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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Biegen stangenförmiger Werkstücke, insbesondere solcher aus Hohlmaterial, mit einem um seine Längsachse verdrehbaren, fliegend gelagerten Wickeldorn, einer Zuführeinrichtung zum kontinuierlichen Zuführen eines Werkstücks an diesen, mit einer Einrichtung zum Erzeugen einer Relativbewegung zwischen Zuführeinrichtung und Wickeldorn in Richtung der Längsachse des letzteren und mit Einspannmitteln zum Festspannen des Werkstücks am frei vorstehenden Endbereich des Wickeldornes.
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Sowohl zum Rohrbiegen, wie auch bei der Federherstellung werden Dornwickeleinrichtungen eingesetzt, wenn entsprechende Spiralen oder Wendel hergestellt werden müssen. Dabei sind unterschiedliche Arten von Dornwicklern bekannt: Bei der einen Art wird ein drehbarer Wickeldorn verwendet, der aber in Axialrichtung ortsfest ist. Eine Zuführeinrichtung, mit der das zu wickelnde Material dem Wickeldorn zugeführt wird, wird während des Wickelvorganges entlang der Wickeldornachse verfahren und legt dabei, meist über Rollen, das zu behandelnde Werkstück auf den Wickeldorn („Legeeinrichtung”). Zu Beginn des Wickelvorgangs wird der Werkstückanfang mit dem Wickeldorn in geeigneter Weise verbunden bzw. dort festgeklemmt.
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Bei der anderen Art von Dornwicklern wird der drehende Wickeldorn auch in Axialrichtung verfahren. Das Werkstück wird dabei in der eigenen, vorgegebenen Axialrichtung unter einem bestimmten Winkel zur Wickeldornachse, welcher der Steigung der gewünschten Wendel entspricht, kontinuierlich zugeführt und auf den Wickeldorn aufgewickelt.
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Eine Wickelmaschine zum Herstellen von Schraubenfedern gemäß der erstgenannten Art ist aus der
JP 2008114263 A bekannt. Hier wird zum Befestigen des Drahtes am Wickeldorn ein Klemmelement eingesetzt, welches den Draht am Wickeldorn radial übergreifend festklemmt und mit dem Wickeldorn umläuft. Eine Legeeinrichtung wird dabei entlang der Wickeldornachse beim Aufwickeln verfahren. Um den Wickeldorn aus dem gewickelten Werkstück entfernen zu können, muß jedoch zuerst das den Wickeldorn außen übergreifende Spannelement entfernt werden.
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Eine Wickelvorrichtung zur Herstellung von Schraubenfedern durch Aufwickeln von Draht auf einen sich drehenden Wickeldorn, bei welcher der Draht dem Wickeldorn wiederum über eine Legeeinrichtung zugeführt wird, die sich beim Wickelvorgang entlang der Wickeldornachse bewegt, ist aus der
DE 3713112 C2 bekannt. Hier ist das Klemmelement zum Festklemmen des Drahtes auf den Wickeldorn an dem auf Seiten des Wickeldornantriebs liegenden Anfang des Wickeldorns angebracht, wobei hier allerdings eine hydraulische Betätigungseinrichtung vorgesehen ist, mit der die Spannreinrichtung geöffnet und geschlossen werden kann. Da ein Wickeldorn mit glatter Mantelfläche eingesetzt wird, kann die hergestellte Schraubenfeder wohl axial an dem der Klemmeinrichtung abgewandten Ende des Wickeldornes abgezogen werden, wozu aber zuvor das Öffnen der Klemmeinrichtung mittels der hydraulischen Betätigungseinrichtung erforderlich ist.
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Eine ähnliche Vorrichtung zum Herstellen von Schraubenfedern ist der
DE 199 26 298 C2 entnehmbar, bei der zum Festklemmen des Drahtes an dem Wickeldorn eine automatische Materialklemmeinrichtung in einem seitlich vorne an ihr befestigten Klemmkopf eingesetzt wird, die auf der Wickelwelle befestigt ist und sich mit dieser dreht. Auch hier kann eine gewickelte Schraubenfeder von dem glatten Wickeldorn von dessen frei vorstehendem Ende her abgezogen werden, vorher muß aber wiederum die automatische Materialklemmeinrichtung den Klemmkopf aus seiner Klemmstellung entfernen.
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Bei der Vorrichtung zur Herstellung von Schraubenfedern durch Wickeln von Rundstäben, wie sie aus der
DE 1 022 445 bekannt ist, erfolgt ein Anklemmen des Stabes am Wickeldorn mittels einer Zange, die am frei vorstehenden Stirnende des Wickeldornes in eine dort angebrachte Vierkantbohrung unverdrehbar eingeschoben und mittels eines Spannringes in dieser Lage festgelegt wird. Dem Abziehen der gewundenen Feder vom Wickeldorn erfolgt zuvor ein Abnehmen des Spannrings und der Haltezange.
