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Maschine zum Drücken und/oder ließdrücken
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von rotationssymmetrischen Werkstücken Die vorliegende Erfindung
bezieht sich auf eine Maschine zum Drücken und/oder BlieBdrücken von rotationssymmetrischen
Werkstücken mit einem dem Werkzeug für das umzuformende Werkstück zugeordneten Spindelstock,
einer dem Spindelstock axial gegenüberliegenden Andrückpinole für einen dem Werkstück
zugeordneten Gegenhalter und mit drei über den zu bearbeitenden Umfang gleichmäßig
verteilten Drückrollen, die jeweils an einem radial zum Werkstück zustellbaren Rollenschlitten
sitzen.
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Bei derartigen Drück- oder 3?ließdrückmaschinen sind herkömmlicherweise
sämtliche drei Rollenschlitten an einem gemeinsamen Rollenkopf angeordnet, der zusammen
mit dem Spindelstock und der Pinole in horizontaler Ausrichtung auf dem Maschinenuntergestell
angeordnet ist. Zum Ausführen des Drück- oder Fließdrückvorgangs wird beispielsweise
der Rollenkopf auf den Spindelstock hin verschoben, mit dessen Spindel das das å
jeweilige Werkstück tragende Werkzeug drehfest verbunden ist. Während der Umformung
des Werkstücks wird dieses von dem an der Andrückolnole sitzenden Gegenhalter, der
sich frei mitdreht, gegen das Werkzeug gehalten.
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Bei einer solchen Anordnung wird während des Umformvorgangs ein großes
Kippmoment auf den Rollenkopf bzw. auf den diesen tragenden Rollenkopfträger ausgeübt,
das durch die Umformkraft, d. h. durch die über das Werkstück und das Werkzeug vom
Spindelstock auf den Rollenkopf ausgeübte Kraft sowie durch den vertikalen Abstand
der Achse des Rollenkopf es von der Führung des Rollenkopfträgers am Untergestell
bestimmt wird. Dieses Kippmoment kann bei entsprechender Größe ein Verkippen des
Rollenkopfes sowie ein Durchbiegen des Untergestells zur Folge haben und stellt
außerdem eine starke Materialbeanspruchung für den Rollenkopf bzw. den Rollenkopfträger
dar. Nachteilig ist außerdem, insbesondere wenn Werkstücke mit großem Gewicht bearbeitet
werden, daß das Gewicht des Werkstücks stets in Richtung der Schwerkraft
an
der Spindel angreift, so da£ diese dauernd einer ungleichmäßigen Belastung unterworfen
ist.
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Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine
Maschine der eingangs genannten Art zu schaffen, die besonders steif im Aufbau ist,
so daß während des Umformvorgangs keine Kippmomente auf die Maschinenteile ausgeübt
werden, und bei der die Spindel unabhängig von dem Gewicht und der Größe des Werkstücks
einer rotationssnmetrischen Belastung ausgesetzt ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Maschine
eine vertikale Ausrichtung besitzt, indem der Spindelstock mit vertikal nach oben
gerichteter Spindel vom Maschinenuntergestell gebildet wird bzw. in diesem enthalten
ist und die Pinole am dem Untergestell nach oben hin gegenüberliegnden Maschinenobergestell
sitzt, und daß das Untergestell und das Obergestell über drei vertikale, einen Winkelabstand
von 1200 zueinander besitzende Ständer fest miteinander verbunden sind, die den
das jeweils zu bearbeitende Werkstück aufnehmenden Bearbeitungsraum der Maschine
umschließen und jeweils einen der Rollenschlitten axial verschiebbar tragen.
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Infolge der vertikalen Ausrichtung der Maschine ist die von dem Werkstück
auf die Spindel ausgeübte Schwerkraft gleic-hgerichtet zur Spindelachse, so daß
die Spindel
gleichmäßig belastet ir hierdurch wird die Spindel weniger
beansprucht und die Lagerung für die Spindel kann vereinfacht werden. werner treten
wegen der in Umfangsrichtung gesehen den Bearbeitungsraum in regelmäßigen Abständen
umgebenden Ständer, die beidendig mit dem Untergestell bzw.
