DE2851384A1

DE2851384A1 - Maschine zum druecken oder fliessdruecken von rotationssymmetrischen werkstuecken

Info

Publication number: DE2851384A1
Application number: DE19782851384
Authority: DE
Inventors: Walther Bosch
Original assignee: Bohner and Kohle GmbH and Co
Current assignee: Bohner & Koehle Werkzeugmaschinen 73765 Neu GmbH
Priority date: 1978-11-28
Filing date: 1978-11-28
Publication date: 1980-06-04
Also published as: US4322960A; DE2851384C2

Description

8.November 1978 D 5894 - dial

Bonner & Kohle GmbH & Co., 73oo Esslingen a.N.

Maschine zum Drücken oder Fliessdrücken von rotationssymmetrischen Werkstücken

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Maschine zum Drücken oder 3?liessdrücken von rotationssymmetrischen Werkstücken, mit einem Untergestell, an dem ein Eollenkopftrager für einen Eollenkopf, insbesondere ein Mehrrollenkopf mit z.B. drei in einem Winkelabstand von 120° angeordneten Umformrollen, ein das Werkzeug für das umzuformende Werkstück tragender Spindelstock und eine Andrückpinole für einen dem von dem Werkzeug gehaltenen Werkstück zugeordneten Gegenhalter sitzt, wobei der Eollenkopftrager und der Spindelstock zum Entlangfahren der Umformrollen am Werkstück mit Hilfe eines Yorsehubantriebs relativ zueinander verschiebbar sind, in dem eines der beiden Teile fest und das jeweils andere Teil verschiebbar

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mit dem Untergestell verbunden ist.

Bei bekannten derartigen Maschinen sitzen der Spindelstock und die von dem Hollenkopf und dem Rollenkopfträger gebildete Einheit gesondert voneinander mit Abstand auf dem Untergestell, wobei zum Ausführen des Drück- oder IPliessdrückvorgangs beispielsweise der Eollenkopfträger mit Hilfe des Yorschubantriebs, der im Bereich des Untergestells einerseits am Bollenkopfträger und andererseits am Untergestell angreift, auf den Spindelstock hin verschoben wird. Bei einer solchen Anordnung wird während des Umformvorgangs ein großes Kippmoment auf den Rollenkopf bzw. den Eollenkopfträger ausgeübt, das durch die Umformkraft, d.h. durch die über das Werkstück und das Werkzeug vom Spindelstock auf den Rollenkopf ausgeübte Kraft sowie durch den vertikalen Abstand der Spindelstockachse von der !"ührung des Spindelstockträgers am Untergestell bestimmt wird. Dieses Kippmoment kann bei entsprechender Größe ein Verkippen des Rollenkopfträgers und ein Durchbiegen des Untergestells zur SOlge haben und stellt ausserdem eine starke Materialbeanspruchung für den Rollenkopf träger dar.

Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Maschine der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der die genannten Uachteile beseitigt sind, d.h. bei der während des Umformvorgangs keine Kippmomente auftreten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Rollenkopfträger von der dem Spindelstock zugewandten Seite

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des Rollenkopfes vorsteht und eine in Masehinenlängsrichtung verlaufende Ausnehmung besitzt, in der der Spindelstock angeordnet ist, wobei der Vorschubantrieb einerseits am Spindelstock und andererseits am Rollenkopfträger angreift und die Achsen des Rollenkopfes, des Spindelstocks und des Vorschubantriebs zusammenfallen.

Der Rollenkopfträger und der Spindelstock befinden sich also zur gleichen Seite des Rollenkopfes und sind ineinander angeordnet, wobei nur zentrale Zugkräfte und somit keine Kippmomente auftreten. Auf diese Weise kann sich der Rollenkopfträger nicht verkippen und das Untergestell nicht durchbiegen, dessen Führung für das jeweils verschiebbare Teil entlastet ist.

Zweckmäßigerweise besitzt der Rollenkopfträger einen rahmenartigen Aufbau mit zwei in Maschinenlängsrichtung langgestreckten, horizontalen Rahmenelementen, von denen das erste Rahmenelement dem Untergestell zugewandt und an diesem angeordnet ist und von denen das zweite Rahmenelement mit Abstand zum ersten verläuft, wobei zwischen den beiden Rahmenelementen der Spindelstock angeordnet ist. Dabei können die beiden Rahmenelemente an ihrem dem Rollenkopf abgewandten Ende über ein vertikales, die Ausnehmung abschließendes Rahmenelement fest miteinander verbunden sein, wobei der Vorschubantrieb einerseits an dem vertikalen Rahmenelement und andererseits unter Durchdringen des vertikalen Rahmenelementes am Spindelstock angreift.

