DE3240146A1

DE3240146A1 - Einrichtung (1) zum achskonstanten fuehren von profilstaeben (2)

Info

Publication number: DE3240146A1
Application number: DE19823240146
Authority: DE
Inventors: Horst 4010 Hilden Fischer; Fritz Heider; Ralf 5650 Solingen Wagner
Original assignee: TH Kieserling and Albrecht GmbH and Co
Current assignee: TH Kieserling and Albrecht GmbH and Co
Priority date: 1982-10-29
Filing date: 1982-10-29
Publication date: 1984-05-03
Also published as: JPH0418961B2; US4634323A; JPS5993203A

Description

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Th. Kieser ling & Albrecht GmbH & Co. , Solingen K

Einrichtung zum achskonstanten Führen von Profilstäben.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum achskonstanten Führen von Profilstäben gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1. Die Achskonstanz der Führung bezieht sich _ auf die Längsachse der zu führenden Profilstäbe relativ zum Rahmen. Bei der Zuführung von Profilstäben an Be- oder Verarbeitungsmaschinen ist es wünschenswert, diese auch dann mit konstanter Lage der Längsachse zu führen, wenn gewisse toleranzbedingte Schwankungen die äußeren

Abmaße der Profilstäbe" verändern. Dabei muß es sich um eine atmende Führung handeln.

Neben der geforderten Achskonstanz kommen bei bestimmten Be- oder Verarbeitungsmaschinen, an denen die erfindungsgemäße Einrichtung Anwendung findet, auch

j. Schwingungen auf, die von der Einrichtung beherrscht werden müssen. Je langer der Abstand zwischen den Führungsarmen und den Steuerhebeln ist, desto schwerer wird es, die Führungseinrichtung schwingungsdämpfend auszubilden.

„,. Um die Führungseinrichtung der gattungsbildenden Art möglichst schlank ausbilden zu können, sind die Wellen achsparallel zu der Längsachse der zu führenden Profilstäbe angeordnet. Diese Ausbildung hat den Vorteil, daß sie mit einem langgestreckten Rahmen weit in eine zuge-

_,. hörige Be- oder Verarbeitungsmaschine hineinragen kann.

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und dort an der gewünschten Stelle die Führungsaufgaben übernehmen kann.

Demgegenüber steht der Nachteil, daß mit einer schlankeren Ausführung die Steifigkeit der Einrichtung herabgesetzt wird.

Aus der DE-PS 21 56 125 ist eine Führungseinrichtung bekannt, die einen rohrförmigen Rahmen aufweist, durch den

der Profilstab hindurchgeführt wird, und der vier zu dem zu führenden Stab achsparallele Wellen drehbar aber ortsfest aufnimmt. Die Wellen sind gleichmäßig um den Profilstab herum verteilt angeordnet. Jede Welle trägt einen nach innen gerichteten Führungsarm für den Profilstab. Zwischen den vier Führungsarmen wird der Führungskanal für den Stab gebildet. In achsialer Richtung zu dem Profilstab gesehen, erstrecken sich die Führungsarme über die gesamte Länge der Führungseinrichtung. Die Wellen tragen auf einer Stirnseite der Führungseinrichtung je ein Kettenrad, wobei alle Kettenräder von einer gemeinsamen Kette umspannt sind.

Auf einer der Wellen ist zusätzlich zu dem dort vorgesehenen Kettenrad ein Stellhebel befestigt. Dieser wird durch einen Zylinder geschwenkt und vermittelt den Wellen über das starr mit ihm verbundene Kettenrad und der dieser umschließenden Kette eine synchrone, alle Führungsarme auseinander bzw. zusammenführende Bewegung. Es handelt sich dabei um eine "atmende Führung". Die Führungsarme sind offenbar vergleichsweise starr mit dem Steuerhebel verbunden. Das "Atmen" wird durch eine elastische Abstützung des Steuerhebels gegen das Druckmedium im Zvlinder erreicht.

