (19) gleitend verschiebbar am Maschinenbett (1) geführt ist.

3. Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Ausnehmung (16) etwa um die Länge des Drückdorns länger als der Spindelstock (7) ist, derart, daß in Maschinenausgangsstellung der Rollen­ kopf (4) mit Abstand zum rollenkopfseitigen Ende des Drückdorns (9) angeordnet ist.

4. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Spindelstock (7) an den Rahmen­ elementen (19, 20) oder umgekehrt z. B. mit Hilfe einer Keilführung verdrehsicher gelagert ist.

5. Maschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Spindelstock (7) an seiner dem oberen Rahmen­ element (20) zugewandten Oberseite einen in eine Führungs­ nut (28) des oberen Rahmenelements (20) eingreifenden Führungskeil (29) besitzt.