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Vorrichtung zum Stempeln von hohlen Werkstücken Zum Stempeln von.
hohlen walzenförmigen Werkstücken hat man bereits den Schlagstempel radial verschiebbar
in einem Träger gelagert, der in das Innere des Werkstückes bis an die mit dem Stempeleinschlag
zu versehende Stelle eingeführt wird, worauf ein in dem Träger axial verschiebbarer
Kolben, der mit einer Keilfläche auf eine entsprechende Fläche des Stempels wirkt,
vorgetrieben wird und dadurch den Stempel in das Werkstück eintreibt. Auch ist ganz
allgemein vorgeschlagen worden, den Kolben durch Druckluft zu betreiben.
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Wenn auch der Stempelträger durch einen Anschlag an der mit dem Stempeleinschlag
zu versehenden Stelle gehalten wird, so sind doch die beim Arbeitshub des Schlagstempels
auftretenden Erschütterungen so stark, daB oft die Deutlichkeit des Stempeleinschlags
zu wünschen übrigläBt, zumal bei Betrieb des Kolbens durch Druckluft ein besonders
starker Schlag ausgeübt werden kann, der für die Deutlichkeit des Stempeleinschlags
wünschenswert ist. Ferner federn dünnwandige Hohlkörper beim Stempeln durch, was
einen undeutlichen Stempeleinschlag zur Folge hat, oder diese Hohlkörper erleiden
Formänderungen, so daB, da diese Vorrichtungen bisher nur als- ein Handgerät ausgebildet
sind, eine zusätzliche Hilfskraft zum Auffangen des Schlages durch einen Gegenhalter
benötigt wird.
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Diese Übelstände sind nach der Erfindung dadurch vermieden, daB als
Träger für den Schlagstempel der Zylinder eines Drucklufthammers dient, in dem ein
Druckstück mit
dem Schlagstempel zusammenwirkt, und daß an den mit
dem Stempeleinschlag zu versehenden Stellen des Werkstückes ein mit der Vorrichtung
mittel- oder unmittelbar starr verbundenes Gegenlager angeordnet ist und das Druckstück
sowie der Schlagkolben so mit Druckluft beaufschlagt werden, daß zunächst das Werkstück
zwischen Schlagstempel und Gegenhalter festgeklemmt und dann beim Arbeitshub der
Stempel durch den Schlagkolben vorgetrieben wird. Man. erhält daher stets deutliche
Stempeleindrücke, und eine Verformung des Werkstücks an der mit dem Eindruck zu
versehenden Stelle ist auch bei dünnwandigen Werkstücken ausgeschlossen.
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Um die Gewähr zu haben, daß das Werkstück auch bis zum Auftreffen
des Schlagkolbens auf das Druckstück eingeklemmt wird, ist das als Druckluftkolben
ausgebildete Ende eines in dem Drucklufthammer verschiebbaren Rohres mit einer Einlaßöffnung
für die Druckluft versehen, die beim Vorschub des Rohres freigelegt wird, so daß
der Schlagkolben belastet ist, während der Arbeitshub des Schlagstempels dadurch
erfolgt, daß der Raum zwischen Druckstück und Schlagkolben mit der Außenluft in
Verbindung gesetzt wird. Es ist also schon in der Bereitschaftslage ein großer Teil
der dem Druckstück abgewendeten. Schlagkolbenfläche von der Druckluft beaufschl.agt,
so. daß bei Entlastung der dem Druckstück zugekehrten Schlagkolbenfläche sofort
der Arbeitshub des Schlagkolbens einsetzt.
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Die Bedienung der Vorrichtung kann lediglich mit Hilfe eines Umschaltorgans
vorgenommen werden, wenn erfindungsgemäß auch der Schlagstempel durch Druckluft
in die Bereitschaftslage gebracht wind. Zu diesem Zweck ist der mit dem Schlagstempel
versehene Drucklufthammer mit einem durch Druckluft betriebenen Arbeitskolben verbunden,
durch den er in die Bereitschaftslage bewegt wird.
