DE3230845C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Maschine zum Druckumformen von metallischen Werkstücken, mit mindestens zwei im feststehenden Maschinengestell linear geführten, mit Umformwerkzeugen versehenen Werkzeugträgern, denen je ein Schubstößel zugeordnet ist, der gelenkig sowohl an dem Werkzeugträger als auch einem hin- und herver­ drehbaren Antriebselement abgestützt ist und durch seine Schwenkbewegung die Hübe des zugehörigen Werk­ zeugträgers erzeugt.

Bei einer nach dem Stande der Technik (DE-PS 12 41 683) bekannten Umformmaschine der genannten Art ist das Antriebselement als hin- und herverdrehbarer Ring aus­ gebildet, der die Schubstößel von sämtlichen Werkzeug­ trägern der Umformmaschine antreibt. Dieser verdrehbare Ring ist in einem den Ring umgebenden Wälzlager mit sehr großem Durchmesser gelagert. Ein Nachteil dieser vorbekannten Umformmaschine liegt darin, daß dieses große Wälzlager sehr aufwendig ist und darüber hinaus verhältnismäßig schnell verschleißt, weil es im Bereich der Schubstößel durch die Reaktionskräfte der Umform­ kräfte zu einer punktuellen Belastung des Ringes und damit zu einer punktuellen Belastung des Wälzlagers kommt. Dieser Verschleiß wirkt sich dahingehend aus, daß das Wälzlager Spiel bekommt und ein spielfreier, ruhiger und auffederungsfreier Lauf der Maschine nicht mehr möglich ist. Weiterhin muß der Ring sehr schwer ausgeführt werden, so daß eine verhältnismäßig große Drehmasse abwechselnd beschleunigt und verzögert werden muß, was energetisch ungünstig ist. Außerdem hat die vorbekannte Umformmaschine den Nachteil, daß sich wegen der geschlossenen Bauweise des Ringes Schmutz und Zunder von den Schmiedestücken ansammelt und die Lager verschmutzt. Schließlich ist mit der vor­ bekannten Umformmaschine der genannten Art eine Hub­ lagenverstellung der Werkzeuge während des Betriebes der Maschine nicht möglich.

Es ist Aufgabe der Erfindung, bei der Hämmermaschine der eingangs genannten Art den Aufbau zu vereinfachen und bei offener und leichter Bauweise einen weitest­ gehend spiel- und auffederungsfreien Lauf zu er­ reichen.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung aus­ gehend von einer Umformmaschine der eingangs genannten Art vor, daß jedem Schubstößel ein gesondertes An­ triebselement zugeordnet ist, welches an dem Maschinen­ gestell um eine feststehende Schwenkachse verschwenkbar gelagert ist, die von der Längsachse des Werkzeug­ trägers rechtwinklig geschnitten wird, wobei die An­ triebselemente untereinander durch mindestens eine hin- und hergehend angetriebene Zug- und Schubstange verbunden sind, welche mit Abstand zu deren Schwenk­ achse gelenkig an den Antriebselementen angreift.

Bei der Umformmaschine gemäß der Erfindung werden anstelle von einem großen Antriebselement mehrere kleine Antriebselemente verwendet, von denen je eines einem Werkzeugträger zugeordnet ist und die unterein­ ander durch einfache Zug- und Schubstangen verbunden sind. Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen ist es in vorteilhafter Weise möglich, anstelle von einem Wälzlager mit sehr großem Durchmes­ ser eine der Zahl der Werkzeugträger entsprechende Anzahl von normalen Zapfenlagern mit kleinem Durchmes­ ser zu verwenden, so daß der konstruktive Aufwand und die hin- und herbewegten Massen erheblich verringert werden. An diesen Zapfenlagern mit kleinen Durch­ messern können keine punktuellen Überlastungen auf­ treten, so daß über lange Zeit ein völlig spielfreier und ruhiger Betrieb der Umformmaschine möglich ist. Dadurch, daß die feststehenden Schwenkachsen von den Längsachsen der Werkzeugträger rechtwinklig geschnit­ ten werden, treten bei der Abstützung der Reaktions­ kräfte der Umformkräfte keinerlei Hebelarme auf, so daß die Umformmaschine gemäß der Erfindung praktisch keine Auffederung hat, was für das Kaltschneiden von besonderer Wichtigkeit ist, bei welchem sehr hohe Umformkräfte aufgebracht werden müssen.

Nach dem Stand der Technik (DE-AS 10 94 557) ist es bereits bekannt gewesen, an einer Umformmaschine mit Exzenterantrieb und mehreren Werkzeugträgern jedem Werkzeugträger und der dazugehörenden Pleuelstange ei­ nen eigenen Exzenterantrieb zuzuordnen. Bei dieser bekannten Umformmaschine macht jedoch die Synchroni­ sierung der Exzenterantriebe Schwierigkeiten. Hierzu müßten nämlich die Exzenterantriebe getrieblich mit einander verbunden sein, was mit einem erheblichen Bauaufwand verbunden ist. Aus diesem Grunde war es nicht ohne weiteres möglich, die von dieser Umformma­ schine bekannten Maßnahmen auf eine Umformmaschine nach dem Gattungsbegriff des Patentanspruches 1 zu übertragen.

