DE2912364A1

DE2912364A1 - Vorrichtung zum biegen und haerten von stangenfoermigem material

Info

Publication number: DE2912364A1
Application number: DE2912364A
Authority: DE
Inventors: Lothar Lueckert; Christoph Dr Ing Dr Pohl; Carl-Erich Dipl Ing Proll; Paul Steffes
Original assignee: Proll and Lohmann Betriebs GmbH
Current assignee: Dr Boeing GmbH and Co Anlagen und Maschinen KG
Priority date: 1979-03-29
Filing date: 1979-03-29
Publication date: 1980-10-02
Also published as: DE2912364C2; JPS6320608B2; JPS55130342A; US4294102A; IT1130334B; IT8021035A0

Description

D-4000 DÜSSELDORF 1 Malkastenstraße 2

PATENTANWÄLTE

DiPL.-lNG. ALEX STENGER DIPL.-ING. WOLFRAM WATZKE DIPL.-ING. HEINZ J. RING

Unser Zeichen: 20 169

Datum:

1979

Proll Se Lohmann Betriebs GmbH, Obernahmerstraße 56-64, 70

5800 Hagen 5 (Hohenlimburg)

Vorrichtung zum Biegen und Härten von stangenförmigem Material

bdeF Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Biegen undjverzugs-

freien Härten von stangenförmigem Material, insbesondere Blattfedern, mit mehreren rahmenförmigen Werkzeugen, die jeweils aus einem Oberteil und einem Unterteil bestehen, welche das erwärmte Werkstück beim Schließen biegen und im eingespannten Zustand in ein Behandlungsbecken absenken, wobei die Werkzeuge jeweils zum Biegen und Absenken in einem Portal in senkrechter Richtung verfahren und in der tiefsten Position aus dem Portal entlassen und mittels Führungsschienen einer Transporteinrichtung durch das Behandlungsbecken verfahren werden, bevor die Werkzeuge durch ein Hubportal erfaßt und in eine oberhalb des Behandlungsbeckens liegende Position angehoben werden, in welcher das Werkzeug geöffnet, das Werkstück entnommen und das geöffnete Werkzeug durch Führungsschienen einer weiteren Transporteinrichtung in eine Bereitstellungslage überführt wird.

Vorrichtungen der voranstehend beschriebenen Art sind zum Biegen und Härten von Blattfedern bekannt. Sie besitzen eine Wechseleinrichtung, durch welche jeweils ein Werkzeug nach oben ausgehoben, seitlich verschoben, abgesenkt und durch ein neues Werkzeug ersetzt wird. Dieser Ersatz kann zeitlich parallel zum Entnahmevorgang stattfinden. Hierdurch ist es zwar möglich, sämtliche der etwa 8 bis 15 Werkzeuge einer Vorrichtung nacheinander durch andersartige Werkzeuge zu ersetzen. Der normale Arbeitsrhythmus der Vorrichtung und damit der gesamten Herstellungsstraße, in welcher die Vorrichtung angeordnet ist, muß jedoch für den Zeitraum des Werkzeugwechsels unterbrochen werden.

Wenn die Vorrichtung zum Biegen und Härten von stangenförmigem Material eine Mehrzahl unterschiedlicher Werkzeuge aufweist, wie dies insbesondere zur Herstellung von aus mehreren Lagen bestehenden Federpaketen erforderlich ist, ergibt sich mit den bekannten Wechseleinrichtungen eine sehr lange Umrüstzeit, in der die gesamte Anlage nahezu stillsteht, wodurch nicht nur durch den hiermit verbundenen Produktionsausfall Nachteile eintreten, sondern auch aufgrund der Tatsache, daß die vor- und nachgeschalteten Vorrichtungen für diesen Zeitraum betriebsbereit gehalten werden müssen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art zum Biegen uncy Harten von stangenförmigem Material zu schaffen, welche die voranstehend beschriebenen Nachteile der bekannten Vorrichtungen vermeidet und mit welcher ohne zusätzlichen baulichen und personellen Aufwand innerhalb kürzester Zeit alle Werkzeuge gewechselt werden können, ohne daß ins Gewicht fallende Stillstandszeiten der Vorrichtung in Kauf genommen werden müssen.

Die Lösung dieser Aufgabenstellung durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die oberen Führungsschienen für den Rücktransport der geöffneten Werkzeuge auf einem Teil ihrer Länge, der mindestens der axialen Tiefe eines Werkzeuges entspricht, aus der Normalstellung herausbewegbar und durch Schienenstücke ersetzbar sind, die an einer mit einem Werkzeug verfahrbaren Wechseleinrichtung angeordnet sind.

