WO2014207117A1 - Vorrichtung und verfahren zum umformen von hohlzylindrischen körpern - Google Patents

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WO2014207117A1
WO2014207117A1 PCT/EP2014/063544 EP2014063544W WO2014207117A1 WO 2014207117 A1 WO2014207117 A1 WO 2014207117A1 EP 2014063544 W EP2014063544 W EP 2014063544W WO 2014207117 A1 WO2014207117 A1 WO 2014207117A1
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rotary
tool carrier
movement
drive
rotary member
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PCT/EP2014/063544
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Carsten Brechling
Wilfried Abt
Thomas Rehm
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Schuler Pressen Gmbh
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D51/00—Making hollow objects
    • B21D51/16—Making hollow objects characterised by the use of the objects
    • B21D51/26—Making hollow objects characterised by the use of the objects cans or tins; Closing same in a permanent manner
    • B21D51/2692—Manipulating, e.g. feeding and positioning devices; Control systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D43/00—Feeding, positioning or storing devices combined with, or arranged in, or specially adapted for use in connection with, apparatus for working or processing sheet metal, metal tubes or metal profiles; Associations therewith of cutting devices
    • B21D43/02—Advancing work in relation to the stroke of the die or tool
    • B21D43/04—Advancing work in relation to the stroke of the die or tool by means in mechanical engagement with the work
    • B21D43/14—Advancing work in relation to the stroke of the die or tool by means in mechanical engagement with the work by turning devices, e.g. turn-tables
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B21D51/00—Making hollow objects
    • B21D51/16—Making hollow objects characterised by the use of the objects
    • B21D51/26—Making hollow objects characterised by the use of the objects cans or tins; Closing same in a permanent manner

Definitions

  • the invention relates to an apparatus and a method for forming hollow cylindrical bodies.
  • the bodies are used, for example, for producing containers made of thin-walled sheet metal, for example aerosol cans, beverage cans, tubes or the like.
  • a hollow cylindrical body is first prepared in a deep drawing and / or ironing device, which is closed at one axial end and open at the other axial end.
  • This body serves as a semi-finished product for the production of the container and is further formed in subsequent Umformpro ⁇ zessen.
  • the hollow cylindrical body must be further formed.
  • the device according to the invention or the method according to the invention is used for this purpose.
  • the device may be, for example, a drawing-in machine.
  • a station can be designed as a processing station and / or as a measuring station and / or test station. Each station thus serves to machine the hollow cylindrical body and / or to measure or check the shape or dimension.
  • Each station has a tool, which is a machining tool and / or test tool and / or measuring tool, depending on whether the station is a processing station to a processing station, a measuring station, a test station o which is a combination of these.
  • the tools of the stations are arranged on a common tool carrier.
  • the tool carrier can be moved relative to a rotating part of a transport device in order to machine and / or measure and / or test the hollow cylindrical bodies.
  • the transport device with the rotary part serves to move the hollow cylindrical bodies from one station to the next station.
  • On the rotating part holding means are arranged according to the body.
  • the rotating part is moved intermittently, so that the Kör ⁇ per move from one station to the next station.
  • DE 10 2010 061 248 Al proposes, for the rotational movement of the rotary member and to provide a rotary drive for the lifting movement of the tool carrier relative to the rotating part of a separate main ⁇ drive.
  • About the main drive a sinus ⁇ shaped lifting movement is generated, for example by means of an eccentric drive. Decoupled from this lifting movement of the rotary drive of the body can be done very quickly from one station to the next, whereby the Nutzhubanteil the Hubbe ⁇ movement of the tool carrier can be increased.
  • a main drive for generating an intermittent lifting movement of the tool carrier between two reversal positions is present.
  • the movement of the tool carrier is in particular not sinusoidal or cosine-shaped, but according to the invention has a standstill phase when the tool carrier is in a latching position.
  • the transport device with the rotary part has a separate rotary drive for generating an intermittent rotary movement of the rotary part.
  • the rotational movement of the rotary member takes place as long as the tool carrier is stationary during the latching phase in its latching position.
  • the latching position preferably corresponds to one of the reversing positions in the stroke movement of the tool carrier.
  • the device or the method are thereby flexible and efficient.
  • the speeds or accelerations during the working movement of the tool carrier from its locking position in the direction of the rotating part can also be reduced.
  • the duration of the latching phase during which the tool holder is stationary can be variably predetermined and / or changed. This also makes it possible to carry out the transfer movement or the rotational movement of the rotary part with low rotational speeds, low rotational accelerations and / or small changes in acceleration, if a gentle transport of the body is advantageous or necessary.
  • Both the main drive and the rotary drive wei ⁇ sen preferably for producing movement of an electric motor, particularly a servo motor, a torque motor or a segment motor.
  • transmission elements in particular special gear transmission elements, completely eliminated. So ⁇ with the mechanical wear during operation can be reduced. It is also possible deviations from components of the device during their manufacture or during assembly of the device by the control and the exact positioning of the turntable turnable with the rotary drive auszlei ⁇ chen, causing disturbances or errors in the processing of the hollow cylindrical body during operation of the Device can be reduced or excluded.
  • the rotary drive of an electric motor such as segment motor, torque motor or servo motor which MENT in particular without interposition of a transla- or the reduction gear to the rotary part verbun ⁇ .
  • an electric motor such as segment motor, torque motor or servo motor which MENT in particular without interposition of a transla- or the reduction gear to the rotary part verbun ⁇ .
  • the Hubeweg Zvi ⁇ rule can be set to two reversal positions.
  • an electric motor of the main drive is not completely rotating about its axis of rotation, but oscillating between a first angle of rotation, which represents a first pendulum position, and a second angle of rotation, which represents a second pendulum position, are moved in the thereby limited angle ⁇ or pendulum area.
  • This can be varied in a simple way, the stroke by the pendulum or angle range is changed.
  • the relative positions of the reverse positions of the lifting movement of the tool carrier relative to the rotary member can be set separately. The flexibility of the device is thus further increased.
  • the time course of the rotational movement and the temporal Run the stroke separately specified.
  • the beginning of the rotational movement and / or the end of the rotational movement does not coincide with the beginning of the detent phase or the end of the detent phase in time.
  • the rotational movement takes place in time during the latching phase.
  • the transport device has a position sensor which serves to detect the rotational position of the rotary part.
  • a signal can be generated via the position sensor, which indicates the end of the rotational movement, whereupon the locking ⁇ phase ends and the stroke of the tool carrier can be continued ⁇ set.
  • the bodies arranged on the rotary part can be positioned very precisely in each station for processing or for testing or for measurement.
  • the position of the turntable is vorzugswei ⁇ se regulated.
  • the duration of the dwell phase, while resting the Malawi ⁇ ger in its locking position is preferably adjustable and / or predetermined. Additionally or alternatively, the duration of the transport phase, which requires the rotary drive for rotation of the rotary member between two successive rotational positions adjustable and / or can be predetermined.
  • the catch phase is at least as long as the Trans ⁇ port phase.
  • FIG. 1 shows a schematic side view of a first embodiment of a device according to the invention in a sectional view
  • FIG. 2 shows the rotary part of the device according to FIG. 1 in plan view according to the line II - II in FIG. 1,
  • Figure 3 is a schematic side view of an exporting ⁇ approximately example of a rotary drive of the apparatus of Figure 1 and 2 for driving the rotating part in the sectional image,
  • FIG. 4 shows a schematic side view of a further exemplary embodiment of a rotary drive for the rotary part in a sectional view
  • Figure 5 is a schematic representation of the course of the stroke movement of the tool carrier according to the present invention with a solid line and the course of the stroke movement in the prior art in dashed line and
  • FIG. 1 illustrates a device 10 for forming hollow cylindrical bodies 11.