BAD ORIGINAL

Th. Kieserling & Albrecht-GmbH & Co., Solingen K

Nachteilig bei dieser Einrichtung ist die Breite der Führungsarme, die sich über die gesamte Länge der Führungseinrichtung erstreckt. Diese Führungseinrichtung kann nicht gewährleisten, daß der Profilstab am ein- oder auslaufseitigen Ende der Führungseinrichtung stets allseitig an seinem Umfang geführt wird. Ein krummer Stab wird dort nur an 2 oder 3 Längsabschnitten in Anlage an den Führungsarmen gehalten. Bei ausreichender Eigensteifigkeit des Stabes wird die Führung auch beim Passieren eines krummen Profilstabes "atmen" und in einigen Längsabschnitten den Profilstab nicht allseitig einschließen. Damit ist in der beschriebenen Situation einerseits nicht mehr die Mittigkeit des Profilstabes gewährleistet und andererseits ist eine Führung und Schwingungsdämpfung des Profilstabes am (Längs-)Ende der Führungseinrichtung nicht ständig gewährleistet.

Der Erfindung kommt neben der Führungsaufgabe mit der Schwingungsdämpfung eine gleichrangige Bedeutung zu.

Diese Aufgabe wird durch den kennzeichnenden Teil des Hauptanspruches gelöst. Die Schwingungen, die der zu führende Stab ausführt, werden von den Führungsarmen direkt auf die Schwingungsdämpfer übertragen. Die Führungsarme können aufgrund ihrer Kürze so steif ausgebildet werden, daß die Schwingungsamplitude fast vollständig an den Schwingungsdämpfer weitergegeben wird. Die Führungsarme sind — in Längsrichtung des zu führenden Profilstabes gesehen — kurz und stellen eine Einspannung in einer Querebene des schwingenden Profilstabs in unmittelbarer Nähe eines (Längs-)Endes der Führungseinrichtung dar. Die Federkonstante der einzelnen Drehfedern ist so ausgelegt, daß bei 0 den zu erwartenden Schwingungen und anderweitigen Auslenkungen des normalen Betriebes der Einrichtung diese Bewegung der Führungsarme in der zugehörigen Drehfeder abgefangen werden, ohne sich a\if die Steuerhebel zu übertragen.

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Entsprechend der bevorzugten Ausführungsform gemäß Anspruch 2 besteht der Schwingungsdämpfer aus zwei Reibscheiben mit für jeden Führungsarm einzeln einstellbarer Reibkraft. Die Reibscheiben sind vorzugsweise als separate Verschleißteile ausgebildet. Die Steifigkeit des Rahmens, der die gesamte Führungseinrichtung umschließt, ist se groß, daß dessen Schwingungsverhalten von untergeordneter Bedeutung ist.

Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 3, kombiniert die nachstehenden Aspekte vorteilhaft miteinander. Durch die Ausbildung der Wellen selbst, als Drehfeder, können diese schlanker ausgebildet werden, was eine allgemeine Herabsetzung der äußeren Abmaße der Führungseinrichtung erlaubt. Die von den Wellen zu übertragenden Momente werden kleiner. Beide Aspekte zusammen verbessern das Führungs- und Dämpfungsverhalten der Führungsarme bei einer weit abkragenden Ausführung der Führungseinrichtung.

Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 4, bewirkt eine vorteilhafte Kombinationsmöglichkeit für die Bauelemente Führung, Schwingungsdämpfer und überlastsicherung. Vorteilhaft ist diese Merkmalskombination deshalb, weil eine überlast erst dann die Führungsarme in ihrer Gesamtheit auseinander bewegt, wenn die Summe aller Kräfte, die an der Stelleinrichtung angreifen, ein einstellbares Höchstmaß überschreiten.

Aus diesem Grunde wird eine Ovalität eines an sich im Querschnitt runden Stabes nicht zwangsläufig die Führungseigenschaften der Einrichtung durch ein Abheben einzelner Führungsarme an den Stellen kleineren Durchmessers negativ beeinflussen.

Th. Kieserling & Albrecht GmbH & Co., Solingen K

Ein öffnen der Führungsarme erfolgt erst, wenn die Ovalität so stark ist, daß die Summe aller an den Steuerhebeln angreifenden Kräfte die voreingestellte Schwelle an der Stelleinrichtung überschreitet. Die Dämpfungscharakteristik der einzelnen Schwingungsdämpfer kann der gewählten Schwellenkraft zur Auslösung der überlast angepaßt werden.