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Um gleichzeitig auf beiden Seiten oder nur auf der Außen- bzw. Innenseite
des Werkstückes einen Stempeleindruck zu erzeugen, ist das Gegenlager durch Druckluft
gegen das Werkstück beweglich. Die Bedienung der Vorrichtung mittels eines einzigen
Umschaltgliedes ist dann dadurch ermöglicht, daß das bewegliche Gegenlager ebenso
wie der Schlagstempel mit dem Druckstück und dem Schlagkolben eines Drucklufthammers
zusammenwirkt und beide Zylinder durch ein Querstück zum Vorschub in die Bereitschaftslage
mit einem durch Druckluft betriebenen Arbeitskolben verbunden sind.
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Es kann auch, insbesondere bei engeren Rohren, zur Anbringung des
Stempeleindrucks der dem Schlagstempel diametral gegenüberliegende Teil des Druckluftzylinders
in bekannter Weise als Gegenlager dienen.
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Auf der Zeichnung sind mehrere Ausführungsformen der Vorrichtung nach
der Erfindung dargestellt. Es zeigen Abb. i bis 3 eine Ausführungsform der Einrichtung
in. verschiedenen Betriebsstellungen im Längsschnitt, Abb. 4 eine Vorderansicht
der Einrichtung, Abb.5 eine vergrößerte Teilansicht des Stempelträgers mit Steuerventil,
Abb.6 eine weitere Ausführungsart des Stempelträgers, Abb.7 eine Einrichtung mit
radial verschieblichem Stempel und Gegenlager.
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Die Einrichtung gemäß den Abb. i bis 3 besteht im wesentlichen aus
einem Gehäuse i, welches die beiden gleichachsig zueinander verlaufenden Zylinderbohrungen
2 und 3 enthält. In der Bohrung 2 ist der Zylinder eines Drucklufthammers und in
der Bohrung 3 der Arbeitskolben 5 längs verschieblich gelagert. Die Deckplatte 6
des Zylinders :4 und die Kolbenstange 7 des Arbeitskolbens 5 sind durch das Ouerstück
8 starr miteinander verbunden. In dem Zylinder 4 ist längs verschieblich das Rohr
9 gelagert. Der der Deckplatte 6 zugekehrte Teil des Rohres 9 ist zu einem Druckluftkolben
io ausgebildet und besitzt am freien Ende einen verjüngten Ansatz i i. Dadurch entsteht
hinter dem Druckluftkolben io ein Raum 12 und vor demselben ein Raum 13. Der Raum
12 ist über eine Bohrung 14 des Zylinders 4 mit der Außenluft verbunden. Von dem
Raum 13 führt eine Querbohrung 15 in einen Steuerkanal 16 des Zylinders 4. Der verjüngte
Ansatz i i besitzt mittig eine Bohrung 17, die in das Rohr 9 führt und im Durchmesser
etwas kleiner als der des Schlagkolbens i8 gehalten ist. In dem dem verjüngten Ansatz
ii abgewendeten Ende ig des Rohres 9 ist das Druckstück 2o längs verschieblich gelagert,
dessen in das Innere des Rohres 9 hineinragendes Ende zu einem im Durchmesser größer
gehaltenen Kolben 21 ausgebildet ist. - Das aus dem Rohr 9 heraustretende Ende des
Druckstückes 2o besitzt eine schräge Fläche 22, die mit einer entsprechend schrägen
Fläche 23 des Schlagstempels 24 zusammenwirkt. Dieser ist radial verschieblich im
Zylinder 4 geführt und wird durch eine Feder 25 ständig gegen die schräge Fläche
22 des Druckstückes 2o gedrückt.
