DE4215795C1 - Biegerichtmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Biegerichtmaschine der dem Oberbegriff des Anspruchs 1 entsprechende Art.

Eine solche Biegerichtmaschine ist aus der DE 34 45 544 A1 bekannt. Das Richten erfolgt, indem das Werkstück, z. B. die Ritzelwelle oder Nockenwelle, an der Stelle, an der ein Schlag vorhanden ist, zwischen zwei Richtunterlagen entgegen dem Schlag von einem Richtstempel durchgebogen wird, bis eine bleibende Verformung auftritt, die dem Schlag entgegengesetzt ist und diesen aufhebt. Die Lage des Schlages wird unter Drehen des Werkstücks durch geeignete Meßeinrichtungen in Längs- und Umfangsrichtung bestimmt. Es wird entweder ein einzelner Richtstempel in geeigneter Weise in Längsrichtung des Werkstücks verschoben oder es sind mehrere Richtstempel vorhanden, die nach Bedarf betätigt werden.

Meist wird das Werkstück zwischen Körnerspitzen als Werkstückaufnahmen drehbar gelagert, die Richtunterlagen für ein bestimmtes Werkstück, von welchem eine Serie gerichtet werden soll, verbleiben an festen Stellen, in Längsrichtung des Werkstücks gesehen.

Im allgemeinen wird der Richtstempel, der an einem Maschinenoberteil angebracht ist, in senkrechter Richtung durch eine hydraulische Vorrichtung angetrieben. Das Maschinenoberteil ist in den genannten Fällen entweder als U-förmiger Aufsatz auf einem Maschinenunterteil aufgesetzt, wobei die Schenkel am Maschinentisch befestigt sind und der Aufsatz somit Portalform aufweist, oder das Maschinenoberteil ist halb offen, C-förmig, ausgebildet. In jedem Fall ist bei den bekannten Biegerichtmaschinen dieser Art die Betätigungsvorrichtung bzw. der Antrieb für den Richtstempel am Maschinenoberteil über dem Werkstück angebracht und treibt den Richtstempel senkrecht oder nahezu senkrecht nach unten.

In einer anderen Ausführung, wie sie zum Beispiel aus der DE 26 06 061 A1 bekannt ist, ist die gesamte Biegerichtmaschine um 90 Grad gedreht, so daß die Richtkraft waagerecht ausgeübt wird und die Richtunterlagen bzw. der Richtstempel in einer horizontalen Ebene quer zur Längsrichtung des Werkstücks angebracht sind. Auch bei dieser Art von Biegerichtmaschinen, die üblicherweise ebenfalls die Form eines "C" oder eines Portals aufweisen, wird die auf den oder die Richtstempel wirkende Kraft an einem von dem Werkstück quer ausladenden Maschinenteil, der dem Maschinenoberteil in der vorgenannten stehenden Ausführung entspricht, erzeugt.

Alle bekannten Biegerichtmaschinen weisen durch das Maschinenoberteil bzw. das dem Maschinenoberteil entsprechende Seitenteil bei der waagerechten Ausführung eine erhebliche Baugröße auf. Diese Baugröße und die für den hydraulischen Antrieb der Richtstempel erforderliche Steuerung mit Pumpen und Ventilen ergeben einen erheblichen Gesamtaufwand.

Manchmal, z. B. beim Biegerichten von Werkstücken mit sehr großer Länge und entsprechend starker Durchbiegung, etwa bei Walzprofilen, kann ein massives Maschinenoberteil sinnvoll sein. In vielen Fällen geht es jedoch um kleinere und biegeschwächere Werkstücke, wie z. B. Ritzel-, Nocken- oder Antriebswellen, die in großer Zahl in der Automobilindustrie vorkommen, oder kleinere Profilabschnitte z. B. aus Aluminium, bei denen keine sehr langen Richtstempelhübe benötigt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Biegerichtmaschine der dem Oberbegriff des Anspruchs 1 entsprechenden Art so auszugestalten, daß Baugröße und Bauaufwand verringert werden.

Diese Aufgabe ist durch die in Anspruch 1 wiedergegebene Erfindung gelöst.