Die Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im folgenden anhand der einzelnen Figuren erläutert. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine Stirnansicht der Einrichtung von der Führungsseite her gesehen

Fig. 2 einen Schnitt durch Fig. 1 gemäß Linie

II-II
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Fig. 3 eine Stirnansicht der Einrichtung, von der Steuerungs- und Bedienungsseite her gesehen.
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" J 2 4 U Ί 4 b

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Die in Fig. 1 gezeigte Einrichtung 1 zum Führen von Profilstäben 2 besteht aus einem ring- oder rohrförmigen Rahmen 3 in dem Wellen 4,5,6 gelagert sind. Die Wellen sind parallel zur Durchtrittssöffnung des Rahmens ortsfest aber schwenkbar in dessen Ringwandung aufgenommen. Die Wellen sind damit auch zu den zu führenden Stäben parallel angeordnet.

Von den Wellen ragen Führungsarme 7,8,9 ab. Diese sind mit den Wellen über je einen Vierkant 34 drehfest verbunden. Die Führungsarme ragen sämtlich nach innen von den Wellen ab und bilden mit ihren Führungsplatten 54,55,56 an ihren nach innen gerichteten Endabschnitten eine Führung für den Profilstab 2, dessen Längsmitte 39 zentrisch zur Führungseinrichtung eingerichtet ist. An einem Ende der Führungseinrichtung (Fig.1)sind die Führungsarme angeordnet und am gegenüberliegenden Ende (Fig.3) ist für jede Welle je ein Steuerhebel 22,23,24 vorgesehen. Die Steuerhebel ragen von den Wellen nach außen ab und ihre Bewegung wird von einer als Steuerring ausgebildeten Synchronisation 29 bestimmt. Die Schwenklage der Steuerhebel und der Führungsarme ist dadurch zentral einstellbar.

Die Wellen 4,5,6 liegen zwischen den Führungsarmen

(s. Fig.2) und den Steuerhebeln. Ein Längsabschnitt jeder Welle ist, wie am Beispiel der Welle 6 gezeigt, als Drehfeder 16, das heißt als Torsionsstab, ausgebildet. Jede Welle hat einen solchen als Drehfeder ausgebildeten Längsabschnitt. Im Bereich der Führungsarme ist für jede Welle oder für jeden Führungsarm selbst, ein Schwingungsdämpfer (20,21,59...62) vorgesehen. Die durch Schwingungen des Profilstabes 2 in die Führungsarme eingeleitete Schwingungsenergie wird zwischen den Reibflächen 20,21; 59.,.62 in Wärme umgesetzt.

BAD ORaGiNAL

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Die Reibfläche 21 ist stirnseitiq am Führungsarm 9 selbst ausgebildet. Die Reibfläche 20 ist Teil eines Bremsklotzes 19 der einerseits am Rahmen 3 befestigt ist und der mit seinem abkragenden Teil stirnseitig am Führungsarm 9 anliegt. Zur Erzielung einer vollständigen Anlage des Bremsklotzes 19 am Führungsarm 9 ist dieser zweifach geschlitzt. Der durch diese Schlitze 32,33 bewegliche Teil des Bremsklotzes wird von einer Feder 18 gegen den Führungsarm 9 gedrückt. Alle Reibscheiben sind jeweils als austauschbare Verschleißteile 59....62 aus gebildet und mit dem Bremsklotz bzw. dem Rahmen einerseits oder mit den Führungsarmen bzw. mit den Wellen andererseits fest verschraubt. Anstelle des Einsatzes von auswechselbaren Verschleißteilen, kann wie bei 20,21 vorgesehen, auch eine besondere Oberflächenbehandlung der Reibflächen vorgesehen sein. Die Feder 18 wird mittels Kontermuttern 17 vorgespannt und bestimmt damit die Dämpfungscharakteristik bei Schwenkbewegungen des Führungsarmes gegenüber dem Rahmen.