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dem Obergestell lest verbunden sind, nur zentrale Zugkräfte und somit
keine Kippmomente auf. Infolge der Symmetrie des von dem Untergestell, den Ständern
und dem Obergestell gebildeten Maschinengestells erhält man also eine sehr steife
Maschine, deren Gestell nirgends auf Biegung beansprucht wird. Mit anderen Worten
ist die Steifheit der Maschine darauf zurückzuführen, daß jeweils zwei einander
benachbarte Ständer zusammen mit den diese verbindenden partien des Unter- bzw.
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Obergestelis in der Seitenansicht gesehen einen geschlossenen Rechteckrahmen
bilden, so daß insgesamt drei winkelmäßig gleichmäßig versetzte Rechteckrahmen vorhanden
sind.
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Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen haschine ist ihre mit Bezug
auf horizontal ausgerichtete Maschinen geringere Standfläche.
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Ds außerdem kein gemeinsamer Rollenkopf für die Rollenschlitten vorgesehen
ist, kann jeder Rollenschlitten in axialer und/oder radialer Richtung unabhängig
von den anderen Rollenschlitten verfahren werden, d. h. neben einer sein chronen
Bewegung der Rollenschlitten können diese auch unabhängig voneinander sowohl in
axialer als auch gegebenenfalls in radialer Richtung gefahren werden. Auf diese
weise können
die Drückrollen gleichzeitig voneinander verschiedene
Arbeitsgänge ausführen.
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Die Erfindung sowie weitere zweckmäßige Maßnahmen werden nun anhand
der Zeichnung näher beschrieben.
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Es zeigen: aie 1 die Seitenansicht einer Drück- oaer Fließdrückmaschine
gemäß der Erfindung in schematischer Darstellung, Fig. 2 die Draufsicht der Maschine
nach Fig. 1, ebenfalls in schematischer Darstellung, Fig. 3 eine Variante der Anordnung
nach Figl. 1 in Seitenansicht in schematischer Teildarstellung, Fig. 4 die perspektivische
Ansicht des Mwaschinengestells in symbolhafter flarstellung, Fig. 5 die Seitenansicht
einer weiteren Maschine gemäß der Erfindung in Teildarstellung und ?ig. 6 die Draufsicht
der Maschine nach L'ig. 5, teilweise geschnitten.
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Die in Fig. 1 schematisch dargestellte Drück-oder Fließdrückmaschine
besitzt einen Spindelstock 1, der im Maschinenuntergestell 2 zusammen mit dem Hauptantrieb
der Maschine, dem erforderlichen Schalt getriebe und denerforderlichen Zubehörteilen
enthalten ist. Aus dem vom Untervestell L bebildeten Spindelstock 1 ragt vertikal
nach oben die Maschine spindel 3 vor, die ein Werkzeug 4 für das umzuformende Werkstück
5 trägt. Am dem Untergestell 2 in vertik@ler Richtung nach oben hin gegenüberliegenden
Obergestell 6 der Maschine sitzt eine zur Spindel 3 axial ausgerichte Andruckpinole
7 für einen dem Werkstuck 5 zugeordneten Gegenhalter 8, der vor Beginn des Umformvorgangs
vorgeschoben wird, bis er zur Anlage an der dem Werkzeug 4 gegenuberliegenden Oberseite
des Werkstücks 5 gelangt. Zum Umformen des geweiligen Werkstäcks dienen drei Druckrellen
9, 10, 11, die über den zu bearbeitenden Umfang gleichmäßig verteilt sind und somit
einen Winkelabstand von 120° zueinander besitzen. Jede dieser Drückrollen sitzt
an einem radial zum Werkstück hin zustellbarren Rollenschlitten 12, wobei von den
drei vorhandenen Rollenschlitten in ig. 1 nur der der hinter der Zeichenebene angeordneten
Drückrolle 10 zubeordnete Rollenschlitten sichtbar ist.
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Zwischen dem Untergestell 2 und dem Obergestell 6 verlaufen drei vertikale
Ständer 13, 14, 15, die einem Winkelabstand von 120° zueinander besitzen und sowohl
mit dem Untergestell als auch mit dem Obergestell fest verbunden sind. Die
in
Umfangsrichtung gesehen gleichmäßig verteilten Ständer 13, 14, 15 iischließe den
das zu bearbeitende Nerkstück 5 aufnehmenden Bearbeitungeraum der Maschine. Die
verteilung der Ständer 15, 14, 1u geht deutlicher aus Big. 2 hervor, die eine Draufsicht
der Maschine nach slip. 1 zeigt und in der die Ständer gestrichelt angedeutet sind.