Der oder die Richtstempel werden so über eine Schwenkvorrichtung angetrieben. Der Vortrieb der Richtstempel geschieht also nicht mehr durch einen linearen Antrieb, der von außen direkt gegen das Werkstück wirkt und entsprechenden Platz braucht, sondern durch eine Schwenkanordnung, die eine Verlegung des Antriebs aus der bezüglich des Werkstücks radialen Position und damit eine viel kompaktere Bauweise zuläßt. Der Bauaufwand für das ausladende Maschinenober- oder -seitenteil ist wesentlich größer als der für den Schwenkantrieb der Richtstempel. Die Schwenkvorrichtung ist so angeordnet, daß die Richtstempel am Ort des Werkstücks wie bisher im wesentlichen senkrecht zu diesem entgegengesetzt zu den Richtunterlagen eine Kraft ausüben. Besonders vorteilhaft ist bei der Biegerichtmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung, daß der als Schwenkantrieb ausgebildete Richtantrieb am Maschinentisch, etwa in Höhe des Arbeitsvorganges, verwirklicht werden kann. Dadurch kann die Bauhöhe oberhalb des Werkstückes klein gehalten und die Zugänglichkeit für automatische Beschickungseinrichtungen verbessert werden.

Die Richtstempel bewegen sich bei der Verschwenkung auf einem Kreisbogen. Der damit verbundene Fehler der Ausrichtung der Richtkraft ist jedoch ohne Bedeutung, da bei den zu bearbeitenden Werkstücken ein Richthub von maximal 20 mm ausreicht und die Schwenkanordnung so ausgelegt und dimensioniert werden kann, daß der Richtstempel im Bereich des Richthubes relativ zur Werkstückmitte nur wenig seitlich versetzt wird. Die Auslenkung beträgt weniger als 5‰ des Richthubes und ist damit für den Richtvorgang ohne Einfluß.

Zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung enthalten die Ansprüche 2 bis 14.

Die Erfindung wird in der nachfolgenden Beschreibung und der dazugehörigen Zeichnung beispielhaft erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine Darstellung der wesentlichen Teile der Schwenkvorrichtung;

Fig. 2 eine Seitenansicht der Biegerichtmaschine;

Fig. 3 eine Ansicht der Biegerichtmaschine entsprechend dem Schnitt III-III der Fig. 2 und

Fig. 4 eine Darstellung der wesentlichen Teile der Schwenkvorrichtung bei einem alternativen Ausführungsbeispiel.

Das Werkstück 20 ist in Fig. 1 schematisch als länglicher, zylindrischer Körper dargestellt, dessen Achse senkrecht zur Zeichenebene verläuft. In der Praxis kann der Umriß durchaus unregelmäßig sein. Es kann sich z. B. um Nockenwellen, Antriebswellen für Kraftfahrzeuge, Ritzelwellen oder dergleichen handeln.

