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Sickenmaschine
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Die Erfindung betrifft eine Sickenmaschine mit einem Maschinenbett,
einer Spanneinrichtung zum Einspannen eines Rohres und einer Werkzeugeinheit mit
zwei abstandsveränderlichen Sickenrollen, von denen die eine eine Ringrippe und
die andere eine komplementäre Ringnut aufweist.
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Vor der Ausbildung einer Sicke an den beiden Enden eines Rohres war
es bislang erforderlich, das Rohr zuerst auf die gewünschte Länge zu bringen, indem
mit einer besonderen Maschine oder Vorrichtung der überschüssige Bereich von dem
Rohr abgeschnitten wurde. Die Tatsache, daß das Ablängen des Rohres unabhängig von
der Ausbildung der Sicken mit einer besonderen Vorrichtung erfolgte, stellt aber
wegen des großen Aufwandes an Arbeitszeit und Maschinen einen schwerwiegenden Nachteil
dar.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugruno, die gattungsgemäße Sickenmaschine
dahingehend weiterzubilden, daß das eingespannte Rohr gleichzeitig mit der Ausbildung
der Sicke auf die gewünschte Länge abgeschnitten werden kann.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die eine Sickenrolle
im Abstand von der Ringrippe mit einem sich von dem zu bearbeitenden Rohr weg verjüngenden
Kegel versehen ist, dessen der Ringrippe zugekehrter Umfangsrand eine Schneidkante
bildet, die mit dem zugekehrten Umfangsrand der anderen Sickenrolle zusammenwirkt.
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Durch diese konstruktive Ausbildung der beiden Sikkenrollen ist es
möglich, gleichzeitig mit der Ausbildung der Sicke den überschüssigen Bereich des
Rohres abzuschneiden. Die erfindungsgemäße Sickenmaschine erfüllt daher zugleich
die Funktion einer Ablängmaschine.
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Durch eine entsprechende Relativstellung der Spanneinrichtung gegenüber
den beiden Sickenrollen kann die gewünschte Länge des Rohres bestimmt werden, und
es kann ferner der Querschnitt der Sicke - konkav oder konvex -bestimmt
werden,
je nachdem, welche Sickenrolle am Innenumfang oder am Außenumfang des Rohres zur
Anlage gelangt.
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Zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen
angegeben.
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Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben
sich aus der folgenden Beschreibung und der Zeichnung, auf die bezüglich der Offenbarung
aller nicht im Text beschriebenen Einzelheiten ausdrücklich verwiesen wird. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Seitenansicht der Sickenmaschine, Fig. 2 den Werkzeugbereich
der Sickenmaschine nach Fig. 1 von der anderen Seite her gesehen, Fig. 3 eine Seitenansicht
der Sickenrollen in grösserem Maßstab, Fig. 4 eine teilweise aufgebrochene Rückansicht
einer Spanneinrichtung, und Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie V-V in Fiq. 4.
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Die in Fig. 1 gezeigte Sickenmaschine hat ein Maschinenbett 1, an
dessen linkem Ende eine Werkzeu#eln#toit 2 und eine zugehörige Steuereinheit 3 angeordnet
sind und an dessen rechtem Ende eine Spanneinrichtung 4 angeordnet ist. Die Spanneinrichtung
4 wird von einem Gestell 5 getragen, das auf zwei horizontalen Führungsschienen
6 des Maschinenbettes 1 verschiebbar gelagert ist.
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Am Maschinenbett 1 ist ein Pneumatikzylinder 7 befestigt, dessen
Kolbenstange 8 mit dem Gestell 5 der Spanneinrichtung 4 verbunden ist. Zum Einstellen
des genauen Abstandes der Spanneinrichtung 4 von der Werkzeugeinheit 2 ist auf dem
Maschinenbett 1 unter den Führungsschienen 6 eine Meßschiene 9 angeordnet, auf der
ein Schlitten 10 verschiebbar gelagert ist. Auf der Meßschiene 9 sind in gleichförmigen
Abständen Rastkerben 11 ausgebildet, mit denen eine (nicht gezeigte) federbelastete
Rastklinke des Schlittens 10 in Eingriff bringbar ist. Der Schlitten 10 ist demzufolge
in einer gewünschten Stellung auf der Meßschiene 9 arretierbar. Der Schlitten 10
trägt eine Stellschraube 12, die mit einem der Spanneinrichtung 4 zugekehrten Anschlag
13 versehen ist. Das Gestell 5 der Spanneinrichtung 4 hat ebenfalls einen Anschlag
14, der an dem Anschlag 13 des Schlittens 10 zur Anlage gelangt, wenn der Pneumatikzylinder
7 mit Druck beaufschlagt wird, um das Gestell 5 mit der Spanneinrichtung 4 über
die Kolbenstange 8 zur Werkzeugeinheit 2 hin nach links zu ziehen.
