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Maschine zur Herstellung von geschweissten Lagern u. dgl Die Erfindung
bezieht sich ganz allgemein auf eine Vierschlitten-Maschine und betrifft insbesondere
eine Vierschlitten-Naschine, die sich hervorragend eignet, bei hoher Bertigungsgeschwindigkait
und mit wirtschaftlichem Vorteil geschweisste Lagerlaufringe u.dgl. aus Streifenmaterial
herzustellen. Bisher standen Hochleistungsmaschinen zur wirtschaftlich vertretbaren
Herstellung von geschweissten Lagerlaufringen aus Streifenmaterial nicht zur Verfügung.
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Die der Erfindung zugrundeliegende allgemeine Aufgabe ist es, eine
Maschine der erwähnten Bauart zu schaffen, bei welcher sich Lagerlaufringe u.dgl.
sowie sonstige Werkstükke aus Rohlingen formen lassen, die bei Hochleistungsbetrieb
von Streifenmaterial in äusserst wirksamer und genauer Weise abgetrennt werden.
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Bei der Lösung dieser Aufgabe ist eine Vierschlitten-Naschine mit
der üblichen nabensternartigen Werkzeuganordnung
um eine Zentrierform
oder einen Dorn herum versehen, wobei zusätzlich in Nähe des Dorns eine Vielzahl
von zusätzlichen Werkzeugen oder gegen das Werkstück anlegbaren Vorrichtungen vorgesehen
ist, von welchen mindestens einige durch auf einer Seite des Maschinengestells gegenüber
dem Dorn angeordnete passende Betätigungs- oder Antriebsmittel in Tätigkeit gesetzt
werden. Die zusätzlichen Werkzeuge oder Vorrichtungen können einen beweglichen Dornteil
enthalten, der gemäss der bevorzugten Ausführungsform eine Aufweitungsvorrichtung
besitzt, die in Verbindung mit Schweisselektroden und Spannbacken für Vorwärm- und
Schweissvorgänge betätigbar ist. Ferner kann eine dieser zusätzlichen Vorrichtungen
oder Werkzeuge ein Räumwerkzeug enthalten, das vor dem Vorwärmen und/oder dem Schweissen
des Werkstückes auf die Endabschnitte eines Lagerlaufringes oder eines sonstigen
Werkstückes einwirken kann.
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Die Aufweitungsvorrichtung ist von allgemeiner Brauchbarkeit, jedoch
besonders geeignet zur Herstellung von einen Vorwärm-Schweissvorgang erfordernden
Lagerlaufringen aus hochgekohltem Stahl, und das Räumwerkzeug ist vorteilhaft bei
der Herstellung von Lagerlaufringen sowohl aus hochgekohltem als auch aus niedriggekohltem
Stahl zur Schaffung von sauberen, unmittelbar vor dem Schweissen frisch freigelegten
Flächen.
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Jede der vorerwähnten Vorrichtungen ist neben der Herstellung von
Lagerlaufringen ausserdem zur Herstellung der verschiedenartigsten anderen Erzeugnisse
vorteilhaft verwendbar, und demzufolge ist die Erfindung nicht als auf irgendeine
spezifische Art von Werkstück oder Fertigungsprodukt beschränkt auszulegen.
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Insbesondere wird erfindungsgemäss bei einer Maschine zur Herstellung
von geschweissten Lagern u.dgl. vorgeschlagen, die Verbindung eines so ausgebildeten
Dornes, dass er um ihn herumgelegte Lager aufnehmen kann und an einer ausgewählten
axialen Stelle eine Arbeitsstation aufweist, mit einer an dieser Arbeitsstation
vorgesehenen Aufweitungsvorrichtung mit
einem eingezogenen und einem
aufgeweiteten Zustand, die sich in ihrem aufgeweiteten Zustand gegen ein ungeschweisstes
Lager an der Arbeitsstation anlegen und es aufweiten kann, um dadurch seine einander
benachbarten Endabschnitte voneinander zu trennen, mit einer Transport- oder tbergabevorrichtung
zum aufeinanderfolgenden Vorbewegen von Lagern entlang des Dornes bis zu der Arbeitsstation,
mit zwei Elektroden an der Arbeitsstation, die an der Station gemeinsam auf ein
Lager zu und von ihm fort bewegbar und gegen im wesentlichen einander gegenüberliegende
Teile des Lagers anlegbar sind, und auch mit Mitteln zum Betätigen der Aufweitungsvorrichtung
und der Elektroden in zueinander zeitlich abgestimmtem Verhältnis, um dadurch das
Lager aufzuweiten und die Elektroden zu einem Schweiss-Vorwärmvorgang gegen das
Lager anzulegen, wobei die Aufweitungsvorrichtung dazu dient, die Endabschnitte
des Lagers ausreichend voneinander zu trennen, um eine Lichtbogenbildung und einen
Stromfluss zwischen ihnen zu verhindern, um dadurch die Endabschnitte verhältnismässig
kalt zu halten, indem Stromfluss und Vorwärmen in einem von den Endabschnitten entfernten
gegenüberliegenden Teil des Lagers auftreten.
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Die Zeichnungen zeigen bevorzugte Ausführungsbeispiele mit weiteren
Einzelheiten der Erfindung, die nachstehend beschrieben sind. Es ist jedoch klar,
dass verschiedene Anderungen an den offenbarten Ausführungen vorgenommen werden
können und dass die Zeichnungen sowie die Beschreibung nicht als den Erfindungsbereich
begrenzend oder beschränkend auszulegen sind.
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Es zeigen: Fig. 1 eine Vorderansicht einer erfindungsgemässen gebauten
senkrechten Vierschlitten-Naschine, Fig. 2 einen vergrösserten horizontalen Teilschnitt
nach der Linie 2-2 in Fig. 1, bei welchem der Deutlichkeit halber Teile fortgelassen
sind
Fig. 3 einen vergrösserten senkrechten Teilschnitt nach der
Linie 3-3 in Fig. 2, bei welchem der Deutlichkeit halber Teile fortgelassen sind,
Fig. 4 einen vergrösserten, ein erstes Ausführungsbeispiel einer Zentrierform oder
eines Dorns veranschaulichenden senkrechten Querschnitt nach der Linie 4-4 in Fig.