  • the hollow cylindrical bodies 11 have been made of a thin-walled sheet in a previous method by deep drawing and / or drawing. They are closed at one axial end, while the other axial end is open.
  • the hollow cylindrical body 11 consist of a uniform material and are preferably made without seam or joining ⁇ site in one piece. They can be be ⁇ coated with a synthetic material ⁇ layer on the inside and / or outside.
  • the device 10 serves to further reshape these hollow ⁇ cylindrical body 11.
  • one of the two axial end regions, for example the open axial end region, of the hollow cylindrical body is reshaped so that its diameter changes.
  • the device 10 thus forms a drawing-in machine in the embodiment.
  • the device 10 has a plurality of stations 12.
  • the stations 12 can be designed as processing stations 12a or as testing or measuring stations 12b.
  • the machining ⁇ processing station 12a has a machining tool 13a.
  • a measuring or testing station 12b accordingly has a measuring or testing tool 13b.
  • the processing tools 13 a and the measuring or testing tools 13 b are generally referred to below as tools 13.
  • the tools 13 are arranged on a circular path about a central longitudinal axis L. Each station 12 is associated with a tool we ⁇ ilias. 13 The stations 12 with the tools 13 are preferably distributed uniformly in the circumferential direction about the longitudinal axis L.
  • the device 10 has a tool carrier 14, where the tools 13 are arranged.
  • the tool carrier 14 is arranged to be movable parallel to the longitudinal axis L.
  • the tool carrier 14 with the tools 13 perform a stroke movement H between a first reversal point UA and a second reversal point UB.
  • the tool carrier 14 is driven by a main drive 15 for this purpose.
  • the tool carrier 14 is displaceably guided for this purpose along a guide column 16.
  • the Füh ⁇ approximately pillar 16 is arranged coaxially to the longitudinal axis L.
  • a first bearing 17 is provided in the embodiment shown in Figure 1 for mounting the tool carrier 14 on the guide column 16, which may be formed, for example, as Gleitla ⁇ ger or rolling bearings.
  • the main drive 15 has an electric motor and in the embodiment a first servomotor 18.
  • the main drive 15 may for example be designed as an eccentric drive or alternatively as a toggle drive or the like.
  • the first servo motor 18 is connected via the corresponding gear of the main drive 15 with the tool carrier 14 ⁇ .
  • the first servo motor 18 can not only be driven in rotation about its motor axis of rotation M. It is also possible to oscillate the servomotor 18 in a pendulum region P between a first pendulum position PI and a second pendulum position P2.
  • the servomotor 18 does not rotate completely around its motor axis of rotation M, but reverses its direction of rotation in the pendulum positions PI, P2, so that it oscillates in the pendulum range P between these two pendulum positions PI, P2.
  • the stroke H of the tool carrier 14 is carried out accordingly.
  • the main drive 15 is controlled by a control unit 19.
  • a transport device 23 serves to transport the bodies 11 between the stations 12.
  • the transport device 23 is also provided to position the bodies 11 in the respective stations 12, so that the bodies 11 each assume a predetermined relative position with respect to the tools 13.
  • the transport device 23 has a rotary part 24 which is mounted rotatably relative to the tool carrier 14.
  • the rotary member 24 via a second bearing 25, which may be designed as plain bearings or bearings, rotatably mounted on the central column 16.
  • the rotary member 24 may be rotatably supported or supported on its rear side 26 opposite the tool carrier 14 via a third bearing 27, as shown schematically in FIG.
  • the rotary part 24 or the transport device 23 has a holding means 28.
  • the holding means 28 are arranged on the the Wergnen 14 supplied ⁇ side facing, for example according to a circular path about the longitudinal axis L K.
  • the diameter of the circular path K is preferably equal to the diameter of the
  • a holding means 28 has a receiving trough 29, which receives an axial region, preferably the closed ⁇ area of the body 11.
  • clamping means such as jaws, be present to hold the body 11 in the desired position in the receiving trough 29 or clamped.
  • the holding means 28 could also be designed differently than is provided in the case of ⁇ preferred embodiment.
  • the rotary member 24 has a circular, circular or annular shape in the embodiment and can therefore also be called Drehschei ⁇ be, rotary ring or turntable.
  • the transport device 23 has a rotary drive 30.
  • the rotary drive 30 is ⁇ controlled by the control unit 19.
  • the rotary drive 30 is guided as a separate drive from ⁇ and actuated independently of the main drive 15. So ⁇ with the rotational movement of the rotary member 24 is mechanically decoupled from the stroke movement H of the tool part 14 ⁇ out leads.
  • the rotary drive 30 is preferably designed as Di ⁇ rektantrieb and includes an electric motor 31, preferably a servo motor or segment motor, which is connected directly without interposition of a mechanical transmission with the rotary member 24th
  • a Ge ⁇ gear 32 may be interposed for mechanical coupling.
  • the rotary member 24 is further intermittie ⁇ rend in a rotational direction D about the longitudinal axis L between each successive rotational positions a ⁇ and ⁇ , ⁇ + ⁇ further rotated by the rotary drive 30.
  • the holding means 28 are arranged regularly along the circular path K. Therefore, the rotary member 24 is further rotated by a rotational angle Da between two successive rotational positions.
  • the rotary member 24 moves with the angular velocity co.
  • the device 10 also has a position sensor 33.
  • the sensor signal of the position sensor 33 is transmitted to the control unit 19.
  • the control unit 19 can therefore control the rotational position ⁇ , ⁇ of the rotary member 24.
  • the time course of the rotational movement of the rotary member 24 and the time course of the stroke H of the tool carrier 14 are independently definable or adjustable. This is possible because no mechanical, fes ⁇ te coupling between the tool part 14 and the main drive 15 on the one hand and the rotary member 24 and the rotary actuator 30 on the other.
  • the coordination and movement of the istträ ⁇ gers 14 and the rotary member 25 will be explained below with reference to FIGS. 5 and 6.
  • the device 10 may determine the movements depending on a time t or depending on a parent
  • Guide angle ß Such a guide angle ⁇ can be used to coordinate the movement of several different machines or presses or transfer devices and the like. The motion sequences can then ⁇ forth without loss of generality be represented, depending on the lead angle ß, as shown in Figures 5 and 6. FIG.
  • FIG. 5 shows a movement sequence B as a function of the guide angle ⁇ in a dashed line.
  • This motion ⁇ expiration B corresponds to a device according to the prior art.
  • the tool carrier 14 is moved back and forth in a sinusoidal or cosine-like manner continuously between the first reversing position UA and the second reversing position UB.
  • the tool carrier 14 In the first reversing position UA, the tool carrier 14 has a greater distance from the rotary part 24 than in the second reversal position. UB.
  • transport phase T The transfer movement between two successive rotational positions a ⁇ and ⁇ , ⁇ + ⁇ , so the rotational movement of the rotary member 24 by the rotation angle ⁇ requires a period of time, which is referred to as transport phase T.
  • this transport phase T no tool 13 may be in contact or in engagement with the associated body 11, since otherwise a rotation of a rotary member 24 with all hollow cylindrical bodies 11 is not possible without collision.