Mit dieser erfindungsgemäßen Ausbildung ergibt sich ein einfacher und schneller Bewegungsablauf für den Werkzeugwechsel, ohne daß hierbei ein Anheben des Werkzeuges über die Führungsschienen hinaus erforderlich ist, so daß das Wechseln eines Werkzeuges innerhalb des normalen Taktes des Werkzeugtransportes innerhalb der Vorrichtung stattfinden kann, womit Stillstandszeiten infolge eines Werkzeugwechsels vermieden werden. Da das bei den bekannten Vorrichtungen erforderliche Anheben, seitliche Verfahren und

Absenken eines zu wechselnden Werkzeuges, das jeweils mit einer Beschleunigung und einem Abbremsen in einer der drei Richtungen verbunden ist, ersetzt wird durch ein seitliches Verfahren des Werkzeuges in nur einer Richtung mit einem einmaligen Beschleunigen und Abbremsen, kann die erfindungsgemäße Vorrichtung mit einer verhältnismäßig hohen Geschwindigkeit arbeiten, so daß selbst das Wechseln einzelner Werkzeuge schneller ist als ein gleichzeitiges Wechseln mehrerer Werkzeuge, das wegen der hohen Massenkräfte zwangsweise langsamere Bewegungen erfordert. Die erfindungsgemäße Wechseleinrichtung ist nicht nur leicht, so daß auf eine Verstärkung der Basiskonstruktion verzichtet werden kann, sondern besitzt nur zwei definierte Endstellungen, wodurch sich eine mühelose und exakte Positionierung ergibt, welche die Betriebssicherheit steigert.

Eine besonders einfache Ausführung für die erfindungsgemäße Wechseleinrichtung ergibt sich, wenn gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung diese Wechseleinrichtung einen Wechselrahmen umfaßt, der zwischen einer Bereitstellungsposition seitlich neben dem Behandlungsbecken und einer Arbeitsposition oberhalb des Behandlungsbeckens horizontal verfahrbar ist und der die Schienenstücke trägt, welche bei einem Werkzeugwechsel die Führungsschienen ersetzen. Diese auf einem Teil ihrer Länge aus der Normalstellung herausbewegbaren Führungsschienen können gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung in Bewegungsrichtung des Wechselrahmens seitlich verfahrbar sein, wobei es sich für eine bevorzugte Ausführungsform anbietet, mindestens eine der oberhalb des Behandlungsbeckens angeordneten Führungsschienen am Wechselrahmen zu befestigen und mit diesem horizontal zu verfahren. Hierdurch werden die Bewegungsabläufe für den Werkzeugwechsel weiterhin vereinfacht.

Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung schematisch dargestellt, und zwar zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht der Vorrichtung, Fig. 2 eine Draufsicht auf die Vorrichtung nach Fig. 1,

Fig, 3 einen Querschnitt durch die Vorrichtung gemäß der

Schnittlinie III-III in Fig. 2 mit einem zum Wechsel anstehenden Werkzeug,

Fig. 4 einen der Fig. 3 entsprechenden Querschnitt mit eingewechseltem Werkzeug und

Fig. 5 einen senkrechten Teilschnitt durch die Vorrichtung gemäß der Schnittlinie V-V in Fig. 1.

Die beim dargestellten Ausführungsbeispiel zum Biegen und verzugsfreien Härten von Blattfedern verwendete Vorrichtung besitzt ein in einer Fundamentgrube 1 angeordnetes Behandlungsbecken 2, in welchem der Härtevorgang stattfindet, wenn das Werkstück verzugsfrei eingespannt ist. An der vorderen Stirnseite des Behandlungsbeckens 2 befindet sich ein vorderes Portal 3, in welchem ein Tauchrahmen 4 in senkrechter Richtung beweglich geführt ist. Die Bewegung dieses Tauchrahmens 4 wird durch Hubzylinder 5 bewirkt.

An der gegenüberliegenden Seite des Behandlungsbeckens 2 befindet sich ein hinteres Portal 6, in welchem ebenfalls mittels Hubzylindern 7 ein Hubrahmen 8 in senkrechter Richtung beweglich geführt ist. Der Hubrahmen 8 ist entsprechend dem Tauchrahmen 4 ausgeführt. Sowohl der Tauchrahmen 4 als auch der Hubrahmen 8 sind zur Aufnahme von Werkzeugen 9 bestimmt, die in den Fig. 1 bis 4 mit strichpunktierten Linien angedeutet sind. In Fig. 5 ist ein derartiges Werkzeug 9 in einer Seitenansicht dargestellt.