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Die
US 4 984 360 A beschreibt eine Rohrwickelvorrichtung, bei der das Rohr zum Wickeln mittels eines fest mit dem Wickeldorn verbundenen Klemmelementes gehalten wird, das am Außenumfang des Wickeldornes angeschraubt ist. Um hier die Rohrwendel abnehmen zu können, muß erst das Klemmelement abgeschraubt und abgenommen werden.
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Eine ähnliche Art der Befestigung des Rohres am Wickeldorn findet sich auch bei der Biegemaschine aus der
US 4 599 773 A .
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Eine Vorrichtung der eingangs genannten Art beschreibt die
DE 39 12 244 C2 . Bei dieser bekannten Vorrichtung ist der Wickeldorn an seinen beiden Enden gelagert, wobei an seinem antriebsseitig liegenden Ende auf ihm eine Scheibe sitzt, die senkrecht zur Mittelachse des Wickeldornes steht. Auf der Seitenfläche der Scheibe, von der aus der Wickeldorn absteht, sind Einspannmittel vorgesehen, um das Ende des auf den Wickeldorn zu wickelnden rohrförmigen Werkstücks gegen die Seite der Scheibe fest einzuspannen. Um diese Festlegung des Rohrendes zu lösen, müssen die Einspannmittel von der Scheibe erst abgenommen und dann der Wickeldorn an seinem der Scheibe gegenüberliegenden axialen Ende aus der dortigen Einspannung herausgeführt werden, um die gewickelte Rohrfeder abziehen zu können.
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Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die vorgenannte Vorrichtung so weiterzuentwickeln, daß das Anklemmen bzw. Freigeben des Werkstücks am Wickeldorn ohne manuellen Eingriff oder Hilfselemente besonders rasch möglich ist und auch zum Entnehmen des fertig gewickelten Werkstücks das Eingreifen einer Bedienungsperson oder sonstige manuelle Eingriffe entbehrlich sind.
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Erfindungsgemäß wird dies bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch erreicht, daß die Einspannmittel ein Spannelement mit einem Spannbacken umfassen, das am freien Ende des Wickeldornes an einem Halter angebracht und aus einer Ruhestellung, in der das Spannelement in Richtung der Längsachse des Wickeldornes vom Halter vorsteht, in eine Klemmstellung, in welcher der Spannbacken gegen das Werkstück auf dessen der Mantelfläche des Wickeldorns abgewandten Seite anliegt und dieses an der Mantelfläche des Wickeldornes festklemmt, (und umgekehrt) überführbar ist, wobei das Spannelement mit dem Spannbacken in der Ruhestellung und der Halter vollständig innerhalb einer gedachten zylindrischen Hüllfläche liegen, deren Durchmesser kleiner als der kleinste am Außenumfang des Wickeldornes innerhalb dessen Wickelbereiches auftretende Wickeldurchmesser ist, und ferner noch Betätigungsmittel innerhalb des Wickeldornes zum Überführen des Spannelementes aus der Ruhestellung in die Klemmstellung (und umgekehrt) angebracht sind.
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Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist zum Einspannen des Werkstückanfangs am Wickeldorn als Einspannmittel ein Spannelement mit einem Spannbacken eingesetzt, das über einen im Wickeldorn selbst angebrachten Betätigungsmechanismus betätigbar ist und dabei eine geöffnete und eine geschlossene Stellung einnehmen kann. in der geschlossenen Stellung klemmt das Spannelement das vorhandene Werkstück radial von außen gegen den Wickeldorn und hält es dort während des Wickelvorgangs fest. Anschließend kann es wieder durch die Betätigungseinrichtung im Wickeldorn in seine geöffnete Stellung überführt werden, in welcher das Werkstück freigegeben ist, wobei sich dann das Spannelement samt Spannbacken und der es tragende Halter innerhalb einer gedachten zylindrischen Hüllfläche liegen, deren Durchmesser kleiner als der kleinste am Außenumfang des Wickeldorns ausgebildete Wickeldurchmesser ist, d. h. bei einer glatten Mantelfläche des Wickeldornes ist der Durchmesser dieser gedachten Hüllfläche kleiner als der Manteldurchmesser des Wickeldornes. Ist der Wickeldorn jedoch an seiner Mantelfläche mit einer spiralförmig umlaufenden Windenut versehen, dann ist der kleinste hier an ihm ausgebildeten Wickeldurchmesser der, den der radial tiefste Bodenpunkt der umlaufenden Umfangsnut beschreibt. Dadurch ist sichergestellt, daß der Wickeldorn in Ruhestellung des Spannelementes dann, wenn die gewünschte Werkstückwendel hergestellt ist, ohne Schwierigkeit aus dieser entweder herausgezogen werden kann, wenn die Wendel entsprechend stark axial ausfedert, oder, wenn dies nicht der Fall ist, dann problemfrei unter gegenläufiger Drehung des Wickeldornes und einem entsprechenden axialen Verfahren desselben ohne weiteres entfernt werden kann.
