DE1909353A1

DE1909353A1 - Bearbeitungseinrichtung zum radialen Druckverformen von Werkstuecken

Info

Publication number: DE1909353A1
Application number: DE19691909353
Authority: DE
Inventors: Stettler Christian H
Original assignee: Grotnes Machine Works Inc
Current assignee: Grotnes Machine Works Inc
Priority date: 1968-06-14
Filing date: 1969-02-25
Publication date: 1970-01-15
Also published as: FR1595886A; GB1191568A; US3564898A

Description

OR.-INQ. DIPL.-INO. M. SC. DIPL.-PHVS. DB. DIPL.-PHYS. HÖGER - STELLRECHT-GRIESSBACH - HAECKER PATENTANWÄLTE IN STUTTGART | 90935 3

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U.S.Ser.No. 737,014

Grotnes Machine Works,Inc.
Chicago, Illinois, U.S.A.

Beerbeitungseinrichtung zum radialen Druckverformen von Werkstücken

Die Erfindung "befaßt sich mit einer Bearbeitungseinrichtung zum radialen Druckverformen von Werkstücken, insbesondere aus Metall,mit einem Gestell, mindestens einer dort angebrachten Werkstückzuführstation, oberhalb der mindestens ein Verformungskopf angeordnet ist, dessen zum Verformen radial bewegliche Segmentbacken in einer senkrecht über der Werkstückzuführstation befindlichen Ebene angeordnet sind und der vorzugsweise zum Bearbeiten eines von den Segmentbacken erfaßten Werkstückes eine mittig und innen angeordnete Hilfswerkzeugvorrichtung hat, die oberhalb der Werkstückarbeitsstellung angeordnet und nach unten in Wirkstellung bewegbar ist.

Beim Verformen von bestimmten Metallwerkstücken durch Zusammendrücken ergeben sich Schwierigkeiten in bezug auf Späneoder Zunderbildung an Oberflächenschichten während des Preßvorganges. Ein solcher Zunder bildet sich oft an Metallwerkstücken während der vorhergegangenen Fabrikationsvorgänge. Beispielsweise werden Automobilstahlräder im allgemeinen

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dadurch hergestellt, daß sie aus mehreren gepreßten Teilstücken zusammengeschweißt werden, und es können Teile der sehr harten und abriebfesten Schmelz- und Schweißschlacke oder eines Walzenzunders noch nach der Herstellung auf dem Gegenstand verbleiben und sich dann während des Verformungsschrittes lösen. Ferner können auch gleichzeitig spanabhebende Operationen durch Hilfswerkzeuge innerhalb des Verformungskopfes selbst durchgeführt werden.

Beispielsweise kann eine solche Hilfsv/erkzeugvorrichtung angetriebene Reibvorrichtungen aufweisen, die Montagelöcher von Automobilrädern auf die genaue endgültige Größe und in genaue Lage relativ zum Radrand bringen. Derartige spanabhebende Vorgänge erzeugen Metallspäne oder ähnliche Abfälle während des Schneidvorganges.

Bei bekannten Maschinen mit aufrechten oder unter einem Winkel angeordneten Köpfen, die sich nach oben öffnen, können sich ein derartiger Zunder, Späne oder sonstige Abfälle innerhalb des Verformungskopfes selbst ansammeln. Die Anwesenheit dieses Materials ergibt unerwünschte Wirkungen, beispielsweise eine übergroße Abnützung der beweglichen Teile oder verdorbene Oberflächen an den fertigen Y/erkstücken. Eine weitere Schwierigkeit bei den bekannten Verformungseinrichtungen bestand darin, daß es außerordentlich schwierig war, ein automatisches Zuführen und Abführen mit einer solchen Verformungs-.einrichtung und den Hilfszerspanungswerkzeugen zu kombinieren. Die Übergabe- und Transportvorrichtungen, wie sie für ein automatisches Zuführen und Abführen erforderlich sind, beeinträchtigen ganz wesentlich den Zugang zum Inneren eines solchen Verformungskopfes,'so daß Reparaturen und Instandhaltung der Verformungswerkzeuge und der Hilf szerspanungswerkz euge schwierig oder unmöglich waren, ohne daß zuerst die Trans-

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porteinrichtungen entfernt wurden.