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Der Steuerkanal 16 ist in der Nähe des Kolbens 21 am Döpper 20 im
Durchmesser erweitert und bildet einen Raum 26 für ein Steuerventil 27. Dasselbe
ist an der dem Kanal 16 abgewendeten Seite zu einem Konus 28 ausgebildet, der nach
Abb.5 auf einen Sitz
29 aufliegt. Der an den Konus anschließende
Raum 30 ist über eine Bohrung 31 mit der Bohrung der Seele 9 verbunden. Der
Raum 26 steht in der Nähe des Ventilsitzes 29 durch eine Bohrung 32 im Zylinder
4 mit dessen Außenfläche in Verbindung.. Das Steuerventil 27 besitzt eine enge axiale
Bohrung 33. Die Zylinderbohrungen 2- und 3 sind durch eine Bohrung i4a (Abb. i)
miteinander verbunden.
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Die Druckluft wird von einem beliebigen Speicher durch die Leitung
34 einem Steuerglied 35 zugeführt, welches durch einen Handhebel 36 zu betätigen
ist. Aus dem Steuerglied 35 führt eine biegsame Leitung 37 zu dem Steuerkanal 16.
Eine andere Leitung 38 ist mit dem einen Ende und eine weitere Leitung 39 mit dem
anderen Ende der Zylinderbohrung 3 verbunden.
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Der das Werkstück darstellende hohle Walzenkörper 4o wird von einem
Gegenlager 41 getragen. Um die gleichachsige Lage längerer Werkstücke zur Vorrichtung
zu bestimmen, was insbesondere bei längeren Stücken notwendig ist, empfiehlt es
sich, in einem bestimmten Abstande ein zweites Gegenlager 4,a (Abb. 2) vorzusehen.
Die Gegenlager 41 bzw. 41a würden zweckmäßig über ein Gestell mit dem Gehäuse i
zu verbinden sein; wodurch die ganze Einrichtung ein Ganzes bildet. Die Auflager
können verstellbar angeordnet und auswechselbar sein.
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An dem Gehäuse i ist ein verschieb- und feststellbarer Anschlag 42
vorgesehen, gegen den sich die Stirnfläche des Werkstückes 40 legt, so daß seine
Lage zur Vorrichtung bestimmt ist.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach der Abb. 7 enthält das Gehäuse 43
die Zylinderbohrung 44 für den Zylinder des als Stempelträger dienenden Drucklufthammers,
die Zylinderbohrung 45 für den Arbeitskolben und die Zylinderbohrung 46 für den
Zylinder des als Gegenlagerträger dienenden Drucklufthammers. Der Zylinder 47, der
Zylinder 48 und die Kolbenstange 49- des Arbeitskolbens 50 sind durch ein
Querstück 51 starr miteinander verbunden. Während der Zylinder 48 genau so ausgebildet
ist wie der in Abb. i bis 3 dargestellte, ist nach der Ausführung gemäß Abb. 7 das
Gegenlager 52 gleichfalls wie der Stempel radial verschieblich in dem Zylinder 47
gelagert. Seine schräge Fläche 53 wirkt mit der Fläche 54 eines Druckstückes 55
zusammen, das genau wie das Druckstück des Rohres 9 im Zylinder 48 ausgebildet und
in einem gleichen Rohr angeordnet ist. Das Rohr 56 besitzt einen Schlagkolben 57.
Die Druckluft wird bei dieser Einrichtung über eine Leitung 58 dem Steuerglied 59
zugeführt. Von hier führt eine Leitun- 6o in die Zylinderbohrung 45, eine biegsame
Leitung 61 in den Steuerkanal 62 des Zylinders 48 und eine Leitung 63 in den Steuerkanal
64 des Zylinders 47. Die Leitung 65 ist im Gegensatz zur Leitung 6o mit dem anderen
Ende der Zylinderbohrung 45 verbunden.