1, bei welchem der Deutlichkeit halber Teile fortgelassen sind, Fig. 5 einen vergrösserten
senkrechten Teilängsschnitt nach der Linie 5-5 in Fig. 4, Fig. 6 einen vergrösserten,
ein zweites kusführungsbeispiel einer Zentrierform oder eines Dorns veranschaulichenden
senkrechten Teillängsschnitt entsprechend Fig. 5, Fig. 7 eine vergrösserte Teilseitenansicht
eines hinteren Teiles der Maschine mit Betätigungsmitteln für gegen das Werkstück
anlegbare Vorrichtungen, wie beispielsweise an einem vorderen Teil der Maschine
in Nähe des Dorns angebrachte Werkzeuge, Fig. 8 einen vergrösserten, das zweite
Ausführungsbeispiel den Zentrierform oder des Dorns nach Fig. 6 veranschaulichenden
horizontalen Teilschnitt nach der Linie 8-8 in Fig. 7, Fig. 9 einen vergrösserten
senkrechten Teilquerschnitt nach der Linie 9-9 in Fig. 8, bei welchem der Deutlichkeit
halber Teile fortgelasse/sind, Fig.10 eine vergrösserte, einen Vorwärm- und Schweissmechanismus
veranschaulichende Teilseitenansicht der Vorderseite der Maschine,
Fig.
11 einen vergrösserten senkrechten Teilquerschnitt nach der Linie 11-11 in Fig.
1, bei welchem der Deutlichkeit halber Teile fortgelassen sind, Fig. 12 einen vergrösserten
senkrechten Teilquerschnitt nach der Linie 12-12 in Fig. 1, bei welchem der Deutlichkeit
halber Teile fortgelassen sind, Fig. 13 eine vergrösserte, teilweise die Betätigungsmittel
nach Fig. 7 veranschaulichende Teil draufsicht nach der Linie 13-13 in Fig. 1, Fig.
14 eine vergrösserte, ferner die Betätigungsmittel nach Fig. 7 und 13 veranschaulichende
Teil seitenansicht der Rückseite der Maschine, Fig. 15 eine einen Endabschnitt einer
Zentrierform oder eines Dorns, eine Ausstossführungsschiene, eine Haltevorrichtung
und einen Induktionsofen veranschaulichende, etwas schematische Darstellung, Fig.
16 eine vergrösserte senkrechte Teilvorderansicht, die die Elektroden und die Spannbacken
des Schweissmechanismus nach Fig. 10 in Vorwärmlage veranschaulicht, Fig. 17 eine
vergrösserte,die Elektroden und die Spannbacken nach Fig. 16 in Schweisslage veranschaulichende
Teilvorderansicht, wig. 18 ein erläuterndes, zeitliches Steuerungsdiagramm für die
Maschine nach der Erfindung.
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Allgemeiner Aufbau In den Zeichnungen ist eine Vierschlitten-Maschine
der senkrechten Bauart veranschaulicht, die nachstehend beschrieben wird. Es sei
å jedoch bemerkt, dass die Erfindung nicht auf senkrechte Vierschlitten-Maschinen
beschränkt ist und dass Richtungs- oder geometrische Begriffe, wie "senkrecht",
"waagerecht" "Vorder", , "Hinter", "vorn", "hinten" "vorwärts", "rückwärts" usw.
lediglich zur passenden Beschreibung benutzt werden und nicht in der nachfolgenden
Beschreibung als Beschränkungen zu verstehen sind.
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In Fig. 1 ist eine allgemein mit 10 bezeichnete senkrechte Vierschlitten-Draht-
oder -Streifenformmaschine mit einem periodisch betätigbaren intermittierenden Zuführmechanismus
12 an einer linken Stelle, einer periodisch betätigbaren Pressstation 14 etwa an
einer zentralen Stelle und einer periodisch betätigbaren Form- und Schweissstation
16 an einer rechten Stelle dargestellt.
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Allgemein mit 18 bezeichnetes Draht- oder Streifenmaterial gelangt
von links nach rechts in die Maschine und wird anfangs in eine Richtvorrichtung
20 eingeführt, die von üblicher Konstruktion und Bauweise sein kann. Der Streifen
18 hat eine mit der Querschnittsform eines fertigen Lagerlaufringes übereinstimmende
Querschnittsform, und die Maschine wird in Verbindung damit beschrieben. Es sei
å jedoch bemerkt, dass der Zuführmechanismus 12, die Pressstation 14 sowie die Form-
und Schweissstation 16 Draht- oder Streifenmaterial mit den verschiedensten iqzerschnittsformen
verarbeiten können. Demzufolge sind Begriffe, wie "Draht" und Streifen" in weitem
Sinne auszulegen, wobei sie die
Fähigkeit der Maschine zu einer
Verarbeitung eines durchgehenden Drahtes oder dünnen Stabes aus Metall von beliebiger,
beispielsweise runder, quadratischer, dreieckiger, flacher oder unregelmässiger
Querschnittsform ausdrücken sollen.
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Der Zuführmechanismus 12 wird von passenden, mittels einer oberen
horizontalen Nockenwelle 22 angetriebenen Kurvenscheiben und Zahnrädern aus betätigt
und besitzt einen schwenkbaren Hebel 24 und einen ihm zugeordneten Mechanismus 26
zum Erfassen und Loslassen des Streifens 18, den er intermittierend nach rechts
entlang einer horizontalen und sich in Längsrichtung erstreckenden Bewegungsbahn
der Pressstation 14 sowie der Form- und Schweissstation 16 zuführt.
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Zur weiteren Veranschaulichung und Beschreibung des Zuführmechanismus
12 sei auf die USA-Patentschrift 5 052 392 hingewiesen.
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Die Pressstation 14 wird von der oberen Nockenwelle 22 aus angetrieben
und enthält kurven scheiben- oder exzenterbetätigte Presswerkzeuge 28, 28, die mit
einer Gesenk- oder Ambosseinheit zusammenwirken. Bei der Herstellung von Lagerlaufringen
auf der Maschine 10 dienen die Presswerkzeuge dazu, zwischen Verbindungsrandteilen
in Querrichtung längliche Schlitze herzustellen, die in dem Streifen 18 teilweise
die Endabschnitte des Lagerlaufringes abgrenzen.
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Die Werkzeuge 28, 28 können ferner die teilweise abgegrenzten Endabschnitte
so formen, wie es zur genauen Bemessung des fertigen Laufringes und zum wirksamen
Zusammenschweissen seiner Endabschnitte erforderlich ist. Eine z.Z. bevorzugte Weise
zur Formgebung von Lagerlaufring-Endabschnitten ist in der USA-Patentanmeldung Ser.
