DE3206085C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Felgenprofiliervor­ richtung, im wesentlichen bestehend aus einem Gestell mit zwei übereinander angeordneten, antreibbaren und in nahezu Vertikalrichtung verschiebbaren Achsen, mit Felgenprofilierrollen, wobei die untere Achse mit Hilfe eines hydraulischen Zylinders in bezug auf die obere Achse bewegbar ist, während die obrere Achse in der durch die beiden Achsen gehenden Ebene kippbar ist zum Ausgleichen der Durchbiegung der beiden Achsen während des Felgenprofilierverfahrens.

Felgenprofiliervorrichtungen dieses Typs sind aus einer im Jahre 1980 veröffentlichten Broschüre der Firma Grotnes Metal Forming Systems Inc. S. 40 ff bekannt.

Beim Profilieren von Felgen werden sehr große Kräfte auf die Felgenprofilierwerkzeuge ausgeübt. Bei Felgen, die bei normalen Personenkraftwagen angewendet werden, entstehen Kräfte in der Größenordnung von 16 000 kg, während z. B. bei sehr großen Lastkraftwagenfelgen, die eine Breite von etwa 1 m haben können, Kräfte von etwa 91 000 kg entstehen. Dadurch werden an die Formstabilität des Gestells und der darin angebrachten Führungen für die Schlitten, in welchen die verschiebbaren Achsen aufgenommen sind, sehr hohe Anforderungen gestellt.

Die Schlittenführungen werden bei der bekannten Vorrichtung durch Fräsen in der Vorder- und Rückwand des Gestells hergestellt. Wegen der notwendigen Formstabilität des Gestells werden beide Wände durch sehr dicke Stahlbleche gebildet. Sie müssen über eine große Länge mit Führungsnuten versehen werden. Dazu benötigt man eine große Anzahl Bearbeitungsstunden und außerdem ein sehr großes Fräswerk, weil die Führungsnuten wegen der erforderlichen Genauigkeit vorteilhafter in einer einzigen Aufspannung erzeugt werden können. Zwar kann man das Gestell auch in Teilen bearbeiten, aber dies erfordert wieder eine große Anzahl Montagestunden zum zu bewirken, damit der linke und rechte Führungsstreifen und die Führungsnut in der Vorder- und Rückwand völlig parallel zueinander verlaufen.

Neben dem großen Arbeitsaufwand zeigt die bekannte Vorrichtung noch den Nachteil, daß ausschließlich die obere Achse in eine geneigte Stellung in bezug auf die untere Achse gebracht werden kann, um einen Ausgleich der Durchbiegung der die Felgenprofilierwerkzeuge tragenden Achsen infolge der beim Profilieren auftretenden großen Kräfte erreichen können. Die in der Vorder- und Rückwand des Gestells angebrachten Lager für die obere Achse sind dazu kippbar ausgebildet, und die Schrägstellung der oberen Achse erfolgt mittels zwei in der Vorder- und Rückwand montierter Schraubenspindeln. Es hat sich gezeigt, daß die Schrägstellung lediglich der oberen Werkzeugachse ungenügend ist, um die Felgendicke gleichmäßig zu halten.

Der Erfindung liegt die Aufabe zugrunde, eine Felgenprofiliervorrichtung der gattungsgemäßen Art so auszubilden, daß auch bei sehr hoher Belastung ein Ausgleich für das Durchbiegen der die Felgenprofilierrollen tragenden Achsen erreicht wird, um die Dicke der zu erzeugenden Felge gleichmäßig halten zu können.

Diese Aufgabe ist durch die im Patentanspruch 1 angegebene Erfindung gelöst.

Die weitere Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes geht aus den Unteransprüchen hervor.

Der mit der Erfindung erzielte Vorteil besteht darin, daß mit relativ geringem konstruktiven Aufwand ein Ausgleich für die Durchbiegung der Achsen erreicht wird, der auch bei sehr hoher Belastung der Profilierrollen zu der gewünschten gleichmäßigen Felgenprofildicke führt. Ein weiterer Vorteil ist, daß aufgrund der in Schwenkarmen aufgenommenen Achsen der Profilrollen, eine so stabile Lagerung besteht, daß auf die bisher üblichen Führungsnuten in der Vorder- und Rückwand des Gestells verzichtet werden kann.

Ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung gemäß der Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Teildarstellung einer bekannten Profilier­ vorrichtung;

Fig. 2 eine Hinteransicht der Vorrichtung gemäß der Er­ findung unter Weglassung des in Fig. 3 wiederge­ gebenen Antriebs;

Fig. 3 einen Schnitt gemäß der Linie III-III in Fig. 2;

Fig. 4 eine perspektivische Darstellung der beiden Schwenkarme mit darin aufgenommen Werkzeug­ achsen, wobei die Verstellmöglichkeiten ange­ deutet sind;

Fig. 5 einen Schnitt durch eine Schwenkarmkonstruktion;

Fig. 6 eine Ansicht, teilweise im Schnitt des Betäti­ gungsmechanismus zur gleichzeitigen Verstellung der beiden Schwenkarme;

Fig. 7 einen Schnitt gemäß der Linie VII-VII in Fig. 6;

Fig. 8 einen partiellen Schnitt gemäß der Linie VIII-VIII in Fig. 6.

In Fig. 1 ist schematisch eine bekannte Felgenprofilier­ vorrichtung angegeben mit einer oberen, mit einem Felgenprofilierwerkzeug versehenen Achse, sowie einer unteren, mit einem solchen Werkzeug versehenen Achse.

Ein zylinderförmiger, zu einer Felge zu profilierender Ring wird auf das untere Werkzeug gelegt, wonach die untere Achse in Aufwärtsrichtung verschoben wird bis die beiden Profilierwerkzeuge an dem zu profilierenden Ring anliegen. Die beiden Werkzeuge werden sodann in entgegengesetzter Richtung angetrieben, wobei ein Profil in der Felge gebildet wird.

Die untere Werkzeugachse wird während des Profiliervorgangs gleichmäßig in Aufwärtsrichtung verschoben, um der Felge das gewünschte Profil zu erteilen. Die beiden Werkzeugachsen sind in Schlitten aufgenommen, die in Führungsnuten montiert sind, welche in dem Gestell angebracht sind.

Die Vorrichtung gemäß der Erfindung, wie wiedergegeben in den Fig. 2-3, besteht aus einem Gestell 1 mit einer Rückwand 2. In dem Gestell 1 sind ein Gehäuse 3 für die obere Werkzeugachse und ein Gehäuse 4 für die untere Werkzeugachse angebracht, in welcher die obere Werkzeugachse 5 bzw. die untere Werkzeugachse 6 gelagert sind. Das Gehäuse 3 für die obere Werkzeugachse 5 ist über einen Verstellmechanismus 7 mit dem Gestell 1 verbunden. Der Verstellmechanismus 7 kann über ein Handrad 8 betätigt werden zum nach oben oder nach unten Bewegen des Gehäuses 3 für die obere Werkzeugachse 5. Das Gehäuse 4 für die untere Werkzeugachse 6 ist mittels eines hydraulischen Zylinders 9 mit der Basis des Gestells 1 verbunden.

An der Rückwand 2 des Gestells 1 ist eine Konsole 10 angebracht, auf der ein Motor 11 angeordnet ist, der über Treibriemen 12 eine Antriebswelle 13 für die obere Werkzeugachse 5 antreiben kann. Zwischen der Antriebswelle 13 und der Werkzeugachse 5 ist eine Kupplungsachse 14 angebracht, die über zwei Kreuzkupplungen mit einerseits der Antriebswelle 13 und andererseits der Werkzeugachse 5 verbunden ist. In gleicher Weise ist an der Unterseite der Konsole 10 ein Motor 15 zum Antreiben einer Welle 17 für die untere Werkzeugachse 6 über Treibriemen 16, wobei zwischen der Antriebswelle 17 und der Werkzeugachse 6 eine Kupplungsachse 18 angebracht ist, gleichfalls versehen mit zwei Kreuzkupplungen. In dieser Weise können die Achsen 5 und 6 durch die Motoren 11 und 15 angetrieben werden, ungeachtet der Stellung, die die Achsen 5 und 6 einnehmen.

In Fig. 2 ist der Betätigungsmechanismus 21 zum Schrägstellen der Achsen 5 und 6 wiedergegeben. Er wird nachstehend anhand der Fig. 6-8 näher erläutert. In Fig. 2 sind mit gestrichelten Linien die äußersten Stellungen der Achsen 5 und 6 angegeben, sowie zwei Handräder 20 zum Verstellen von weiter nicht wiedergegebenen Seitenführungen, die an ihren Enden mit Rollen versehen sind, die beim Aufbringen des Profils auf die Felge drücken, um das Schwingen der Felge zu verhindern.

