DE4400319C2 - Spannbackeneinheit - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorschubeinrichtung zum Vorschub von Werkstücken, insbesondere für Knet- oder Preßmaschinen nach den Merkmalen im Oberbegriff des Anspruchs 1.

Für den Vorschub von Material, insbesondere bei Knet- oder Preßmaschinen ist es bekannt Zylinder-Kolbeneinheiten vorzusehen. Hierbei ist eine Zylinder-Kolbeneinheit fest mit einer Spannbackeneinheit verbunden, die das Werk­ stück festhält. Der Vorschub des Werkstücks erfolgt konti­ nuierlich. Dies hat zur Folge, daß die von der Vorschubein­ richtung aufgebrachte Vorschubkraft bei geschlossenem Werkzeug auf dieses einwirkt. Hierdurch ist ein Werkzeugverschleiß be­ dingt. Desweiteren kann es zu einem Durchrutschen des Werkstücks kommen. Um dem entgegenzuwirken, befindet sich am freien Ende des Werkstücks ein Anschlag. Es bestehen bereits Überlegungen den Vorschub intermittie­ rend auszubilden.

Ein intermittierender Vorschub ist jedoch mit einigen Nachteilen verbunden). Bei Maschinen, insbesondere Knetmaschi­ nen, bei denen die Arbeitswerkzeuge mit einem hohen Takt arbeiten, ist die Zeitspanne, innerhalb welcher das Werk­ stück vorgeschoben werden kann, entsprechend klein. Dies hat zur Folge, daß der Vorschub innerhalb kürzester Zeit erfolgen muß. Dadurch bedingt, ist es notwendig die Vorschubeinrichtung und das Werkstück zu beschleunigen. Um den Werkzeugverschleiß möglichst gering zu halten, ist es notwendig, die hoch beschleunigten Massen, welche die einzelnen Massen der Vorschubeinrichtung umfaßt, ab­ zubremsen. Das Abbremsen der Masse bis zum Stillstand be­ darf einiger Zeit. Erfolgte die Abbremsung erst nachdem der neue Arbeitstakt begann oder der Abbremsvorgang noch nicht abgeschlossen ist, so wird die kinematische Energie am Werkstück verbraucht. Dies führt dazu, daß der Ver­ schleiß der Werkzeuge relativ hoch sein kann, wodurch die Standzeit einer Maschine verringert wird. Bei relativ dünn­ wandigen Hohlprofilen, z. B. einem Rohr, besteht die Gefahr, daß das Werkstück geknickt wird, wenn das Werkzeug be­ reits geschlossen und die Vorschubeinrichtung weiterhin einen Vorschub ausübt.

In der Patentanmeldung P 43 26 674.6 ist eine Vorschub­ einrichtung, insbesondere für Knet- oder Preßmaschinen, mit einer Vorschubeinheit und mit einer Spannbackeneinheit mit zwei relativ aufeinander zu und weg bewegbaren Backen be­ schrieben, wobei zwischen den Backen ein Werkstück ein­ spannbar ist. Jede Backe weist zwei relativ zueinander in oder entgegengesetzten Vorschubrichtung verschieb­ lichen Backenteile auf. Zwischen den Backenteilen sind Spannkraftübertragungselemente vorgesehen, sowie wenigstens ein Energiespeicher, welcher eine Abbrems­ energie speichert und beim Öffnen eines Werkzeugs der Maschine freigibt.

Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde die bekannte Vorschubeinrichtung so weiterzubilden, daß die vorstehend genannten Nachteile vermieden werden.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorschubeinrichtung mit den im Anspruch 1 enthaltenen Merkmalen gelöst. Vorteil­ hafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprü­ che.

Die erfindungsgemäße Vorschubeinrichtung zeichnet sich dadurch aus, daß die einander zugewandten Flächen der Backenteile im Schnitt i.w. senkrecht zur Vorschubrich­ tung konkav bzw. konvex sind und das eine Backenteil um seine Längsachse, welche sich in Vorschubrichtung erstreckt verschwenkbar ist.