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Das Gestell 5 hat zwei vertikale Führungsschienen 15, auf denen die
Spanneinrichtung 4 verschiebbar gelagert ist. Am oberen Ende des Gestells 5 ist
ein Pneumatikzylinder 16 befestigt, dessen Kolbenstange 17 mit der Spanneinrichtung
4 verbunden ist. In den beiden Führungsschienen 15 sind in bestimmten Abständen
Bohrungen 18 angeordnet, in die ein Anschlagstift 19 einsetzbar ist. Die Bohrungen
18 der beiden Führungsschienen 15 sind aus einem nachfolgend erläuterten Grund gegeneinander
versetzt.
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Wenn der Pneumatikzylinder 16 mit Druck beaufschlagt wird, dann schiebt
dessen Kolbenstange 17 die Spannvorrichtung 4 auf den Führungsschienen 15 nach unten,
bis sie an dem in eine ausgewählte Bohrung 18 eingesetzten Stift 19 zur Anlage gelangt.
Der Stift 19 bestimmt somit
die Höhenlage der Spannvorrichtung
4 gegenüber dem Maschinenbett 1 bzw. der Werkzeugeinheit 2.
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Wie dies insbesondere aus den Fig. 4 und 5 ersichtlich ist, trägt
der auf den vertikalen Führungsschienen 15 des Gestells 5 gelagerte Schlitten eine
Achse 20, auf der eine Nabe 21 drehbar gelagert ist. Die Nabe 21 trägt zwei Scheiben
22 und 23, von denen die der Werkzeugeinheit 2 zugekehrte Scheibe 22 mit der Nabe
21 drehfest verbunden ist, wogegen die Scheibe 23 auf der Nabe 21 drehbar gelagert
ist. In der Scheibe 22 sind in einem 0 Winkelabstand von 120 drei radiale Schlitze
24 angeordnet, in denen jeweils ein Schlitten 25 verschiebbar geführt ist. Jeder
Schlitten 25 trägt eine ortsfeste Spannpratze 26 und eine radial verstellbare Spannpratze
27, welche die Wand eines zu bearbeitenden Rohres zwischen sich einklemmen können.
Zum Zustellen und Arretieren der beweglichen Spannpratze 27 dient ein selbsthemmender
Spannhebel 28, der am Schlitten 25 und an der Spannpratze 27 angelenkt ist. Das
Einklemmen der Rohrwandung könnte aber auch durch pneumatisch betätigbare Spannelemente
erfolgen Die auf der Nabe 21 drehbar gelagerte Scheibe 23 ist mit drei spiralförmigen
Schlitzen 29 versehen. Jeder Schlitten 25 trägt eine drehbare Rolle 30, die in einem
der spiralförmigen Schlitze 29 der Scheibe 23 geführt ist.
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Wenn die Scheibe 23 relativ zu der Scheibe 22 verdreht wird, dann
hat dies eine gleichförmige radiale Verschiebung der drei Schlitten 25 in den radialen
Schlitzen 24 der Scheibe 22 zur Folge, weil deren Rollen 30 in die spiralförmigen
Schlitze 29 der Scheibe 23 eingreifen. Durch eine solche Relativverdrehung der beiden
Scheiben 22 und 23 kann demzufolge der radiale Abstand
der Schlitten
25 von der Achse 20 verändert werden, um die Lage der Spannpratzen 26, 27 an Rohre
mit unterschiedlichem Durchmesser anzupassen.
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Am Umfang der Scheibe 22 sind sechs U-förmige Bügel 31 befestigt,
welche die Scheibe 23 übergreifen und führen. Wenn die beiden Scheiben 22, 23 gegeneinander
verspannt werden, um eine Relativverdrehung zu verhindern, dann können die Bügel
31 die dabei auftretenden Reaktionskräfte aufnehmen.