  • FIG 5 is continued during the movement B of the tool holder according to the prior art, during the transport phase T the lifting movement, so that a blow-Z currency ⁇ rend the transport phase takes place T.
  • the main drive 15 is operated in ⁇ termittierend.
  • the entire stroke can be reduced, which is illustrated by the inventive stroke H in Figure 5 with a solid line.
  • the required overstroke Z is considerably reduced. This is achieved according OF INVENTION ⁇ dung that the stroke movement of the work ⁇ product carrier 14 has a latching R phase, during which the tool carrier 14 is in a rest position.
  • the detent position corresponds in the embodiment of the first reversing position UA.
  • the rest phase R the tool carrier remains at rest.
  • the rotary drive 30 performs the rotary movement of the rotary member 24.
  • the control unit 19 causes by the main drive 15, a movement of the work ⁇ product carrier 14 from the latching position UA out to the second reversal position UB and back to the first reverse position or to the latching position UA , This process, as shown in solid line in FIG. 5, is carried out cyclically.
  • the stroke between the two reversal positions UA, UB can be varied very easily according to the invention.
  • the stroke can be adjusted according to the pendulum range P.
  • the two reversal positions UA, UB can also be adjusted separately by changing the two pendulum positions PI, P2. As a result, a very high flexibility of the device 10 is achieved.
  • the transport phase T may also be shorter than the latching phase R.
  • the duration of the latching phase R can be reduced by shortening the transport phase T, without the stroke between the two reversal positions UA, UB must be reduced ( Figure 6).
  • Figure 6 illustrates by way of example that by reducing the duration of the transport phase T, the latching phase R can be reduced correspondingly from a first time duration value R1 to a second time duration value R2, so that with the same stroke a larger number of strokes is possible.
  • the electric motor 31 is di ⁇ rectly coupled to the rotary member 24 without the interposition of a Ge ⁇ drive.
  • the electric motor 31 has a rotor 38 and a stator 39. Both rotor 38, and stator
  • the rotor 38 is rotatably connected via a connecting ⁇ part 40 with the rotary member 24.
  • the connecting part 40 overlaps, for example according to a front end of the Sta ⁇ gate 39 and extends in this section radially outwards over the end face of the stator 39.
  • Coaxial to Ver ⁇ connecting part 40 is, for example according to a pivot bearing 41 are ⁇ allocates, via the the rotating portion 24 supported on a support member 42.
  • the support member 42 has in the embodiment ei ⁇ ne substantially tubular shape and is arranged coaxially around the electric motor 31 around.
  • the stator 39 is attached according to the example on the support member 42.
  • the electric motor 31 is designed as a hollow shaft motor, so that inside there is a cylindrical space through which the guide column 16 passed who can ⁇ .
  • This free space is also suitable, for example, for passing drive elements, electrical lines or other supply lines.
  • a drive rod, for generating the lifting movement H of the tool carrier 14 can be passed through this space.
  • FIG. 4 A modified embodiment of a rotary ⁇ drive 30 is shown in FIG 4.
  • the electric motor 31 is as so-called segment motor running.
  • large diameter for the tool carrier 14 and the rotary member 21 can be achieved, so that the number of stations 12 along the circular path K can be increased.
  • more complex forming presses with many individual processing steps and / or test and measuring steps can be carried out with the device 10.
  • This segment motor has a permanently excited disk-shaped rotor 38.
  • the rotor 38 of the segment motor has a plurality of pool pairs, each with magnetically inverted permanent magnets.
  • the magnetization direction can be radial or tangential to the direction of rotation of the rotor 35.
  • the stator 39 has one of them different and ins ⁇ particular smaller number of poles, which are each formed by an electromagnet.
  • the segment motor may also have a stator 39 coaxially disposed about the rotor 38. In the embodiment shown here
  • the stator 39 connects to the rotor 38 in the axial direction parallel to the longitudinal axis L. It is attached to the support member 43 as in the previous embodiment of FIG.
  • the rotor 38 is connected directly to the pivot bearing 41 in this embodiment.
  • the rotor 38 is also rotatably coupled to the rotary member 24.
  • the longitudinal axis L may be arranged vertically or horizontally.
  • the invention relates to a device 10 for forming hollow cylindrical bodies 11.
  • the device has a plurality of stations 12. Each station is assigned a tool 13.
  • the tools 13 are arranged on a common tool carrier ge ⁇ fourteenth
  • the tool carrier 14 can be moved via a main drive 15 between two Umledgepo ⁇ positions UA, UB. This lifting movement H is carried out intermittently.
  • One of the two reversal positions UA forms a latching position, in which the istträ ⁇ ger 14 is stationary in a latching phase R.
  • the work ⁇ product carrier 14 in the dwell phase R occupies its latching position UA, transported, a transport device 23, the Kör ⁇ by 11 from a station 12 to the next station 12th

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (10) zum Umformen von hohlzylindrischen Körpern (11). Die Vorrichtung weist eine Mehrzahl von Stationen (12) auf. Jeder Station ist ein Werkzeug (13) zugeordnet. Die Werkzeuge (13) sind an einem gemeinsamen Werkzeugträger (14) angeordnet. Der Werkzeugträger (14) kann über einen Hauptantrieb (15) zwischen zwei Umkehrpositionen (UA, UB) bewegt werden. Diese Hubbewegung (H) wird intermittierend ausgeführt. Eine der beiden Umkehrpositionen bildet dabei eine Rastposition, in der der Werkzeugträger (14) in einer Rastphase (R) stillsteht. Während der Werkzeugträger (14) in der Rastphase (R) seine Rastposition (UA) einnimmt, transportiert eine Transporteinrichtung (23) die Körper (11) von einer Station (12) zur jeweils nächsten Station (12).

Description

Vorrichtung und Verfahren zum Umformen von hohlzylindrischen Körpern
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Umformen von hohlzylindrischen Körpern. Die Körper dienen beispielsweise zur Herstellung von Behältern aus dünnwandigem Blech, beispielsweise Aerosoldosen, Getränkedosen, Tuben oder dergleichen. Bei diesem Vorgang wird zunächst in einer Tiefziehvorrichtung und/oder Abstreckvorrichtung ein hohlzylindrischer Körper hergestellt, der an einem axialen Ende geschlossen und am anderen axialen Ende offen ist. Dieser Körper dient als Halbzeug für die Herstellung des Behälters und wird in nachfolgenden Umformpro¬ zessen weiter umgeformt. Insbesondere im Bereich seines Bo¬ dens und/oder des offenen axialen Endbereichs muss der hohlzylindrische Körper weiter umgeformt werden. Hierzu dient die erfindungsgemäße Vorrichtung bzw. das erfindungs¬ gemäße Verfahren. Bei der Vorrichtung kann es sich beispielsweise um eine Einziehmaschine handeln.
Solche Einziehmaschinen haben in der Regel eine Mehrzahl von Stationen. Eine Station können als Bearbeitungsstation und/oder als Messstation und/oder PrüfStation ausgeführt sein. Jede Station dient somit zur Bearbeitung des hohlzylindrischen Körpers und/oder zum Messen oder Prüfen der Form oder Dimension. Jede Station weist ein Werkzeug auf, wobei es sich um ein Bearbeitungswerkzeug und/oder PrüfWerkzeug und/oder Messwerkzeug handelt, je nachdem ob es sich bei der Station um eine Bearbeitungsstation um eine Bearbeitungsstation, eine Messstation, eine Prüfstation o- der eine Kombination hiervon handelt.