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Damit der Spindelstock während der maximal möglichen, über die gesamte Länge des Werkzeugs erfolgenden Umformung innerhalb der Ausnehmung angeordnet ist, ist vorgesehen, daß die Ausnehmung etwa um die Länge des Werkzeugs langer als der Spindelstock ist, derart, daß in Maschinenausgangsstellung der Rollenkopf mit Abstand zum rollenkopfseitigen Ende des Werkzeugs angeordnet ist.

Der Vorschubantrieb kann zum Erzielen einer großen Genauigkeit hydromechanisch sein und einen Hydraulikmotor, ein Getriebe und eine Spindel, z.B. eine Kugelrollspindel, enthalten. Er kann jedoch auch von einem z.B. hydraulischen Kolben-Zylinder-Aggregat gebildet werden, dessen Zylinder mit dem Rollenkopfträger und dessen Kolbenstange mit dem Spindelstock verbunden ist. Auch ein elektrischer Antrieb ist möglich.

Um den Spindelstock mit dem Untergestell verbinden zu können, kann der Rollenkopfträger bzw. dessen Ausnehmung seitlich offen und der in der Ausnehmung angeordnete Spindelstock über die seitlichen öffnungen mit dem Untergestell verbunden sein. Hierbei ist es zweckmäßig, daß der Spindelstock seitlich über den Rollenkopfträger übersteht und über Wangen fest mit dem Untergestell verbunden ist, die das am Untergestell gleitbar geführte erste Rahmenelement des Rollenkopfträgers umgreifen, während der Rollenkopfträger am Untergestell verschiebbar geführt ist. In diesem Falle wird also bei Betätigung des Vorschubantriebs der Rollenkopfträger über den am Untergestell feststehenden Spindelstock gezogen.

Die beiden horizontalen Rahmenelemente und der Spindelstock

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können im einzelnen eine plattenförmige Gestalt mit im wesentlichen rechteckigem Querschnitt besitzen, was einen stabilen Aufbau bei verhältnismäßig kleinen Abmessungen ergibt.

Beim TJmformvorgang üben die Rollen ein iorsionsmoment auf das

es
Werkstück und über dies/ auf den Spindelstock aus. TJm dieses

Torsionsmoment aufzufangen, kann der Spindelstock am Rollenoder umgekehrt
kopfträger/z.B. mit Hilfe einer Keilführung verdrehsicher gelagert sein, in dem beispielsweise der Spindelstock an seiner dem zweiten Rahmenelement zugewandten Oberseite einen in eine Führungsnut am zweiten Rahmenelement eingreifenden Führungsteil besitzt. Ist der Spindelstock andererseits mit dem Untergestell fest verbunden, so erhält man hierdurch eine gute Aufnahme des Torsionsmoments an zwei mit Bezug auf die Achse des Spindelstocks einander gegenüberliegenden Bereichen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nun anhand der schematischen Zeichnung beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Maschine gemäß der Erfindung in Seitenansicht,

Fig. 2 die Maschine gemäß Fig. Λ in einem Schnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1 und

Fig. 3 die Draufsicht eines Dreirollenkopfes.

Die in der Zeichnung schematisch dargestellte Maschine dient zum Drücken oder Fliessdrücken von rotationssymmetrischen

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Werkstücken und besitzt ein Untergestell 1, an dessen Oberseite ein Rollenkopfträger 2 mit Hilfe von !Führungsschienen 3 am Untergestell und Führungsnuten 4 am Rollenkopfträger verschiebbar geführt ist. Mit dem einen Ende des Rollenkopfträgers 2 ist ein Rollenkopf 4 fest verbunden, der, wie aus I¹Xg. 3 hervorgeht, drei in einem Winkelabstand von 120° angeordnete Rollenzapfen 5 besitzt, die jeweils zur Aufnahme einer Umformrolle dienen. Jeder dieser Rollenzapfen sitzt an einem nur schematisch eingezeichneten Rollenschlitten 6, der zur Steuerung der Zustellbewegung der zugehörigen Rolle in radialer Richtung verschiebbar ist. Einzelheiten dieses Rollenkopfes interessieren im vorliegenden Zusammenhang nicht, wobei im übrigen derartige Rollenköpfe an sich bekannt sind.

Die Maschine besitzt des. weiteren einen mit dem. Untergestell fest verbundenen Spindelstock 7> von dem ein Spindelkopf 8 zum Rollenkopf 4 hin vorsteht. Der Spindelkopf 8 trägt ein Werkzeug 9, auf dem das umzuformende Werkstück 1o sitzt.