No. 706 217 des Niterfinders Erman V. Cavagnero veranschaulicht und weiter erläutert.
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Beim weiteren Vorschub des Streifens 18 von links nach rechts
aus
der Pressstation 14 werden seine vorderen Endabschnitte an den vorgenannten Querschlitzen
durch ein senkrecht auf und ab bewegbares Abschneidwerkzeug 32 abgetrennt.
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Die abgetrennten vorderen Endabschnitte bilden Werkstücke oder Lagerlaufring-Rohlinge,
die an einer Zentrierform oder einem Dorn 34 angeordnet und zu ihrem Formen um den
Dorn herum mittels einer Festspann- oder Haltevorrichtung 36 in ihrer richtigen
Lage gehalten werden. Wie gezeigt, erstreckt sich die Zentrierform oder der Dorn
34 von einem senkrechten litaschinengestell 38 aus im wesentlichen horizontal nach
vorn, wobei die Haltevorrichtung 36 einem mit dem Dorn 34 zusammenwirkenden oberen,
senkrecht auf und ab bewegbaren Werkzeug 40 zugeordnet, jedoch von ihm unabhängig
betätigbar ist. Beim Formen eines Lagerlaufring-Roh-lings oder eines sonstigen Werkstückes
wirken ausserdem ein unteres, senkrecht auf und ab bewegbares Werkzeug 42 sowie
ein linkes und ein rechtes, horizontal hin und her bewegbares Werkzeug 44 bzw. 46
mit dem Dorn 34 zusammen.
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Offensichtlich sind die Werkzeuge 40, 42, 44 und 46 in einer senkrechten
Ebene um den Dorn 34 herum im wesentlichen in nabensternartiger Anordnung angebracht
zu ihrem Hin- und Herbewegen auf den Dorn zu und von ihm fort. Für die Werkzeuge
40 bis 46 sind passende Schlitten vorgesehen, die von der vorerwähnten oberen horizontalen
Nockenwelle 22, einer unteren horizontalen Nockenwelle 48 sowie von einer senkrechten
linken und einer senkrechten rechten Nockenwelle 50 bzw. 52 aus angetrieben werden.
Die Nockenwellen sind paarweise zueinander parallel in vertikaler-horizontaler Rechteckanordnung
und im wesentlichen in einer senkrechten Ebene angebracht. Um die Nockenwellen im
Gleichlauf anzutreiben, sind zwischen ihnen bei 54, 56, 58 und 60 passende Kegelradverbindungen
vorgesehen. Eine Antriebsverbindung für die untere horizontale Nockenwelle 48 ist
in Form eines geeigneten Zahnrades 62 vorgesehen, das von einer Kraftquelle aus,
die die Form eines Elektromotors 63
haben kann, mittelbar angetrieben
wird. An den Wellen 22, 48, 50 und 52 angebrachte Kurvenscheiben 64, 66, 68 bzw.
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70 betätigen die Werkzeuge 40, 42, 44 bzw. 46 in zu den übrigen Naschinenelementen
zeitlich abgestimmtem Verhältnis.
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Ein Schweissmechanismus 72 an der Formstation 16 wirkt bei den Vorwärm-
und/oder Schweissvorgängen an den Werkstücken mit dem Dorn 34 zusammen. Der Schweissmechanismus
wird durch einen schwenkbaren Hebel 74 und eine auf der Welle 52 angebrachte Kurvenscheibe
76 betätigt und ist nachstehend noch näher beschrieben.
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Hintere Arbeitsstation des Dorns Bei der Herstellung von geschweissten
Lagerlaufringen ist die Maschine nach der Erfindung vorzugsweise entlang des Dorns
34 mit einer Reihe von Arbeitsstationen versehen, die sich von seinem hinteren Teil
bis zu seinem vorderen Teil erstrecken, wobei ausserdem vorzugsweise eine Transport-
oder tbergabevorrichtung vorgesehen ist, um die Werkstücke entlang des Dorns in
zum Betrieb der Werkzeuge an den verschiedenen Arbeitsstationen zeitlich abgestimmtem
Verhältnis nach vorn vorzubewegen.
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An einer hinteren Arbeitsstation wird ein vorderer Endabschnitt eines
sich vorbewegenden Streifens abgetrennt zum Bilden eines einheitlichen Werkstücks
in Form eines geraden Lagerlauiring-Rohlings, der danach in eine teilweise kreisrunde
Form gebracht wird. In Fig. 2 und 3 ist der Streifen 18 oben auf einen Amboss 78
und in Querrichtung oben auf einen hinteren Dornabschnitt 34 vorbewegt dargestellt.
Das senkrecht auf und ab bewegbare Abschneidwerkzeug 32 wirkt beim Streifenabschneidvorgang
mit dem Amboss 78 zusammen
und ist an dem vorgenannten oberen,
senkrecht auf und ab bewegbaren Werkzeug 40 angebracht Z'1 seiner Betätigung mit
ihm. Beim Betrieb, und zwar bei seinem Abwärts-oder Arbeitshub, bewegt sich das
Werkzeug 40 abwärts bis etwa in seine in Fig. 3 dargestellte Lage, so dass durch
Zusammenwirken des Werkzeuges 32 und des Ambosses 78 ein Abschneidvorgang bewirkt
wird. Danach wird das Werkzeug 40 nach oben zurückgezogen, um die Freigabe des Streifens
18 durch das Abschneidwerkzeug 32 zu ermöglichen, worauf das Werkzeug 40 erneut
abwärtsbewegt wird, um das teilweise Formen eines abgetrennten Lagerlaufring-Rohlings
zu bewirken. Sobald ein vorderer Endabschnitt des Streifens 18 zum Bilden eines
Lagerlaufring-Rohlings abgetrennt worden ist, wird der Amboss 78 von seiner Arbeitsstellung
unterhalb des Streifens 18 aus horizontal nach rückwärts zurückgezogen, um dadurch
Spielraum für die kreisbogenförmige Abwärtsbewegung eines hinteren Endabschnittes
des Rohlings während seines drauffolgenden teilweisen Formens (Fig. 3) zu schaffen.