Das Werkstück 20 liegt auf in Fig. 1 nicht wiedergegebenen, in Achsrichtung Abstand voneinander aufweisenden Richtunterlagen auf. Dazwischen wirkt der Richtstempel 14 an einer als Ganzes bezeichneten Schwenkvorrichtung 30 von oben auf das Werkstück 20; er biegt es in einem gewünschten Maß entgegen einem vorhandenen Schlag durch, um einen den Schlag aufhebende, bleibende Verformung herbeizuführen. Der Richtstempel 14 ist an einem in Fig. 1 nur schematisch durch ein strichpunktiertes Rechteck wiedergegebenen Richthammer 18 angebracht, der seinerseits über einen Schwalbenschwanz an der Unterseite eines etwa horizontal über das Werkstück 20 von der Seite ausladenden Schwenkkopfes 37 befestigt ist. Der Schwenkkopf 37 sitzt an einem sich parallel zum Werkstück 20 erstreckenden Schwenkrohr 33, welches mit seinem einen Ende am freien Ende eines in der Richtstellung aufrechten Armes 36′ eines zweiarmigen Hebels 36 angebracht ist, der in der Mitte in einem Schwenklager 32 schwenkbar gelagert ist, dessen Schwenkachse 32′ sich parallel zur Werkstückachse erstreckt. Der zweiarmige Hebel 36 ist im wesentlichen gestreckt, d. h. der andere Arm 36′′ weist über das Schwenklager 32 nach unten. Er ist allerdings um einen geringen Winkel in dem Ausführungsbeispiel 18 Grad, gegenüber dem Arm 36′ von dem Werkstück 20 hinweg abgeknickt. Dies hat den Grund, die zu dem Schwenkantrieb 31 gehörende Antriebsspindel 35 möglichst mittig unter dem Werkstück 20 anordnen zu können. Sie lädt zur gleichen Seite hin wie der Schwenkkopf 37 von dem Hebel 36 quer zu diesem aus und wird von einem in Fig. 2 wiedergegebenen Elektromotor 34 angetrieben, was in Fig. 1 durch den Pfeil 45 ange­ deutet ist. Die Spindelmutter 46 trägt seitliche Lagerzapfen 47, die in Lagern in den Augen von zu beiden Seiten der Spindelmutter 46 angeordneten Gabelwangen 48 gelagert sind. Die Gabelwangen 48 sind am unteren Ende des Armes 36″ vorgesehen. Bei einer Drehung der Antriebsspindel 35 im Sinne des Pfeiles 45 verlagert sich die Spindelmutter 46 im Sinne des Pfeiles 39 und verschwenkt den Hebel 36, wobei sich die mit diesem verbundenen Gabelwangen 48 um eine in Fig. 1 senkrecht zur Zeichenebene verlaufende Achse 49 verdrehen. Der Hebel 36 ist in Fig. 1 noch in einer gestrichelten Stellung wiedergegeben, in der der Richtstempel 14 vom Werkstück 20 abgehoben ist und dieses gewechselt werden kann. Wenn der Richtstempel nach unten bewegt werden soll, wird die Spindelmutter 46 gemäß Fig. 1 nach links verlagert.

Aus Fig. 1 ist ersichtlich, daß die Antriebsanordnung für den Richtstempel 14 nicht vom Werkstück 20 weg nach einer Seite auslädt, sondern platzsparend gewissermaßen um das Werkstück 20 herumgelegt ist.

In den Fig. 2 und 3 ist die Biegerichtmaschine 100 vollständiger dargestellt. Sie umfaßt einen üblichen Maschinenständer 50 mit einem Maschinentisch 10, auf dem die Werkstückaufnahmen 12 aufgebaut sind. Die Werkstückaufnahmen 12 haben im Ausführungsbeispiel die Gestalt von Pinolen mit Körnerspitzen 13, die in entsprechende Ansenkungen in den Enden eines stabförmigen Werkstückes 20 eingreifen. Mehrere Richtunterlagen 16, die das Werkstück 20 gegen die Kraft von oben an ihm angreifender Richtstempel 14 abstützen, sind auf einer Positionierschiene angebracht und mit jeweils einem Antrieb 22 quer zur Achse des Werkstückes 20 verlagerbar. Die Richtstempel 14 sind ebenfalls auf einer Positionierschiene mit Hilfe von Antrieben 23 verschiebbar. Die Halterung der Richtstempel 14 an dem Schwenkkopf 37 bildet den sogenannten Richthammer 18. Die Rundlaufabweichung des Werkstückes 20 wird im Ausführungsbeispiel mit den Tastern 17 gemessen.

Der Schwenkkopf 37 wird von dem Schwenkhebel 36 beim Biegerichtvorgang nach unten gedrückt. Er ist an einem torsionsfesten Schwenkrohr 33 angebracht, welches am oberen Ende des Armes 36′ befestigt ist. Der zweiarmige Hebel 36 und der zugehörige Schwenkantrieb 31 sind nur einseitig vorgesehen, am Rand des Maschinentisches 10 außerhalb der üblichen Position der dortigen Werkstückaufnahme 12. Am anderen Ende ist das Schwenkrohr 33 an einem einarmigen Hebel 56 abgestützt, der ebenfalls in einem Schwenklager 52 am anderen Rand des Maschinentisches gelagert ist und sich parallel zu dem Arm 36′ erstreckt.