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Da das Überführen des Spannelementes zwischen seinen beiden Endstellungen über im Wickeldorn angebrachte Betätigungsmittel erfolgt, die ihrerseits problemfrei automatisch ansteuerbar sind, kann der gesamte Vorgang des Einspannens des an den Wickeldorn herangeführten Werkstoffendes zu Beginn des Wickelvorganges ebenso wie die Freigabe des Werkstoffendes nach erfolgtem Wickeln automatisch vorgenommen werden und erfolgt zudem auch sehr rasch.
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Die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Wickeldornes und der Einspannmittel sowie deren Aktivierung durch Betätigungsmittel innerhalb des Wickeldornes ermöglicht es, diese gesamte Wickeleinrichtung auch als ein separates Modul auszubilden und an bestehenden Maschinen einzusetzen, wodurch bereits vorhandene Rohrbiegemaschinen, Drahtbiegemaschinen oder Federbiegemaschinen unschwer nachrüstbar sind. Irgendwelche Änderungen der Wickelaufgabe kann durch einen einfachen und zügigen Werkzeugwechsel von Wickeldorn und Spannbacken Rechnung getragen werden, wobei die Wendelherstellung sogar als Zwischenarbeitsgang integriert werden kann, indem z. B. nach oder vor dem Wickeln andere Bearbeitungsgänge wie Biegen, Trennen, Endenumformung, usw. erfolgen können.
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Darüber hinaus ist bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung die Ausgestaltung der Einspannmittel am Ende des Wickeldornes ebenso wie die Anordnung der Betätigungsmittel für das Spannelement innerhalb des Wickeldornes konstruktiv recht einfach lösbar, bedarf keines großen Aufwandes und ist auch mechanisch unkompliziert. Zudem ist ein sehr rasches überführen des Spannelementes aus seiner Ruhestellung in die Klemmstellung (und umgekehrt) möglich, was für eine voll automatisierte Herstellung von Wendeln im Wickelverfahren sehr wichtig ist.
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Bei der Erfindung wird ein integriertes, gesteuert öffenbares und schließbares Spannelement eingesetzt, was eine hoch effiziente automatisierte Herstellung von Wendeln aus Draht, Rohr u. ä. sowie auch eine schnelle Anpassung an geänderte Wickelaufgaben möglich macht.
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Eine ganz besonders einfache und sehr vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß das Spannelement als ein verklappbares Teil ausgeführt ist, das um eine senkrecht zur Längsachse des Wickeldornes liegende Drehachse zwischen einer eingeklappten Ruhestellung und einer ausgeklappten Klemmstellung verklappbar ist.
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Bei der Erfindung ist es dabei besonders vorteilhaft, wenn Betätigungsmittel zum Verklappen des Spannelementes eine durch eine axiale Durchgangsbohrung des Wickeldornes verlaufende, in dieser axial verschieblich gelagerte Betätigungsstangen umfassen, die in Richtung der Längsachse des Wickeldornes relativ zu letzterem verschiebbar ist, wobei durch ihre Verschiebebewegung die Klappbewegung des Spannelementes bewirkt wird. Besonders vorzugsweise ist dabei die Betätigungsstange an einen fluidbetätigten, doppelseitig wirkenden Druckzylinder (etwa ein Pneumatikzylinder oder ein Servozylinder) angeschlossen.
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Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung besteht auch darin, daß der Spannbacken am Spannelement auswechselbar befestigt ist, wodurch sich eine flexible Anpassung des Spannbackens an unterschiedliche Werkstücke leicht bewerkstelligen läßt.
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In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung wird ferner vorgesehen, daß der Halter im wesentlichen in Form eines Kreiszylinders ausgebildet ist, der von seiner dem Wickeldorn abgewandten Endfläche aus mit einem zentral liegenden, über seine ganze Durchmesserbreite verlaufenden und nur über einen Teil seiner Länge sich in ihn hinein erstreckenden Querschlitz versehen ist, in dem das verklappbare Spannelement sitzt und dort mit einem Ende um einen radial zur Mittelachse des Kreiszylinders versetzten, senkrecht zur dieser liegenden, den Querschlitz durchquerenden Bolzen verschwenkbar gelagert ist, wobei die Betätigungsstange mittels einer an ihr und am Spannelement angelenkten Verbindungslasche mit letzterem verbunden ist. Hierdurch wird eine sehr wirksame, einfach aufgebaute konstruktive Anordnung erreicht, die auch stets eine sichere Verklappung des Spannelementes gewährleistet.