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Die Arbeitsweise der in Abb. i bis 3 dargestellten Vorrichtung ist
folgende: In der Betriebstellung nach Abb. i wird das Werkstück 40 zunächst auf
das Gegenlager 41 und mit seiner Stirnfläche gegen den Anschlag 42 gebracht. In
der Ruhestellung nach Abb. i steht der Steuerkanal 16 über die Leitung 37 ständig
unter Druckluft. Von dem Steuerkanal 16 strömt die Luft in den Raum 26 und wirkt
sich auf die ebene Fläche des Ventils 27 derart aus, daß dieses mit seinem Konus
28 auf den Sitz 29 gepreßt wird.. Auf Grund des Durchmesserunterschiedes zwischen,
dem Ventil 27 und dem Sitz 29 ist die dem Raum 26 zugekehrte, von Druckluft beaufschlagte
Fläche des Ventils 27 größer als die von dem Ventilsitz a9 eingeschlossene, so daß
das Ventil in der in Abb. i dargestellten Lage gehalten wird. Durch die enge Bohrung
33 (Abb. 5) gelangt die Druckluft über den Kanal 30 und die Bohrung 31 in
das Innere des Rohres 9. Die in dem Rohr wirkende Druckluft hält einerseits den
Schlagkolben 18 in der in Abb. i dargestellten Lage und drückt anderseits auf den
Kolben 21 des Druckstückes 20, so daß dieser Kolben das Bestreben hat, aus dem Rohr
9 auszutreten. Da sich dieses Rohr 9 in der zurückgezogenen Lage befindet, rastet
der Kolben 21 auf der Einschnürung des Rohrendes i9, und- der Schlagstempel 24 wird
unter Wirkung der Feder 25 in den Zylinder 4 hineingedrückt, wobei die schräge Fläche
23 des Stempels gegen die schräge Fläche 22 des Druckstückes zu liegen kommt. Durch
die Öffnung 15 wirkt des weiteren ständig Druckluft im Raum 13, wodurch die Ringfläche
des Kolbens io beaufschlagt ist und das Rohr 9 in der in Abb. i gezeigten zurückgezogenen
Lage hält. Der Hub des Rohres 9 ist dadurch begrenzt, daß sich sein verjüngter Ansatz
i i gegen die Deckplatte 6 des Zylinders 4 abstützt. An Stelle der Druckluftbelastung
der Rlnbafläche des Kolbens io kann auch eine Wendelfeder in den Ringraum 13 eingelegt
sein. In diesem Fall kann die Bohrung 15 in Fortfall kommen, hinge-en müßte der
Ringraum, 13 durch einen Kanal mit der Außenluft verbunden sein.
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Wird der Handhebel 36 in die in Abb. 2 dargestellte Lage bewegt,
so strömt Druckluft durch die Leitung 39 hinter den Arbeitskolben 5 und bewegt diesen
in Richtung zum Werkstück, wodurch infolge der starren Ver-
Bindung
über das Ouerstück8 auch der Zylinder :4 in das Werkstück hineinbewegt wird. Der
Hub ist dadurch begrenzt, daß die Deckplatte 6 des Zylinders gegen das Gehäuse i
anschlägt. Hat der Zylinder q. die in der Abb.2 gezeigte Lage erreicht, so ist seine
Bohrung i-. mit dem Verbindungskanal i4a, der zur Zylinderbohrung 3 führt, zur Deckung
gekommen, und Druckluft strömt aus der Zylinderbohrung 3 in den Raum 12 hinter den
Kolben io des Rohres 9. Da die dem Raum 12 zugekehrte Ringfläche des Kolbens io
größer ist als die dem Raum 13 zugekehrte, so wird der auf die letztere ausgeübte
Druck überwunden und das Rohr 9 nach Abb. 2 in Richtung gegen den Schlagstempel
verschoben. Dabei hebt sich der Kolben 21 des Druckstückes 20 von seinem Sitz ab,
und der auf der Kolbenfläche ruhende Luftdruck kommt zur Wirkung. Dadurch tritt
eine relative Verschiebung des Druckstückes gegenüber dem Schlagstempel ein, und
die schräge Fläche des Druckstückes bewegt über die schräge Fläche des Schlagstempels
diesen radial aus dem Zylinder q. so weit heraus, bis er auf der Innenfläche des
hohlen Werkstückes zur Auflage kommt, so daß dieses nunmehr zwischen Schlagstempel
und Gegenlager festgeklemmt ist. In dieser Betriebsstellung ist auch über die Bohrung
17 die ihr zugekehrte Fläche des Schlagkolbens von Druckluft beaufschlagt; derselbe
wird jedoch, da diese Fläche kleiner ist als seine dem Innern des Rohres 9 zugekehrte
Fläche, noch in seiner Ruhelage gehalten.