Die Schwenkarmkonstruktion ist am deutlichsten in den Fig. 4 und 5 wiedergegeben. Die untere Werkzeugachse 6 ist in einem als Schwenkarm ausgebildeten Gehäuse 4 gelagert, in das eine parallel zu der Werkzeugachse 6 laufende Achse aufgenommen ist, die an den Enden 24, 25 in dem Gestell 1 gelagert ist. Auf dem Gehäuse 4 ist eine Öse 23 angebracht zum Verbinden des Gehäuses 4 mit dem hydraulischen Zylinder 9. In gestrichelten Linien ist die unterste Stellung der Werkzeugachse 6 angegeben, in welcher Stellung der noch nicht profilierte Felgenring auf das Werkzeug gelegt wird. Von den beiden Lagern 24, 25 ist das hintere Lager 25 in einer exzentrischen Lagerschale aufgenommen. In der Mittelstellung dieser exzentrischen Lagerschale 25 verläuft die Mittellinie der Schwenkarmachse gemäß der in der Zeichnung mit X angegebenen Linie. Durch Drehung der exzentrischen Lagerschale 25 kippt die Achse X um das feste Lager 24 in Abwärtsrichtung. Die gekippte Achse X ist in der Zeichnung mit Y angegeben. Durch diese Verschiebung der Achse aus der X-Stellung nach Y kippt auch das auf der Achse 6 angebrachte Profilierwerkzeug, und zwar in derselben Richtung, so daß das Werkzeug sich in Aufwärtsrichtung bewegt.

Die obere Werkzeugachse 5 ist in einer gleichen Schwenkarmkonstruktion 3 aufgenommen, wie oben beschrieben. Eine Öse 22 ist zum Verbinden des Schwenkarmes 3 mit dem Verstellmechanismus 7 vorgesehen.

Die Schwenkarmachse hat ein festes Lager in dem Gestell 1, und ein Lager 26 ist in einer exzentrischen Lagerschale aufgenommen. Die exzentrischen Lagerschalen 25, 26 sind zwar identisch, aber entgegengesetzt montiert, so daß die Achse X′ des oberen Schwenkarms aus einer neutralen Stellung nach oben gekippt wird und dann die Stellung Y′ einnimmt, während die Achse X des Schwenkarms 4 in Abwärtsrichtung gekippt werden kann. Die Schwenkarmkonstruktion ist in ihren Einzelheiten in Fig. 5 wiedergegeben. Die Schwenkarm­ konstruktion 3 besteht im wesentlichen aus einem gabelförmigen unteren Teil, der an der Vorder- und Rückseite mit Aussparungen versehen ist zum Aufnehmen von Lagern, in denen die Werkzeugachse 5 montiert ist. Wegen der großen Kräfte, die auf die Werkzeugachse 5 ausgeübt werden, müssen sowohl an der Vorderseite als auch an der Rückseite schwere Lager angewendet werden. Das vordere Lager 28 ist mittels einer auf der Achse 5 angeordneten Schließplatte 29 an dem Gehäuse 3 befestigt. In der Schließplatte 29 sind Simmer-Ringe 30 angebracht. An der Rückseite ist ein Hinterlager 31 mittels einer Schließplatte 32 in dem Gehäuse 3 eingeschlossen. In der Schließplatte 32 ist gleichfalls ein Simmer-Ring 33 angeordnet. Zwischen den beiden Schenkeln des Gehäuses 3 befindet sich ein Abdichtzylinder 34 mit einem Ölabführstutzen 35. In dem vorderen Gehäuseteil befindet sich an der Stelle des vorderen Lagers 28 ein Ölzuführkanal 36 und in der Nähe des hinteren Lagers 31 ist ein Ölzuführkanal 37 in der Schließplatte 32 angeordnet. Die Werkzeugachse 5 ist in dieser Weise in einen völlig öldichten Gehäuseteil eingeschlossen.