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Bei der Erfindung wird vorzugsweise die axiale Durchgangsbohrung des Wickeldornes, in der die Betätigungsstange verläuft, in ihrem dem Halter zugewandten axialen Endbereich mit einem radial erweiterten Abschnitt versehen, innerhalb dessen die Verbindungslasche beim Betätigen des Spannelementes unbehindert ihre entsprechenden Bewegungen ausführen kann.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird die erfindungsgemäße Vorrichtung mit einem Wickeldorn ausgestattet, der an seiner Mantelfläche mit einer spiralförmig umlaufenden Umfangsnut versehen ist.
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Die konstruktive Ausgestaltung des Spannelementes mit dem an ihm angebrachten Spannbacken kann in jeder geeigneten Art und Weise vorgesehen werden. Besonders bevorzugt wird das Spannelement jedoch als ein verklappbarer Hebel ausgeführt, an dessen der Klappachse abgewandtem freien Ende der Spannbacken befestigt ist. Dies führt zu einer sehr einfachen, aber flexiblen Ausgestaltung des Spannelementes.
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Vorteilhafterweise wird bei der Erfindung der Spannbacken vom Spannelement tangential zu dessen Verklappbewegung in Richtung zur Klemmstellung hin vorstehend ausgebildet.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht auch darin, daß die Einrichtung zur Erzeugung einer Relativbewegung zwischen Zuführeinrichtung und Wickeldorn in Richtung der Längsachse des Wickeldornes Mittel umfaßt, mittels derer der Wickeldorn beim Aufwickeln des Werkstücks in Richtung seiner Längsachse verschiebbar ist, wofür insbesondere geeignete Servoeinrichtungen eingesetzt werden können.
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In bestimmten Fällen kann es gleichermaßen jedoch auch vorteilhaft sein, die Einrichtung zur Erzeugung einer Relativbewegung zwischen Zuführeinrichtung und Wickeldorn in Richtung der Längsachse des letzteren als Legeeinrichtung auszubilden, bei der die Zuführeinrichtung und die Stützeinrichtung zum Abstützen des Werkstücks unter Beibehaltung ihrer Ausrichtung zum Wickeldorn entlang dessen Längsachse seitlich verschiebbar sind.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen im Prinzip beispielshalber noch näher erläuterter. Es zeigen:
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1 eine perspektivische Ansicht (von oben) eines Ausschnitts einer Rohrbiegemaschine, die mit einer erfindungsgemäßen Wickeleinrichtung versehen ist, noch vor Beginn des Wickelvorgangs;
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2 eine perspektivische Ansicht eines Ausschnitts der Darstellung gemäß 1;
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3 eine Perspektivdarstellung des Ausschnitts aus 2, jedoch aus anderer Perspektive (von oben her);
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4 eine vergrößerte Einzeldarstellung des Wickeldorns aus einer erfindungsgemäßen Wickelvorrichtung mit dem Spannelement in dessen Ruhestellung;
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5 die Ansicht aus 4, bei der jedoch das Spannelement in seine Klemmstellung verklappt ist;
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6 einen Längsschnitt durch die Darstellung aus 4;
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7 einen Längsschnitt durch die Darstellung gemäß 5, und
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8 den Wickeldorn einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, jedoch mit anders geformtem Spannelement.
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1 zeigt, in einer perspektivischen Ansicht von schräg oben her, einen Ausschnitt aus einer Rohrbiegemaschine 1, die eine Zuführeinrichtung 2, einen Biegekopf 3 sowie eine Wickeleinrichtung 4 umfaßt.
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Die Zuführeinrichtung 2 weist eine Greifeinrichtung 5 auf, mit welcher ein Werkstück 6, beispielsweise über Greifbacken 7, fixiert werden kann.
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Mittels der Zuführeinrichtung 2 kann das Werkstück 6 um die eigene Längsachse 8 gedreht (vgl. Pfeil a), in Längsrichtung verfahren (vgl. Pfeil b) sowie um eine im hinteren Maschinenbereich liegende Schwenkachse (vgl. Pfeil c) verdreht werden.
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Mittels einer Überlagerung der Bewegungen der Zuführeinrichtung 2 in diesen Richtungen a bis c kann das Werkstück 6 aus einem (nicht gezeigten) Magazin abgeholt, den Bearbeitungseinheiten zugeführt und anschließend wieder entfernt bzw. abgelegt werden.
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Die Bewegungsachsen a bis c ermöglichen eine beliebige Positionierung des Werkstücks 6 in den Bearbeitungseinheiten (nämlich dem Biegekopf 3, der Wickeleinrichtung 4 oder auch sonstigen Bearbeitungseinheiten wie Endumformung o. ä.).