Jedes dieser insgesamt 8 bis 15 Werkzeuge 9 besitzt ein Oberteil und ein Unterteil, die mit einstellbaren Formstücken 9a zum Biegen und Festhalten des stangenförmigen Ausgangsmaterials versehen sind. Dieses Ausgangsmaterial wird bei geöffnetem Werkzeug 9 zwischen die Formstücke 9a eingelegt, wenn sich das Werkzeug 9 innerhalb des in seiner oberen Position befindlichen Tauchrahmens 4 befindet. Anschließend werden die beiden Werkzeughälften mittels an der Oberseite des Tauchrahmens 4 befindlichen Verstellzylindern 10 zusammengefahren. Hierdurch erhält

das erwärmte Ausgangsmaterial die gewünschte Form. Im zusammengefahrenen Zustand verriegeln sich die beiden Werkzeughälften, so daß das Werkzeug 9 ohne zusätzliche Mittel im geschlossenen Zustand bleibt und das gebogene Werkstück in der eingespannten Lage festhält.

Nach dem Biegen des Werkstückes wird der Tauchrahmen 4 mit dem eingespannten Werkzeug 9 innerhalb des vorderen Portals 3 durch die Hubzylinder 4 in das Behandlungsbecken 2 abgesenkt, wie dies durch einen Pfeil in Fig. 1 angedeutet ist. Das mit seitlichen Tragrollen 9b versehene Werkzeug 9 wird in der abgesenkten Lage aus dem Tauchrahmen 4 entlassen und gelangt mit seinen Tragrollen 9b auf Führungsschienen 11, die zwischen dem vorderen Portal 3 und dem hinteren Portal 6 angeordnet sind. Diese Führungsschienen 11 sind vom vorderen Portal 3 in Richtung auf das hintere Portal 6 geneigt, wie dies Fig. 1 erkennen läßt. Sie bilden auf diese Weise eine schiefe Ebene, auf welcher das Werkzeug 9 langsam vom vorderen Portal 3 zum hinteren Portal 6 rollt, wobei sich die in die gewünschte Form gebogenen Werkstücke innerhalb des Behandlungsbeckens 2 befinden und einem Härtevorgang unterzogen werden.

Im Bereich des hinteren Portals 6 gelangt das Werkzeug 9 in den geöffneten Hubrahmen 8, mit welchem es anschließend durch die Hubzylinder 7 in eine Position angehoben wird, in der sich das gesamte Werkzeug 9 oberhalb des Behandlungsbeckens 2 befindet. In dieser angehobenen Lage wird das Werkzeug 9 entriegelt und mittels Verstellzylindern geöffnet, die den Verstellzylindern am Tauchrahmen 4 entsprechen. Nach dem Öffnen werden die gebogenen und gehärteten Werkstücke aus dem Werkzeug 9 entnommen bzw. ausgeworfen. Sie gelangen auf eine auf der Zeichnung nicht dargestellte Fördereinrichtung, mit welcher sie aus der Vorrichtung abtransportiert und weiteren Bearbeitungsgängen zugeführt werden.

Nach dem Entfernen des Werkstückes gelangt das geöffnete Werkzeug 9 mit seinen Tragrollen 9b auf Führungsschienen 12, die sich

oberhalb des Behandlungsbeckens 2 zwischen dem hinteren Portal 6 und dem vorderen Portal 3 befinden. Diese exakt oberhalb der Führungsschienen 11 liegenden Führungsschienen 12 sind im Gegensatz zu den Führungsschienen 11 vom hinteren Portal 6 in Richtung auf das vordere Portal 3 geneigt. Sie bilden somit eine Art schiefe Ebene, auf welcher die Werkzeuge 9 vom hinteren Portal 6 zum vorderen Portal 3 rollen. Dies ist besonders gut in Fig. 1 zu erkennen. Die geöffneten Werkzeuge 9 gelangen somit wieder zum vorderen Portal 3, so daß sie erneut mit einem zu biegenden und zu härtenden Werkstück beschickt werden können.

Um die in der Vorrichtung befindlichen Werkzeuge 9 innerhalb kürzester Zeit gegen Werkzeuge auszutauschen, die zum Biegen und Härten andersartiger Werkstücke ausgebildet oder eingestellt sJncL^ int eine Wechselvorrichtung mit einem Wechselrahmen 13 vorgesehen, der mittels Laufrollen 14 auf quer zur Längsrichtung des Behandlun-gsbeckens 2 angeordneten Tragschienen 15 verfahrbar ist. Diese Tragschienen 15 sind auf Ständern 16 abgestützt. Die Bewegung des Wechselrahmens 13 erfolgt über einen Antriebsmotor 17, der auf dem Wechselrahmen 13 angeordnet ist und beispielsweise eine oder mehrere Laufrollen 14 antreibt.

