SE526757C2 - Låsanordning med rörlig kuliss - Google Patents

Description

25 30 35 40 PROBLEMSTÄLLNIN G Ändamålet med den föreliggande uppfinningen är att åstadkomma en kom- pakt låsanordning, som dels har en snabb fórflyttning och dels ger en stor kraft i låsläget.

PROBLEMLÖSNING Den till grund fór uppfinningen liggande målsättningen uppnås om den inled- ningsvis antydda låsanordningen kärmetecknas av att anordningen innefattar en rörlig kuliss och ett i kulissen styrt medbringarorgan, som är rörelsemässigt kopplat till verktyget, för åstadkommande av verktygets rörelse mellan lås- läget och det öppna läget eller vice versa, vid en rörelse av kulissen.

SAMMAN STÃLLNIN G ÖVER RITNINGSFIGURER Uppfinningen skall nu beskrivas med utgångspunkt från bifogade ritningar. På dessa visar: fig 1 en rak sidovy av låsanordningen enligt uppfinningen i ett öppet läge, varvid anordningen ingår i en rörbockningsmaskin; fig 2 en vy motsvarande den i fig 1 av låsanordningen och bockverktyget i rörbockningsmaskinen i ett låsläge; ñg 3 en perspektivvy från motsatta sidan av låsanordningen och bock- verktyget enligt fig l och 2, varvid låsanordningen befinner sig i sitt öppna läge; i fi g 4 en vy rakt ovanifrån av bockverktyget; och fig 5 en perspektivvy av den i låsanordningen enligt uppfinningen ingå- ende rörliga kulissen.

FÖREDRAGEN UTFÖRINGSFORM Uppfinningen kommer nedan att exemplifieras såsom tillämpad på en rör- och profilboclmingsrnaskin, vilken har ett verktyg med två delar 4 och 5 vilka är rörliga mot och från varandra mellan ett stängt läge, där de med en låskraft är anpressade mot varandra, och ett öppet läge, där ett arbetsstycke kan sättas in i, fórflyttas eller tagas ut ur verktyget. Uppfinningen kan emellertid med fór- 10 15 20 25 30 35 40 526 757 3 del tillämpas även vid andra typer av maskiner och verktyg där ovan skissera- de funktioner och krav också gäller.

I fig 1 visas ett parti av en rörbockningsmaskin. I det visade partiet ingår ett delbart bockverktyg 1, som låses av en låsanordning 2 enligt uppfinningen.

Vidare finns en motor 3 för drivning av låsanordningen 2, och en därigenom rörlig del av bockverktyget 1.

Bockverktyget l är alltså delbart i två olika delar 4, 5, som är rörliga mot och från varandra och samtidigt vridbara runt en väsentligen lodrät axel Y. Medan verktyget i fig 1 visas i sitt öppna läge, visas det i fig 2 i sitt låsläge. Vid be- traktande av fig 2 framgår att den raka delen 5 har rört sig ett stycke åt vänster i figuren jämfört med fig 1.

I den föredragna utföringsfonnen åstadkommes låsningsrörelsen huvudsak- ligen av den raka delen 5 utefter en slid 6, medan bockningen av röret utföres runt krökningsdelen 4. Den lodräta axeln Y, runt vilken vridningen av verk- ' tyget 1 sker, sträcker sig som en centrurnaxel genom krökningsdelen 4.

I fig 3 visas verktyget i sitt öppna läge, och sliden 6 är också synlig. På såväl krökningsdelen 4 som på den raka delen 5 finns i den föredragna utförings- formen en serie urtag 7 för mottagande av de rör som skall bockas. När de i verktyget l ingående delarna 4, 5 förs mot varandra till låsläget möts urtagen 7 i respektive del 4, 5 och ger en gripande fasthållning av röret, såsom fiam- går bäst i fig 2.

De i bockverktyget 1 ingående delarna 4, 5 är vridbara runt den väsentligen vertikala axeln Y. Krökningsdelen 4 uppvisar en serie olika radier i olika nivåer utefter axeln Y. Dessa radier påverkar utseendet på det bockade röret, närmare bestämt hur skarp lcrölaiingen blir. Krökningsdelen 4 såväl som den raka delen 5 är utbytbara för att fungera för olika rördimensioner och bock- radier. Graden av bockning påverkas också av graden av vridning av bock- verktyget l vid bockningen.

I fig 4 visas, i en vy ovanifrân, bockverktyget 1 med de ingående delarna 4 och 5, som tillsammans med sliden 6 är vridbara runt axeln Y. I fig 4 syns ett rör 15 under bockningen därav. Ett mothåll 16 ligger an mot röret 15 för att säkerställa att röret 15 bockas på det avsedda stället, men i övrigt hålls rakt.

