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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. Ein 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 Aufnahmeschlitz 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:
Das 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.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - JP 2008114263
A [0004]
- - DE 3713112 C2 [0005]
- - DE 19926298 C2 [0006]
- - DE 1022445 [0007]
- - US 4984360 A [0008]
- - US 4599773 A [0009]
- - DE 3912244 C2 [0010]