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Neben dem in 1 gezeigten und hier beschriebenen Maschinenaufbau für die Rohrbiegemaschine 1 sind gleichermaßen auch andere Varianten möglich, insbesondere kann man z. B. die Schwenkbewegung der Zuführeinrichtung 2 (Richtung des Pfeils c) durch eine seitliche Verfahrbewegung derselben (nämlich seitlich senkrecht zur Vorschubbewegung b) ersetzen.
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Der Biegekopf 3 ist mit mehreren Antrieben versehen, wodurch die Bewegungen der einzelnen Werkzeugelemente (wie eines Biegedorns 9 und einer Biegerolle 10) unabhängig voneinander steuerbar sind. Im Normalfall ist der Biegekopf 3 auf einem Schlitten 11 angebracht, mit dem er in Querrichtung d (senkrecht zur Richtung des Pfeils b) und in Vertikalrichtung e verfahren werden kann, wodurch der Biegekopf 3 entsprechend den Biegeanforderungen zum Werkstück 6 positioniert werden kann.
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In dem in 1 dargestellten Maschinenaufbau ist die Wickeleinrichtung 4 ebenfalls an dem verfahrbaren Schlitten 11 angebracht, kann jedoch zusätzlich relativ zu diesem auch noch in Vertikalrichtung f verfahren werden. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, die Wickeleinrichtung 4 unabhängig vom Schlitten 11 anzubringen und/oder mit entsprechenden eigenen Positionierungsachsen zu versehen.
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Die Wickeleinrichtung 4 wird auf einer Basisplatte 12 ausgerichtet und befestigt. Damit kann die Ausrichtung der Wickeleinrichtung 4 relativ zum Werkstück 6 (über nicht gezeigte Führungselemente und Fixierschrauben) eingestellt werden.
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Die Wickeleinrichtung 4 umfaßt ein an der Basisplatte 12 angeschraubtes Gehäuse 13, in dem eine von einem Motor 14 angetriebene Spindel 15 (vgl. 3) gelagert ist.
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An der vom Biegekopf 3 abgewandten Seitenwand des Gehäuses 13 sind zwei parallele Führungsschienen 16 vorgesehen, auf denen ein Schlitten 17 mit einem Wagen 18 und einer Platte 19 in Pfeilrichtung g verfahrbar ist. Der Schlitten 17 ist an seiner Unterseite mit einer Spindelmutter verbunden, die bei Drehung der Spindel 15 in Längsrichtung g verschoben wird und so den Schlitten 17 positioniert.
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Auf dem Schlitten 17 ist ein Gehäuse 20 angebracht. Ein an diesem angeordneter Motor 21 dreht über einen Riementrieb (nicht dargestellt) eine im Gehäuse 20 gelagerte Wickeldornwelle 22 um die Wickelachse 23 (vgl. Pfeil h). An der Wickeldornwelle 23 ist ein Wickeldorn 24 mit einer spiralförmigen Umfangsnut 25 angebracht. An dem vom Gehäuse 20 abstehenden vorderen Ende des Wickeldorns 24 ist ein Halter 26 befestigt, an dem ein Spannelement 27 verschwenk- bzw. verklappbar (vgl. Pfeil i) gelagert ist (vgl. 1).
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Es wird nun auf die vergrößerten Darstellungen der Wickelwelle 24 in den 4 bis 7 verwiesen, wobei 4 eine Seitenansicht einer Wickelwelle 24 mit dem Spannelement 27 in dessen Ruhestellung und 5 dieselbe Wickelwelle, jedoch mit dem Spannelement 27 in seiner Klemmstellung zeigen.
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Die 6 ist ein Längsschnitt durch die Darstellung der 4, und die 7 zeigt einen Längsschnitt durch die Darstellung der 5.
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Wie aus den Längsschnitt-Darstellungen der 6 und 7 erkennbar ist, ist der Wickeldorn 24 von einer axialen Durchgangsbohrung 28 durchsetzt, durch die eine aus dem Gehäuse 20 kommende Betätigungsstange 29 hindurchläuft und dort in axialer Längsrichtung (Pfeil m) verschieblich gelagert ist (vgl. Gleitlager 30 in 6 und 7).
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Während die axiale Durchgangsbohrung 28 einen nur etwas größeren Durchmesser als die in ihr sitzende Betätigungsstange 29 aufweist, erweitert sich diese axiale Bohrung 28 jedoch an ihrem dem Halter 26 zugewandten Endabschnitt 33 radial im Rahmen einer Durchmessererweiterung, an die sich, bei der Darstellung der 6 und 7: radial nach unten, eine zusätzliche einseitige radiale Erweiterung anschließt, wie dies in den 6 und 7 gezeigt ist, wobei auf die zeichnerische Darstellung ausdrücklich verwiesen wird.