Wie aus Fig. 12 ersichtlich, kann der Amboss 78 eine hin- und hergehende horizontale
Bewegung nach vorn und rückwärts ausführen, indem er mit einem horizontalen Schlitten
80 auf der Rückseite des Maschinengestells 38 verbunden ist. Der Schlitten 80 ist
seinerseits an einen schwenkbaren lIebel 82 angeschlossen, der bei 84 angelenkt
ist und mittels einer eine Kurvenbahn 88 aufweisenden Kurvenscheibe 86 betätigt
wird. Die Kurvenscheibe 86 ist auf einer Stummelwelle 90 angebracht, die ausserdem
ein Zahnrad 92 trägt, das über ein Zwischenzahnrad 94 angetrieben wird, das seinerseits
mit einem auf der vorgenannten oberen horizontalen Nockenwelle 22 (Fig. 12 und 13)
angebrachten Antriebszahnrad 96 im Eingriff steht. Es leuchtet also ein, dass sich
beim periodischen Betrieb der Maschine in zu den senkrechten Abschneidliüben des
Werkzeuges 32 zeitlich passend abgestimmten Verhältnis Vor- und Rückwärtshübe des
Ambosses 78 herbeiführen lassen.
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Aus Fig. 2 und 3 geht hervor, dass beim Zurückziehen des Ambosses
78 der zweite und formende Teil des Hubes des Werkzeuges 40 ausgeführt werden kann.
Beim Ablauf des formenden Teiles des Werkzeughubes wird der Lagerlaufring-Rohling
zumindest annähernd bis in die Stellung 18a nach Fig. 3 um den breiteren hinteren
Dornabschnitt 34a herum gebogen. Etwa zur gleichen Zeit und vorzugsweise etwas später
als der Hub des oberen oder Oberwerkzeuges 40 werden nach innen gerichtete oder
Arbeitshübe der Seitenwerkzeuge 44, 46 ausgeführt, so dass das teilweise Formen
des Rohlings in die genaue Lage nach Fig. 3 zu Ende geführt wird. Eine genaue Zeitsteuerung
wird natürlich durch übliche Konstrulction der Kurvenscheiben 64, 68 und 70 herbeigeführt,
und der Steuerkurvenverlauf ist leicht dem Steuerungsdiagramm nach Fig. 18 zu entnehmen.
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Während der vorgenannten Folge von Arbeitsgängen lässt sich die vorerwähnte
Haltevorrichtung 36 in üblicher Weise so betätigen, dass sie sich gegen einen vorbewegten
vorderen Endabschnitt des Streifens 18 anlegt und ihn mit dem breiteren hinteren
Dornabschnitt 54a sicher in Berührung hält.
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Nach einem Gesichtspunkt der Erfindung hat die Formmaschine zusätzlich
zu den in Nähe des Dorns angeordneten vorerwähnten senkrecht auf und ab bewegbaren
Werkzeugen mindestens ein weiteres Werkzeug, das sich zwischen den Endabschnitten
eines teilweise geformten Werkstückes einführen lässt und an dem Werkstück einen
Arbeitsgang ausführen kann.
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Bei der Herstellung von Lagerlaufringen sind zwei solcher zusätzlicher
Werkzeuge vorgesehen, die die Form von Räumwerkzeugen 98, 98 (Fig. 3) haben. Die
Räumwerkzeuge 98, 98 sind so angeordnet, dass sie sich gegen die Endabschnitte eines
teilweise geformten Laufringes, beispielsweise des
Laufringes 18a,
anlegen und auf ihn einwirken, um vor dem Zusammenschweissen der Endabschnitte die
vorerwähnten mass- und formgebenden Arbeiten fertigzustellen.
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Ausserdem sei bemerkt, dass die Räumwerkzeuge in einer äusserst kurzen
Zeitspanne vor dem Schweissen saubere, frisch freigelegte, einem wirksamen Schweissen
förderliche Flächen schaffen. Auf diese Weise besteht vor dem Schweissen nur eine
geringe oder keine Gelegenheit zur Oxydation oder einer sonstigen Verunreinigung
an den Endabschnitten.
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Die Räumwerkzeuge 98, 98 sind zu einer horizontalen hin-und hergehenden
Bewegung eingerichtet, wobei sie während ihres Arbeitshubes nach rückwärts in Berührung
mit den Endabschnitten eines teilweise geformten Laufringes, beispielsweise des
Laufringes 18a, an der hinteren oder Vorformstation des Dorns 34 gezogen werden.
Wie aus Fig. 8 ersichtlich, erstrecken sich die Räumwerkzeuge 98, 98 durch passende
Öffnungen in dem hinteren Dornabschnitt 34a und dem Haschinengestell 38 nach rückwärts
bis zu einem ~l-förmigen Halter 100, der an einem Schlitten 102 angebracht und mit
ihm vor- und rückwärts bewegbar ist.
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Der Schlitten 102 ist mittels eines passenden Zapfens 106 mit einem
oberen Endabschnitt eines schwenkbaren Nockenhebels 104 gelenkig verbunden, der
sich hinter dem Naschinengestell 38 nach unten erstreckt und an seinem unteren Endabschnitt
mit Hilfe einer auf der unteren horizontalen Nockenwelle 48 (Fig. 1) angebrachten
Kurvenscheibe 108 betätigt wird. Es leuchtet also ein, dass sich die Räumwerkzeuge
98, 98 in zu den Werkzeugen 40, 44, 46 usw. zeitlich abgestimmten Verhältnis und
in durch das Steuerdiagramm nach Fig. 18 veranschaulichter Weise hin und her bewegen
lassen, so dass sie die Endabschnitte eines teilweise geformten Lagerlaufringes
18a in wirksamer Weise räumen.
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Vorzugsweise ist ausserdem eine Spxmabsaugvorrichtung vorgesehen,
die aus Öffnungen 110, 110, von denen in Fig. 8 eine dargestellt ist, bestehen kann,
die mit dem Räumwerkzeug an seiner hinteren Stelle in Verbindung stehen und sich
zu einer Absaugleitung 112 erstrecken. tbliche, einen Unterdruck erzeugende Mittel
können in passender Weise am hinteren Teil der Maschine angeordnet sein. Ferner
wird vorzugsweise über die Räumwerkzeuge in ihrer zurückgezogenen Stellung ein Iuftstrahl
geblasen, wobei in Nähe des Werkzeuges eine (nicht dargestellte) geeignete ~lufteinlassöffnung
an einer solchen Stelle vorgesehen werden kann, dass sie mit der Absaugöffnung 110
zusammenwirkt.