Eventuellt ingår ytterligare en låsanordning 2 enligt uppfinningen för att föra mothållet 16 till och från sitt arbetsläge. 10 15 20 25 30 35 40 526 757 4 En chuck 17 håller fast röret 15 under bockningsförloppet och matar fram röret 15 förutbestämda sträckor mellan flera bockningar för att åstadkomma komplexa rörkonfigiirationer. Dessutom har chucken 17 förmågan att vrida röret runt sin längdaxel mellan bockningama så att en serie bockningar ger en rörkonfiguration med en utsträckning i rymden snarare än i ett enda plan.

Härav inses lätt att den bockade änden av röret kan komma att anta en skrymmande form, och att det därför är av största vikt att bockningsmaskinen är så kompakt som möjligt för att ge maximalt utrymme åt röret.

För att parera reaktionskrafier från det rör 15 som för tillfället bockas är anordnat en tvärgående bom 8 mellan krökningsdelen 4 och en fast pelare 9 i maskinen. Reaktionslcafterna strävar efter att bända isär de i bockverktyget l ingående delama 4 och 5 när de vrids runt axeln Y. Särskilt stora blir kraf- tema vid urtagens 7 kanter.

Bockverktyget l lämpar sig väl för en serieproduktion där en större mängd rör med samma dimension matas in automatiskt i maskinen. En hög hastighet är önskvärd såväl vid den automatiska imnatningen som under gripandet av rören i verktyget 1 och själva bockningsförfarandet. Detta ställer motsvarande krav på låsanordningen 2, i det att den skall åstadkomma en snabb rörelse hos den raka delen 5, åtminstone under större delen av rörelsen till och från det fria läget. Vidare måste låsanordningen 2 åstadkomma en kraftig låsning av det delbara verktyget 1. Således krävs en stor kraft från låsanordningen 2 nära bockverktygets 1 låsläge.

Lâsanordningen 2 är förbunden med den raka delen 5 av bockverktyget 1 via ett medbringarorgan 10. Medbringarorganet 10 är rörligt utefter en linje sam- tidigt med den raka verktygsdelen 5, företrädesvis i en slid 6. Riktningen för rörelsen benämns X-riktningen. Den samtidiga rörligheten innebär att en på- verkan på medbringarorganet 10 åstadkommer en rörelse av den raka verk- tygsdelen 5, åtminstone i den mån rörelsen sker i X-led. När medbringar- organet 10 påverkas i X-Z-planet tillåter sliden 6 endast att den komponent av kraften som är riktad i X-led överförs till verktygsdelen 5. Sliden 6 spärrar laaften i Z-led. Således är den rörelse som krafien åstadkommer på med- bringarorganet 10 och verktygsdelen 5 en rörelse i X-led.

I den föredragna utföringsforrnen är en rörlig kuliss 11 anordnad nedanför bockverktyget l för att överföra en rörelse till medbringarorganet 10. Utformf ningen av den rörliga kulissen 11 är sådan att dess egen rörelse åstadkommer den rörelse som medbringarorganet 10 erhåller. Detta uppnås genom att den rörliga kulissen ll är försedd med ett spår 12, vari medbringarorganet är styrt. 10 15 20 25 30 35 40 526 757 5 Eftersom andra rörelser än dem i X-led är spärrade av sliden 6 är kulissens 11 rörelser i andra riktningar än X-led oväsentliga. Det väsentliga är den kraft som påverkar medbringarorganet 10 till en rörelse i X-led, och att kulissens 1 1 rörelse tillåter en kompakt konstruktion av kulissen 11 och hela låsanord- ningen 2.

Vid en öppnings- eller låsningsrörelse hos kulissen 11 kommer medbringar- organet 10 att styras i en bana som är beroende av den rörliga kulissens 11 utforrrming .och dess rörelse.

I den föredragna utföringsformen är kulissen 11 utformad som ett spår 12.

Eftersom endast rörelser utefier slidens 6 riktning, dvs i X-led, uppfattas av medbringarorganet 10 och överförs till verktyget 1 är det väsentligen spårets 12 kanter som står i kontakt med medbringarorganet 10. Denna typ av styr- ning kallas även desmodromisk styrning eller tvångsstyming. Spåret 12 i kulissen 11 benämndas även kamkurva. I den föredragna utföringsformen är medbringarorganet 10 utformat som en rulle, som löper lätt i spåret 12.