Die Werkzeuge der Stationen sind an einem gemeinsamen Werkzeugträger angeordnet. Der Werkzeugträger kann relativ zu einem Drehteil einer Transporteinrichtung bewegt werden, um die hohlzylindrischen Körper zu bearbeiten und/oder zu messen und/oder zu prüfen. Die Transporteinrichtung mit dem Drehteil dient dazu, die hohlzylindrischen Körper von einer Station zur nächsten Station zu bewegen. Am Drehteil sind entsprechend Haltemittel für die Körper angeordnet. Das Drehteil wird intermittierend bewegt, so dass sich die Kör¬ per jeweils von einer Station zur nächsten Station bewegen. DE 10 2010 061 248 AI schlägt vor, für die Drehbewegung des Drehteils einen Drehantrieb und für die Hubbewegung des Werkzeugträgers relativ zum Drehteil einen separaten Haupt¬ antrieb vorzusehen. Über den Hauptantrieb wird eine sinus¬ förmige Hubbewegung erzeugt, beispielsweise mit Hilfe eines Exzenterantriebs. Entkoppelt von dieser Hubbewegung kann der Drehantrieb der Körper von einer Station zur nächsten sehr schnell erfolgen, wodurch der Nutzhubanteil der Hubbe¬ wegung des Werkzeugträgers vergrößert werden kann.
Ausgehend von dieser bekannten Vorrichtung bzw. diesem bekannten Verfahren kann es als eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung angesehen werden, eine andere Möglichkeit zu schaffen, um die Flexibilität der Vorrichtung bzw. des Verfahrens zu verbessern. Dabei soll insbesondere die Möglich¬ keit geschaffen werden, bei gleichem maximal zur Verfügung stehenden Hub des Werkzeugträgers die maximale Höhe der be¬ arbeitbaren hohlzylindrischen Körper zu vergrößern.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 sowie ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruches 12 gelöst. Bei der Erfindung ist ein Hauptantrieb zur Erzeugung einer intermittierenden Hubbewegung des Werkzeugträgers zwischen zwei Umkehrpositionen vorhanden. Die Bewegung des Werkzeugträgers ist insbesondere nicht sinus- oder kosinus- förmig, sondern weist erfindungsgemäß eine Stillstandsphase auf, wenn sich der Werkzeugträger in einer Rastposition befindet .
Die Transporteinrichtung mit dem Drehteil weist einen separaten Drehantrieb zur Erzeugung einer intermittierenden Drehbewegung des Drehteils auf. Über das Drehteil werden die Körper von Station zur Station sozusagen schrittweise weiterbewegt. Die Drehbewegung des Drehteils findet statt, solange der Werkzeugträger während der Rastphase in seiner Rastposition stillsteht. Die Rastposition entspricht vorzugsweise einer der Umkehrpositionen in der Hubbewegung des Werkzeugträgers. Somit ist es möglich, nahezu den gesamten Hubeweg als Nutzhub zur Umformung eines hohlzylindrischen Körpers zur Verfügung zu stellen. Bei gleichem Hubweg kann durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Vorrichtung bzw. des Verfahrens ein Körper mit größerer axialerer Höhe bearbeitet werden als bei Vorrichtungen, bei denen die Hub¬ bewegung und die Bewegung des Drehteils durch eine mechanische Kopplung voneinander abhängig sind. Es ist auch möglich, den Hubweg zwischen den beiden Umkehrpositionen gegebenenfalls zu verkürzen bzw. an die axiale Höhe der Körper anzupassen. Die Vorrichtung bzw. das Verfahren sind dadurch flexibel und effizient. Auch die Geschwindigkeiten bzw. Be¬ schleunigungen bei der Arbeitsbewegung des Werkzeugträgers aus seiner Rastposition in Richtung auf das Drehteil zu können verringert werden.
Abhängig von der maximal möglichen Drehgeschwindigkeit bzw. Drehbeschleunigung der Drehbewegung des Drehteils kann erfindungsgemäß auch für axial relative hohe Körper eine große Hubzahl und mithin eine hohe Ausbringung erreicht werden .
Es ist außerdem möglich, die Hubbewegung und/oder die Hubgeschwindigkeit und/oder die Hubbeschleunigung und/oder die Beschleunigungsänderung der Hubbeschleunigung abschnittweise für unterschiedliche Phasen der Bewegung zu variieren, wodurch beispielsweise die Bewegung der Werkzeuge an die Bearbeitung bzw. die Messung oder Prüfung ange- passt werden kann. Beispielsweise kann auch der Arbeitshub des Werkzeugträgers aus der Rastposition auf das Drehteil zu langsamer und/oder mit geringen Beschleunigungen durchgeführt werden als der Rückhub zurück in die Rastposition.
Die Dauer der Rastphase, während der der Werkzeugträ¬ ger stillsteht, kann variabel vorgegebenen und/oder verändert werden. Dadurch ist es auch möglich, die Transferbewegung bzw. die Drehbewegung des Drehteils mit geringen Drehgeschwindigkeiten, geringen Drehbeschleunigungen und/oder geringen Beschleunigungsänderungen durchzuführen, wenn ein schonender Transport der Körper vorteilhaft oder erforderlich ist.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht ferner die Möglichkeit, die Anzahl der Stationen ohne bauliche Veränderung des Hauptantriebs sowie des Drehantriebs zu verändern .
Sowohl der Hauptantrieb, als auch der Drehantrieb wei¬ sen vorzugsweise zur Erzeugung der Bewegung einen Elektromotor, insbesondere einen Servomotor, Torquemotor oder einen Segmentmotor auf. Dabei können Getriebeelemente, insbe- sondere Zahnradgetriebeelemente, vollständig entfallen. So¬ mit kann der mechanische Verschleiß beim Betrieb reduziert werden. Es ist auch möglich, Abweichungen von Bestandteilen der Vorrichtung bei deren Herstellung oder bei der Montage der Vorrichtung durch die Steuerung und die exakte Positio- nierbarkeit des Drehtellers mit dem Drehantrieb auszuglei¬ chen, wodurch Störungen oder Fehler bei der Bearbeitung der hohlzylindrischen Körper beim Betrieb der Vorrichtung vermindert bzw. ausgeschlossen werden können.
Vorzugsweise weist der Drehantrieb einen Elektromotor, beispielsweise Segmentmotor, Torquemotor oder Servomotor auf, der insbesondere ohne Zwischenschaltung eines Überset- zungs- oder Untersetzungsgetriebes mit dem Drehteil verbun¬ den ist. Dadurch lässt sich eine besonders verschleißarme Vorrichtung erreichen.
Es ist weiterhin vorteilhaft, wenn der Hubeweg zwi¬ schen den beiden Umkehrpositionen einstellbar ist. Beispielsweise kann ein Elektromotor des Hauptantriebs nicht vollständig rotierend um seine Drehachse, sondern pendelnd zwischen einem ersten Drehwinkel, der eine erste Pendellage darstellt, und einem zweiten Drehwinkel, der eine zweite Pendellage darstellt, in dem dadurch begrenzten Winkel¬ bzw. Pendelbereich bewegt werden. Dadurch lässt sich auf einfache Weise der Hubweg variieren, indem der Pendel- oder Winkelbereich verändert wird. Auch die Relativpositionen der Umkehrpositionen der Hubbewegung des Werkzeugträgers relativ zum Drehteil lassen sich separat voneinander einstellen. Die Flexibilität der Vorrichtung ist mithin weiter vergrößert .