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Wie dies insbesondere aus Fig. 2 ersichtlich ist, besteht die Werkzeugeinheit
2 aus zwei übereinanderliegend angeordneten und zu den Führungsschienen 6 parallelen
Wellen 40, 41, an deren der Spanneinrichtung 4 zugekehrten freien Enden Sickenrollen
42 bzw. 43 befestigt sind. Die untere Welle 41 ist in einem Gehäuse 44 drehbar gelagert,
das mit dem Maschinenbett 1 starr verbunden ist. Die obere Welle 40 ist ebenfalls
in einem Gehäuse 45 drehbar gelagert. An den beiden Längsseiten der zwei Lagergehäuse
44, 45 sind jeweils zwei Bügel 46 bzw.
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47 befestigt. Die Bügel 46, 47 sind nach hinten über das Ende der
Wellen 40, 41 hinaus verlängert und durch einen horizontalen Gelenkbolzen 48 schwenkbar
miteinander verbunden. Zwischen den einander gegenüberliegenden Bügeln 46, 47 ist
jeweils eine Druckfeder 49 angeordnet, die bestrebt ist, die beiden Bügel auseinanderzudrücken,
wcbei die beiden oberen Bügel 47 und damit die obere Welle 40 um den Gelenkbolzen
48 nach oben verschwenkt werden.
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Zum Zustellen dient ein Elektromotor 50, der eine Gewindespindel 51
antreibt, die sich an dem oberen Lagergehäuse 45 abstützt, um dieses gegen die Kraft
der zwei Druckfedern 49 nach unten zu drücken. Genauer gesagt am unteren Lagergehäuse
44 ist ein Joch 52abefestigt, in dessen Traverse die Gewindespindel 51 eingeschraubt
ist, die über Zahnräder 52, 53 mit der Abtriebswelle 54 des Elektromotors 50 gekuppelt
ist.
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Am hinteren Ende der oberen und der unteren Welle 40, 41 ist jeweils
ein Zahnrad 55, 56 befestigt, die miteinander in Eingriff stehen. Da die beiden
Zahnräder 55, 56 den gleichen Durchmesser haben, werden sie mit der gleichen Geschwindigkeit,
aber in entgegengesetztem Drehsinn angetrieben, wenn ein mit dem Zahnrad 5 der ortsfesten
unteren Welle 41 kämmendes Zahnrad 57, das im Maschinenbett 1 gelagert ist, mittels
eines (nicht gezeigten) Elektromotors über ein Untersetzungsgetriebe angetrieben
wird.
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Die am freien vorderen Ende der beiden Wellen 40, 41 befestigten
Sickenrollen 42 und 43 haben ein kongruentes Profil, das aus Fig. 3 besonders gut
ersichtlich ist.
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Die obere Sickenrolle 42 hat ein von einer umlaufenden Ringrippe 60
gebildetes konvexes Profil, und die untere Sickenrolle 43 hat ein von einer Ringnut
61 gebildetes konkaves Profil. Die Ringrippe 60 der oberen Sickenrolle 42 greift
in der gezeigten Weise in die Ringnut 61 der unteren Sickenrolle 43 ein, so daß
ein dazwischen angeordnetes Rohr mit einer entsprechenden Sicke versehen wird. Je
nachdem, ob das Rohr mit dem obenliegenden oder mit dem untenliegenden Wandbereich
zwischen den beiden Sickenrollen 42, 43 angeordnet wird, prägen diese eine konkave
oder eine konvexe Sicke in das Rohr.
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Die obere Sickenrolle 42 ist im Abstand hinter der Ringrippe 60 mit
einem sich nach hinten verjüngenden Kegel 62 versehen, dessen der Ringrippe 60 zugekehrter
Umfangsrand 63 eine Schneidkante bildet, die mit dem hinteren Umfangsrand 64 der
unteren Sickenrolle 43 zusammenwirkt. Gleichzeitig mit dem Prägen einer Sicke in
das zwischen den beiden Sickenrollen 42, 43 angeordnete Rohr wird demzufolge dessen
vorderer freier Rand in einem bestimmten Abstand von der Sicke abgetrennt.
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Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist am freien vorderen Ende
einer jeden Welle 40, 41 zusätzlich noch ein Klemmrad 65, 66 aus einem elastischen
Material angeordnet, um die Wand des zu bearbeitenden Rohres einzuklemmen. Auf diese
Klemmräder kann aber in den meisten Anwendungsfällen verzichtet werden.