Die hin- und hergehende Bewegung der Zug- und Schub­ stangen kann alternativ entweder durch einen Kurbel­ trieb oder durch einen doppelt wirkenden Druckmittel­ zylinder erzeugt werden. In beiden Fällen ergibt sich ein besonders unkomplizierter und robuster Aufbau des Antriebes.

Dadurch, daß bei der Umformmaschine gemäß der Erfin­ dung jedem Werkzeugträger ein Antriebselement zugeord­ net ist, kann zusätzlich auf einfache Weise eine Hublagenverstellung der Werkzeuge vorgesehen werden, was bei den nach dem Stande der Technik bekannten Umformmaschinen der erfindungsgemäßen Gattung nicht möglich war. Hierzu ist dem Leger eines jeden An­ triebselementes auf der zugehörigen Schwenkachse eine verdrehbare Exzenterbuchse zugeordnet, die mittels ei­ nes Schneckentriebes verdrehbar ist. Durch Verdrehen dieser Exzenterbuchse ist die Hublage des zugehörigen Werkzeugträgers veränderbar. Solche Schneckentriebe mit Exzenterbuchse zum Zwecke der Hublagenverstellung sind bei Umformmaschinen grundsätzlich bekannt (vgl. DE-AS 25 31 356 B2), konnten jedoch an Umformmaschinen nach dem Gattungsbegriff des Patentanspruches 1 bis­ her nicht verwendet werden.

Zweckmäßig sind weiterhin die Schneckentriebe von je­ weils zwei Antriebselementen von einer gemeinsamen Spindel angetrieben. Hierdurch ergibt sich eine voll­ kommen synchrone Verstellung der Hublagen der Werkzeu­ ge.

Bei einer Ausführungsform der Umformmaschine gemäß der Erfindung mit vier sternförmig angeordneten Werk­ zeugen sind zweckmäßig je zwei nebeneinander liegende Antriebselemente durch eine Zug- und Schubstange ver­ bunden, die beide von einem Kurbeltrieb mit zwei Kurbeln angetrieben sind, von denen je eine an eine Zug- und Schubstange bzw. ein mit dieser verbundenes Antriebselement angeschlossen ist.

Um bei der Umformmaschine mit vier angetriebenen Werk­ zeugen ebenfalls eine synchrone Hublagenverstellung aller Werkzeuge zu erzielen, ist weiterhin vorgese­ hen, daß die beiden Antriebsspindel für die Schnecken­ triebe von je zwei Antriebselementen durch ein Zahn­ radgetriebe miteinander verbunden sind.

Zwei Ausführungsbeispiele einer Hämmermaschine gemäß der Erfindung werden im folgenden an Hand der Zeich­ nung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen senkrechten Schnitt durch eine Umformmaschine gemäß der Erfindung mit zwei Umformwerkzeugen,

Fig. 2 einen senkrechten Schnitt durch eine Umformmaschine gemäß der Erfindung mit vier Umformwerkzeugen.

In Fig. 1 ist das feststehende Maschinengestell mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet. In dem Maschinengestell 1 sind in zwei Führungen 2 zwei Werkzeugträger 3 linear verschiebbar geführt. Die beiden Werkzeugträger 3 tragen an den einander zugewandten Seiten Umformwerk­ zeuge 4. Zum Antrieb der Werkzeugträger 3 sind Schub­ stößel 5 vorgesehen, die gelenkig sowohl an der Rück­ seite des zugehörigen Werkzeugträgers 3 als auch an je einem Antriebselement 6 abgestützt sind. Die Antriebs­ elemente 6 sind je an einer fest mit dem Maschinen­ gestell 1 verbundenen Schwenkachse 7 hin- und herver­ schwenkbar gelagert. Die Schwenkachsen 7 sind so ange­ ordnet, daß sie von der Längsachse der Werkzeugträger 3 rechtwinklig geschnitten werden.

Mit Abstand zur Schwenkachse 7 greift an jedem An­ triebselement eine hin- und hergehend angetriebene Zug- und Schubstange 8 an, die über Gelenke 9 mit den Antriebselementen 6 verbunden ist und in Führungen 10 am Maschinengestell 1 gelagert ist. Der hin- und her­ gehende Antrieb der Zug- und Schubstange 8 erfolgt durch einen Kurbeltrieb 11. An die Stelle dieses Kurbeltriebes 11 kann gegebenenfalls auch ein hin- und hergehend angetriebener doppelt wirkender Druckmittel­ zylinder treten, der in der Zeichnung nicht dargestellt ist.