Im Ausführungsbeispiel sind die Schwenklager 32, 52 mit ihrer Achse exakt auf der Höhe der Achse des zu biegerichtenden Werkstückes 20 angebracht. Der Arm 36′ ist oberhalb des Schwenklagers 32 bei abgesenktem Richtstempel 14 senkrecht nach oben hin ausgerichtet. Die Wirkrichtung der Richtstempel 14 weist dabei über den ganzen Richthub ziemlich genau senkrecht nach unten gegen die Richtunterlagen 16.

Die Werkstücke 20 werden mittels eines Hubbalkenförderers 40 zu- und abgeführt, der besonders in Fig. 2 erkennbar ist. Die Hubbalken 42, 44 erstrecken sich quer zu den Werkstücken 20 durch die Maschine und fördern die Werkstücke taktweise zu einer Werkstückabführung 43. Der Antrieb erfolgt über Hubgetriebe.

Bei einer weiteren Ausführung wird am anderen Ende des Schwenkrohres 33 die Schwenkvorrichtung 30 dupliziert. Ein weiterer, zum ersten Antrieb synchron laufender Antrieb greift dort an. In diesem Ausführungsbeispiel wird somit eine Verdoppelung der Richtkraft erreicht.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel wird die Schwenkvorrichtung 30 am anderen Ende des Schwenkrohres 33 ebenfalls dupliziert. Dabei greift der Antrieb aber an beiden Seiten der Schwenkvorrichtung an, indem die Schwenkvorrichtungen mit einem Rohr in Höhe der Gabelwangen miteinander verbunden werden. Bevorzugt ist dabei die Ausführung, daß der Antrieb etwa in der Mitte des Rohres angreift. Mit dieser Ausführung können größere Richtkräfte auf den Richthammer gebracht werden.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel einer Biegerichtmaschine 200, die in Fig. 4 gezeigt ist, wird die Schwenkvorrichtung 230 mittels eines Kniehebelgetriebes von dem Linearantrieb angetrieben. Zwei im Ausführungsbeispiel etwa gleichlange Hebelarme 236 und 237 sind mit den Gabelwangen 248 verbunden und nehmen in der gezeichneten Lage einen Winkel α, α′ von ca. 18° zu einer auf der Spindelachse gedachten Senkrechten ein. Über ein Schwenklager 234 mit einer um den Winkel α vergrößerten rechtwinkligen Anordnung ist der Arm 236 mit dem ersten Arm 238 eines zweiarmigen, im wesentlichen rechtwinkligen Hebels verbunden. Dieser Hebel ist im Schwenklager 232, dessen Achse 232′ wiederum etwa in Höhe des Werkstückes und parallel dazu gelegen ist, gelagert. Am oberen freien Ende des zweiten Armes 239 des zweiarmigen Hebels schließt sich wiederum ein Rohr 33, der Schwenkkopf 37 und der Richthammer an. Im letztgenannten Punkt ist diese Ausführung gleich der ersten Ausführung. Die Wirkung des Linearantriebes ist somit ungleichmäßig auf die Bewegung des Schwenkkopfes übersetzt. Dies bewirkt, daß bei kleiner Krafteinwirkung im Zustand des gehobenen Schwenkkopfes eine große Auslenkung stattfindet, während im Arbeitsbereich des gesenkten Schwenkkopfes eine kleinere Übersetzung oder sogar eine Untersetzung eine kleine Auslenkung bei großer Krafteinwirkung bewirkt.

In allen genannten Ausführungsbeispielen ist die Spindel 35 in der Nähe des Elektromotors 34 gelagert aufgehängt, um den Armen 36″ bzw. 236 die Bewegung eines Kreisbogens um das Schwenklager 32 bzw. 232 herum zu ermöglichen.