Der Erfindung liegt daher die Hauptaufgabe zugrunde, eine Einrichtung zum radialen Verformen von Metallgegenständen 25U schaffen, "bei der der Zunder, Metallspäne oder sonstige Abfälle innerhalb der Verformungsbacken und gegebenenfalls der Zerspanungswerkzeuge ganz oder im wesentlichen ganz während jedes Zufuhr- oder Abführvorganges entfernbar sind. Diese Aufgabe wird bei der eingangs erwähnten Verformungseinrichtung gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Verformungskopf im Gestell um eine horizontale Drehachse um mindestens 90° aus seiner Arbeitsstellung drehbar ist. Damit ist die Einrichtung in besonders günstiger Weise mit automatischen Zu- und Abführvorrichtungen versehen und zur Bedienung und Instandhaltung einschließlich eines gegebenenfalls vorhandenen Hilfszerspanungswerkzeuges in besonders einfacher und günstiger Weise zugänglich.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung im Zusammenhang mit der Zeichnung, die Ausführungsbeispiele der Erfindung enthält. In der Zeichnung zeigen:

Pig. 1 eine teilweise aufgebrochene Vorderansicht einer Verformungseinrichtung gemäß der Erfindung mit zwei getrennten Verformungsköpfen,

flg. 2 eine Seitenansicht gemäß Fig. 1,

Jig. 3 eine Teilseitenansicht entsprechend Pig. 2 mit den Terfonnungsköpfen in umgekehrter Stellung.

In Pig. 1 ist ein Beispiel einer Druckverformungsmaschine gemäß der Erfindung dargestellt. Die Maschine verwendet zwei Terformungsköpfe 10, die auf Zapfen 11 gedreht werden können,

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die ihrerseits in einem Gestell 12 gehalten sind. Das Gestell 12 hat Säulen 13 und Traversen 15 und steht auf einem festen Boden 16.

Die einzelnen Verformungsköpfe 10 können auf den Zapfen 11 um eine horizontale Achse gedreht werden. Die Achse erstreckt sich vorzugsweise ungefähr durch den Schwerpunkt der zylindrischen Körper der Verformungsköpfe 10, so daß ein Drehen leicht möglich ist.

Die beiden Verformungsköpfe 10 werden im folgenden kurz beschrieben. Die Verformungsköpfe 10 weisen einen zylindrischen Körper auf, der an beiden Enden offen ist. Innerhalb dieses Körpers ist eine Vielzahl von in ümfangsrichtung im Abstand angeordneten Segmentbacken 17 in einer horizontalen Ebene vorgesehen. Die Segmentbacken 17 sind radial durch die Bewegung eines Druckringes 18 zusammenschiebbar, der die einzelnen Segmentbacken 17 kurvenartig steuert und sie radial nach innen drückt. In ihrer Grenzstellung definieren die Segmentbacken 17 ein im wesentlichen ununterbrochenes Formwerkzeug. Ferner sind zum Antrieb hydraulische Zylinderaggregate 20 oberhalb des Umfanges des Druckringes angebracht, die dazu dienen, den Druckring 18 in Axialrichtung zum Zusammenschieben des Werkzeuges zu bewegen.

Unterhalb der Verformungsköpfe 10 ist eine Transportvorrichtung zum Zuführen und Abführen von Werkstücken vorgesehen. In der beispielsweisen Ausführungsform haben die Werkstücke die Gestalt von Rädern 21, beispielsweise Automobilrädern, die durch einen angetriebenen Walzenförderer 22 einer mittleren Station eines zwei Werkstückaufnahmen aufweisenden Schiebers 23 zugeführt werden. Der Schieber 23 ist zwischen zwei Stellungen verschiebbar, wobei sich jeweils eine Endstellung unmittelbar unter einem der Verformungsköpfe 10 befindet. ITnter-

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halb der Verformungsköpfe 10 ist jeweils ein Hubtisch 24 angeordnet, der mit Hilfe einer hydraulischen Antriebsvorrichtung angetrieben ist und die einzelnen Räder 21 aus ihrer Lage im Schieber in- die offenen Segmentbacken eines Verformungskopfes 10 einführen kann. Wenn die Verformungsoperation vollständig durchgeführt ist, wird der Hubtisch 24 mit dem fertigen Rad 21 in die ursprüngliche Lage unterhalb des Verformungslcopfes abgelassen.

Beim Auswerfen aus der Werkstückzufuhr stat ion durch eine seitliche Bewegung des Schiebers 23 wird das fertige Rad 21 auf eine Walzenrampe 25 geschoben, die sich unterhalb jedes Verformungskopfes 10 befindet. Auf dieser Rampe wird dann das fertige Rad durch Schwerkraft von der Maschine wegtransportiert und weiteren Bearbeitungsstationen zugeführt. Ferner wird eine nicht dargestellte Steuervorrichtung bekannter Art verwendet, um das Arbeiten des Schiebers 23, des Hubtisches 24 und der Segmentbacken 17 miteinander zu koordinieren.