Alle Wellen 4,5,6, sind zweifach im Rahmen 3 an den Lagerstellen 35,36 geführt. Die Welle 6 stützt sich über einen Bund 42 im Rahmen 3 achsial über die Reibscheiben 61,62 gegen diesen ab und wird zusätzlich durch eine am Rahmen befestigte Stützplatte 37 in ihrer achsialen Lage fixiert. Die Steuerhebel 22,23,24 sind jeder mit Hilfe eines Vielkeilprofils 40 an den Wellenenden der Wellen 4,5,6 befestigt. Die Steuerhebel sind, wie am Beispiel des Hebels 24 gezeigt, mit einer Mutter 41 auf der Welle 6 arretiert.' Wie erwähnt, werden alle Führunqsarme über die Wellen und die zugehörigen Steuerhebel zentral von einer Synchronisation 29 verstellt. Als Synchronisation wurde ein Steuerring gewählt, der in eine Nut 50 an der flanschartigen Erweiterung des Rahmens 3 eingelassen ist (Schnitt in Fig. 3)

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Jedem Steuerhebel ist ein im Steuerring einstellbar festgespannter Exzenterbolzen 45,46,47 zugeordnet, der in eine radiale Nut an jedem Steuerhebel 13,14,15 eingreift. Durch Drehung der Exzenterbolzen kann jeder Führungsarm 7,8,9 einzeln so geschwenkt werden, daß das zu führende Werkstück auf die Mitte der Führungseinrichtung oder der zugehörigen Be- oder Verarbeitungsmaschine zentriert ist.

Der als Synchronisation 29 dienende Steuerring wird über ein Handrad 25 durch eine Spindel 26 verdreht. Die Spindel stützt sich gegenüber dem Rahmen an einem Lagerbock 31 ab, der mit diesem durch ein Gelenk 57 verbunden ist. Die Spindel 26 ist mit einem Gelenkstück 28 an den Steuerring angeschlossen. Das Gelenkstück ist mit Innengewinde versehen, das sich bei Drehung der Spindel auf dieser längs verschiebt. Die Spindel ist am Lagerbock 31 durch den Ringbund 58 achsial in einer Richtung festgelegt. Eine Längsverschiebung des Gelenkstückes 28 auf der Spindel resultiert in einer Drehung des Steuerrings. Der Stellbereich der Führung wird durch Endanschläge 48,49 begrenzt.

Neben der federnden Abstützung der einzelnen Führungsarme 4,5,6 durch die Drehfeder 16 bzw. die zu den anderen Führungsarmen gehörenden Drehfedern ist die Einrichtung zusätzlich zentral gegen überlast gesichert. Auf der am Lagerbock 31 dem Ringbund 58 gegenüberliegenden Seite stützt sich die Spindel über eine Feder 30 gegen diesen ab und zieht somit den Ringbund 58 gegen den Rahmenanschlag 27.

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Bei einer auftretenden Überlast an den Führungsarmen dreht sich der Steuerring in der in Fig. 3 wiedergegebenen Darstellung gegen den Uhrzeigersinn und zieht dabei die Spindel 26 gegen die Kraft der Feder 3 durch den am Rahmen befestigten Lagerbock 31. Die Führungsplatten 55, 56, 57 sind einlaufseitig abgeschrägt (nicht dargestellt) und bilden somit einen Trichter für das einlaufende Werkstück.

Der gesamte Rahmen wird durch Verschraubungen 51, 52, 53 an einer nicht dargestellten Be- oder Verarbeitungsmaschine befestigt.

Die Verstellung der Führungseinrichtung erfolgt über eine Drehung des Handrades 25, die am Gelenkstück 28 in eine Drehung des als Synchronisation 29 dienenden Steuerrings umgesetzt wird. Eine Drehung des konzentrisch zur Längsachse 39 des Profilstabes 2 angeordneten Steuerrings ruft an den Steuerhebeln 22, 23, 24 eine Schwenkung hervor, die sich über die Wellen 4, 5, 6 auf die Führungsarme 7, 8, 9 überträgt. Eine Drehung am Handrad 25 bewirkt bei allen Führungsarmen eine Schwenkung um gleiche Winkelwerte. Dabei wird der runde Profilstab 2 stets mittig geführt und die Lage seiner Längsachse bleibt auch bei Einstellung auf andere Durchmesserwerte unverändert.

Vorteilhaft bei der anmeldungsgemäßen Einrichtung zum radialen und achskonstanten Führen achsial bewegter Profilstäbe ist die Einzelabfederung der Führungsarme 7, 8, 9 die eine Schwingungsdämpfung am einzelenen Führungsarm erlaubt, wobei nur der durch den Schwingungsdämpfer und die nachgeschaltete Feder gehende Rest der Schwenkbewegung der Führungsarme auf die gesamte Einrichtung und somit die anderen Führungsarme einwirken kann.