Die gegenüber der Werkzeugachse 5 liegende Seite des Gehäuses 3 ist auf einer Schwenkachse 38 montiert, die in den Wänden 1, 2 des Gestells 1 gelagert ist. Der Schwenkarm 3 kann daher um die ortsfeste Schwenkachse 38 rotieren. Die Lagerung der Schwenkachse 38 ist sowohl an der Vorder- als auch an der Rückseite von einer besonderen Konstruktion, weil die Schwenkachse 38 Kippbewegungen in dem Gestell 1 ausführen können muß, wie oben anhand der Fig. 4 erläutert wurde. Das vordere Lager 27 umfaßt eine sich selbsteinstellende, in eine konkave Lagerschale 40 aufgenommene sphärische Lagerschale 39. Das Lager ist mittels einer Schließplatte 41 auf der Schwenkachse 38 befestigt. Das Lager 27 kann daher als Kugelgelenk funktionieren, während die Lagerschale 40 in Axialrichtung verschiebbar montiert ist.

Das in der Rückwand 2 des Gestells 1 angeordnete Lager 26 hat eine Konstruktion, die der des Lagers 27 analog ist. Auch in dem Lager 26 ist eine sich selbsteinstellende sphärische Lagerschale 39 vorhanden, die in einer zugeordneten konkaven Lagerschale 40 aufgenommen ist, wobei die kugelförmige Schale 39 mittels einer Schließplatte 41 auf der Schwenkachse 38 befestigt ist. Um die konkave Lagerschale 40 ist eine exzentrische Lagerschale 42 angeordnet, die in einer in der Wand 2 des Gestells 1 vorgesehene Kammer rotieren kann. Die Achse der exzentrischen Lagerschale 42 liegt in Fig. 5 etwa 1 cm unterhalb der Achse der Schwenkachse 38. Durch Rotieren der exzentrischen Lagerschale 42 kann die Achse der Schwenkachse 38 daher um den durch das vordere Lager 27 gebildeten Gelenkpunkt kippt. Weil die Werkzeugachse 5 und die Schwenkachse 38 in ein und demselben Gehäuse 3 aufgenommen sind, muß die Werkzeugachse 5 notwendigerweise der Kippbewegung der Schwenkachse 38 folgen.

Der Betätigungsmechanismus 50 zum Kippen der Schwenkachse 38 und der dieser entsprechenden Achse, die zu der unteren Werkzeugachse 6 gehört, ist in den Fig. 6 und 7 wiedergegeben. Auf der exzentrischen Lagerschale 42 (siehe Fig. 7) ist ein Abstandsring 44 angeordnet, der in Axialrichtung durch eine auf der Rückwand 2 des Gestells 1 angebrachten Schließplatte 43 eingeschlossen ist. Auf diesem Abstandsring 44 ist eine Platte 45 angebracht, die mit einem Vorsprung 46 versehen ist (siehe Fig. 6). Die Platten 45 für die obere und die untere Schwenkachse sind spiegelsymmetrisch montiert. Auf den Vorsprüngen 46 der Platten 45 sind Laschen 47 bzw. 48 angeordnet, die an Gelenken 49 bzw. 50 mit den Vorsprüngen 46 der beiden Platten 45 verbunden sind. Gegenüber den Gelenken 49 bzw. 50 sind die Laschen 47, 48 mit einem gemeinsamen Stift 51 verbunden. Der Stift 51 ist in einem Bügel 52 gelagert, an dem ein Gewindebolzen 53 befestigt ist, der in einer Gewindebuchse 54 aufgenommen ist, die drehbar in einer Seitenwand des Gestells 1 gelagert ist. Auf der Gewindebuchse 54 ist ein Handrad 55 befestigt, mit dem der Gewindebolzen 53 in Axialrichtung verstellt werden kann. Zum Fixieren des Handrades 55 und somit des Gewindebolzens 53 ist ein Sicherungsring 56 vorgesehen.

In Fig. 6 ist der Betätigungsmechanismus 50 in der Mittelstellung angegeben, d. h. in einer Stellung, in der die beiden Werkzeugachsen 5 und 6 genau horizontal in dem Gestell 1 liegen. Durch Drehen des Handrades 55 in einer solchen Weise, daß der Gewindebolzen 53 in der Zeichnung nach unten verschoben wird, werden die beiden Platten 45 und daher die mit diesen verbundenen exzentrischen Lagerschalen 42 in entgegengesetzter Richtung gedreht, wobei die Enden der Achsen 38 sich aufeinanderzu bewegen und somit die Enden der Werkzeugachsen 5, 6 voneinander wegbewegt werden. Bei Drehung des Handrades 55 in entgegengesetzter Richtung verschiebt sich der Gewindebolzen 53 in der Zeichnung nach oben, und es verschieben sich die Enden der Schwenkarmachsen 38 voneinander weg und die Enden der Werkzeugachsen 5, 6 zueinander hin, und zwar über exakt denselben Winkel. Wie oben bereits angegeben, kann dadurch ein Ausgleich der Durchbiegung der Werkzeugachsen erhalten werden, was zu einer vollkommen symmetrischen proilierten Felge führt.