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Die axiale Länge dieses erweiterten Endabschnitts 33 der Durchgangsbohrung 28 ist entsprechend der Länge der axialen Verschiebung der Betätigungsstange 29 ausgelegt, die erforderlich ist, um das Spannelement 27 aus seiner eingeklappten Ruhestellung (entsprechend den 4 und 6) in seine ausgeklappte Klemmstellung (vgl. 5 und 7) bzw. umgekehrt zu überführen.
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Wie die 6 und 7 zeigen, ist an dem axial dem Halter 26 zugewandten Ende der Betätigungsstange 29 an dieser eine kurze Verbindungslasche 31 mit ihrem einen Ende verschwenkbar angebracht, die mit ihrem anderen Ende an einem Vorsprung des Spannelementes 27, ebenfalls verdrehbar, angelenkt ist. Die Geometrie ist dabei so gewählt, daß im eingeklappten Zustand des Spannelementes 27, der in den 4 und 6 dargestellt ist und bei dem die Betätigungsstange 29 ihre maximale axiale Ausfahrstellung erreicht hat, die Mittelachsen der beiden Gelenkstellen, um welche die Verbindungslasche 31 verschwenkbar ist, ungefähr auf der axialen Mittelachse des Halters 26, die mit der Wickelachse 23 zusammenfällt, liegen.
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Die Schwenkachse der Anlenkstelle der Verbindungslasche 31 am Klemmelement 27 liegt senkrecht zur Wickelachse 23 bzw. der Mittelachse des Halters 26, was gleichfalls auch für die Gelenkachse der Anlenkstelle der Verbindungslasche 31 an der Betätigungsstange 29 gilt.
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Das Spannelement 27 sitzt in einem diagonal durch den Halter 26 verlaufenden Querschlitz 32, dessen Lage am besten aus den Darstellungen der 1 bis 3 erkennbar ist, und ist dort mit ihrem einen Ende um einen Bolzen 45 verschwenkbar gelagert.
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Bei dem in 7 gezeigten ausgeklappten Zustand des Spannelementes 7, das sich hier in seiner Klemmposition befindet, liegt die Verbindungslasche 31 im wesentlichen innerhalb des radial erweiterten Endbereiches 33 der Durchgangsbohrung 28, wodurch sichergestellt ist, daß beim Ausfahren der Betätigungsstange 29 in die in 6 gezeigte eingeklappte Ruheposition des Spannelementes 7 die dabei eintretende radiale Auslenkung der Verbindungslasche 31 auch unbehindert in diesem radial erweiterten Bereich 33 stattfinden kann. In der in 7 gezeigten Klemmposition des Spannelementes 27 liegen die Mittelachsen der beiden Gelenkstellen der Verbindungslasche 31 auf einer Geraden, die unter einem kleinen Winkel zur Wickelachse 23 (entsprechend der Mittelachse der Betätigungsstange 29) angestellt ist, wobei dieser Winkel so gewählt ist, daß bei ausgefahrener Betätigungsstange 29 in der eingeklappten Ruheposition des Spannelementes 27, wie sie in 6 gezeigt ist, die Verbindungslasche 31 direkt in Verlängerung der Betätigungsstange 29 liegt und dabei die beiden Achsen der Gelenkpunkte auf der Längs-Mittelachse der Betätigungsstange 29 zu liegen kommen. Dadurch kann in dieser Ruheposition des Spannelementes 27 die in den 4 bis 7 oben liegende Seitenfläche der Verbindungslasche 31 zur Anlage gegen die ihr zugewandte Seitenfläche des Spannelementes 27 gebracht und dadurch dieses in seiner eingeklappten Ruheposition entgegen einer weiteren Klappbewegung nach außen hin fixiert werden.
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Die Betätigungsstange 29 ist, wie bereits erwähnt, auf ihrer (in den 4 bis 7 links liegenden) Seite an einen doppelwirkenden Druckzylinder angeschlossen, der in den Figuren nicht gezeigt ist, weil er von einem Abdeckblech 34 direkt neben dem Gehäuse 20 verdeckt ist (vgl. 1 bis 3).
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Der Druckzylinder, mit dem die Betätigungsstange 29 in ihrer Längsrichtung m bewegt werden kann, ist fest mit der Wickeldornwelle 22 verbunden und dreht sich mit derselben.
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Wie die 4 und 6 ferner zeigen, befindet sich der Halter 26 und das Spannelement 27 in dessen Ruheposition gemeinsam innerhalb einer gedachten zylindrischen Hüllfläche, deren Durchmesser D höchstens gleich dem Durchmesser, auf dem die Nutböden der Umlaufnut 25 des Wickeldorns 24 liegen, bevorzugt aber kleiner ist als dieser ist. Dies gewährleistet, daß nach Beendigung der Biegung des zu bearbeitenden Werkstücks 6 entweder der Wickeldorn 24 mit dem Spannelement 27 in dessen Ruhestellung aus dem gewundenen Werkstück 6 axial herausgezogen werden kann, wenn dessen Wendel 44 weit genug auffedert, oder andernfalls das Herausführen des Wickeldorns 24 aus dem bearbeiteten Werkstück durch Zurückdrehen des Wickeldorns 24 (in Gegen-Drehrichtung) und dabei entsprechendes Axialverfahren des Wickeldornes 24 erfolgen kann.