Im Folgenden werden nun die einzelnen Schritte der Zuführ- und der Obergabevorrichtung erläutert. Beispielsweise wird ein Bad 21 von dem Walzenförderer 22 der linken Aufnahme des Schiebers 23 zugeführt. Der Schieber 23 ist dabei in seiner rechten S-tellung gemäß Fig. 1. Anschließend wird der Schieber 23 nach links verschoben, so daß ein neues Rad unmittelbar unter den linken Verformungskopf 10 gebracht wird. Anschliessend führt der unterhalb des linken Verformungskopfes angeordnete Hubtisch 24 das Rad 21 in das nach unten gerichtete, offene untere Ende desselben von unten her ein, worauf das Automobilrad durch die Segmentbacken erfaßt und auf die gewünschte Form gebracht wird. Während der Verformung verschiebt sich der Schieber 23 nach rechts gemäß Fig. 1, nimmt ein neues Rad 21 auf und bewegt dann dieses unterhalb des

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rechten Verformungskopfes 10. Wenn der Verformungsvorgang im linken Terfonnungskopf vollständig durchgeführt ist, wird der Hubtisch 24 mit dem fertigen Rad in seine ursprüngliche Lage an der Werkstückzuführstation unterhalb des Verformungskopfes zurückgeführt. Der Schieber 23 nimmt dann an seiner linken Station, wie oben beschrieben, ein neues Rad 21 auf. Nach dem Verschieben des Schiebers nach links wird das vorher fertiggestellte Rad von der Aufnahme des Schiebers auf die Walzenrampe 25 geschoben, und ein neues Rad 21 ist nun zur Zuführung bereit. Der gleiche Vorgang wird in entsprechender Folge an dem rechten Verformungskopf 10 durchgeführt. . ι

Gegebenenfalls kann noch ein Hilfszerspanungswerkzeug 26 in« nerhalb der einzelnen Verformungsköpfe 10 angeordnet sein, um so Zerspanungsoperationen am Rad 21 durchzuführen, während es in den Segmentbacken 17 gehalten ist. In der beispielsweisen Ausführung weisen diese Zerspanungswerkzeuge Reibswerkzeuge auf, um die Montagelöcher in den Radnaben auf ihre endgültige Größe und Lage fertigzubearbeiten. Dies wird in vorteilhafter Weise durchgeführt, während das Rad noch in dem Verformnngswerkzeug gehalten ist, um so eine maximale konzentrische Lage sicherzustellen.

Ein Hauptmerkmal der Erfindung besteht darin, daß in normaler k Arbeitslage die einzelnen Verformungsköpfe 10 mit ihrer Achse senkrecht und mit ihrem Ring von Segmentbacken 17 in einer Ebene angeordnet sind, die sich senkrecht oberhalb der Werkstückzuführstation und des Hubtisches 24 befindet und diesen Teilen zu gerichtet ist. Die Hilfszerspanungswerkzeuge 26 innerhalb der Verformungskäpfe sind oberhalb des Ringes der Segmentbacken 17 zur Durchführung einer Axialbewegung und zun Zusammenwirken mit dem Werkstück gehalten. Beim Arbeiten er-

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gibt sich so, daß die Hilfszerspanungswerkzeuge 26 in dem normalerweise oberen Ende des Verforiaungskopfes 10 gehalten sind und auf die einzelnen Werkstücke in einer normal nach unten gehenden Richtung einwirken.

Gemäß der Erfindung sind ferner die Verformungsköpfe 10 einzeln um ihre Zapfen 11 drehbar, so daß die Verformungswerkzeuge und die Zerspanungswerkzeuge entweder in eine seitliche oder eine Aufwärtsrichtung zum leichten Zugang und zum Instandhalten gebracht werden können.

Es wurde festgestellt, daß es schwierig oder fast unmöglich ist, einen Zugang zu den inneren Teilen des Verformungskopfes 10 zu erhalten, wenn die Transportvorrichtung an der in den Figuren dargestellten Stelle ist. Sogar um nur normale Instandhaitungsarbeiten durchzuführen, wie beispielsweise Austauschen der Reibwerkzeuge, war es bisher notwendig, den ganzen Schieber 23, die Hubtische 24 und andere Teile der Transportmittel zu. entfernen. Da diese Vorrichtungen in erwünschter Weise in hohem Maße automatisiert und damit kompliziert sind, war der Zeitaufwand und die Schwierigkeit beim Entfernen und Wiederanbringen von Teilen erheblich. Durch den drehbaren Kopf gemäß der Erfindung können jedoch sämtliche Verformungsund Zerspanungsvorrichtungen in eine seitliche oder vorzugsweise in eine Aufwärtsrichtung verschwenkt werden, so daß Reparaturen und Instandsetzungsarbeiten leicht durchgeführt werden können.