I den föredragna utföringsfonnen har kulissen 11 formen av en cylinder 13, vari spåret 12 är anordnat. Detta framgår i detalj av fig 5. Kulissen 11 ges häri genom ett mycket kompakt utförande eftersom spåret 12 är krökt i cylin- dems 13 mantelyta, Utformningen ger också goda möjligheter till att på ett enkelt sätt åstadkomma rörelsen hos kulissen 11, närmare bestämt genom att cylindern 13 roterar i endera riktningen kring sin centrumaxel.

Spårets 12 utformning ger också en anpassning av rörelsen, och särskilt dess hastighet, i förhållande till cylindems 13 hastighet. Formen på spåret 12 i cylindem 13 motsvarar gängan hos en skruv med variabel gängstigning. I de områden där spåret 12 är som brantast blir hastigheten hos det i spåret 12 rör- liga medbringarorganet 10 som högst i förhållande till cylindems 13 rota- tionshastighet. I de områden där spåret är flackt, dvs där gängstigningen är som minst, blir hastigheten som lägst i förhållande till cylindems 13 rota- tionshastighet. Stigningen hos spåret 12 påverkar också riktningen för den kontaktkraft som uppstår mellan medbringarorganet 10 och spårets 12 kanter.

Eftersom kontaktkraften är en normal till spårets 12 kant innebär detta att kraften i X-led, dvs i slidens 6 riktning, är som störst när spårets 12 stigning är som minst. Således erhålla en större kraft när medbringarorganet 10 befm- ner sig i den del av spåret 12 som motsvarar låsläget hos bockningsverktyget 1. 10 15 20 25 30 35 40 526 757 6 Övergångarna mellan de olika stigningama i spåret 12 måste vara mjuka, för erhållande av en problemfri gång. Förloppet där den rörliga delen 5 rör sig från det öppna läget till låsläget eller omvänt är tärnligen snabbt, typiskt sett inom någon eller några hundradelar av en sekund. Eventuella oj ämnheter i spåret 12 skulle därför ge upphov till oönskade kontaktkrafier, vibrationer eller stötar, som riskerar att minska låsanordningens 2 livslängd. Dessutom skulle onödigt mycket buller åstadkommas.

Att åstadkomma ett sådant spår 12 med varierande stigning har visat sig vara mycket komplicerat i praktiken. Ett sätt är att man för hand, med noggranna utprovningar, åstadkommer spåret 12, som har formen av en helix vars stig- ning varierar utefter hela dess längd. Spåret 12 saknar alltså avsnitt där stig- ' ningen är helt konstant, även om förändringarna utefier den genomlöpta sträckan är mycket små i vissa avsnitt. Ett armat sätt att åstadkomma spåret 12 är att man utnyttjar avancerade CAD-program vid konstruktionen. Konstruk- tören måste då ange ett antal helixar med olika, konstant stigning i olika områden. Datorprogrammet beräknar sedan en helix med varierande stigning.

Denna helix är att betrakta som en sammansmältning av de ursprungligen angivna, men den nya, sammansmälta helixen har en stigning som hela tiden varierar. Därför saknas väldefinierade övergångar mellan de stigningar som ursprungligen angivits. Den nya helixen är en helhet som skulle vara mycket svår, eller rent av omöjlig att åstadkomma med manuella beräkningar. Vid praktiska försök har det visat sig att åtminstone tre olika helixar måste anges inledningsvis, annars blir variationen i stigning i den sammansmälta helixen alltför kraftig vid den tillämpning som anges i den föredragna utförings- formen.

De snabba förloppen vid låsning och öppnande av bockverktyget 1 gör också att en minimering av cylindems 13 tröghet är önskvärd. Därför önskar man minimera dess massa i så stor utsträckning som möjligt, utan att dess hållfast- het minskas i någon väsentlig grad. I den föreliggande utföringsformen har detta lösts genom att en serie lätthål 18 är anordnade i cylindem 13 i de delar av cylindem 13 där spåret 12 inte är anordnat. Mängden material som ingår i cylindern 13 reduceras, så att den kraft som krävs för att accelerera och bromsa cylindem 13 till en önskad hastighet blir så liten som möjligt.

Motorn 3 är i den föredragna uttöringsfonnen elektrisk. Detta ger i allmänhet en kompakt motor, som kan placeras nära den rörliga cylindem 13. Motom 3 är i den föredragna utföringsforrnen kopplad via en växellåda 14 till cylindem 13. Kompaktheten hos hela konstruktionen har den fördelen att det finns gott om utrymme för det delvis bockade röret under bockningsprocessen. I vissa 10 15 20 25 30 35 40 526 757 7 maskiner, där motorn är alltför skrymmande, är det närnligen omöjligt att bocka vissa typer av komplicerade, bockade rör, efiersom det bockade röret efter några på varandra följ ande bockningar har en sådan utsträckning i rym- . den att det är svårt eller omöjligt att genomföra ytterligare en bockning utan att det redan bockade partiet stöter emot någon del av maskinen under bock- ningsrörelsen.