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Nach Fertigstellung des Vorformens und Räumens an der hinteren Dornstation
tritt die vorerwähnte Transport- oder Ubergabevorrichtung in Tätigkeit, um einen
Lagerlaufring zu seinem weiteren Formen entlang des Dorns nach vorn bis zu einer
Zwischenstation vorzubewegen. In ihrer bevorzugten åetzigen Ausführungsform besitzt
die Transport- oder Ubergabevorrichtung vier Transport- oder Ubergabestifte 114,
114, die im Gleichlauf entlang des Dorns hin und her bewegbar und im wesentlichen
in Rechteckform so angeordnet sind, dass sie sich gegen einen Lagerlaufring anlegen
und ihn bis zu der Zwischenstation vorwärtsschieben. Die Stifte 114, 114 erstrecken
sich durch das Maschine nengestell 38 und durch passende Öffnungen in dem I-förmigen
Halter 100 hindurch nach rückwärts bis zu einem horizontal hin und her bewegbaren
I-förmigen Schlitten 116 (Fig. 8). Die hinteren Teile der Stifte sind an dem Schlitten
116 fest angebracht, der unter Beaufschlagung durch einen mit dem oberen Endabschnitt
eines schwenkbaren Nockenhebels 120 in Eingriff bringbaren Schwenkzapfen 118 vor-
und rückwärts bewegbar ist. Der Nockenhebel 120 erstreckisich hinter dem Gestell
38 der Maschine nach unten und wird an seinem unteren Endabschnitt mittels einer
auf der unteren Nockenwelle 48 angebrachten Kurvenscheibe 122 (Fig. 1) betätigt.
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Auf diese Weise lassen sich die Stifte '4, 114 hin und her bewegen,
um teilweise geformte Lagerlaufringe in zum Betrieb der Werkzeuge und der übrigen
Naschinenelemente zeitlich abgestimmtem Verhältnis von der hinteren Dorn station
aus zu der Zwischenstation vorzubewegen.
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Vorzugsweise sind magnetische Mittel in Form von Einsätzen in die
Stifte 114, 114,eines Elektromagneten oder magnetisierter Stifte vorgesehen, um
das magnetische Halten eines Lagerlaufringes in genau ausgerichteter Lage auf den
Enden der Transport- oder Ubergabestifte 114, 114 zu bewirken.
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Die Haltevorrichtung 36 ist natürlich in zu den Transport-oder Ubergabestiften
zeitlich abgestimmtem Verhältnis betätigbar, um an der hinteren Arbeitsstation,
während des Transportes bzw. der Übergabe und an der Zwischenarbeitsstation den
sich in Bearbeitung befindenden Lagerlaufring zu halten, loszulassen bzw. erneut
zu halten.
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Zwischenarbeitsstation des Dorns An der Zwischen- oder formenden
Arbeitsstation des Dorns wird ein teilweise geformter Lagerlaufring, wie bei 18b
angedeutet, weiter in eine kreisrunde Form gebracht mit seinen Endabschnitten in
zum Verschweissen aneinander anstossender Lage. Selbstverständlich sind die verschiedensten
Bearbeitungseinrichtungen möglich, jedoch ist nach der bevorzugten Arbeitsweise
ein weiteres Formen an der Zwischenstation mit Hilfe der vorerwähnten oberen und
unteren Werkzeuge 40, 42 vorgesehen. An der Zwischenarbeitsstation weist der Dorn
34 einen zylindrischen Querschnitt 34b (Fig. 4) auf, und das obere Werkzeug 40 hat
eine etwa halbzylindrische Anlegefläche 126 zum Anlegen gegen einen oberen Teil
eines teilweise geformten Lagerlaufringes 18a. Das untere Werkzeug 42 hat eine entsprechende
Anlegefläche
128, die sich zum Fertigformen gegen einen unteren Teil des Lagerlaufringes anlegt.
Das linke Werkzeug 44 und das rechte Werkzeug 46 sind an der Zwischenarbeitsstation
unwirksam. Offensichtlich kann die Lagerlaufringformung an der hinteren und an der
Zwischenstation zugleich stattfinden. Das heisst, während ein Lagerlaufring, wie
vorstehend beschrieben, an der hinteren Arbeitsstation teilweise geformt wird, kann
ein zweiter und vorangehen der Laufring an der Zwischenarbeitsstation fertiggeforint
werden zum darauffolgenden Transport nach vorn entlang des Dorns zu einer zusätzlichen
Arbeitsstation.
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Zum Transportieren von Lagerlaufringen oder sonstigen Werkstücken
von der Zwischenarbeitsstation aus zu einer zusätzlichen oder vorderen Arbeitsstation
entlang des Dorns ist die vorgenannte Transport- oder Ubergabevorrichtung mit einem
zweiten Satz Transport- oder Ubergabe stifte versehen. Vorzugsweise sind vier solche
mit 128, 128 bezeichnete Stifte in Rechteckform voneinander getrennt so angeordnet,
dass sie sich an der ZwYnhenstation gegen einen fertiggeformten Lagerlaufring anlegen.
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Die Transport- oder Ubergabestifte 128, 128 erstrecken sich, wie in
Fig. 8 veranschaulicht, in welcher zwei von ihnen dargestellt sind, durch das Gestell
der Naschine hindurch nach rückwärts und sind mit ihren hinteren Endabschnitten
an dem Schlitten 116 fest angebracht zu ihrer Betätigung im Gleichlauf mit den vorerwähnten
Transport- oder Ubergabestiften 114, 114 Wie die Stifte 114, 114 sind auch die Transport-
oder Ubergabestifte 128, 128 vorzugsweise magnetisiert, damit sie einen Lagerlaufring
18b an ihren Endabschnitten magnetisch halten. Ferner sei bemerkt, dass die Läge
und der Hub
der Transport- oder Übergabestifte 128, 128 so gewählt
sind, dass sie während des Transports oder der Übergabe für eine geringe Uberfahrung
und eine Rücklaufbewegung sorgen. Das heisst, die Transport- oder Übergabe stifte
128, 128 legen sich an der Zwischenstation gegen einen Lagerlaufring 48b an und
schieben ihn bei einem Arbeitshub entlang des Dorns vor bis in die Lage 18c und
etwas über diese Lage (Fig. 4) hinaus, worauf sie den Laufring in die Lage 18c zurückziehen.