Diese Ausbildung hat den Vorteil, daß nicht nur die durch eine gradlinige Bewegung entstehende Energie gespeichert werden kann, sondern auch die Energie, welche durch ein Verdrehen des Werkstückes während des Umformvorgangs entsteht. Hierzu wird vorgeschlagen die einander zugewandten Flächen gemäß einem weiteren Gedanken kreisbogenförmig auszubilden.

Um ein sicheres und zuverlässiges Zusammenspiel der Backenteile zu gewährleisten, wird vorgeschlagen das eine Backenteil mit einer Führung auszubilden, entlang welcher das andere Backenteil beim Verschwenken ge­ führt wird. Hierbei wird vorgeschlagen, das eine Backen­ teil mit einer Schulter und das andere Backenteil mit einem Vorsprung auszubilden, wobei der Vorsprung zur Anlage auf die Schulter kommt. Beim Verschwenken des einen Backenteils gleitet dann der Vorsprung auf der Schulter.

Gemäß einem anderen Gedanken wird vorgeschlagen, die Führung der Backenteile so auszubilden, daß das eine Backenteil mit einer Führungsnut versehen ist, in wel­ che wenigstens ein am anderen Backenteil vorgesehener Führungszapfen eingreift. Es versteht sich, daß die Führungsnut einen zur Ausbildung der einander Zuge­ wandten Flächenkrümmungsradius aufweist.

Gemäß einem weiteren Gedanken hat die Ausbildung den Vorteil, die Energie, welche durch ein Verdrehen des Werkstücks während des Umformvorgangs entsteht, ge­ speichert werden soll. Hierzu sind zwei separate Energiespeicher vorgesehen, wobei der eine Energie­ speicher für die translatorische Energiespeicherung vorgesehen ist und der andere für die Energie, welche durch ein Verdrehen des Werkstücks während des Umform­ vorgangs entsteht.

Vorteilhafterweise sind die Energiespeicher mitein­ ander gekoppelt. Zur Kupplung wird ein Kopplungs­ glied vorgeschlagen, welches an einem Backenteil ver­ schwenkbar gelagert ist.

Von Vorteil ist es, wenn es sich bei den Spannkraft­ übertragungselementen um zylinderförmig ausgebildete Elemente handelt. Durch die zylinderförmig ausgebilde­ ten Elemente besteht nur eine geringe Reibung zwischen den Backenteilen, so daß die überschüssige Energie nahe­ zu vollständig von dem Energiespeicher gespeichert und wieder freigegeben werden kann. Die Reibung dieser Ele­ mente kann noch weiter verringert werden, wenn es sich bei den Spannkraftübertragungselementen um Kugeln han­ delt. Die Anordnung der Kugeln hat auch den Vorteil, daß ein eventueller Winkelversatz ausgeglichen werden kann.

Zur Realisierung des Energiespeichers wird vorgeschlagen Federelemente zu verwenden. Das Federelement oder mehrere Federelemente speichern die beim Abbremsen der Vorrichtung entstehende Energie, welche durch die zuein­ ander verschieblichen Backenteile in die Federelemente eingeleitet wird. Diese Ausführungsform hat den Vor­ teil, daß der Energiespeicher konstruktiv einfach ver­ wirklicht werden kann.

Gemäß einem weiteren Gedanken wird vorgeschlagen Feder­ elemente zu verwenden, bei denen es sich um Puffer aus einem gummielastischen Material handelt. Diese Ausbil­ dung hat den Vorteil, daß sowohl die durch die grad­ linige Bewegung als auch die durch ein Verdrehen des Werkstücks während des Umformvorgangs entstehende Energie gespeichert werden kann.