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Die bereits erwähnten radial verfahrbaren Rollenschlitten 12 für die
Drückrollen sind jeweils an einem der Ständer 15, 14, 15 in axialer Richtung, d.
h. in vertikaler Richtung verschiebbar gelagert. Hierzu sitzt jeder Rollenschlitten
12 an einem am zugehörigen Ständer 13, 14, 15 axial verschiebbar £efuhrten SchlittenträÓer
16, 17, 1U, aer in eine Führungsausnehmung 19 des zugehörigen Ständers eingreift.
Insgesamt gesehen sind die Rollenschlitten 12 also über die Schlittenträger 16,
17, 18 in der Höhe verfahrbar, wobei die Rollenschlitten in den Schlittenträgern
in radialer Richtung zugestellt werden können. Für diese radiale Zustellbewegung
besitzen die Schlittenträger jeweils eine radial gerichtete Ausnehmung 20, in der
der Rollenschlitten angeordnet und radial verschiebbar gelagert ist. Dabei ist die
radiale Ausnehmung 20 in die dem Untergestell 2 zugewandte Unterseite des Schlittenträgers
eingelassen. aus Fig. 1 ergibt sich ferner, daß die Führungsausnehmung 19 und somit
der Schlittenträger 17 zentral am zugehörigen Ständer 14 und die radiale Ausnehmung
20 und somit der Rollenschlitten 12 zentral am zugehörigen Schlittenträger 17 angeordnet
ist, so daß alle diese Teile gleichmäßig belastet werden
Da weder
Rollenschlitten an einem gesonderten Schli-ttenträger und jeder Schlittenträger
an einem der voneinander unabhängigen Ständer geführt ist, kann man jeaen Rollenschlitten
bzw. jede Drückrolle sowohl in axialer als auch in radialer Richtung unabhängig
von den anderen Rollenschlitten bzw. Drückrollen verfahren, so daß man grundsätzlich
zur gleichen Zeit mit jeder Drückrolle einen anderen Arbeitsgang ausführen kann.
Auf diese Weise ist beispielsweise ein mehrstufiges Abstrecken eines Werkstücks
in einem ueberlauf der Rollen über das Werkstück möglich.
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Selbstverständlich können die Drückrollen auch synchron üefahren werden.
Zur Steuerung der Drückrollen kann an der Maschine außerdem eine Kopiereinrichtung
und eine numerisehe Steuerunb vorgesehen sein.
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e nach dem Bearbeitungsvorgang kann es zweckmäßig sein, einen anderen
anstellwinkel für die Drückrollen zu wählen.
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Hierbei ist mit dem Begriff "Anstellwinkel" der Winkel zwischen der
Rollenachse und der mit der Spindelachse zusammenfallenden Maschinenachse gemeint.
Um diesen Anstel.-winkel verändern zu können, kann vorgesehen sein, daß der zugehörige
Rollenschlitten um eine horizontale Achse verschwenkbar ist. Dies kann z. B. dadurch
verwirklicht werden, daß man die Rollenschlitten 12 verschwenkbar in der radialen
ausnehmung 20 des zugehörigen Schlittenträgers 17 lagert.
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In Fig. 1 ist die der Drückrolle 5 zugeordnete Schwenkbewegung durch
den Doppelpfeil 21 gekennzeichnet.
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aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß das zweckmäßigerweise plattenförmige
Obergestell 6 in der Draufsicht gesehen etwa die Gestalt eines Sterns mit drei um
120 zueinander versetzten, radial nach außen stehenden Schenkeln 22, 4 24 besitzt,
wobei im Zentrum des Sterns die Pinole 7 gelagert ist. Die Schenkel 22, 23, 24 des
Obergestells 6 bestizen also den gleichen Winkelabstand voneinander wie die Ständer
14, 14, 15, wobei die äußeren Schenkelenden aui die oberen Stirnseiten der Ständer
aufgesetzt und fest mit diesen verbunden sind. Die Schenkel des Obergestells entsprechen
in der in Umfangsrichtung gemessenen Breite etwa den Ständern.