Auf diese Weise wird ein vorangehender Lagerlaufring an der Stelle 18c durch einen
sich vorbewegenden Lagerlaufring erfasst und entlang des Dorns so vorbewegt, dass
er aus der vorderen Arbeitsstation ausgestossen wird und zwischen diesem vorangehenden
Lagerlaufring und dem zur vorderen Arbeitsstation vorbewegten Laufring einen geringen
Zwischenabstand schafft. Obwohl ein solcher Abstand zwischen den Laufringen beim
Ausstossen der Laufringe aus der vorderen Arbeitsstation offensichtlich allgemeine
Vorteile hat, ergibt sich daraus bei Durchführung des Schweissens an der vorderen
Arbeitsstation noch ein besonderer Vorteil, der nachstehend im einzelnen herausgestellt
ist.
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Vordere Arbeitsstation des Dorns Obwohl zum Einwirken auf die Werkstücke
an der vorderen Arbeitsstation des Dorns einer erfindungsgemäss gebauten Maschine
die verschiedensten Werkzeuge vorgesehen werden können, wird diese Arbeitsstation
bei der Herstellung von Lagerlaufringen vorzugsweise als Vorwärm- und/oder Schweissstation
verwendet. Bei der Herstellung von Lagerlaufringen
aus niedriggekohltem
Stahl wird der vorerwähnte Schweissmechanismus 72 nur zum Schweissen verwendet,
jedoch ist bei der Herstellung von Lagerlaufringen aus hochgekohltem Stahl ein Vorwärmen
notwendig oder zumindest erwünscht und demzufolge werden sowohl der Vorwärm- als
auch der Schweissvorgang an der vorderen Arbeitsstation ausgeführt.
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Die Herstellung von geschweissten Lagerlaufringen aus hochgekohltem
Stahl von hoher Güte und einwandfreiem Gefüge ist eine besonders schwierige Aufgabe,
so dass die Schritte des Vorwärmens und des Schweissens innerhalb zwingender genauer
Bedingungen durchgeführt werden müssen. Das beim Betrieb des Schweissmechanismus
72 verwendete Schweissverfahren ist in der vorerwähnten USA-Patentanmeldung Ser.
No. 706 217 von Erman V. Cavagnero, vollständig beschrieben.
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In Fig. 4 und 5 ist an der vorderen Arbeitsstation ein feststehender
zylindrischer Dornabschnitt 34c dargestellt, der in dieser Ausführung bei der Herstellung
von niedriggekohlten Lagern verwendet werden kann, bei welcher an dieser Station
nur ein Schweissvorgang durchgeführt wird. Dazu werden in dem Mechanismus 72 (Fig.
10) Schweissbacken 130, 130 nach innen bis zur Berührung mit einem sich an der vorderen
Arbeitsstation befindenden Lagerlaufring verschwenkt, um die Endabschnitte des Laufringes
miteinander zu verschweissen. Die Backen 130, 130 haben ihnen zugeordnete Elektroden
132, 132, die über passende Beitungskabel 134, 134 an ein übliches elektrisches
Schweissaggregat angeschlossen sind, das in Fig. 1 oben auf der Formmaschine dargestellt
ist.
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Schwenkbare Arme 138, 138 tragen jeweils die Backen 130, 130 und die
Elektroden 132, 132 und werden bei 140 oberhalb des Dorns mit Hilfe eines an dem
Naschinengestell befestigten Bügels 142 schwenkbar gehalten. An
ihren
unteren Endabschnitten sind die Arme 138, 138 jeweils an Betätigungsstangen 144,
144 angelenkt. Die Stangen 144, 144 sind ihrerseits an den vorerwähnten Nockenhebel
74 angeschlossen, der im wesentlichen T-förmig ausgebildet ist und an den Armen
seines Teiles voneinander getrennte Schwenkzapfen 146, 146 zum Verbinden mit den
Betätigungsstangen trägt. An einer Stelle zwischen den Enden der Arme des Teiles
trägt ein Schwenkzapfen 148 den Hebel 74 zum Schwingen um ihn herum unter dem Einfluss
der Kurvenscheibe 76. Der Schwenkzapfen 148 wird seinerseits von einer an dem Maschinengestell
befestigten Stütze 150 gehalten.
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Wie aus Fig. 1 und 10 ersichtlich, führt eine Abwärtsbewegung des
rechten Endabschnittes des Nockenhebels 74 unter dem Einfluss der Kurvenscheibe
76 zu einer Bewegung des Hebels im Uhrzeigergegensinn, der dabei auf die an den
rechten Arm 138 angeschlossene obere Betätigungsstange 144 eine Schubwirkung und
auf die an den linken Arm 138 angeschlossene untere Betätigungsstange 144 eine Zugwirkung
ausübt. Diese Wirkungen sind offensichtlich bestrebt, die Backen 130, 130 und die
Elektroden 132, 132 um einen sich auf dem Dorn 34 befindenden Lagerlaufring für
einen Schweissvorgang an seinen Endabschnitten zu schliessen. Umgekehrt führt eine
Abwärtsbewegung des rechten Endabschnittes des Hebels 74 unter dem Einfluss der
Kurven scheibe 76 zu einer Bewegung des Hebels um den Schwenkzapfen 148 im Uhrzeigersinn
und zu einer Öffnungsbewegung der Backen 130, 130 und der Elektroden 132, 132.
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Vorzugsweise ist in Verbindung mit den Betätigungsstangen 144, 144
eine elastische Vorspannvorrichtung eingebaut, die die Form einer Reihe kleiner
ringförmiger, bei 152, 152 in axialen Stapeln angeordneten Hülsen hat. Der in Fig.
10 der oberen Betätigungsstange 144 zugeordnete Hülsenstapel
152
wird bei der Schliessbewegung der Backen und Elektroden zwischen Anlageflächen 154,
156 in zusammengepresstem Zustand gehalten, während der Hülsenstapel 152 auf der
unteren Betätigungsstange 144, da er auf der entgegengesetzten Seite des Schwenkzapfens
angeordnet ist, bei geschlossenen Backen und Elektroden trotzdem zwischen einer
Anlagefläche 158 und einer nicht dargestellten weiteren Anlagefläche in zusammengepresstem
Zustand verbleibt. Bei 160 und 162 sind anlegbare, feststehende und einstellbare
Schliessanschläge für die Backen und die Elektroden vorgesehen.