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Nachfolgend wird die Arbeitsweise der vorstehend in ihrem konstruktiven
Aufbau beschriebenen Sickenmaschine näher erläutert.
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Zunächst wird in Abhängigkeit davon, ob das Rohr 67 mit einer konkaven
oder einer konvexen Sicke versehen werden soll, in der linken oder in der rechten
vertikalen Führungsschiene 15 die zu dem jeweiligen Rohrdurchmesser gehörige Bohrung
18 ausgewählt. Es ist also so, daß für jeden gängigen Rohrdurchmesser in beiden
Führungsschienen 15 jeweils eine Bohrung 18 angeordnet ist, die sich aber in unterschiedlicher
Höhe befinden. Sodann wird der Stift 19 in die ausgewählte Bohrung 18 eingesetzt,
und der Pneumatikzylinder 16 wird mit Druck beaufschlagt, um die Spanneinrichtung
4 mittels der Kolbenstange 17 längs der Führungsschienen 15 nach unten zu schieben,
bis der Schlitten am Stift 19 anschlägt. Die Spanneinrichtung 4 ist jetzt in Bezug
auf die Werkzeugeinheit 2 in der richtigen Höhenlage positioniert.
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Sodann wird das Rohr 67 in der Spanneinrichtung 4 eingespannt. Zu
diesem Zweck wird das Rohr 67 mit seinem hinteren Ende an der Scheibe 22 zur Anlage
gebracht, und die Scheibe 23 wird relativ zur Scheibe 22 verdreht, um die drei Schlitten
25 in den Radialschlitzen 24 nach aussen zu bewegen, bis die Spannpratzen 26 an
der Innenseite des Rohres 67 anliegen. Daraufhin werden die Spannhebel 28 zur Nabe
21 hin nach innen verschwenkt, um dieses zwischen den drei Spannpratzenpaaren 26,
27 einzuklemmen.
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Sodann wird entsprechend der gewünschten Rohrlänge der Schlitten
10 auf der Meßschiene 9 verschoben und arretiert, und mit der Stellschraube 12 wird
erforderlichenfalls noch eine Feineinstellung vorgenommen. Jetzt wird der Pneumatikzylinder
7 mit Druck beaufschlagt, um das Gestell 5 der Spanneinrichtung 4 mittels der Kolbenstange
8 zur Werkzeugeinheit 2 hin nach links zu ziehen, bis der Anschlag 14 des Gestells
5 am Anschlag 13 der Stellschraube 12 zur Anlage kommt. Bei diesem Vorgang wird
der freie vordere Endbereich des Rohres 67 zwischen die beiden Sickenrollen 42,
43 eingeführt, die unter der Wirkung der Druckfedern 49 voneinander abgehoben sind.
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Dabei ist die obere Sickenrolle 42 innerhalb des Rohres 67 angeordnet,
wenn dieses mit einer konvexen, also positiven Sicke versehen werden soll, oder
die untere Sikkenrolle 43 ist innerhalb des Rohres 67 angeordnet, wenn dieses mit
einer konkaven, d.h. negativen Sicke versehen werden soll.
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Daraufhin wird der Elektromotor 50 eingeschaltet, um die Gewindespindel
51 über die Zahnräder 52 und 53 anzutreiben und den oberen Bügel 45 gegen die Kraft
der Druckfedern 49 um den Gelenkbolzen 48 nach unten zu verschwenken. Das obere
Lagergehäuse 45 und die obere Welle 40 machen diese Schwenkbewegung mit, bis die
obere Sikkenrolle 42 das Rohr 67 fest gegen die untere Sickenrolle 43 anpreßt. Dabei
dringt die Ringrippe 60 der oberen Sikkenrolle 42 unter Verformung des Rohres 67
in die Ringnut 61 der unteren Sickenrolle 43 ein, und die einander zugekehrten Umfangsränder
63, 64 des Kegels 62 bzw. der unteren Sickenrolle 43 überdecken einander, so daß
der Kegel 62 in das Rohr 67 einschneidet.