Die hin- und hergehend angetriebene Zug- und Schub­ stange 8 verschwenkt die Antriebselemente 6 derart, wie durch die Doppelpfeile 12 angedeutet ist. Durch diese Verschwenkbewegung werden auch die Schubstößel 5 hin- und hergeschwenkt, derart, daß sie den Werkzeugträgern eine hin- und hergehende Bewegung aufzwingen. Dabei entspricht jeder Schwenk des Antriebselementes 6 einer hin- und hergehenden Bewegung der Werkzeugträger 3 bzw. der Werkzeuge 4. Da die Schubstößel 5 beim Ausführungs­ beispiel nur Schubkräfte übertragen können, sind für den Rückhub der Werkzeugträger 3 den Werkzeugträgern 3 jeweils Rückhubfedern 13 zugeordnet, die sich einer­ seits an den Führungen 2 und andererseits an den Werk­ zeugträgern 3 abstützen.

Anstelle der Rückhubfedern kann auch vorgesehen sein, daß die Schubstößel sowohl zug- als auch druckfest am zugehörigen Werkzeugträger und Antriebselement gelagert sind.

Abweichend vom in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbei­ spiel kann der Kurbeltrieb 11 bzw. der diesem ent­ sprechende Druckmittelzylinder auch unterhalb der Zug- und Schubstange 8 liegen bzw. in die Zug- und Schub­ stange integriert sein.

Zur Hublagenverstellung der Werkzeugträger ist dem Lager eines jeden Antriebselementes 6 auf der zuge­ hörigen Schwenkachse 7 eine verdrehbare Exzenterbuchse 14 zugeordnet, die mittels eines Schneckentriebes 15 verdrehbar ist. Beim in Fig. 1 dargestellten Aus­ führungsbeispiel werden die beiden Schneckentriebe 15, von denen das eine links- und das andere rechtsgängig ausgeführt ist, von einer gemeinsamen Antriebsspindel 16 angetrieben, die ihrerseits von einem hydraulischen Stellmotor 17 angetrieben ist. Beim Verdrehen der Antriebsspindel 16 verstellt sich die Hublage der beiden Werkzeugträger 3 gleichzeitig in dem ge­ wünschten Maße.

Die in Fig. 2 dargestellte Umformmaschine entspricht von ihrem Antriebsprinzip her voll und ganz der in Fig. 1 dargestellten Umformmaschine. Hier sind jedoch anstelle von nur zwei einander gegenüberliegenden Werkzeugträgern und Werkzeugen insgesamt vier Werkzeug­ träger und Werkzeuge vorgesehen, die sternförmig ange­ ordnet sind. Die einander entsprechenden Teile sind mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet wie in Fig. 1. Da hier zwei Antriebsspindeln 16 für die Schneckentriebe 15 vorgesehen sind, befindet sich bei diesem Aus­ führungsbeispiel zwischen dem hydraulischen Stellmotor 17 und den Antriebsspindeln 16 ein Zahnradgetriebe 18, welches dafür sorgt, daß an allen Werkzeugträgern die Hublage gleichzeitig und in gleichem Maße verstellt wird.

Claims (7)

1. Maschine zum Druckumformen von metallischen Werkstücken, mit mindestens zwei im fest­ stehenden Maschinengestell linear geführten, mit Um­ formwerkzeugen versehenen Werkzeugträgern, denen je ein Schubstößel zugeordnet ist, der gelenkig sowohl an dem Werkzeugträger als auch an einem hin- und herverdreh­ baren Antriebselement abgestützt ist und durch seine Schwenkbewegung die Hübe des zugehörigen Werkzeug­ trägers erzeugt, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Schubstößel (5) ein gesondertes Antriebselement (6) zugeordnet ist, welches an dem Maschinengestell (1) um eine feststehende Schwenkachse (7) verschwenkbar gelagert ist, die von der Längsachse des Werkzeug­ trägers (3) rechtwinklig geschnitten wird, wobei die Antriebselemente (6) untereinander durch mindestens eine hin- und hergehend angetriebene Zug- und Schubstange (8) verbunden sind, welche mit Abstand zu deren Gelenk­ achse gelenkig an den Antriebselementen (6) angreift.

2. Umformmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hin- und Herbewegung der Zug- und Schubstange (8) durch einen Kurbeltrieb (11) erzeugt wird.

3. Umformmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hin- und Herbewegung der Zug- und Schubstange (8) durch einen doppelt wirkenden Druckmittelzylinder erzeugt wird.

4. Umformmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Lager eines jeden Antriebselementes (6) auf der zuge­ hörigen Schwenkachse (7) eine verdrehbare Exzenter­ buchse (14) zugeordnet ist, die mittels eines Schneckentriebes (15) verdrehbar ist.

5. Umformmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneckentriebe (15) von jeweils zwei Antriebselementen (6) von einer gemeinsamen Antriebsspindel (16) angetrieben sind.

6. Umformmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, mit vier sternförmig angeordneten Werkzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß je zwei nebeneinander liegende Antriebselemente (6) durch eine Zug- und Schubstange (8) verbunden sind, die beide von einem Kurbeltrieb (11) mit zwei Kurbeln ange­ trieben sind, von denen je eine an eine Zug- und Schub­ stange (8) bzw. ein mit dieser verbundenes Antriebs­ element (6) angeschlossen ist.

7. Umformmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Antriebsspindeln (16) für die Schneckentriebe (15) von je zwei Antriebs­ elementen (6) durch ein Zahnradgetriebe (18) verbunden sind.