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Wenn bei der Herstellung von Lagerlaufringen aus hochgekohltem Stahl
an der vorderen Station des Dorns sowohl ein Vorwärmen als auch ein Schweissen durchgeführt
werden muss, wird vorzugsweise ein Dorn vorgesehen, wie er in Fig. 6, 8, 9, 11,
16 und 17 mit 164 bezeichnet ist. Dieser Dorn 164 hat einen bewegbaren, gegen das
Werkstück anlegbaren Teil, der von hinter dem Haschinengestell aus betätigbar und
für die verschiedensten Zwecke verwendbar ist, bei der Herstellung von Lagerlaufringen
aus hochgekohltem Stahl jedoch die Form einer Laufring-Aufweitungsvorrichtung aufweist.
Vorzugsweise sind drei Aufweitungselemente 166, 166 vorgesehen, die sich an der
vorderen Arbeitsstation gegen die Innenfläche eines Lagerlaufringes anlegen, um
ihn während eines Vorwärmvorganges aufzuweiten. Wie aus Fig. 16 ersichtlich, liegen
die Elemente 166, 166 an der vorderen Station gegen die Innenflächen des Lagerlaufringes
an, während die Backen 150, 130 und die Elektroden 132, 132 gegen seine Aussenflächen
anliegen, und zwar so, dass die Endabschnitte 168, 168 des Laufringes in voneinander
getrennter Lage gehalten werden. Die Aufweitung durch die Elemente 166, 166 ist
so, dass der Zwischenraum zwischen den
Endabschnitten 168, 168
des Laufringes ausreicht, um eine Lichtbogenbildung und einen Stromfluss über diesen
Zwischenraum hinweg zu verhindern, so dass folglich stattdessen ein Stromfluss von
einer Elektrode 132 aus über einen gegenüberliegenden oder oberen Teil des Lagerlaufringes
zu der anderen Elektrode 132 eintritt, um den Laufring vorzuwärmen. Die Elektroden
132, 132 sind an entsprechenden Stellen im wesentlichen an einander gegenüberliegenden
Seiten des Lagerlaufringes angeordnet, wobei sie vorzugsweise erheblich näher an
den Endabschnitten des Laufringes als an einer den Endabschnitten diametral gegenüberliegenden
Stelle des Laufringes angeordnet sind. Es hat sich herausgestellt, dass in dem Laufring
unterhalb der Elektroden sog. "kalte Stellen" auftreten können, und man glaubt,
dass zum Begrenzen ihrer Kreisumfangsausdehnung jede Elektrode sich nicht über mehr
als ein Viertel des Kreisumfanges des Lagerlaufringes erstrecken darf. Ferner glaubt
man, dass optimale Ergebnisse erzielt werden, wenn sich å jede Elektrode, wie gezeigt,
über etwa ein Achtel des Kreisumfangs des Laufringes erstreckt.
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Ferner ist zu Fig. 16 und 17 zu bemerken, dass an einem oberen Teil
der Backen 130, 130 ein Paar kleine Elemente 170, 170 und an einem unteren Teil
von ihnen in Nähe der Endabschnitte 168, 168 des Lagerlaufringes ein entsprechendes
Paar Elemente 172, 172 vorgesehen sind. Diese Elemente weisen verschleissfeste Ein
satz stücke auf, da festgestellt worden ist, dass der maximale Verschleiss der Backen
an diesen Stellen auftritt.
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Nach dem Vorstehenden ist klar, dass eine passende Steuerung des Anlegens
der Elektroden und der Backen gegen einen Lagerlaufring zusammen mit einem richtig
bestimmten Schweissstrom zu einem Vorwärmvorgang führt mit den gewünschten Charakteristiken,
wie sie in der vorerwähnten USA-Patentanmeldung Ser. No. 706 217 herausgestellt
sind.
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Wenn das Vorwärmen beendet ist, werden die Ä.ufweitungs elemente 166,
166 in ihre in Fig. 17 dargestellte Lage zurückgeführt, und zusätzliche Kraft wird
durch die Bakken 130, 130 über ihre vorbeschriebenen Betätigungsmittel auf den Lagerlaufring
unter Bezugnahme auf das Steuerungsdiagramm nach Fig. 18 ausgeübt. Auf diese Weise
werden die Endabschnitte 168, 168 des Lagerlaufringes, wie in Fig. 17 gezeigt, mit
Druck fest aneinander anliegend gegeneinandergepresst, wobei der Stromfluss von
einer Elektrode 132 aus über die Endabschnitte 168, 168 zu der gegenüberliegenden
Elektrode 132 einsetzt, da der Weg über die Endabschnitte erheblich kürzer ist als
der Weg über den gegenüberliegenden oder oberen Teiles Laufringes. Auf diese Weise
werden die Endabschnitte des Laufringes mittels eines Widerstands-Pressstumpf schweissvorganges
miteinander verschweisst wobei ein fertiger Lagerlaufring entsteht.
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Zu Fig. 17 sei noch bemerkt, dass die Aufweitungselemente 166, 166
während des Schweissvorganges mit einer Innenfläche des Lagerlaufringes in Berührung
stehend dargestellt sind. Nach der derzeitigen bevorzugten Verfahrensweise ist es
üblich, die Elemente 166, 166 soweit zurückzuziehen, dass während des Schweissens
durch sie auf die Innenfläche des Lagerlaufringes keine wesentliche Kraft ausgeübt
wird. Man rechnet jedoch damit, dass sich ein gewisser Vorteil erzielen lässt, indem
die Aufweitungselemente 166, 166 nur teilweise zurückgezogen werden, so dass beim
Schweissen auf die Innenfläche des Laufringes eine geringfügige aber wichtige Kraft
ausgeübt und dadurch die gleichmässige Druckverteilung durch die Backen um die Aussenfläche
des Laufringes herum unterstützt wird. In dem Steuerungsdiagramm
nach
Fig. 18 stellt die gestrichelte Linie in Nähe der Bezeichnung "Aufweiter" diesen
letztgenannten Zustand dar, in welchem während des Schweissens ein leichter Druck
ausgeübt wird, während die voll ausgezogene Linie den erstgenannten Zustand darstellt,
in welchem beim Schweissen durch die Aufweitungselemente 166, 166 im wesentlichen
kein Druck ausgeübt wird. Natürlich kann mit Hilfe einer üblichen Steuerkurvenkonstruktion
abwechselnd für den einen oder anderen der beiden Zustände gesorgt werden, und zwar
durch Ingangsetzung einer nachstehend noch näher zu beschreibenden Betätigungsvorrichtung
für die Elemente 166, 166.