Auf einem Teil 12a ihrer Länge, der mindestens der axialen Tiefe eines Werkzeuges 9 entspricht, sind die Führungsschienen 12 aus der Normalstellung heraus bewegbar. Dieser Teil 12a der Führungsschienen 12 ist hinsichtlich der Längenabmessungen in den Fig. 1 und 2 zu erkennen. Dieser Teil 12a der Führungsschienen 12 wird bei einem Werkzeugwechsel durch Schienenstücke 18 ersetzt, die am Wechselrahmen 13 angeordnet sind. Diese Schienenstücke 18 sind zusammen mit dem Wechselrahmen 13 aus einer Bereitstellungsposition seitlich neben dem Behandlungsbecken 2 in eine in die Vorrichtung integrierte Arbeitsposition oberhalb des Behandlungsbeckens 2 verfahrbar. Die Bereitstellungsposition des Wechselrahmens 13 ist in Fig. 3, seine Arbeitsposition in Fig. 4 gezeichnet.

Zur Durchführung eines Werkzeugwechsels wird ein neues Werkzeug

auf die Schienenstücke 18 gebracht. Anschließend wird der Wechselrahmen 13 mit diesem Werkzeug 9 auf den Tragschienen 15 verfahren, so daß das einzuwechselnde Werkzeug 9 die in Fig. 4 gezeichnete Lage einnimmt. Bei diesem seitlichen Verfahren des Wechselrahmens 13 wird das Teil 12a der in den Fig. 3 und 4 links liegenden Führungsschiene 12 zusammen mit dem Wechselrahmen 13 verfahren, da es an diesem angeordnet ist. Das aus der Normalstellung herausbewegbare Teil 12a der rechten Führungsschiene 12 ist an einem Schwenkarm 19 angeordnet, der mittels eines Schwenkhebels 20 derart seitlich verschwenkbar ist, daß er zusammen mit dem Teil 12a der Führungsschiene 12 aus dem Bewegung sbere ich des Wechselrahmens 13 gelangt, wie dies die Fig. zeigt. In dieser Fig. 4 ersetzen somit die Schienenstücke 18 die Teile 12a der Führungsschienen 12, so daß das eingewechselte Werkzeug 9 am normalen Bewegungsrhythmus der Vorrichtung teilnehmen kann und ein aus der Vorrichtung herauszunehmendes Werkzeug 9 auf die Schienenstücke 18 der Wechseleinrichtung gelangt. Wenn der Wechselrahmen 13 der Wechseleinrichtung nunmehr aus der Arbeitsposition oberhalb des Behandlungsbeckens 2 in seine Bereitstellungsposition zurückgefahren wird, nimmt er das auszuwechselnde Werkzeug 9 mit. Dieses kann in der Bereitstellungsposition seitlich neben dem Behandlungsbecken 2 ohne Schwierigkeiten von den Schienenstücken 18 entfernt werden, während der normale Arbeitsrhythmus der Vorrichtung auf den wieder in die Arbeitsposition zurückbewegten Teilen 12a der Führungsschienen 12 abläuft.

Da das Auswechseln eines Werkzeuges 9 ausschließlich durch ein seitliches Verfahren desselben mittels der Wechseleinrichtung erfolgt und inheiden Endpositionen der Wechseleinrichtung der Arbeitsrhythmus der Vorrichtung nicht unterbrochen ist, weil entweder die Teile 12a der Führungsschienen 12 oder die gleichwertigen Schienenstücke 18 der Wechseleinrichtung für das Abrollen der geöffneten Werkzeuge 9 zur Verfügung stehen, braucht selbst bei dem Wechsel eines einzigen Werkstückes 9 die Vorrichtung in ihrem Arbeitsablauf nicht unterbrochen zu werden. Der Wechsel eines Werkzeuges 9 erfolgt innerhalb des Taktes der

Vorrichtung, so daß sich keinerlei Stillstandszeiten für einen Werkzeugwechsel ergeben. Selbstverständlich ist es möglich, gleichzeitig auch mehrere Werkzeuge 9 zu wechseln, wenn die Länge der Schienenstücke 18 und Teile 12a der Führungsschienen entsprechend ausgebildet ist.

Bezugsziffernliste

1	P undamentgrübe
2	Behandlungsbecken
3	vorderes Portal
4	Tauchrahmen
5	Hubzylinder
6	hinteres Portal
7	Hubzylinder
8	Hübrahmen
9	Werkzeug
9a	Formstück
9b	Tragrolle
10	Verstellzylinder
11	Führungsschiene
12	Führungsschiene
12a	Teil
13	Wechselrahmen
14	Laufrolle
15	Tragschiene
16	Ständer
17	Antriebsmotor
18	Schienenstück
19	Schwenkarm
20	Schwenkhebel

W/so,-

Claims

net, daß die aus der Normalstellung herausbewegbaren Teile (12a) der Führungsschienen (12) in Bewegungsrichtung des Wechselrahmens (13) seitlich verfahrbar sind.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil (L2a) der oberhalb des Behandlungsbeckens (2) angeordneten Führungsschienen (12) am Wechselrahmen (13) befestigt und mit diesem horizontal verfahrbar ist.