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind der zeitliche Verlauf der Drehbewegung und der zeitliche Ver- lauf der Hubbewegung separat vorgegeben. Beispielsweise muss der Beginn der Drehbewegung und/oder das Ende der Drehbewegung nicht mit dem Beginn der Rastphase bzw. dem Ende der Rastphase zeitlich zusammenfallen. Erfindungsgemäß ist lediglich vorgesehen, dass die Drehbewegung zeitlich während der Rastphase stattfindet.
Bei einer vorteilhaften Ausführung weist die Transporteinrichtung einen Positionssensor auf, der zur Erfassung der Drehstellung des Drehteils dient. Über den Positionssensor kann beispielsweise ein Signal erzeugt werden, das das Ende der Drehbewegung anzeigt, woraufhin die Rast¬ phase beendet und die Hubbewegung des Werkzeugträgers fort¬ gesetzt werden kann. Über den Positionssensor können die am Drehteil angeordneten Körper zur Bearbeitung bzw. zur Prüfung bzw. zur Messung sehr genau in jeder Station positioniert werden. Die Position des Drehtellers wird vorzugswei¬ se geregelt. Weiterhin ist es möglich, die Winkelgeschwindigkeit und/oder die Winkelbeschleunigung und/oder die Beschleunigungsänderung der Winkelbeschleunigung des Drehteils zu steuern bzw. zu regeln.
Die Dauer der Rastphase, während der der Werkzeugträ¬ ger in seiner Rastposition stillsteht, ist vorzugsweise einstellbar und/oder vorgebbar. Zusätzlich oder alternativ kann auch die Dauer der Transportphase, die der Drehantrieb zur Drehung des Drehteils zwischen zwei aufeinanderfolgenden Drehstellungen benötigt einstellbar und/oder vorgebbar sein. Die Rastphase ist mindestens so lang wie die Trans¬ portphase. Durch eine Einstellbarkeit bzw. die Vorgebbar- keit der Dauer der Transportphase und/oder der Rastphase lässt sich die Vorrichtung bzw. das erfindungsgemäße Ver¬ fahren flexibel an die jeweilige Arbeitsaufgabe anpassen. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Vorrichtung bzw. des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen sowie der Beschreibung. Die Beschreibung beschränkt sich auf wesentliche Merkmale der Erfindung. Die Zeichnung ist ergänzend heranzuziehen. Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung im Einzelnen erläutert. Es zeigen:
Figur 1 eine schematische Seitenansicht eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung im Schnittbild,
Figur 2 das Drehteil der Vorrichtung nach Figur 1 in Draufsicht gemäß der Linie II-II in Figur 1,
Figur 3 eine schematische Seitenansicht eines Ausfüh¬ rungsbeispiels für einen Drehantrieb der Vorrichtung nach Figur 1 und 2 zum Antreiben des Drehteils im Schnittbild,
Figur 4 eine schematische Seitenansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Drehantriebs für das Drehteil im Schnittbild,
Figur 5 eine schematische Darstellung des Verlaufs der Hubbewegung des Werkzeugträgers gemäß der vorliegenden Erfindung mit durchgezogener Linie sowie des Verlaufs der Hubbewegung beim Stand der Technik in gestrichelter Linie und
Figur 6 eine schematische Seitenansicht des zeitlichen Verlaufs der Hubbewegung des Werkzeugträgers mit verschie¬ den langen Rastphasen. In Figur 1 ist eine Vorrichtung 10 zum Umformen von hohlzylindrischen Körpern 11 veranschaulicht. Die hohlzylindrischen Körper 11 sind aus einem dünnwandigen Blech in einem vorhergehenden Verfahren durch Tiefziehen und/oder Abstrecken hergestellt worden. Sie sind an einem axialen Ende geschlossen, während das andere axiale Ende offen ist. Die hohlzylindrischen Körper 11 bestehen aus einem einheitlichen Material und sind vorzugsweise ohne Naht- oder Füge¬ stelle einstückig hergestellt. Sie können mit einer Kunst¬ stoffSchicht an der Innenseite und/oder Außenseite be¬ schichtet sein. Die Vorrichtung 10 dient dazu, diese hohl¬ zylindrischen Körper 11 weiter umzuformen. Insbesondere wird einer der beiden axialen Endbereiche, beispielsweise der offene axiale Endbereich, des hohlzylindrischen Körpers umgeformt, so dass sich dessen Durchmesser verändert. Die Vorrichtung 10 bildet beim Ausführungsbeispiel somit eine Einziehmaschine .
Die Vorrichtung 10 weist mehrere Stationen 12 auf. Die Stationen 12 können als Bearbeitungsstationen 12a oder als Prüf- oder Messstationen 12b ausgeführt sein. Die Bearbei¬ tungsstation 12a weist ein Bearbeitungswerkzeug 13a auf. Eine Mess- oder Prüfstation 12b weist dementsprechend ein Mess- oder PrüfWerkzeug 13b auf. Die Bearbeitungswerkzeuge 13a und die Mess- oder PrüfWerkzeuge 13b sind nachfolgend allgemein als Werkzeuge 13 bezeichnet.
Die Werkzeuge 13 sind auf einer Kreisbahn um eine zentrale Längsachse L angeordnet. Jeder Station 12 ist we¬ nigstens ein Werkzeug 13 zugeordnet. Die Stationen 12 mit den Werkzeugen 13 sind vorzugsweise gleichmäßig in Umfangs- richtung verteilt um die Längsachse L angeordnet.
Die Vorrichtung 10 weist einen Werkzeugträger 14 auf, an dem die Werkzeuge 13 angeordnet sind. Der Werkzeugträger 14 ist parallel zur Längsachse L bewegbar angeordnet. Somit kann der Werkzeugträger 14 mit den Werkzeugen 13 eine Hubbewegung H zwischen einem ersten Umkehrpunkt UA und einen zweiten Umkehrpunkt UB ausführen. Der Werkzeugträger 14 wird hierfür durch einen Hauptantrieb 15 angetrieben. Der Werkzeugträger 14 ist hierfür beispielsgemäß entlang einer Führungssäule 16 geführt verschiebbar gelagert. Die Füh¬ rungssäule 16 ist koaxial zur Längsachse L angeordnet. Ein erstes Lager 17 ist bei dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel zur Lagerung des Werkzeugträgers 14 an der Führungssäule 16 vorhanden, das beispielsweise als Gleitla¬ ger oder Wälzlager ausgebildet sein kann.
