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Title:
DEVICE FOR FORMING LONGITUDINAL ELEMENTS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2001/015831
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a device for forming longitudinal elements, especially pipes and rods, using at least one tool (3.1, 3.2) to which a forming drive (5) is allocated. The longitudinal elements are held in such a way that they are clamped, in a clamping device (2). According to the invention, a tool changer (4) is provided between the forming drive (5) and the clamping device (2).

Inventors:
ROSENBERGER GERHARD (DE)
Application Number:
PCT/EP2000/004159
Publication Date:
March 08, 2001
Filing Date:
May 10, 2000
Export Citation:
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Assignee:
ROSENBERGER GERHARD (DE)
International Classes:
B21J13/08; B23B5/16; B23C3/12; (IPC1-7): B21J13/08
Foreign References:
EP0842718A21998-05-20
US1421507A1922-07-04
Other References:
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 011, no. 323 (M - 634) 21 October 1987 (1987-10-21)
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 011, no. 323 (M - 634) 21 October 1987 (1987-10-21)
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 016, no. 299 (M - 1274) 2 July 1992 (1992-07-02)
Attorney, Agent or Firm:
Weiss, Peter (Zeppelinstrasse 4 Engen, DE)
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Claims:
Patentanspriiche
1. Vorrichtung zum Umformen von länglichen Elementen, insbesondere von Rohren und Stangen, welche eingespannt in einer Spanneinrichtung (2) gehalten sind, mittels zumindest einem Werkzeug (3.1,3.2), dem ein Umformantrieb (5) zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Umformantrieb (5) und der Spanneinrichtung (2) ein Werkzeugwechsler (4) vorgesehen ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Umformantrieb (5) eine. Kupplung zum lösbaren Ankuppeln an das Werkzeug (3.1,3.2) aufweist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in eine Stirnfläche (14) einer vom Umformantrieb (5) angetriebenen Kupplungsstange (13) eine TNut (15) eingeformt ist, in die ein Tförmiger Nutenstein (16) am Werkzeug (3.1,3.2) passt.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkzeugwechsler (4) vertikal in einem Rahmen (18) bewegbar angeordnet ist.
5. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkzeugwechsler (4) eine Reihe von Gleithülsen (17.1,17.2) aufweist, in denen Werkzeuge (3.1,3.2) gleitbar sitzen.
6. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass dem Werkzeugwechsler (4) ein Antrieb (19) zugeordnet ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Werkzeugwechsler (4) eine Spindel (22) verbunden ist, auf der eine von dem Antrieb (19) angetriebene Spindelmutter (21) aufsitzt.
8. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Umformantrieb (5) über einen Zahnriemen (11) mit einer Zahnriemenscheibe (12) verbunden ist, welche die Kupplungsstange (13) antreibt.
9. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Umformantrieb (5) einem Schlitten (6) aufsitzt, der auf bzw. an Führungen (7) gleitet.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass dem Schlitten (6) ein pneumatischer oder hydraulischer Antrieb (8) zugeordnet ist.
11. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Spanneinrichtung (2) Spannbacken (24,25) aufweist, wobei zumindest eine davon mit einer Kniehebeleinrichtung verbunden ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die eine Spannbacke (25) gelenkig mit einem Hebel (28) und dieser gelenkig mit einer Ecke einer dreiecksförmigen Drucklasche (26) verbunden ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden weiteren Ecken der Drucklasche (26) gelenkig mit je einem Druckzylinder (32,35) verbunden sind.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein Druckzylinder (32) unterhalb der Spannbacke (25) angeordnet und der Hebel (28) in Ausrichtung mit diesem Druckzylinder (32) schwenkbar ist, wobei die gelenkige Verbindung (30) der Drucklasche (26) mit dem Druckzylinder (32) ortsfest verbleibt.
Description:
Vorrichtung zum Umformen von länglichen Elementen Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Umformen von länglichen Elementen, insbesondere von Rohren und Stangen, welche eingespannt in einer Spanneinrichtung gehalten sind, mittels zumindest einem Werkzeug, dem ein Umformantrieb zugeordnet ist.