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Wie 1 zeigt, ist an der Basisplatte 12 zusätzlich eine Stützeinrichtung 35 mit einem Stützbacken 36 und einer in diesem angebildeten Formnut 37 vorgesehen. Die Stützeinrichtung 35 ist dabei in den beiden Richtungen k und l verstellbar. Die Verstellung erfolgt so, daß der Stützbacken 36 auf der dem Wickeldorn 24 abgewandten Seite des Werkstücks 6 so gegen letzteres angelegt wird, daß dabei ein tangentialer Einlauf in die Nut 25 des Wickeldorns 24 sichergestellt und ein radiales Ausweichen verhindert wird.
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Die Ausrichtung der Wickeleinrichtung 4, insbesondere des Wickeldorns 24, zum zugeführten Werkstück 6 kann über eine entsprechende Verschwenkung der Wickeleinrichtung 4 auf der Basisplatte 12 eingestellt werden, so daß auch eine richtige Ausrichtung des einlaufenden Werkstücks 6 an dessen Einlaufstelle in die Umlaufnut 25 am Wickeldorn 24 erfolgt, wie dies auch die perspektivischen Detaildarstellungen der 2 und 3, jeweils aus unterschiedlichen Perspektiven, zeigen.
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Die Umlaufnut 25, mit welcher der Wickeldorn 24 an seiner Außenseite versehen ist, weist eine der jeweils gestellten Wickelaufgabe (Werkstückprofil, Werkstückdurchmesser, Steigung) entsprechende Formgestaltung zur Aufnahme des Werkstücks 6 auf.
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Nun wird wieder Bezug genommen auf die Darstellungen der 4 bis 7.
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Die Wickelwelle 24 ist an ihrem hinteren stirnseitigen Ende, das dem Gehäuse 20, in dem sie gelagert ist, zugewandt ist, mit einem radial umlaufenden Flansch 38 versehen, der im montierten Zustand des Wickeldornes 24 mit der Wickeldornwelle 22 drehfest verbunden ist. Am gegenüberliegenden, vorderen stirnseitigen Ende ist am Wickeldorn 24 der Halter 26 in einer geeigneten (nicht dargestellten) Weise befestigt.
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Am frei vorstehenden Ende des Spannelements 27, das als Verschwenkhebel ausgeführt ist, ist ein Spannbacken 39 auswechselbar befestigt, der (wie auch der Wickeldorn 24) eine an die speziell zu lösende Wickelaufgabe angepaßte Formgebung aufweist.
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Der Halter 26 umfaßt eine linke Hälfte 40 und eine rechte Hälfte 41, die zu beiden Seiten den Querschlitz 32 begrenzen und zwischen denen der Schwenkhebel 27 verklappbar befestigt ist. Die beiden Halterabschnitte 40 und 41 sind über einen Steg 42 miteinander verbunden (vgl. auch 6 und 7).
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In seiner geschlossenen Stellung (2, 3, 5 und 7) klemmt der Spannbacken 39 das Werkstück 6 gegen die Nut 25 des Wickeldorns 24 und klemmt es dort fest.
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In seiner geöffneten Stellung (1, 4 sowie 6 und 8) ist das Spannelement 27 gegenüber seiner eingeklappten, geschlossenen Stellung um 90° verschwenkt, wodurch das Werkstück 6 freigegeben ist. In dieser Stellung befindet sich das Spannelement 27 samt dem Halter 26 innerhalb der (gedachten) kreisförmigen Hüllfläche mit dem Durchmesser D, die weiter oben bereits erwähnt ist, so daß der Wickeldorn 24 mit dem Spannelement 27 aus dem gewickelten Werkstück 6 entnommen werden kann.
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8 zeigt eine vergrößerte Darstellung einer anderen Ausführungsform für die Wickeleinrichtung 4, bei der hier ein Wickeldorn 24 mit größerem Durchmesser als bei dem in den anderen Figuren dargestellten Wickeldorn eingesetzt ist. Dabei ist das Spannelement 27 an seinem frei vorstehenden Ende mit einem Spannbacken 39 versehen, der hier den Spannhebel 27 zunächst noch radial verlängert und erst in seinem Endbereich einen um 90° in Verklapprichtung vorstehenden Endabschnitt aufweist, der zum Andrücken des Werkstücks 6 in die letzte Windung 25 des Wickeldorns 24 und zum Festklemmen des Werkstücks 6 dortselbst am Wickeldorn 24 dient.