Der Hauptantrieb 15 weist einen Elektromotor und beim Ausführungsbeispiel einen ersten Servomotor 18 auf. Der Hauptantrieb 15 kann beispielsweise als Exzenterantrieb oder alternativ als Kniehebelantrieb oder dergleichen ausgeführt sein. Der erste Servomotor 18 ist dabei über das entsprechende Getriebe des Hauptantriebs 15 mit dem Werk¬ zeugträger 14 verbunden. Der erste Servomotor 18 kann nicht nur rotierend um seine Motordrehachse M angetrieben werden. Es ist auch möglich, den Servomotor 18 pendelnd in einem Pendelbereich P zwischen einer ersten Pendellage PI und einer zweiten Pendellage P2 oszillierend anzutreiben. Der Servomotor 18 bewegt sich dabei nicht vollständig rotierend um seine Motordrehachse M, sondern kehrt seine Drehrichtung in den Pendellagen PI, P2 jeweils um, so dass er sich im Pendelbereich P zwischen diesen beiden Pendellagen PI, P2 oszillierend bewegt. Über die Bewegung des Servomotors 18 wird entsprechend die Hubbewegung H des Werkzeugträgers 14 ausgeführt. Zur Steuerung der Hubbewegung H wird der Hauptantrieb 15 von einer Steuereinheit 19 angesteuert. Eine Transporteinrichtung 23 dient dazu, die Körper 11 zwischen den Stationen 12 zu transportieren. Die Transporteinrichtung 23 ist außerdem dazu vorgesehen, die Körper 11 in den jeweiligen Stationen 12 zu positionieren, so dass die Körper 11 gegenüber den Werkzeugen 13 jeweils eine vorgegebene Relativposition einnehmen. Die Transporteinrichtung 23 weist ein Drehteil 24 auf, das drehbar gegenüber dem Werkzeugträger 14 gelagert ist. Beim Ausführungsbei¬ spiel ist das Drehteil 24 über ein zweites Lager 25, das als Gleitlager oder Wälzlager ausgeführt sein kann, an der zentralen Säule 16 drehbar gelagert. Alternativ zu diesem zweiten Lager 25 oder zusätzlich hierzu kann das Drehteil 24 auf seiner dem Werkzeugträger 14 entgegengesetzten Rückseite 26 über ein drittes Lager 27 drehbar gelagert bzw. abgestützt sein, wie es in Figur 1 schematisch dargestellt ist .
Für jeden zu haltenden Körper 11 weist das Drehteil 24 bzw. die Transporteinrichtung 23 ein Haltemittel 28 auf. Die Haltemittel 28 sind auf der dem Werzeugträger 14 zuge¬ wandten Seite, beispielsgemäß auf einer Kreisbahn K um die Längsachse L, angeordnet. Der Durchmesser der Kreisbahn K ist vorzugsweise gleich groß, wie der Durchmesser der
Kreisbahn, auf der die Werkzeuge 13 angeordnet sind. Bei¬ spielsweise weist ein Haltemittel 28 eine Aufnahmemulde 29 auf, die einen axialen Bereich, vorzugsweise den geschlos¬ senen Bereich des Körpers 11 aufnimmt. In der Aufnahmemulde 29 können nicht dargestellte Klemmmittel, beispielsweise Klemmbacken, vorhanden sein, um den Körper 11 in der gewünschten Position in der Aufnahmemulde 29 festzuhalten bzw. festzuklemmen. Es versteht sich, dass die Haltemittel 28 auch anders ausgeführt sein könnten, als dies beim be¬ vorzugten Ausführungsbeispiel vorgesehen ist. Über die Transporteinrichtung 23 bzw. das Drehteil 24 können die Körper 11 sequenziell von einer Station 12 zur nächsten Station 12 transportiert werden. Das Drehteil 24 hat beim Ausführungsbeispiel eine kreisrunde, kreisförmige oder ringförmige Gestalt und kann daher auch als Drehschei¬ be, Drehring oder Drehteller bezeichnet werden. Zum Drehen des Drehteils 24 weist die Transporteinrichtung 23 einen Drehantrieb 30 auf.
Der Drehantrieb 30 wird von der Steuereinheit 19 ange¬ steuert. Der Drehantrieb 30 ist als separater Antrieb aus¬ geführt und unabhängig vom Hauptantrieb 15 betätigbar. So¬ mit kann die Drehbewegung des Drehteils 24 mechanisch entkoppelt von der Hubbewegung H des Werkzeugteils 14 ausge¬ führt werden. Der Drehantrieb 30 ist vorzugsweise als Di¬ rektantrieb ausgeführt und weist einen Elektromotor 31, vorzugsweise einen Servomotor oder Segmentmotor auf, der ohne Zwischenschaltung eines mechanischen Getriebes unmittelbar mit dem Drehteil 24 verbunden ist. Alternativ zu dieser bevorzugten Ausführung kann zwischen dem Elektromotor 31 des Drehantriebs 30 und dem Drehteil 24 auch ein Ge¬ triebe 32 zur mechanischen Kopplung zwischengeschaltet sein .
Das Drehteil 24 wird vom Drehantrieb 30 intermittie¬ rend in eine Drehrichtung D um die Längsachse L zwischen jeweils aufeinanderfolgenden Drehstellungen a± und α,ι+ι weitergedreht. Die Anzahl dieser Drehstellungen a± (i=l bis n) entspricht der Anzahl n der Stationen 12 am Werkzeugträger. Die Haltemittel 28 sind regelmäßig entlang der Kreisbahn K angeordnet. Daher wird das Drehteil 24 jeweils um einen Drehwinkel Da zwischen zwei aufeinanderfolgenden Drehstellungen weitergedreht. Das Drehteil 24 bewegt sich dabei mit der Winkelgeschwindigkeit co. Die Vorrichtung 10 verfügt außerdem über einen Positionssensor 33. Das Sensorsignal des Positionssensors 33 wird der Steuereinheit 19 übermittelt. Die Steuereinheit 19 kann daher die Drehstellung α,ι des Drehteils 24 regeln.
Der zeitliche Verlauf der Drehbewegung des Drehteils 24 und der zeitliche Verlauf der Hubbewegung H des Werkzeugträgers 14 sind unabhängig voneinander vorgebbar bzw. einstellbar. Dies ist möglich, weil keine mechanische, fes¬ te Kopplung zwischen dem Werkzeugteil 14 und dem Hauptantrieb 15 einerseits und dem Drehteil 24 und dem Drehantrieb 30 andererseits besteht. Anhand der Figuren 5 und 6 wird nachfolgend die Koordination und Bewegung des Werkzeugträ¬ gers 14 und des Drehteils 25 erläutert.
Die Vorrichtung 10 kann die Bewegungsabläufe abhängig von einer Zeit t oder abhängig von einem übergeordneten
Leitwinkel ß durchführen. Ein solcher Leitwinkel ß kann zur Koordination der Bewegung mehrerer unterschiedlicher Maschinen oder Pressen oder Transfereinrichtungen und dergleichen verwendet werden. Die Bewegungsabläufe können da¬ her ohne Beschränkung der Allgemeinheit abhängig vom Leitwinkel ß dargestellt werden, wie es in den Figuren 5 und 6 dargestellt ist.
In Figur 5 ist ein Bewegungsablauf B in Abhängigkeit vom Leitwinkel ß gestrichelt dargestellt. Dieser Bewegungs¬ ablauf B entspricht einer Vorrichtung gemäß dem Stand der Technik. Dort wird der Werkzeugträger 14 sinus- bzw. kosi- nusförmig kontinuierlich zwischen der ersten Umkehrposition UA und der zweiten Umkehrposition UB hin- und herbewegt. In der ersten Umkehrposition UA hat der Werkzeugträger 14 eine größere Entfernung vom Drehteil 24 als in der zweiten Um- kehrposition UB .