Gemäß einer zweckmäßigen Weiterbildung zeichnet sich die erfindungsgemäße Vorschubeinrichtung dadurch aus, daß der Energiespeicher eine mit den Backenteilen verbundene Schraubenfeder ist.

Um ein unterschiedliches Ansprechverhalten des Ener­ giespeichers zu erreichen, wird vorgeschlagen die Federkraft einstellbar auszubilden.

Vorteilhafterweise ist hierzu in der Ausnehmung eine Feder angeordnet, auf die eine Schraube einwirkt.

Vorteilerhafterweise sind beidseits des Kupplungs­ gliedes jeweils ein Federelement angeordnet und die Federkraft eines jeden Federelements ist einstell­ bar, wobei die Einstellung für jedes Federelement ge­ trennt vorgenommen werden kann. Dies hat den Vorteil, daß das Ansprechverhalten über ein relativ großes Spektrum eingestellt werden kann.

Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der nach­ folgenden Figurenbeschreibung. Hierbei zeigt:

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Spann­ backeneinheit in der Vorderansicht,

Fig. 2 die Spannbackeneinheit nach Fig. 1 in der Seiten­ ansicht von links, im Vollschnitt,

Fig. 3 eine zweite Ausführungsform einer Spannbacken­ einheit in der Vorderansicht,

Fig. 4 das zweite Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 in der Seitenansicht von links im Vollschnitt.

Die Spannbackeneinheit umfaßt zwei relativ aufeinander zu und wegbewegbare Backen 1, 2 auf. Die Bewegung der Backen aufeinander zu und voneinander weg sind durch die Pfeile A,B verdeutlicht. Nicht dargestellt ist eine Einrichtung, durch welche die Bewegung der Backen erfolgt und die die notwendige Haltekraft der Backen 1, 2 auf das Werkstück 3 einbringt.

Jede Backe 1, 2 umfaßt zwei relativ zueinander verschieb­ liche Backen 4, 5. Die Backenteile 4, 5 sind in und ent­ gegen der Richtung des Vorschubs V verschieblich.

Das Backenteil 4 weist eine im Schnitt i.w. senkrecht zur Vorschubrichtung V konvexe Fläche 6 auf. Das Backen­ teil 5 weist eine der Fläche 6 zugewandte, konkav ausge­ bildete, Fläche 7 auf. Zwischen den beiden gekrümmten Flächen 6 und 7 sind die Spannkraftübertragungselemente 8 angeordnet.

Das Backenteil 4 ist um seine Längsachse, welche sich in Vorschubrichtung V erstreckt, verschwenkbar.

Das Backenteil 5 weist an seinen beiden Stirnflächen Absätze 9 auf, auf welchen die Vorsprünge 10 zur Anlage kommen.

Der Absatz 9 und der Vorsprung 10 bilden eine Führung des Backenteils 4 beim Verschwenken.

Jedes Backenteil 4, 5 weist eine Ausnehmung 11, 12 auf. In die Ausnehmungen 11, 12 ragt ein Kupplungsglied 13 hinein. Das Kupplungsglied ist um einen Stift 14 schwenkbar ge­ lagert. In der Ausnehmung 11 bzw. 12 sind jeweils zwei Federn 15 bzw. 16 angeordnet. Das eine Ende der jeweiligen Fe­ der liegt am Kupplungsglied 13 an. Zur Einstellung der Federkraft einer jeden Feder 15, 16 ist jeweils eine Schraube 17 vorgesehen. Die Ausnehmungen 11, 12 liegen i.w. senkrecht zueinander.

In den Fig. 3 und 4 ist ein zweites Ausführungsbei­ spiel einer Spannbackeneinheit dargestellt.

Die Backe 1 bzw. 2 besteht, wie bereits vorstehend beschrieben, aus den Backenteilen 4, 5, die relativ zuein­ ander verschieblich sind.

Das Backenteil 4 weist in seiner dem Backenteil 5 zuge­ wandten Fläche 6 eine Ausnehmung 11 auf.