In vielen Anwendungsfällen müssen Rohre oder Stangen, wozu nicht nur Rund-, sondern auch Mehrkantstangen zählen, bearbeitet werden. Beispielsweise müssten die Enden von Rohren aufgeweitet oder verengt werden, oder die Enden von Stangen müssen bearbeitet werden, wozu bspw. das Planen, Innen-und Aussenfasen, Ausdrehen, Formbohren, Radiusdrehen, Überdrehen, Anspitzen, Planstechen, Kuppen usw. gehört. All diese Bearbeitungsvorgänge erfordern eine Bearbeitungseinrichtung, welche meist aus einem Bohrständer

od. dgl. besteht. Das längliche Element wird dabei in einen Spannstock eingespannt und die Bearbeitung des länglichen Elements von Hand mittels dem Bohrständer vorgenommen.

Eine andere Möglichkeit ist das Bearbeiten des länglichen Elementes mittels einer entsprechenden Drehbank wobei jedoch immer nur ein Arbeitsschritt durchgeführt werden kann.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der oben genannten Art zu schaffen, mittels der ein Umformen von länglichen Elementen, insbesondere von Rohren und Stangen, auf vielfältige Art und Weise in einer einzigen Maschine durchgeführt werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe führt, dass zwischen dem Umformantrieb und der Spanneinrichtung ein Werkzeugwechsler vorgesehen ist.

Dieser Werkzeugwechsler hat den Vorteil, dass an ihm eine Mehrzahl von Werkzeugen vorgesehen ist, so dass an dem eingespannten länglichen Element eine Mehrzahl von Bearbeitungsvorgängen stattfinden kann. Das längliche Element muss nicht bei jedem Bearbeitungsschritt aus der Spanneinrichtung entnommen werden.

Damit ein Werkzeugwechsel stattfinden kann, sollte das Werkzeug mit dem Umformantrieb leicht koppelbar sein. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist daran gedacht, dass eine einfach entsprechende Kupplung aus einer T-förmigen Nut in einer Kupplungsstange besteht, wobei das Werkzeug mit einem entsprechend geformten Nutstein in die T-Nut eingreift. Selbstverständlich gibt es hier auch andere Möglichkeiten von Kupplungen, die im Rahmen der Erfindung liegen sollen.

Bevorzugt ist im übrigen diese Kupplungsstange an einem Schlitten festgelegt, mit dem die Kupplungsstange und mit der Kupplungsstange auch das Werkzeug verschiebbar angeordnet ist. Hierdurch ist es möglich, das Werkzeug mit einem eigenen Umformstempel an das längliche Element heranzubringen.

Das ganze Verschieben des Schlittens geschieht bevorzugt mittels eines pneumatischen oder hydraulischen Antriebs, wobei die Kupplungsstange selbst als Kolbenstange ausgebildet sein kann, die in einem entsprechenden Zylinder, der sich gegen ein Maschinengestell abstützt, bewegbar angeordnet ist.

Bevorzugt sitzt auch der Umformantrieb selbst auf diesem Schlitten auf und ist somit zusammen mit dem Schlitten bewegbar. Der Umformantrieb soll als Servomotor ausgestaltet sein, wobei seine Drehbewegung über ein entsprechendes Getriebe auf einen Zahnriemen übertragen wird, der wiederum die Bewegung auf eine Zahnriemenscheibe überträgt, die auf der Kupplungsstange festliegt.

Bevorzugt soll der Werkzeugwechsler vertikal bewegbar angeordnet sein, da auf diese Art und Weise wenig Platz in Anspruch genommen wird. Hierzu wird der Werkzeugwechsler in einem entsprechenden Rahmen geführt und ist über eine Spindel mit einem Spindelantrieb verbunden. Die Werkzeuge selbst sitzen in entsprechenden Gleithülsen in dem Werkzeugwechsler, sodass sie in horizontaler Richtung auf das zu bearbeitende Element hin verschoben werden können.