Die Drehung wird dadurch erzielt, daß ein halbkreisförmiges Zahnsegment 27 an der einen Seite der Verformungsköpfe 10 angebracht ist. Das Zahnsegment 27 kämmt mit einem Ritzel 28, das Über ein Untersetzungsgetriebe 30 mittels eines Elektro-

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motors 31 angetrieben ist. Um den drehbaren Verformungskopf 10 während der Verformung in seiner Lage zu verriegeln, ist eine Verriegelungsvorrichtung vorgesehen, die einen verschiebbaren Verriegelungsstift 32 hat, der in einem Gehäuse 33 des Gestells gehalten ist und der mit einem entsprechenden Loch 35 des Zahnsegments 27 zusammenwirkt. Der Verriegelungsstift 32 hat einen Handgriff 36, der angehoben werden kann, um an einem Sicherungsvorsprung 37 vorbeizukommen, worauf er zwischen einer Verriegelungsstellung und einer Freigabe- stellung verschiebbar ist. Nach Entfernen des Verriegelungsstiftes 32 aus dem Loch des Zahnsegments kann der Verformungskopf frei duch den Antrieb des Elektromotors 31 geschwenkt werden. Der ganze Verformungskopf kann dann so gedreht werden, daß die normalerweise nach unten gerichtete Unterseite des Verformungskopfes entweder nach der Seite hin-, oder nach oben gerichtet ist. Wenn die Instandsetzungsarbeiten durchgeführt sind, wird der Verformungskopf 10 wieder in seine normale Stellung zurückgeführt und mit dem Verriegelungsstift 32 verriegelt. Vorzugsweise wird der Verformungskopf ungefähr um 180° gedreht, um die Verformungswerkzeuge und die Hilfszerspanungswerkzeuge in eine senkrechte Richtung zu bringen, obgleich gewisse Instandsetzungsarbeiten auch durchgeführt werden können, wenn der Verformungskopf nach der Seite zu und damit lediglich um 90° geschwenkt wird.

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Claims

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Patentansprüche

/M. IBearbeitungseinrichtung zum radialen Druckverformen von

\ -/Werkstücken, insbesondere aus Metall, mit einem Gestell,

mindestens einer dort angebrachten Werkstückzuführstation, oberhalb der mindestens ein Verformungskopf angeordnet ist, dessen zum Verformen radial bewegliche Segmentbacken in einer senkrecht über der Werkstückzuführstation befindlichen Ebene angeordnet sind und der vorzugsweise zum Bearbeiten eines von den Segmentbacken erfaßten Werkstückes eine mittig und innen angeordnete Hilfswerkzeugvorrichtung hat, die oberhalb der Werkstückarbeitsstellung angeordnet und nach unten in V/irkstellung bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Verformungskopf (10) im Gestell (12) um eine horizontale Drehachse um mindestens 90 aus seiner Arbeitsstellung drehbar ist.

2. Bearbeitungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Antriebsvorrichtung (311 30,28, 27) zum Drehen des Verformungskopfes (10) vorgesehen ist.

3. Bearbeitungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Verformungskopf (10) auf Zapfen (11) drehbar angeordnet ist, die sich oberhalb derV/erkstückzuführstation (23) befinden.

4. Bearbeitungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am Gestell (12) ein durch ein Antriebsaggregat (31) antreibbares Ritzel (28) angeordnet ist, das mit einem den Verformungskopf (10) tragenden Zahnsegment (27) kämmt, das vorzugsweise mindestens einen halben Zahnkranz umfaßt.

5- Bearbeitungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Verformungskopf (10) mindestens um 180° drehbar ist.

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6. Bearbeitungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Antriebsvorrichtung (20) zum Zusammenschieben der Segmentbacken (17) vorgesehen ist.

7. Bearbeitungseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein axial bewegbarer Druckring (18) vorgesehen ist, der über Kurven die Segmentbacken (17) radial verschiebt.

8. Bearbeitungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstückzuführetation (23) im Unterteil des Gestelles angeordnet ist.

9- Bearbeitungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Übergabevorrichtung (24) vorgesehen ist, um ein Werkstück (21) von der Werkstückzuführstation (23) in die Segmentbacken (17) hinein und aus ihnen heraus zu bewegen.

10. Bearbeitungseinrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfswerkzeugvorrichtung (26) relativ zum Yerformungskopf entgegengesetzt zur Werkstückzuführstation angeordnet ist.

11. Bearbeitungseinrichtung nach einem der Ansprüche 8 - 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Übergabevorrichtung einen Hubtisch (24) hat, mit'.dessen Hilfe ein Werkstück (21) aus der Werkstückzuführstation (23) zwischen die Segmentbacken (17) und aus diesen heraus transportierbar ist.

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