Das Untergestell 1 trägt schließlich noch eine Andrückpinole 11 für einen Gegenhalter 12, der dem von dem Werkzeug 9 gehaltenen Werkstück 1o zugeordnet ist. Dieser Gegenhalter 12 wird vor Beginn des Umformvorgangs durch eine Bohrung 13 des Rollenkopfs 4 hindurch verschoben, bis er zur Anlage an den Boden 14 des Werkstücks 1o gelangt, das mit Hilfe von auf die Rollenzapfen 5 aufgesteckten Umformrollen gedruckt oder f'liessgedrückt werden soll. Auf/diese Weise wird

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das Werkstück Ίο beim Drücken oder Fliessdrücken seiner Wandung einerseits von dem Werkzeug 9 und andererseits von dem Gegenhalter 12 gehalten. Auch der Aufbau der Andrückpinole

11 hat im einzelnen mit der vorliegenden Erfindung nichts zu tun, so daß auf eine weiter gehende Beschreibung verzichtet wird.

Insgesamt gesehen sind der Spindelstock 7» eier Rollenkopf 4- und die Andrückpinole 11 in axialer Richtung gesehen in dieser Reihenfolge hintereinander angeordnet, wobei das Werkstück 1o, wie erwähnt, von dem Werkzeug 9 und dem Gegenhalter 12 gehalten wird. Durch Verschieben des Rollenkopfs 4- bzw. des Rollenkopfträgers 2 mit Hilfe eines Vorschubantriebs in Richtung gemäß Pfeil 15 kommen die jeweils aufgesteckten Umformrollen zum Eingriff mit dem Werkstück 1o, wobei der Rollenkopf 4- über das Werkstück 1o hinwegfährt und dieses bis zur gewünschten Länge hin umformt. Während des Umformvorgangs wird das Werkzeug 9 und mit diesem das Werkstück 1o unter Mitnahme des Gegenhalters

12 in Drehung versetzt.

Bei der erfindungsgemäßen Maschine ist nun vorgesehen, daß der Rollenkopfträger 2 von der dem Spindelstock 7 zugewandten Seite des Rollenkopfes 4 vorsteht und eine in Maschinenlängsrichtung verlaufende Ausnehmung 16 besitzt, in der der Spindelstock 7 angeordnet ist, wobei der Vorschubantrieb einerseits am Spindelstock 7 und andererseits am Rollenkopfträger 2 angreift und die Achse des Vorschubantriebs, die Achse 17 des Spindelstocks 7 und die Achse 18 des Rollenkopfes 4 zusammenfallen.

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Der Rollenkopfträger 2 weist einen rahmenartigen Aufbau auf und besitzt zwei horizontale Rahmenelemente, die in Maschinenlängsrichtung langgestreckt sind und von denen das erste Rahmenelement 19 dem Untergestell 1 zugewandt und an diesem geführt ist. Das zweite Rahmenelement 20 des verschiebbaren Rollenkopfträgers verläuft mit Abstand zum ersten Rahmenelement 19, wobei zwischen den beiden Rahmenelementen 19,2o in der von ihnen begrenzten Ausnehmung 16 der Spindelstock 7 angeordnet ist. Wie aus der Zeichnung ferner ersichtlich ist, besitzen die beiden horizontalen Rahmenelemente 19,2o und der Spindelstock eine plattenförmige Gestalt mit im wesentlichen rechteckigem Querschnitt.

Die beiden Rahmenelemente 19, 20 sind an ihrem dem Rollenkopf abgewandten Ende über ein vertikales Rahmenelement 21 fest miteinander verbunden, das die Ausnehmung 16 nach hinten hin abschließt. Mit diesem vertikalen Rahmenelementc 21 ist der Zylinder 22 eines z.B. hydraulischen Kolben-Zylinder-Aggregats fest verbunden, das den Vorschubantrieb für den Rollenkopfträger 2 bildet. Die Kolbenstange 25 des Kolben-Zylinder-Aggregats greift unter Durchdringen des vertikalen Rahmenelements 21 am Spindelstock 7 an. Durch Beaufschlagung des Kolben-Zylinder-Aggregats alt einem Druckmedium wird, da der Spindelstock 7 und somit die Kolbenstange 23 fest mit dem Untergestell 1 verbunden ist, der Zylinder 22 und mit dieeem der Rollenkopfträger 2 in Richtung gemäß Pfeil 15 f**ogen.

Bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführung«beiepiel

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ist ein zentral angeordnetes Eolben-Zylinder-Aggregat als Vorschubantrieb vorhanden. Selbstverständlich, können auch, mehrere solche Aggregate einerseits am Rollenkopfträger und andererseits am Spindelstock angreifen, Biese müssen jedoch derart symmetrisch angeordnet sein, daß ihre Besultierende mit den Achsen i? "bzw. Ί8 des Spindelstocks 7 und des Rollenkopfes 4 zusammenfällt* Mit anderen Worten, in diesem Jfalle ist unter der oben erwähnten Achse des Vorschubantriebs die Eesultierende der Aggregate zu verstehen. Der Vorschubantrieb kann auch ohne weiteres von einem hydromechanischen Spindelantrieb z.B. mit einer Kugelrollspindel oder dergleichen gebildet werden. Auch ein elektrischer Antrieb ist möglich.

ITm den in der Ausnehmung 16 des Eollenkopfträgers 2 befindlichen Spindelstock 7 mit <iem Untergestell 1 verbinden zu können, ist der Eollenkopf träger 2 bzw. dessen Ausnehmung 16 seitlich offen, wie aus den Pig. 1 und 2 hervorgeht. Über diese seitlichen Öffnungen 24,25 des Eollenkopfträgers ist der Spindelstock 7 mit dem Untergestell 1 verbunden, indem der Spindelstock seitlich über den Eollenkopfträger übersteht (siehe Hg. 2) und mit Wangen 26,27 fest verbunden ist, die das erste Bahmenelement 19 des Eollenkopfträgers 2 umgreifen und ihrerseits mit dem Untergestell 1 fest verbunden sind. Das erste Bahmenelement 19 des verschiebbaren Eollenkopf trägers wird somit von dem Spindelstock 7» den beiden seitlichen Wangen 26,27 und dem Untergestell 1 umgriffen.

Bei der oben beschriebenen Maschine treten nur zentral

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gerichtete Kräfte auf, wobei die beiden horizontalen Rahmenelemente 19* 2o des Rollenkopfträgers sozusagen als gleichermaßen belastete Zugstangen wirken, die den Rollenkopf M- über das Werkstück ziehen. Hierdurch treten keine Kippmomente auf und das Untergestell ist kräftemäßig entlastet.

Die am Hollenkopf 4- auf den Rollenzapf en 5 angebrachten Rollen üben auf das Werkstück axial gerichtete Kräfte aus, deren Resultierende wegen der winkelmäßigen Gleichverteilung der Rollen in der zentralen Achse 18 liegt. Die Umformrollen üben jedoch ausserdem ein lorsionsmoment auf das Werkstück und somit auf den Spindelstock 7 aus. Dieses Torsionsmoment wird von der festen Verbindung zwischen dem Spindelstock 7 und den beiden seitlichen Wangen 26, 27 aufgenommen. Fm diese Aufnahme des Torsionsmomentes noch weiter zu verbessern, kann zusätzlich vorgesehen sein, daß der Spindelstock 7 am Rollenkopfträger 2 z.B. mit Hilfe einer Keilführung verdrehsicher gelagert ist. Hierzu besitzt beim dargestellten Ausführungsbeispiel der Spindelstock 7 an seiner dem zweiten Rahmenelement 2o zugewandten Oberseite einen in eine IHihrungsnut 28 am zweiten Rahmenelement 2o eingreifenden Führungskeil 29.

Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel sitzt der Spindelstock 7 fest am Untergestell 1, während der Rollenkopfträger 2 verschiebbar gelagert ist. Denkbar ist nun auch, daß man die relative Verschiebung zwischen Spindelstock und Rollenkopfträger dadurch erreicht, daß man umgekehrt den Rollenkopfträger fest am Untergestell anordnet und den Spindelstock verschiebbar lagert.

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Schließlich ist noch: anzuführen, daß die Ausnehmung 16 etwa um die Länge des Werkzeugs 9 langer als der Spindelstock 7 ist, derart, daß in Maschinenausgangsstellung, wenn der Rollenkopf entgegen der Richtung gemäß Pfeil 1J? ganz vorgeschoben ist, der Rollenkopf 4 mit Abstand zum rollenkopfseitigen Ende des Werkzeugs 9 angeordnet ist. Mit der Bezugsziffer Jo ist eine gestrichelt angedeutete Kopiereinrichtung bezeichnet.

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Claims

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Maschine zum Drücken oder Fliessdrücken von rotationssymmetrischen Werkstücken

Ansprüche,.