Claims (14)

1. Biegerichtmaschine für längliche Werkstücke, mit auf einem Maschinentisch angeordneten, die Enden des Werkstücks drehbar erfassenden Werkstückaufnahmen, mit mindestens zwei in Längsrichtung des Werkstücks beabstandeten, ebenfalls auf dem Maschinentisch angeordneten, das Werkstück abstützenden Richtunterlagen und mit mindestens einem zwischen den Richtunterlagen an dem Werkstück angreifenden, mit einer einen Antrieb aufweisenden Betätigungsvorrichtung verbundenen Richtstempel, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsvorrichtung eine Schwenkvorrichtung (30; 230) ist.

2. Biegerichtmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkvorrichtung (30) einen zweiarmigen Hebel (36) aufweist, der in der Mitte in einem auf dem Maschinentisch angeordneten Schwenklager (32) gelagert ist, wobei am freien Ende des einen Arms (36′) über einen Schwenkkopf (37) die Verbindung mit dem Richtstempel (14) erfolgt und am freien Ende des anderen Arms (36″) der Antrieb (31) angreift.

3. Biegerichtmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der andere Arm (36″) - vom Werkstück (20) weg - zu dem einen Arm (36′) um einen Winkel (α) von 10 bis 40° abgeknickt ist.

4. Biegerichtmaschine nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Anordnen des Schwenklagers (32) an einem Rand des Maschinentisches (10) erfolgt, daß am gegenüberliegenden Rand des Maschinentisches in einem mit dem Schwenklager fluchtenden weiteren Schwenklager (52) ein einarmiger Hebel (56) gelagert ist, der sich parallel zu dem einen Arm (36′) erstreckt und gleichlang ist, und daß die freien Enden des Hebels und des einen Armes durch ein sich parallel zur Längsrichtung des Werkstücks (20) erstreckendes Schwenkrohr (33) verbunden sind, an welchem der Schwenkkopf (37) mit dem Richtstempel (14) angebracht ist.

5. Biegerichtmaschine nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß an beiden Rändern des Maschinentisches (10) jeweils der zweiarmige Hebel (36) angeordnet ist, wobei die Antriebe (31) synchronisiert sind.

6. Biegerichtmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkvorrichtung (230) über ein ungleichmäßig übersetzendes Getriebe mit dem Antrieb (31) verbunden ist.

7. Biegerichtmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebe einen in einem maschinenfesten Lager (241) schwenkbaren Hebelarm (237) mit Gabelwangen (248), die eine Schwenkachse (249) umfassen, aufweist, um die ein weiterer Hebelarm (236) mit entsprechenden Gabelwangen schwenkbar ist und an die der Antrieb (31) angreift, wobei das freie Ende des weiteren Hebelarms mit dem ersten Arm (238) eines die Schwenkvorrichtung (230) bildenden zweiarmigen, im wesentlichen rechtwinkligen, in der Mitte in einem auf dem Maschinentisch (10) angeordneten Schwenklager (232) gelagerten Hebels gelenkig verbunden ist, an dessen zweitem Arm (239) über einen Schwenkkopf (37) die Verbindung mit dem Richtstempel erfolgt.

8. Biegerichtmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkachse (32′; 232′) der Schwenkvorrichtung (30; 230) bzw. des Schwenklagers (32; 232) parallel zur Längsachse des Werkstücks (20) angeordnet ist.

9. Biegerichtmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Schwenklager (32; 232) etwa in der Höhe des Werkstücks (20) angeordnet ist und die Länge des einen bzw. zweiten Armes (36; 239) etwa der Höhe des Schwenkkopfes (37) über der Angriffsfläche des Richtstempels (14) entspricht.

10. Biegerichtmaschine nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb (31) als quer zu dem zweiarmigen Hebel (36) bzw. den Hebelarmen (236, 237) angeordneter Linearantrieb ausgebildet ist.

11. Biegerichtmaschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwenkkopf (37) und der Linearantrieb zur gleichen Seite hin ausladen.

12. Biegerichtmaschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Linearantrieb unterhalb des Maschinentischs (10) angeordnet ist.

13. Biegerichtmaschine nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Linearantrieb als Spindelantrieb mit einer durch einen Elektromotor (34) drehbaren Antriebsspindel (35) ausgebildet ist.

14. Biegerichtmaschine nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Linearantrieb als hydraulische Kolben-Zylindereinheit ausgebildet ist.