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Zu Fig. 8 und 9 ist zu bemerken, dass die Aufweitungselemente 166,
166 mit Hilfe kleiner Stifte 174, 174 an ihren hinteren Endabschnitten zu einer
im wesentlichen radialen Bewegung schwenkbar gehalten sind. Die Innenflächen 176,
176 der Elemente sind zur Waagerechten geneigt zum steuernden Zusammenwirken mit
einer entsprechend geneigten Fläche 178, 178 eines kegelstumpfförmigen Teiles 180
am vorderen Endabschnitt eines Betätigers 182. Der Betätiger erstreckt sich durch
eine passende axiale Öffnung im Dorn 164 nach rückwärts und ist mit seinem hinteren
Endabschnitt an einen Halter 184 (Fig. 9) angeschlossen, der seinerseits mit einem
hinter dem Maschinengestell 38 angeordneten Schlitten 186 verbunden ist. Der Schlitten
186 trägt einen Schwenkzapfen 188, der seinerseits ein kurzes Verbindungsglied 190
trägt, das bei 192 an einen schwenkbaren Nockenhebel 194 angeschlossen ist, Wie
aus Fig. 11 ersichtlich, ist der Nockenhebel 194 bei 196 schwenkbar gehalten und
erstreckt sich nach oben bis zu einer Kurvenscheibe 198, mit deren Steuerkurve 202
seine Nockenrolle 200 zwecks einer zeitlich gesteuerten Schwingbewegung des Hebels
194 im Eingriff steht. Die Kurvenscheibe 198 ist, wie aus Fig. 13
und
14 ersichtlich, auf der vorerwähnten Stummelwelle 90 angebracht und wird von ihr
angetrieben. Es leuchtet also ein, dass ir Hebel 194, der Schlitten 186 und der
Betätiger 182 von der oberen Nockenwelle 22 aus betätigt werden können zum Betrieb
der Aufweitungsvorrichtung des Dorns 164 in zu dem Schweissmechanismus, der Transport-
oder Ubergabevorrichtung usw. zeitlich abgestimmtem Verhältnis. Wenn das kegelstumpfförmige
Teil 180 nach rückwärts in seine in Fig. 8 und 9 voll ausgezogen dargestellte Lage
zurückgezogen wird, werden die Elemente 166, 166 in ihren nach aussen oder radial
aufgeweiteten Zustand nach Fig. 16 gezwängt. Umgekehrt ermöglicht die Betätigung
der Kurvenscheibe, des Hebels, des Schlittens usw. in entgegengesetzter Richtung,
die den Betätiger 182 und das kegelstumpfförmige Teil 180 in ihre in Fig. 9 gestrichelt
dargestellte Lage nach vorn schiebt, die Einwärtsbewegung der Elemente 166, 166
bis in ihren zurückgezogenen Zustand nach Fig. 17.
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Austragschiene und Induktionsofen Bei der Herstellung von Lagerlaufringen
ist es nach der derzeitig bevorzugten Verfahrensweise üblich, eine Nachglühvorrichtung
vorzusehen, die in Fig. 15 in Form eines schematisch dargestellten Induktionsofens
204 veranschaulicht ist. Eine Lagerlautring-Austragschiene 206 erstreckt sich von
dem Ofen aus nach rückwärts zu einer Stirnfläche eines Dorns, beispielsweise der
Dorne 34, 166 und ist so angeordnet, um Lagerlaufringe auf zunehmen, die entlang
des Dorns von seiner vorderen Arbeitsstation aus vorbewegt werden kann. Ferner ist
vorzugsweise
eine Haltevorrichtung vorgesehen, um einen Lagerlaufring,
beispielsweise den Lagerlaufring 18c, auf der Schiene in seiner richtigen Lage zu
sichern.
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Wenn ein Laufring zu der vorderen Arbeitsstation vorbewegt wird und
er dabei einen vorangehenden Laufring an der Station entlang des Dorns vorschiebt
und ihn, wie vorstehend beschrieben, von der Station entfernt, wird der vorangehende
Lagerlaufring zu der Stelle 1 8d vorbewegt und dort gehalten. Insbesondere beim
Starkstromschweissen werden im Bereich der Schweissbacken und der Elektroden Nagnetkräfte
erzeugt, die bestrebt sind, einen Laufring, beispielsweise den Laufring 18d, nach
rückwärts bis zu seinem Anliegen gegen die Backen usw. zurückzuziehen. Eine Haltevorrichtung
208 legt einen Laufring 18d auf der Schiene 206 in seiner richtigen Lage fest und
verhindert, dass er sich unter Einfluss der Magnetkräfte nach rückwärts bewegt.
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Die Haltevorrichtung 208 kann in ihrer Konstruktion und Bauweise weitgehend
unterschiedlich sein, hat jedoch im vorliegenden Fall die Form eines kleinen strömungsmittelbetätigten
Zylinders 210 mit einer hin und her bewegbaren Kolbenstange 212, die sich gegen
einen Lagerlaufring 18d anlegen kann, um ihn in seiner richtigen Lage zu sichern.
Der Zylinder 210 kann mit Hilfe elektrischer, bei 214 schematisch dargestellter
Betätigungsmittel unter Steuerung durch eine kleine Kurvenscheibe 216 betätigt werden,
die auf einer der vorerwähnten Nockenwellen, beispielsweise der Nockenwelle 22,
angebracht sein kann. Auf diese Weise steuert die Kurvenscheibe 216 den Betrieb
des Zylinders 210 so, dass er die Kolbenstange 212 nach unten gegen einen Lagerlaufring
presst, wenn der Lagerlaufring bis zu der Stelle 18d vorbewegt wird, worauf die
Kolbenstange beim Vorbewegen eines nachfolgenden Laufringes den Laufring bei 18d
loslässt, das Vorbewegen vorangehender
Laufringe durch ihn entlang
der Schiene 206 zulässt und dann wieder in ihre gegen den vorbewegten Lagerlaufring
anliegende wirksame Stellung zurückkehrt.
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Patentan s#rüche/