Die oben beschriebene Schwenkarmkonstruktion liefert noch den Vorteil, daß die Winkeldrehung der Schwenkachse 38 ein Maß für den Weg ist, den die untere Werkzeugachse 6 in Vertikalrichtung zurückgelegt hat, und dies unter Einfluß des hydraulischen Zylinders 9. Zur Erzielung eines schnellen Werkstückwechsels und einer rechtzeitigen Umschaltung von einer hohen Verschiebungs­ geschwindigkeit der unteren Werkzeugachse 6 auf eine niedrigere Geschwindigkeit, die während der Profilierung der Felge aufrechtzuerhalten ist, wird die zu der unteren Werkzeugachse 6 gehörende Schwenkachse 38 mit einem Achsenstutzen 60 (Fig. 8) versehen, auf dem eine Anzahl Schaltnocken 61-63 befestigt werden. Beim Drehen der Schwenkachse 38 und daher des Achsstutzens 60 können die Schaltnocken 61-63 mit an einer geeigneten Stelle angeordneten Endschaltern 64, 65 und 66 in Kontakt gebracht werden, wobei der Schaltnocken 61 in Zusammenarbeit mit dem Endschalter 64 z. B. die Speisungsgeschwindigkeit während des Profilierverfahrens einschaltet, der Schaltnocken 62 in Zusammenarbeit mit dem Endschalter 65 eine höhere Positioniergeschwindig­ keit für das Hochbewegen der unteren Werkzeugachse 6 einschalten kann und der Schaltnocken 63 in Zusammenarbeitet mit dem Endschalter 66 gleichfalls eine erhöhte Positioniergeschwindigkeit einschalten kann, jedoch in Abwärtsrichtung.

Der Betätigungsmechanismus 50 wird im allgemeinen derart verstellt werden, daß die auf den Werkzeugachsen 5, 6 angeordneten Felgenprofilierwerkzeuge einen spitzen Winkel einschließen, um einen Ausgleich der beim Profilieren auftretenden Durchbiegung der Werkzeugachsen 5, 6 zu bewirken. Der Betätigungsmechanismus 50 gibt jedoch auch die Möglichkeit, die auf den Achsen 5 und 6 angeordneten Profilierwerkzeuge divergieren zu lassen, wodurch eine Ausgleichsmöglichkeit bei auftretenden Werkzeugabweichungen erhalten wird.

Claims (3)

1. Felgenprofiliervorrichtung, im wesentlichen bestehend aus einem Gestell mit zwei übereinander angeordneten, antreibbaren und in nahezu Vertikalrichtung verschiebbaren Achsen, mit Felgenprofilierrollen, wobei die untere Achse mit Hilfe eines hydraulischen Zylinders in bezug auf die obere Achse bewegbar ist, während die obere Achse in der durch die beiden Achsen gehenden Ebene kippbar ist zum Ausgleichen der Durchbiegung der beiden Achsen während des Felgenrofilierverfahrens, dadurch gekennzeichnet, daß die die Felgenprofilierrollen tragenden Achsen (5, 6) je in das eine Ende eines Schwenkarmes (3, 4) aufgenommen sind, dessen anderes Ende in dem Gestell (1) mit Hilfe von sphärischen Lagern (39, 40) gelagert ist, von denen eines von einer exzentrischen Lagerschale (42) aufgenomen ist, während das andere Lager axial verschiebbar in dem Gestell (1) montiert ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die exzentrischen Lagerschalen (42) der beiden Schwenkarme (3, 4) an dem von der Felgenprofilierrolle abgewandten Ende des Schwenkarmes angebracht sind.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1-2, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit den beiden exzentrischen Lagerschalen (42) verbundener Betätigungsmechanismus (50) vorgesehen ist zum gleichzeitigen Drehen derselben in entgegengesetzter Richtung, der eine in Achsrichtung verschiebbare Schraubenspindel (53) umfaßt, an deren einem Ende zwei Laschen (47, 48) befestigt sind, die mit den betreffenden exzentrischen Lagerschalen (42) der beiden Schwenkarme (3, 4) scharnierbar verbunden sind.