Die Transferbewegung zwischen zwei aufeinanderfolgenden Drehstellungen a± und α,ι+ι, also die Drehbewegung des Drehteils 24 um den Drehwinkel Δα benötigt eine Zeitdauer, die als Transportphase T bezeichnet wird. Während dieser Transportphase T darf keine Werkzeug 13 in Kontakt bzw. in Eingriff mit dem zugeordneten Körper 11 sein, da ansonsten eine Drehung eines Drehteils 24 mit allen hohlzylindrischen Körpern 11 nicht kollisionsfrei möglich ist. Wie in Figur 5 dargestellt, wird bei der Bewegung B des Werkzeugträgers gemäß dem Stand der Technik auch während der Transportphase T die Hubbewegung fortgesetzt, so dass ein Überhub Z wäh¬ rend der Transportphase T stattfindet. Der gesamte, zwi¬ schen den beiden Umkehrpositionen UA und UB zur Verfügung stehende Hubweg abzüglich des Überhubs Z bildet den für das Umformen der Körper zur Verfügung stehenden Nutzhub N. In Figur 5 ist zu erkennen, dass der Überhub Z einen erhebli¬ chen Anteil des gesamten Hubwegs ausmacht, und für den Nutzhub N lediglich etwa 60% bis 80% des gesamten Hubwegs zur Verfügung stehen.
Erfindungsgemäß wird deswegen der Hauptantrieb 15 in¬ termittierend betrieben. Um den gewünschten Nutzhub N zu erreichen, kann der gesamte Hubweg reduziert werden, was durch die erfindungsgemäße Hubbewegung H in Figur 5 mit durchgezogener Linie veranschaulicht ist. Der erforderliche Überhub Z ist dabei erheblich reduziert. Dies ist erfin¬ dungsgemäß dadurch erreicht, dass die Hubbewegung des Werk¬ zeugträgers 14 eine Rastphase R aufweist, während der sich der Werkzeugträger 14 in einer Rastposition befindet. Die Rastposition entspricht beim Ausführungsbeispiel der ersten Umkehrposition UA. Während der Rastphase R verbleibt der Werkzeugträger in Ruhe. Während dieser Rastphase R, wenn sich der Werkzeugträger 14 in seiner Rastposition befindet, führt der Drehantrieb 30 die Drehbewegung des Drehteils 24 durch. Sobald die Körper 11 zwischen zwei aufeinander folgenden Stationen 12 bewegt wurden, veranlasst die Steuereinheit 19 über den Hauptantrieb 15 eine Bewegung des Werk¬ zeugträgers 14 aus der Rastposition UA heraus, bis zur zweiten Umkehrposition UB und wieder zurück zur ersten Umkehrposition bzw. zur Rastposition UA. Dieser Ablauf, wie er in Figur 5 mit durchgezogener Linie dargestellt ist, wird zyklisch durchgeführt.
Der Hubweg zwischen den beiden Umkehrpositionen UA, UB kann erfindungsgemäß sehr einfach variiert werden. Durch Verändern des Pendelbereichs P bei einem pendelnden, oszillierenden Antrieb des Servomotors 18 des Hauptantriebs 15 zwischen den beiden Pendellagen PI, P2, kann der Hubweg entsprechend dem Pendelbereich P eingestellt werden. Auch die beiden Umkehrpositionen UA, UB lassen sich durch Verändern der beiden Pendellagen PI, P2 separat voneinander einstellen. Dadurch ist eine sehr hohe Flexibilität der Vorrichtung 10 erreicht.
Durch die Entkopplung der Hubbewegung H des Werkzeugträgers 14 von der Drehbewegung des Drehteils 24 kann die Transportphase T auch kürzer sein als die Rastphase R. In der Regel kann aber durch die Verkürzung der Transportphase T die Dauer der Rastphase R reduziert werden, ohne dass der Hubweg zwischen den beiden Umkehrpositionen UA, UB reduziert werden muss (Figur 6) . Dadurch lässt sich die Hubzahl und mithin die Ausbringung der Vorrichtung 10 erhöhen. In Figur 6 ist beispielhaft veranschaulicht, dass durch die Reduzierung der Dauer der Transportphase T die Rastphase R entsprechend von einem ersten Zeitdauerwert Rl auf einen zweiten Zeitdauerwert R2 verringert werden kann, so dass bei gleichem Hubweg eine größere Hubzahl ermöglicht ist.
In Figur 3 ist ein Ausführungsbeispiel für den Drehan¬ trieb 30 veranschaulicht. Dabei ist der Elektromotor 31 di¬ rekt mit dem Drehteil 24 ohne Zwischenschaltung eines Ge¬ triebes gekoppelt. Der Elektromotor 31 weist einen Rotor 38 und einen Stator 39 auf. Sowohl Rotor 38, als auch Stator
39 sind beispielsgemäß koaxial um die Längsachse L angeord¬ net. Der Rotor 38 ist dabei drehfest über ein Verbindungs¬ teil 40 mit dem Drehteil 24 verbunden. Das Verbindungsteil
40 hat beim Ausführungsbeispiel nach Figur 3 die Form eines abgestuften Ringteils, kann in Abwandlung hierzu aber auch andere beliebige Formen aufweisen. Das Verbindungsteil 40 übergreift beispielsgemäß ein stirnseitiges Ende des Sta¬ tors 39 und erstreckt sich in diesem Abschnitt radial nach außen über die Stirnseite des Stators 39. Koaxial zum Ver¬ bindungsteil 40 ist beispielsgemäß ein Drehlager 41 ange¬ ordnet, über das sich das Drehteil 24 an einem Stützteil 42 abstützt. Das Stützteil 42 hat beim Ausführungsbeispiel ei¬ ne im Wesentlichen rohrförmige Gestalt und ist koaxial um den Elektromotor 31 herum angeordnet. Der Stator 39 ist beispielsgemäß am Stützteil 42 befestigt.
Der Elektromotor 31 ist als Hohlwellenmotor ausgeführt, so dass sich innen ein zylindrischer Freiraum ergibt, durch den die Führungssäule 16 hindurchgeführt wer¬ den kann. Dieser Freiraum eignet sich beispielsweise auch dafür, Antriebselemente, elektrische Leitungen oder andere Versorgungsleitungen hindurchzuführen. Auch ein Antriebspleuel, zur Erzeugung der Hubbewegung H des Werkzeugträgers 14 kann durch diesen Freiraum hindurchgeführt werden.
Ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel für einen Dreh¬ antrieb 30 zeigt Figur 4. Der Elektromotor 31 ist dabei als sogenannter Segmentmotor ausgeführt. Bei dieser Ausführung lassen sich große Durchmesser für den Werkzeugträger 14 bzw. das Drehteil 21 erreichen, so dass die Anzahl der Stationen 12 entlang der Kreisbahn K vergrößert werden kann. Entsprechend der vergrößerten Anzahl von Stationen 12 lassen sich mit der Vorrichtung 10 auch komplexere Umformpres¬ se mit vielen einzelnen Bearbeitungsschritten und/oder Prüf- und Messschritten durchführen.