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Das den Spindelstock bildende Untergestell L der Maschine kann in
der Draufsicht gesehen die gleiche Gestalt wie das aus Fig. L ersichtliche Obergestell
besitzen und ebenfalls drei entsprechend gerichtete Schenkel aufweisen, auf die
die unteren Stirnseiten der Ständer aufgesetzt sind (s. Fig.1).
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Aus Fig. 3 ist ersichtlich, daß man die Ständer 25, 26, 27 auch seitlich
am Untergestell 28 der Maschine befestigen kann, so daß die Ständer auf der Maschinenunterlage
29 aufstehen.
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Infolge der gleichmäßigen Winkelverteilung der Ständer um den Bearbeitungsraum
der Maschine herum ergibt sich ein äußerst steifes Maschinengestell, das sich aus
dem Untergestell, den Ständern und den Obergestell zusammensetzt und an dem nur
Zugkräfte angreifen, so daß keine Kippmomente auf die einzelnen Maschinenteile ausgeübt
werden.
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Das sich ergebende Maschinengestell ist in Fig. 4 symbolhaft dargestellt,
um seinen aufbau deutlicher zu machen. Dabei sind in iÜ'. 4 die Ständer 1)', 14,
15, die Schenkel 22, 23, 24 des Obergestells sowie die Schenkel 30, 31, 32 des Untergestells
jeweils durch eine einzige dick ausgezogene Linie symbolisiert. Es ist nun ersichtlich,
daß j eweils zwei einander benachbarte Ständer zusammen mit den diese verbindenden
Frtian des Unter- bzw. Obergestells in der Seitenansicht gesehen einen reschlossenen
Rechteckrahmen bilden, so daß insgesamt drei winkelmäßig gleichmäßig versetzte Rechteckrahmen
vorhanden sind. Im einzelnen bilden die Ständer 13, 14 mit den Schenkeln 30, 31
des Untergestells und den Schenkeln 22, 23 des Obergestells den Rechteckrahmen 33,
die Ständer 14, 15, die Schenkel 31, 32 des Unterggestells und die Schenkel 23,
24 des Obergestells den kechteckrahmen 34 und die Ständer 13, 15, die Schenkel 90,
32 des Untergestells uno die Schenkel 23, des Obergest ells den Rechteckrahmen 35.
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Die in den Fig. 5 und 6 dargestellte Maschine entspricht im wesentlichen
der oben beschriebenen Maschine. Es ist wiederum ein den Spindelstock bildendes
Untergestell 40 fur die Spindel 41, das Werkzeug 42 und das Werkstück 43 vorhanden.
Diesem Untergestell 40 liegt in vertikaler Ausrichtung das Obergestell 44 gegenüber,
an dem die Pinole 45 mit dem Gegenhalter 46 sitzt. Von den drei vorhandenen Ständern
ist in Hig. 5 nur einer, nämlich der Ständer 47 eingezeichnet.
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Dieser Ständer 47 besitzt wiederum eine Führungsausnehmung 48, die
in radialer Richtung den Ständer ganz durchdringt,
d. h. der Ständer
ist in zwei Ständerhälften 49, 50 auf-Seteilt, die die Führungsausnehmung 48 seitlich
begrenzen.
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Die Ständerhälften bestehen aus einem Hohl-profil, wie aus Fig. 6
hervorgeht. An der dem Bearbeitungsraum zugewandten Seite der Ständerhälften sind
Führungsleisten Cl, 32 fur den vertikal veftahrbaren Schlittenträger 5, angeordnet,
der in der Führungsausnehmung 48 gelagert ist. Der Rollenschlitten 54 ist in einer
radialen Ausnehmung an der Unterseite des Schlittenträgers 5)7 in radialer Richtung
verschiebbar geführt. Der Rollenschlitten 54 ist außerdem um eine horizontale achse
verschwenkbar am Schlittenträger 53 gelagert, um den Anstellwin-kel α der
Drückrolle 55 verändern zu können. Mit der Bezugsziffer 56 ist das Geländer der
Maschinenarbeitsbühne gekennzeichnet. Weitere Einzelheiten dieser Maschine verstehen
sich im Hinblick auf die obige Beschreibung von selbst.