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Daraufhin wird der (nicht gezeigte) Antriebsmotor der Sickenmaschine
eingeschaltet, um die beiden Wellen 40, 41
über die Zahnräder 55,
56 und 57 mit gleicher Drehzahl, aber gegenläufig zu verdrehen. Dabei wird die Wand
des Rohres 67 durch den Spalt zwischen den beiden Sickenrollen 42, 43 hindurchbewegt
und von der Ringrippe 60 und der mit dieser zusammenwirkenden Ringnut 61 mit einer
umlaufenden Sicke versehen. Gleichzeitig wird der Endbereich des Rohres 67 von den
als Schneidkanten wirkenden, einander überlappenden Umfangsrändern 63, 64 des Kegels
62 bzw. der Sickenrolle 43 abgeschnitten, so daß das Rohr auf die richtige Länge
abgelongt wird.
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Daraufhin wird der Elektromotor 50 erneut eingeschaltet, um die Gewindespindel
51 in der anderen Richtung zu verdrehen, so daß die Wellen 40, 41 unter der Wirkung
der Druckfedern 49 gespreizt werden und das Gestell 5 zusammen mit der Spanneinrichtung
4 und dem Rohr 67 von der Werkzeugeinheit 2 weg zurückgefahren werden kann. Die
Spannhebel 28 werden geöffnet, und das Rohr 67 wird abgenommen, um 1800 gedreht
und wieder auf die Spannpratzen 26 aufgeschoben, die mit einer Aussparung zur Aufnahme
der konvexen Sicke versehen sind. Erforderlichenfalls können die Schlitten 25 durch
Drehen der Scheibe 22 in den Radialschlitzen 24 verschoben werden. Die Spannhebel
28 werden sodann wieder geschlossen, so daß das Rohr 67 wieder fest eingespannt
ist.
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Falls das jetzt der Werkzeugeinheit 2 zugekehrte Ende des Rohres
67 mit einer komplementären Sicke versehen werden soll, dann muß der Stift 19 in
die für diesen Rohrdurchmesser bestimmte Bohrung 18 in der anderen Führungsschiene
15 eingesetzt werden, und der Schlitten der Spanneinrichtung 4 muß an diesem Stift
zur Anlage gebracht werden. Wenn das Gestell 5 jetzt wieder zur Werkzeugeinheit
2
hin verschoben wird, dann befindet sich diejenige Sickenrolle,
die sich beim vorhergehenden Arbeitsgang innerhalb des Rohres 67 befunden hat, außerhalb
des Rohres und umgekehrt. Das freie Ende des Rohres wird demzufolge mit einer Sicke
versehen, die zu der am eingespannten Ende des Rohres ausgebildeten Sicke komplementär
ist.
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Sickenmaschine Bezugszeichenaufstellung : 1 Maschinenbett 2 Werkzeugeinheit
3 Steuereinheit 4 Spanneinrichtung 5 Gestell von 4 6 Führungsschienen von 1 7 Pneumatikzylinder
an 1 8 Kolbenstange von 7 9 Meßschiene 10 Schlitten 11 Rastkerben in 9 12 Stellschraube
von 10 13 Anschlag von 12 14 Anschlag von 5 15 Führungsschienen von 5 16 Pneumat.ikzylinder
an 5 17 Kolbenstange von 16 18 Bohrungen in 15 19 Stift 20 Achse 21 Nabe 22 Scheibe
(drehfest auf 21) 23 Scheibe (drehbar auf 21) 24 radiale Schlitze in 22
25
Schlitten 26 feste Spannpratze 27 bewegliche Spannpratze 28 Spannhebel 29 spiralförmige
Schlitze in 23 30 Rolle von 25 31 Bügel 40 obere Welle 41 untere Welle 42 Sickenrolle
auf 40 43 Sickenrolle auf 41 44 Lagergehäuse von 41 45 Lagergehäuse von 40 46 Bügel
von 44 47 Bügel von 45 48 Gelenkbolzen 49 Druckfeder 50 Elektromotor 51 Gewindespindel
.52 Zahnrad auf 51 52a Joch 53 Zahnrad auf 54 54 Abtriebswelle von 50 55 Zahnrad
an 40 56 Zahnrad an 4i 57 Zahnrad 60 Ringrippe von 42 61 Ringnut von 43
62
Kegel auf 40 63 Umfangsrand von 62 64 Umfangsrand von 43 65 Klemmrad auf 40 66 Klemmrad
auf 41 67 Rohr
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