Dieser Segmentmotor weist einen permanent erregten scheibenförmigen Rotor 38 auf. Der Rotor 38 des Segmentmotors hat mehrere Poolpaare mit jeweils entgegengesetzt mag- netisierten Dauermagneten. Die Magnetisierungsrichtung kann dabei radial oder tangential zur Drehrichtung des Rotors 35 sein. Der Stator 39 weist eine davon verschiedene und ins¬ besondere kleinere Anzahl von Polen auf, die jeweils von einem Elektromagneten gebildet sind. Alternativ zu der dargestellten Ausführungsform kann der Segmentmotor auch einen koaxial um den Rotor 38 herum angeordneten Stator 39 aufweisen. Beim hier dargestellten Ausführungsbeispiel
schließt sich der Stator 39 in axialer Richtung parallel zur Längsachse L an den Rotor 38 an. Er ist wie bei dem vorherigen Ausführungsbeispiel nach Figur 3 am Stützteil 43 befestigt. Der Rotor 38 ist bei diesem Ausführungsbeispiel unmittelbar mit dem Drehlager 41 verbunden. Über das Verbindungsteil 40 ist der Rotor 38 außerdem mit dem Drehteil 24 drehfest gekoppelt.
Bei allen Ausführungsbeispielen der Vorrichtung 10 kann die Längsachse L vertikal oder horizontal angeordnet sein .
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung 10 zum Umformen von hohlzylindrischen Körpern 11. Die Vorrichtung weist eine Mehrzahl von Stationen 12 auf. Jeder Station ist ein Werkzeug 13 zugeordnet. Die Werkzeuge 13 sind an einem ge¬ meinsamen Werkzeugträger 14 angeordnet. Der Werkzeugträger 14 kann über einen Hauptantrieb 15 zwischen zwei Umkehrpo¬ sitionen UA, UB bewegt werden. Diese Hubbewegung H wird intermittierend ausgeführt. Eine der beiden Umkehrpositionen UA bildet dabei eine Rastposition, in der der Werkzeugträ¬ ger 14 in einer Rastphase R stillsteht. Während der Werk¬ zeugträger 14 in der Rastphase R seine Rastposition UA einnimmt, transportiert eine Transporteinrichtung 23 die Kör¬ per 11 von einer Station 12 zur jeweils nächsten Station 12.
Bezugs zeichenliste :
10 Vorrichtung
11 Körper
12 Station
12a Bearbeitungsstation
12b Prüf- oder Messstation
13 Werkzeug
13a Bearbeitungswerkzeug
13b Prüf- oder Messwerkzeug
14 Werkzeugträger
15 Hauptantrieb
16 Führungssäule
17 Erstes Lager
18 Erster Servomotor
19 Steuereinheit
23 Transporteinrichtung
24 Drehteil
25 Zweites Lager
26 Rückseite
27 Drittes Lager
28 Haltemittel
29 Aufnahmemulde
30 Drehantrieb
31 Elektromotor
32 Getriebe
33 Positionssensor
38 Rotor
39 Stator
40 Verbindungsteil
41 Drehlager
42 Stützteil Δα Drehwinkel
Drehstellung
ω Winkelgeschwindigkeit
D Drehrichtung
Η Hubbewegung
Κ Kreisbahn
Μ Motordrehachse
Ν Nutzhub
Ρ Pendelbereich
PI Erste Pendellage
Ρ2 Zweite Pendellage
R Rastphase
R1 Erster Zeitdauerwert für die Rastphase
R2 Zweiter Zeitdauerwert für die Rastphase
Τ Transportphase
UA Erster Umkehrpunkt
UB Zweiter Umkehrpunkt
Ζ Überhub

Claims

Patentansprüche :
Vorrichtung (10) zum Umformen von hohlzylindrischen Körpern (11), mit einer Mehrzahl von Stationen (12), die entlang einer Kreisbahn angeordnet sind, und die jeweils ein Werkzeug (13) aufweisen, wobei die Werkzeug (13) an einem gemeinsamen Werkzeugträger (14) angeordnet sind, mit einem Hauptantrieb (15) zur Erzeugung einer intermittierenden Hubbewegung (H) des Werkzeugträgers (14) zwischen zwei Umkehrpositionen (UA, UB) , mit einer Transporteinrichtung (23), die zum Transport der Körper (11) zwischen den Stationen (12) dient, und die ein Drehteil (24) mit einer Mehrzahl von entlang einer Kreisbahn (K) angeordneten Haltemitteln (28) für jeweils einen Körper (11) aufweist, und mit einem separaten Drehantrieb (30) zur Erzeugung einer intermittierenden Drehbewegung des Drehteils (24) , mit einer Steuereinheit (19), die dazu eingerichtet ist, den Hauptantrieb (15) und den Drehantrieb (30) derart anzusteuern, dass die Drehbewegung des
Drehteils (24) durchgeführt wird, solange der
Werkzeugträger (14) in einer Rastposition (UA) stillsteht .
Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass der Drehantrieb (30) einen Elektromotor (31) aufweist, der insbesondere ohne Zwischenschaltung eines Überset zungs- oder
Untersetzungsgetriebes (32) mit dem Drehteil (24) verbunden ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (31) von einem Segmentmotor oder einem Torquemotor oder einem Servomotor gebildet ist.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptantrieb (15) einen Elektromotor oder Servomotor (18) aufweist.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hubweg zwischen den beiden Umkehrpositionen (UA, UB) einstellbar ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5,
dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (19) den Elektromotor oder Servomotor (18) des
Hauptantriebs (15) in einem Pendelbetrieb ansteuert, dessen Pendelbereich (P) den Hubweg vorgibt.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zeitliche Verlauf der Drehbewegung und der zeitliche Verlauf der Hubbwegung separat vorgegeben sind.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Transporteinrichtung (23) einen Positionssensor (33) aufweist, der zur Erfassung der Drehstellung (a±) des Drehteils (24) dient .
9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Transporteinrichtung (23) die Position und/oder die Winkelgeschwindigkeit ( co ) und/oder die Winkelbeschleunigung und/oder die Beschleunigungsänderung des Drehteils (24) regelt.
10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Rastphase (R) , während der der Werkzeugträger (14) stillsteht, zumindest so lang ist wie eine Transportphase (T) , die der Drehantrieb (30) zur Drehung des Drehteils (24) zwischen zwei aufeinanderfolgenden vorgegebenen
Drehstellungen ( α,ι , ai+i ) benötigt.
11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dauer einer
Transportphase (T) , die der Drehantrieb (30) zur
Drehung des Drehteils (24) zwischen zwei
aufeinanderfolgenden vorgegebenen Drehstellungen ( α,ι , α,ί+ι ) benötigt, einstellbar ist.
12. Verfahren zum Betreiben einer Vorrichtung (10) zum
Umformen von hohlzylindrischen Körpern (11), mit einer Mehrzahl von Stationen (12), die entlang einer Kreisbahn angeordnet sind, und die jeweils ein Werkzeug (13) aufweisen, die an einem gemeinsamen Werkzeugträger (14) angeordnet sind, wobei eine intermittierend Hubbewegung (H) des
Werkzeugträgers (14) zwischen zwei Umkehrpunkten (UA, UB) hervorgerufen wird, wobei die Körper (11) zwischen den Stationen (12) mittels eines Drehteils (24) entlang einer Kreisbahn (K) transportiert werden, wobei eine intermittierende Drehbewegung des Drehteils (24) hervorgerufen wird, wobei der Werkzeugträger (14) über den Hauptantrieb (15) vor Beginn der Drehbewegung in eine Rastposition (UA) bewegt und dort stillgesetzt und anschließend die Drehbewegung des Drehteils (24) über den Drehantrieb (30) durchgeführt wird, und wobei die Hubbewegung (H) des Werkzeugträgers (14) aus der Rastposition (UA) erst beginnt, wenn die
Drehbewegung des Drehteils (24) abgeschlossen ist.
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