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Ein Abheben eines einzelnen Führungsarmes vom Werkstück ist nur bei grobem Abweichen der Querschnittsform eines Werkstückes vom eingestellten Wert möglich, nämlich dann, wenn die Summe aller von den Drehfedern 16 übertragenden Kräfte den an der Feder 30 eingestellten Vorspannung swert übersteigt. Die im Rahmen der möglichen Werkstückschwingungen auftretenden Schwingungsamplituden an den Führungsarmen haben durch die Dämpfung des einzelnen Führungsarmes keinen Einfluß auf die anderen Führungsarme.

Sowohl die Feder 30 zur Vermeidung von überlast als auch die Feder 18 am Schwingungsdämpfer können bezüglich ihrer Vorspannkraft eingestellt werden. Dies erlaubt eine Abstimmung der Schwellenlast ,die zur Auslösung der überlastsicherung erforderlich ist, mit der an der Feder 18 eingestellten Normalkraft zur Erzeugung eines Reibmomentes an den Führungsarmen.

Mit der anmeldungsgemäßen Einrichtung wird ausschließlich ein kurzer Längsabschnitt des Profilstabes 2 geführt, so daß eine im Werkstück vorhandene Krümmung praktisch keinen Einfluß auf die Dämpfungsqualität der Einrichtung hat.

Die bewußt elastische Ausführung der Wellen 16 etc. zur Erzielung einer Federwirkung erlaubt eine kleinere Dimensionierung nicht nur der Wellen, sondern auch der Wandstärke des Rahmens, wodurch bei konstantemAußendurchmesser der Einrichtung der Bereich der Querschnitte, die mit der Einrichtung geführt werden können, erweitert wird.

Claims

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Th. Kieserling & Albrecht, GmbH & Co. Solingen

Patentanmeldung Akte K 250

PATENTANSPRÜCHE

5(1./ Einrichtung (1) zum achskonstanten Führen von Profilstäben (2)

- mit einem Rahmen (3) und

- mit mindestens 2 darin drehbar gelagerten Wellen(4,5,6),

■j« - die achsparallel· zu der Längsachse (39) der

Profilstäbe angeordnet sind

die nach innen gerichtete, mit ihrem freien Ende tangential am Profilstab aniiegende, mit den Wellen starr verbundene Führungsarnie

-,ι- (7,8,9) aufweisen und

die an einem Längsende Steuerhebel (22_f23,24) tragen, deren Schwenklage (Pfeile 10,11,12) verste^bar ist,

2η dadurch gekennzeichnet, daß

zwischen den Führungsarmen (7,8,9) und den Steuerhebein (13,14,15) je eine Drehfeder (16) vorgesehen ist, und daß

sich im Bereich der Führungsarme am Rahmen (3)

abstützende Schwingungsdämpfer (20,21, 59.. ..62) vorgesehen sind.

BAD ORIGINAL

JZ4U I Ab

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2) Einrichtungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet

daß der Schwingungsdämpfer aus paarweisen Reibflächen (20,21) besteht, die von einer an ihrer wirksamen Kraft einste11-baren Feder (18) gegeneinander gedrückt werden, wobei die einen Reibflächen (20) bzw. die Verschleißteile (60,61) mit dem Rahmen drehfest verbunden sind und die anderen (21,59,62) mit dem Pührungsarm (9) oder mit der zugehörigen Welle (6) im Bereich des Führungsarms

(9) in starrer Verbindung (34) stehen.
3) Einrichtungen nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellen (4,5,6) selbst als Drehfeder (16) ausgebildet sind, wobei die Steuerhebel (24) und Führungsarme (9) auf gegenüberliegenden Seiten des Federbereichs angeordnet sind.
4) Einrichtung nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche mit einer Synchronisation (29), die alle Steuerhebel (22,23,24) verbindet und mit einer Stelleinrichtung (25...28) an der Synchronisation, dadurch gekennzeichnet, daß die Stelleinrichtung federnd (30) am Rahmen (3) abgestützt ist und daß der Synchronisation (29) mindestens ein rahmenseitiger Anschlag (27) zugeordnet ist.

ORfGSMAL