Auch die Spanneinrichtung ist pneumatisch bzw. hydraulisch angetrieben ausgestaltet. Hierzu sind zwei Druckzylinder und eine Kniehebelanordnung vorgesehen, welche eine Spannbacke bewegen. Ein Druckzylinder ist vorgesehen, um

die grundsätzliche Öffnungsweite der Spannbacken zu bestimmen, der andere Druckzylinder bringt die erforderliche Spannkraft auf, wobei diese Spannkraft über eine dreiecksförmige Drucklasche und einen Hebel auf die Spannbacke übertragen wird.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung ; diese zeigt in Figur 1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungs- gemässen Vorrichtung zum Umformen von länglichen Elementen ; Figur 2 eine teilweise im Längsschnitt dargestellte Seitenansicht der Vorrichtung gemäss Figur 1 ; Figur 3 eine perspektivische Ansicht eines Umformantriebes auf einem Schlitten mit einer Kupplungsstange ; Figur 4 eine perspektivische Ansicht eines erfindungs- gemässen Werkzeugwechslers.

Eine erfindungsgemässe Vorrichtung zum Umformen von länglichen Elementen, insbesondere von Rohren und Stangen, weist einen Maschinenrahmen 1 auf. Die umzuformenden Elemente werden von einer Spanneinrichtung 2 gehalten, der Werkzeuge 3.1 und 3.2 an einem Werkzeugwechsler 4 zugeordnet sind.

Zum Antrieb der Werkzeuge 3.1 bzw. 3.2 ist ein Umformantrieb 5 vorgesehen, der bevorzugt als Servomotor ausgebildet ist. Dieser Umformantrieb 5 liegt an einem Schlitten 6 fest, der wiederum an Führungen 7 des Maschinenrahmens 1 geführt ist. Die Bewegungen des Schlitten 6 an den Führungen 7 bewirkt ein hydraulischer oder pneumatischer Antrieb 8, der sich gegenüber einer rückwärtigen Platte 9 abstützt.

Eine Drehbewegung des Umformantriebes 5 wird über ein zwischengeschaltetes Getriebe 10 und einen Zahnriemen 11

auf eine Riemenscheibe 12 übertragen, die wiederum eine in Figur 3 gezeigte Kupplungsstange 13 antreibt.

Zum Verbinden der Kupplungsstange 13 mit einem Werkzeug weist die Kupplungsstange 13 in ihrer Stirnfläche 14 eine T-förmige Nut 15 auf, in die ein entsprechend geformter Nutenstein 16 (siehe Figur 4) des Werkzeuges 3.1 bzw. 3.2 einpasst.

Die Werkzeuge 3.1 und 3.2 sitzen in insbesondere in Figur 2 erkennbaren Gleithülsen 17.1 und 17.2 und können in diesen Gleithülsen auf die Spanneinrichtung 2 zu bewegt werden.

Der Werkzeugwechsler 4 sitzt wiederum in einem vertikal ausgerichteten U-förmigen Rahmen 18 und ist diesem vertikal gleitbar angeordnet. Seine Bewegung in vertikaler Richtung wird von einem Antrieb 19 bewirkt, wobei der Antrieb 19 wiederum über einen Antriebsriemen 20 eine Spindelmutter 21 in Drehbewegung versetzt, welche mit einer Spindel 22 in Wirkverbindung steht, die wiederum von dem Werkzeugwechsler 4 abragt.

Stirnwärtig besitzt das Werkzeug 3.1 bzw. 3.2 einen Umformstempel 23.

Die Spanneinrichtung 2 weist eine obere Spannbacke 24 auf, welche in dem gezeigten Ausführungsbeispiel ortsfest angeordnet ist. Dieser oberen Spannbacke 24 ist eine untere Spannbacke 25 zugeordnet, die in vertikaler Richtung bewegbar ist. Hierzu ist der unteren Spannbacke 25 eine Kniehebeleinrichtung zugeordnet, deren zentrales Element eine dreieckförmige Drucklasche 26 ist. Die Drucklasche 26 ist in einer Ecke über ein Gelenk 27, einen Hebel 28 und ein weiteres Gelenk 29 mit der unteren Spannbacke 25 verbunden.

In etwa vertikaler linearer Ausrichtung weist die Drucklasche 26 eine weitere gelenkige Verbindung 30 mit einer Kolbenstange 31 eines Druckzylinders 32 auf, wobei die Drucklasche 26 an einer Führungsstange 33 geführt ist.