Das Backenteil 5 weist einen Zapfen 18 auf, welcher in die Ausnehmung 11 hineinragt. In der Ausnehmung 11 sind desweiteren rechts und links des Zapfens 18 Puffer­ elemente 19, 20 angeordnet. Die Pufferelemente sind einer­ seits mit dem Zapfen 18 und andererseits mit dem Backen­ teiteil 4 verbunden. Die Federkrafteinstellung der Pufferelemente kann über die Schrauben 17 erfolgen.

Claims (17)

1. Vorschubeinrichtung zum Vorschub von Werkstücken, insbesondere für Knet- oder Preßmaschinen, mit einer Vorschubeinheit und mit einer Spannbackeneinheit mit zwei relativ zueinander zu und weg bewegbaren Backen (1; 2), zwischen denen ein Werkstück (3) einspann­ bar ist, dadurch gekennzeichnet, daß jede Backe (1; 2) zwei relativ zueinander in oder entgegengesetzt der Vorschubrichtung (V) verschiebliche Backenteile (4; 5) aufweist und zwischen den Backenteilen (4; 5) Spannkraft­ übertragungselemente (8) vorgesehen sind, sowie wenigstens ein Energiespeicher (15; 16; 19, 20) vorgesehen ist, wel­ cher eine Abbremsenergie speichert und beim Öffnen eines Werkzeugs freigibt, wobei die einander zugewandten Flächen (6, 7) der Backenteile (4; 5) konkav bzw. konvex gekrümmt sind und das Backenteil (4) um seine Längsachse, welche sich in Vorschubrichtung (V) erstreckt, verschwenk­ bar ist.

2. Vorschubeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flächen (6; 7) der Backenteile im Schnitt i.w. senkrecht zur Vorschubrich­ tung (V) kreisbogenförmig ausgebildet sind.

3. Vorschubeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Backenteil (5) eine Führung aufweist, entlang welcher das Backenteil (4) beim Verschwenken geführt wird.

4. Vorschubeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Backenteil (5) eine Schul­ ter (9) und das Backenteil (4) einen Vorsprung (10) auf­ weist, wobei der Vorsprung (10) zur Anlage auf die Schulter (9) kommt.

5. Vorschubeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Backenteil (4) wenigstens einen Führungszapfen aufweist, der in die Führungsnut eingreift.

6. Vorschubeinrichtung nach einem oder mehreren vorstehen­ den Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Energiespeicher (15; 16) vorgesehen sind, wobei der eine die Translationsenergie in Vorschubrichtung und der andere die durch Verschwenken entstehende Energie speichert.

7. Vorschubeinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Energiespeicher gekoppelt sind.

8. Vorschubeinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein Kopplungsglied (13) vorgesehen ist, welches an einem Backenteil verschwenkbar gelagert ist.

9. Vorschubeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Spannkraftübertragungselemente (8) zylinderförmig ausgebildet sind.

10. Vorschubeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Spannkraftübertragungselemente (8) Kugeln sind.

11. Vorschubeinrichtung nach einem oder mehreren vorstehenden Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Energiespeicher Federelemente (15; 16) umfaßt.

12. Vorschubeinrichtung nach Anspruch 11, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Federelement ein Puffer (19; 20) aus einem gummielastischen Material ist.

13. Vorschubeinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Puffer starr mit den Backenteilen (4; 5) verbunden ist.

14. Vorschubeinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement eine Schrauben­ feder ist.

15. Vorschubeinrichtung nach Anspruch 8 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Backenteile (4; 5) jeweils eine Ausnehmung (11; 12) aufweisen, in die das Kopplungsglied (13) hineinragt und daß das Kopplungs­ glied zwischen zwei Federelementen angeordnet ist.

16. Vorschubeinrichtung nach Anspruch 11 dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Federkraft des Federelements einstellbar ist.

17. Vorschubeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Energiespeicher wenigstens eine Zylinder/Kolben-Einheit umfaßt.