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Bei der Ausführungsform der 8 ist der Außendurchmesser des Wickeldorns 24 deutlich größer als bei der Ausführungsform der 1 bis 7. Alle anderen Elemente (so die Betätigungsstange 29, die Lager 30 usw.) sind hingegen identisch wie bei der Ausführungsform nach den vorhergehenden Figuren.
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Was den Verlauf der Umfangsnut 25 an der Außenseite des Wickeldornes 24 betrifft, so kann diese z. B. auch so angepaßt sein, daß sie nicht-konstante Steigungsverläufe realisiert. Es ist auch ohne weiteres möglich, einen nutfreien Wickeldorn 24 einzusetzen.
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In den 2 und 3 ist nun jeweils die Wickelanordnung unabhängig von der Rohrbiegemaschine 1 aus zwei unterschiedlichen Perspektiven mit einer bereits teilweise gewickelten Wendel 44 dargestellt.
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Nachfolgend soll nunmehr anhand der 1 bis 3 die Funktionsweise der Wickeleinrichtung 4 beschrieben werden:
Des Werkstück 6, etwa ein Rohrabschnitt, wird über die Zuführeinrichtung 2 (1) in Axialrichtung b der Wickeleinrichtung 4 zugeführt. Dabei ist die Wickeleinrichtung 4 relativ zum zugeführten Werkstück 6 so ausgerichtet, daß letzteres tangential am Beginn der Nut 25 an der vorderen Stirnseite des Wickeldorns 24, nämlich beim Halter 26, anliegt. Die Wickeldornachse 23 und die Längsachse 8 des Werkstücks 6 bilden hier einen Winkel entsprechend der gewünschten Wendelsteigung, so daß das Werkstück 6 stets tangential in die Nut 25 einläuft.
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Nun wird das Spannelement 27 in seine ausgeklappte Klemmstellung verschwenkt, so daß der Spannbacken 39 das Werkstück 6 in der Nut 25 festklemmt. Wird zu Beginn des Werkstücks 6 z. B. ein gerader Werkstückschenkel 43 gewünscht (2), erfolgt das Festklemmen des Werkstücks an dem Wickeldorn 24 erst dann, wenn das Werkstück 6 ein Stück über dem Wickeldorn 24 übersteht.
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Sodann wird die zusätzliche Stützeinrichtung 35 in den Richtungen f und g so verstellt, daß der Stützbacken 36 das Werkstück 6 mit seiner Formnut 37 von unten her tangential abstützt. Anschließend werden die Vorschubbewegung b des Werkstücks 6, die Drehbewegung h der Wickeldornwelle 22 mit Wickeldorn 24 und die Vorschubbewegung g des Schlittens 17 programmgesteuert gestartet und das Werkstück 6 auf den Wickeldorn 24 aufgewickelt bzw. zu einer Wendel 44 geformt.
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Nach Herstellung der gewünschten Windungsanzahl werden die verschiedenen Antriebe programmgesteuert gestoppt und das Spannelement 27 geöffnet, in dem es in seine eingeklappte Ruhestellung durch die Betätigungsstange 29 verschwenkt wird. Allerdings ist das Werkstück 6 nach wie vor in der Zuführeinrichtung 2 fixiert.
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Anschließend wird durch eine Verfahrbewegung des Schlittens 17 in entgegengesetzter Richtung g und ggf. durch eine entgegengesetzte Drehbewegung h des Wickeldorns 24 letzterer aus dem Wendelinneren herausgeführt und das Werkstück 6 abgelegt oder anschließend weiterbearbeitet (z. B. gebogen oder abgetrennt o. ä.).
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Anstellte der Verfahrbewegung g des Schlittens 17 ist aber auch eine seitliche Verfahrbewegung der Zuführeinrichtung 2 und gleichzeitig der Stützeinrichtung 35 möglich, so daß beide parallel zu ihrer ursprünglichen Ausrichtung entlang der Wickelachse 23 des Wickeldorns 24 verfahren und dadurch die beim Aufwickeln der Wendel 44 erforderliche Relativbewegung zwischen Wickeldorn 24 und Zuführeinrichtung 2 erzeugt wird.
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Als Werkstücke können prinzipiell alle stangenförmigen Werkstücke 6 (wie Rohre, Stangen, Draht o. ä.) eingesetzt werden, jedoch ganz besonders bevorzugt Werkstücke aus Hohlmaterial (Rohrstangen o. ä.).
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Die in den Figuren dargestellte Ausführung des Spannelementes 27 in Form eines verklappbaren Hebels erweist sich zwar als ganz besonders vorteilhaft, was ihren konstruktiven Aufwand und die Betätigung betrifft. Es sind aber ohne weiteres auch andere Ausbildungen des Spannelementes dankbar und dem Fachmann aufgrund seines Fachwissens an die Hand gegeben.