Maschine zum Drücken oder Fliessdrücken von rotationssymmetrischen Werkstücken, mit einem Untergestell an dem ein Hollenkopfträger für einen Hollenkopf, insbesondere ein Mehrrollenkopf mit z.B. drei in einem Winkelabstand von 120° angeordneten Umformrollen, ein das Werkzeug für das umzuformende Werkstück tragender Spindelstock und eine Andrückpinole für einen dem von dem Werkzeug gehaltenen Werkstück zugeordneten Gegenhalter sitzt, wobei der Rollenkopfträger und der Spindelstock zum Entlangfahren der Umformrollen am Werkstück mit Hilfe eines Vorschubantriebs relativ zueinander

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verschiebbar sind, in-dem eines der beiden Teile fest und das jeweils andere Teil verschiebbar mit dem Untergestell verbunden ist, dadurch, gekennzeichnet, daß der Rollenkopfträger (2) von der dem Spindelstock (7) zugewandten Seite des Rollenkopfs (4) vorsteht und eine in Maschinenlängsrichtung verlaufende Ausnehmung (16) besitzt, in der der Spindelstock (7) angeordnet ist, wobei der Vorschubantrieb einerseits am Spindelstock (7) und andererseits am Rollenkopftrager (2) angreift und die Achsen des Rollenkopfes (4) des Spindelstocks (7) und des Vorschubantrlebs zusammenfallen. *

2. Maschine nach .Anspruch 1, dadurch, gekennzeichnet, daß der Rollenkopfträger (2) einen rahmenartigen Aufbau mit zwei in Maschinenlängsrichtung langgestreckten, horizontalen Rahmenelementen (19,2o) besitzt, von denen das erste Rahmenelement (19) dem Untergestell (1) zugewandt und an diesem angeordnet ist und von denen das zweite Rahmenelement (2o) mit Abstand zum ersten verläuft, wobei zwischen den beiden Rahmenelementen (19»2o) der Spindelstock (7) angeordnet ist.

5. Maschine nach. Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Rahmenelemente (19j2o) an ihrem dem Rollenkopf (4-) abgewandten Ende über ein vertikales, die Ausnehmung (16) abschließendes Rahmenelement (21) fest miteinander verbunden sind, wobei der Vorschubantrieb einerseits an dem vertikalen Rahmenelement (2Ϊ) und andererseits unter Durchdringen des vertikalen Rahmenelements (21) am Spindelstock (7) angreift.

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4-. Maschine nach, einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorschubantrieb von einem z.B. hydraulischen Kolben-Zylinder-Aggregat gebildet wird, dessen Zylinder (22) mit dem Rollenkopfträger (2) und dessen Kolbenstange (23) mit dem Spindelstock (7) verbunden ist.

5- Maschhe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorschubantrieb ein hydromechanischer Antrieb mit einem Hydraulikmotor, einem Getriebe und einer Spindel, z.B. eine Kugelrollspindel, ist.

6. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5* dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (16) etwa um die Länge des Werkzeugs (9) länger als der Spindelstock (7) ist, derart, daß in Maschinenausgangsstellung der Rollenkopf (4-) mit Abstand zum rollenkopfseitigen Ende des Werkzeugs (9) angeordnet ist.

7- Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Rollenkopf träger (2) bzw. dessen Ausnehmung (16) seitlich offen und der in der Ausnehmung (16) angeordnete Spindelstock (7) über die seitlichen öffnungen (24,25) mit dem Untergestell (1) verbunden ist.

8. Maschine nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß der Spindelstock (7) seitlich über den Rollenkopfträger (2) übersteht und über Wangen (26,27) fest mit dem Untergestell (1) verbunden ist, die das am Untergestell (1)

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gleitbar geführte erste Rahmenelement (19) des Rollenkopfträgers (2) umgreifen, während der Eollenkopftrager (2) am Untergestell (1) verschiebbar geführt ist.

9. Maschine nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden horizontalen Eahmenelemente (1912o) und der Spindelstock (7) eine plattenförmige Gestalt mit im wesentlichen rechteckigem Querschnitt besitzen.

10. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9₅ dadurch gekennzeichnet, daß der Spindelstock (7) am Rollenkopfträger (2) oder umgekehrt z.B. mit Hilfe einer Keilführung verdrehsicher gelagert ist.

11. Maschine nach Anspruch 1o, dadurch gekennzeichnet,

daß der Spindelstock (7) an seiner dem zweiten Rahmenelement (2o) zugewandten Oberseite einen in eine !Führungsnut (28) am zweiten Rahmenelement (2o) eingreifenden Führungskeil (29) besitzt.

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