Die dritte Ecke der Drucklasche 26 ist über ein Gelenk 34 mit einem weiteren Druckzylinder 35 gekoppelt.

Die Funktionsweise der vorliegenden Erfindung ist folgende : Beispielsweise ein Rohr wird zwischen die obere Spannbacke 24 und die untere Spannbacke 25 eingesetzt, wobei der grundsätzliche Abstand der oberen Spannbacke 24 und der unteren Spannbacke 25 mittels des Druckzylinders 32 eingestellt wird. Mittels dieses Druckzylinders 32 wird die Drucklasche 26 vertikal entlang der Führungsstange 33 verfahren, sodass sich die Lage der gelenkigen Verbindung 30 vertikal verändert.

Das eigentliche Spannen geschieht mittels des Druckzylinders 35 und der Kolbenstange 36, wobei sich beim Ausfahren die Drucklasche 26 um die gelenkige Verbindung 30 dreht, sodass das Gelenk 27 in etwa in Ausrichtung mit der gelenkigen Verbindung 30 und dem Gelenk 29 gelangt.

Hierdurch erfolgt eine günstige Abstützung der unteren Spannbacke 25 gegen die Kolbenstange 31 des Druckzylinders 32.

Der Schlitten 6 befindet sich in einer zurückgezogenen Position, in der sich die Kupplungsstange 13 ausser Eingriff mit einem Werkzeug 3.1 bzw. 3.2 befindet. Mittels des Antriebs 19 und dem Antriebsriemen 20 bzw. die Spindelmutter 21 und die Spindel 22 wird nun der Werkzeugwechsler 4 in eine Position gebracht, in der sich

ein Werkzeug 3.1 bzw. 3.2 oberhalb oder auch unterhalb der Kupplungsstange 13 befindet, wobei der Nutenstein 16 auf das Einfahren in die T-förmige Nut ausgerichtet ist.

Der Schlitten 6 fährt jetzt nach vorne und die Kupplungsstange 13 mit der T-förmigen Nut in eine Position oberhalb oder unterhalb des Nutensteins. Der Antrieb 19 senkt oder hebt nun den Werkzeugwechsler 4 an, sodass der Nutenstein 16 in Eingriff mit der Nut 15 gelangt. Damit ist das Werkzeug 3.1 bzw. 3.2 mit dem Umformantrieb 5 gekoppelt.

Über den Schlitten 6 kann jetzt das Werkzeug auf das umzuformende Element hin bewegt werden, indem es in der Gleithülse 17.1 bzw. 17.2 gleitet. Durch Rotation des Werkzeuges 3.1 bzw. 3.2 mittels des Umformantriebes 5 über den Zahnriemen 11, die Riemenscheibe 12 und die Kupplungsstange 13 wird nun das längliche Element bearbeitet. Nach erfolgter Bearbeitung erfolgt ein Zurückfahren des Schlittens 6, wodurch das Werkzeug 3.1 bzw. 3.2 in seine Ausgangsposition zurückgelangt.

Positionszahlenliste 1 Maschinenrahmen 34 Gelenk 67 2 Spanneinrichtung 35 Druckzylinder 68 3 Werkzeug 36 Kolbenstange 69 4 Werkzeugwechsler 37 70 5 Umformantrieb 38 71 6 Schlitten 39 72 7 Führung 40 73 8 Antrieb 41 74 9 Platte 42 75 10 Getriebe 43 76 11 Zahnriemen 44 77 12 Riemenscheibe 45 78 13 Kupplungsstange 46 79 14 Stirnfläche 47 15 T-Nut 48 16 Nutenstein 49 5017Gleithülse 18 Rahmen 51 19 Antrieb 52 20 Antriebsriemen 53 21 Spindelmutter 54 22 Spindel 55 23 Umformstempel 56 24 obere 57 Spannbacke 25 untere 58 Spannbacke 26 Drucklasche 59 27 Gelenk 60 28 Hebel 61 29 Gelenk 62 6330gelenkige Verbindung 31 Kolbenstange 64 32 Druckzylinder 65 33 Fiihrungsstange 66