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Bringt man nun den Handhebel 36 in die in der Abb.3 gezeigte
Stellung, so kommt die Leitung 37 mit der Außenluft in Verbindung. Damit erfolgt
eine plötzliche Entlastung des Steuerkanals 16 und des Raumes 26. Die noch in dem
Rohr 9 befindliche Druckluft wirkt sich nunmehr über die Bohrung 31 und den Raum
3o auf den Konus 28 des Ventils aus, so daß der Konus in die in der Abb. 3 gezeigte
Lage geschleudert wird, die mit der Außenluft verbundene Öffnung 32 freilegt und
so das Innere des Rohres 9 zwischen Schlagkolben und Druckstück entlastet. Die auf
der der Öffnung 17 zugekehrten Kolbenfläche wirkende Druckluft schleudert jetzt
den Schlagkolben auf das Druckstück, und dieses treibt über die schrägen Flächen
den Schlagstempel in die Oberfläche des Werkstückes ein.
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,-Nach Beendigung dieses Vorganges wird der Handhebel 36 in die in
der Abb. i gezeigte Lage zurückbewegt, wodurch über die Leitung 38 Druckluft in
die Zylinderbohrung 3 tritt und den Arbeitskolben 5 wieder in die Anfangsstellung
(Abb. i) zurückbewegt. Im übrigen sind jetzt wieder alle Arbeitsräume mit der Außenluft
verbunden, und lediglich das Innere des Rohres 9 ist über die Leitung 37 und den
Steuerkanal 16 mit Druckluft gefüllt. Die Arbeitsfolge kann nun wiederholt «-erden.
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Bei der Ausführung nach den Abb. i bis 3 trägt der Schlagstempel an
seinem aus dem Zylinder herausstehenden Ende, welches auf dem Werkstück aufliegt,
die für eine Stempelung erforderlichen Gravierungen,, Man kann aber auch das Gegenlager
66 (Abb. 6) als Träger der Gravierungen ausbilden und den Stempel auf seiner Oberfläche
glatt lassen, so daß er nur noch als Schlagübertragungsmittel dienen würde. Die
Stempelung würde in diesem Fall auf die Außenfläche des Werkstückes aufgebracht
werden.
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Gemäß der Ausführung nach Abb. 7 werden sowohl Schlagstempel als auch
Gegenlager gleichzeitig in die Arbeitsbereitschaftsstellung bewegt und alsdann gegenläufig
gegen die Innen- bzw. Außenfläche des Werkstückes gedrückt. Bei dieser Einrichtung
kann entweder der Schlagstempel oder das Gegenlager oder auch beide von einem Schlagkolben
beaufschlagt werden, je nachdem ob eine Außen-oder Innenstempelung bzw. beides erzeugt
werden soll. Bei dieser Einrichtung können sowohl dünnwand=ige Werkstücke q.o als
auch sehr starkwandige Werkstücke 69, wie ein solches in der Abb. 7 durch die strichpunktierte
Linie angedeutet ist, bearbeitet werden. Falls der Schlagstempel dieser Einrichtung
die Stempelung auf der Innenseite des Werkstückes auszuführen hätte, würde man die
Steuerung der Einrichtung so ausbilden, daß der Schlagkolben 57 des Gegenlagers
nicht zur Wirkung kommt. Es liegt jedoch im Bereich der Erfindung, die Steuerung
so zu gestalten, daß wahlweise das Gegenlager die Aufgabe des Schlagstempels übernimmt
und dieser dann als. Gegenlager dient. Bei den beschriebenen Ausführungsarten ist
der Arbeitskolben gleichachsig neben dem Zylinder des Drucklufthammers angeordnet.
Man kann ihn aber auch hinter dem Drucklufthammer vorsehen.