Motom år i den föredragna utföringsforrnen också försedd med en moment- styrning där det maximalt tillåtna momentet är inställbart. Eftersom spårets 12 stigning påverkar momentet ger den varierande stigningen en varierande kraft.

Nära verktygets öppna läge är kraften som minst, vilket minskar risken för allvarliga klämskador vid olyckstillbud. Nära låsläget uppnås däremot den önskade stora låskrafien.

ALTERNATIVA UTFÖRINGSFORMER I den föredragna utföringsfonnen visas kulissen som en cylinder 13. Det är naturligtvis också möjligt att låta den rörliga kulissen 1 1 vara plan. En plan skiva med ett helt eller delvis genomgående spår har dock den fördelen att den kan åstadkomma kraft och rörelse i en vinkel i planet mot sin egen rörel- ~ seriktning, förutsatt att kulissen ges en för detta ändamål lämplig utformning.

Detta kan vara intressant vid vissa tillämpningar, där särskilda krav ställs på maskinens utformning i övrigt.

I den föredragna utföringsfonnen har spåret 12 varit som brantast i det läge som motsvarar verktygets öppna läge, så att detta ges en maximal hastighet i detta område, medan hastigheten minskar när verktygsdelen 5 närmar sig verktygets l Iåsläge. Om ett annat hastighetsmönster önskas, exempelvis en långsam rörelse nära den rörliga delens båda ändlägen utformas spåret i enlighet därmed.

Låsanordningen 2 enligt uppfinningen kan också anordnas vid andra verktyg och på andra platser i en rörboclmingsmaskin, exempelvis för uppstödj ande av röret under bockningsförfarandet eller för att fungera som ett mothåll, som tar upp en del av reaktionskrafierna från röret under bockningen.

På motsvarande sätt är det naturligtvis också möjligt att anordna låsanord- ningen 2 enligt den föreliggande uppfinningen även i andra typer av maskiner där en motsvarande rörelse krävs mellan ett öppet läge och ett låst läge. Några exempel på sådana maskiner är forrnsprutor, pressgjutningsmaskiner, andra 526 757 8 gjuterimaskiner och fleroperationsmaskiner, särskilt fasthållningsbackari sådana maskiner.

Uppfinningen kan modifieras ytterligare inom ramen för bifogade patentkrav. 5

Claims (8)

10 15 20 25 30 526 757 9 PATENTKRAV

1. Låsanordning för ett i en maskin ingående verktyg (1) som har ett låsläge och ett öppet läge, van/id verktyget (1) eller en del (5) därav är törbart mellan låsläget och det öppna läget och vice versa, k ä n n e t e c k n a d av att anordningen (2) innefattar en rörlig kuliss (11, 12) och ett i kulissen (1 1, 12) styrt medbringarorgan (10), som är rörelsemässigt kopplat till verktyget (1) - för åstadkorrirnande av verktygets (1) rörelse mellan låsläget och det öppna läget eller vice versa, vid en rörelse hos kulissen.

2. Låsanordning enligt kravet 1, k ä n n e t e c k n a d av att den rörliga kulissen (1 1, 12) är utformad som ett spår (12) i mantelytan på en cylinder (13), som är roterbar runt sin centrumaxel.

3. Låsanordning enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a d av att spåret (12) har en skruvlinjeforrn med varierande stigning utefter cylindems (13) längd- riktning.

4. Låsanordning enligt krav 3, k ä n n e t e c k n a d av att stigningen är brantast i det parti av spåret (12) som motsvarar den del av den linjära rörel- sen som är närmast det öppna läget och flackare nära låsläget.

5. Låsanordning enligt något av kraven l-4, k ä n n e te c k n a d av att kulissens (l 1, 12) rörelse åstadkommes av en elektrisk motor (3).

6. Låsanordning enligt krav 5, k ä n n e t e c k n a d av att den elektriska motorn (3) har en momentbegränsning.

7. Låsanordning enligt något av kraven l-6, k ä n n e te c k n a d av att medbringarorganet (10) är en rulle.

8. Låsanordning enligt något av kraven 1-7, k ä n n e t e c k n a d av att maskinen är en rör- eller profilbockrringsmaskin.