Biegerichtmaschine

Abstract

 Die Erfindung betrifft eine Biegerichtmaschine für längliche Werkstücke (5). Sie weist auf einem Maschinentisch (1) angeordnete Werkstückaufnahmen (3) zum drehbaren Erfassen der Enden des Werkstückes auf. Mindestens zwei im Abstand auf dem Maschinenteil angeordnete Richtunterlagen (8) stützen das Werkstück in seiner Längsrichtung. Es ist mindestens ein zwischen den Richtunterlagen angeordneter Richtstempel zum Einwirken auf das Werkstück vorgesehen. Mittels eines Antriebes (16) ist eine Betätigungsvorrichtung (18) in Richtung des Werkstücks und von diesem weg verstellbar, die den Richtstempel aufnimmt.
Die Betätigungsvorrichtung ist als Brücke (18) ausgebildet, die den Richtstempel in der vertikalen Flucht des Werkstückes aufnimmt. Mittels mindestens eines vom Antrieb angetriebenen Stellelementes (29) ist die Brücke in einer vertikalen Ebene (12) verstellbar.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß die Brücke im Maschinentisch relativ zu diesem beweglich gelagert ist, sowie der Antrieb oberhalb der Brücke angeordnet und im Maschinentisch gelagert ist.
Die Biegerichtmaschine ermöglicht es, die Biegekräfte optimal in das längliche Werkstück einzuleiten, ferner die Maschinenkräfte auf kurzem Weg vom Antrieb auf die Betätigungsvorrichtung zu übertragen. Bei einfacher Bauweise der Maschine ist ein exaktes, richtungsgenaues Biegerichten des Werkstücks gewährleistet.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Biegerichtmaschine für längliche Werkstücke, mit auf einem Maschinentisch angeordneten Werkstückaufnahmen zum drehbaren Erfassen der Enden eines Werkstücks, mit mindestens zwei in Abstand auf dem Maschinentisch angeordneten Richtunterlagen zum Abstützen des Werkstücks in seiner Längsrichtung, mit mindestens einem zwischen den Richtunterlagen angeordneten Richtstempel zum Einwirken auf das Werkstück, sowie mit einer mittels eines Antriebes in Richtung des Werkstückes und von diesem Weg verstellbaren Betätigungsvorrichtung, die den Richtstempel aufnimmt, wobei die Betätigungsvorrichtung als Brücke ausgebildet ist, die den Richtstempel in der vertikalen Flucht des Werkstückes aufnimmt und mittels mindestens eines vom Antrieb angetriebenen Stellelementes die Brücke in einer vertikalen Ebene verstellbar ist.

[0002] Eine Biegerichtmaschine der genannten Art ist aus der DE 196 47 194 A1 bekannt. Da bei dieser nur vertikal eine Belastung in das Werkstück eingeleitet werden kann, unabhängig davon, welchen Durchmesser das Werkstück aufweist, kann auf einfache Art und Weise eine symmetrische Belastung auf das Werkstück aufgebracht werden. Allerdings ist diese Biegerichtmaschine baulich recht aufwendig gestaltet, da der Antrieb und die Brückenplatte jeweils separat in einer Grundplatte gelagert sind, die ihrerseits einen Maschinentisch aufnimmt, der der Aufnahme des zu richtenden Werkstückes dient. Die Lagerung der Brückenplatte erfolgt über Manschetten, die Schenkel der Brücke und Druckfedem zur federnden Aufnahme der Brücke umschließen. Der Antrieb treibt eine Welle an, die im Maschinentisch gelagert ist und beidseitig des Maschinentisches Stellelemente, die als Kurvenscheiben ausgebildet sind, aufnimmt. Die Kurvenscheiben wirken mit Rollen zusammen, die in der Brücke gelagert sind. Die von dem Antrieb eingeleiteten Stellkräfte werden somit nicht direkt in die Brücke eingeleitet, wobei beim Biegerichten maschinenseitig recht hohe Kräfte auftreten.

[0003] Eine Biegerichtmaschine ist ferner aus der DE 42 15 795 C1 bekannt. Bei dieser ist die Betätigungsvorrichtung als Schwenkvorrichtung ausgebildet. Sie weist einen zweiarmigen Hebel auf, der in der Mitte in einem mit dem Maschinentisch verbundenen Schwenklager gelagert ist, wobei am freien Ende des einen Arms, über einen Schwenkkopf, die Verbindung mit dem Richtstempel erfolgt und am freien Ende des anderen Arms der Antrieb angreift. - Diese bekannte Biegerichtmaschine weist grundsätzliche Nachteile auf. Die Lagerung des Richtstempels in einer Schwenkvorrichtung bedingt, daß die Wirkrichtung des Richtstempels über den gesamten Richthub nicht linear gerichtet ist, sondern entlang einer Kreisbahn. Dies führt zu einer unsymmetrischen Belastung von Werkstücken unterschiedlichen Durchmessers bei deren Ausrichtvorgang. Aufgrund der hebelartigen ausgebildeten Anordnung ist der Hub des Richtstempels begrenzt. Überdies ist die Schwenkvorrichtung aufwendig im Maschinentisch zu lagern und es erfordert die Gestaltung des zweiarmigen Hebels einen erhöhten Bauaufwand. Schließlich werden aufgrund der Einwirkung des Antriebes über eine Spindel, die ihrerseits auf den zweiarmigen Hebel einwirkt, die Maschinenkräfte auf recht langem Weg vom Antrieb zur Betätigungsvorrichtung geleitet.

[0004] Aus der CH 117 816 ist eine verfahrbare Maschine für Richt-, Biege-, Präge- und ähnliche Arbeiten bekannt. Bei dieser Maschine kann der Arbeitsdruck, je nachdem ob die eine oder andere Erzeugungsart für den jeweils auszuführenden Arbeitsprozeß wirtschaftlicher ist, entweder durch Vorschrauben einer Preßschraube bei einem festgesetzten Kniehebelsystem oder durch Einwirkung auf das Kniehebelsystem, ohne Vorschrauben der Preßschraube, erzeugt werden. Bei dieser Maschine erfolgt die Einwirkung der Kraft auf das Werkstück in einer vertikalen Ebene. Diese Maschine ist baulich sehr aufwendig gestaltet. Das Kniehebelsystem ist nicht geeignet, exakte, geringfügige Bewegungen des Richtelementes darzustellen.

[0005] Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Biegerichtmaschine der genannten Art so weiterzubilden, daß mit dieser die Biegekräfte optimal in das längliche Werkstück eingeleitet werden können, ferner die Maschinenkräfte auf kurzem Wege vom Antrieb auf die Betätigungsvorrichtung übertragen werden, so daß bei einfacher Bauweise der Maschine ein exaktes, richtungsgenaues Biegerichten des Werkstücks gewährleistet ist.

[0006] Gelöst wird die Aufgabe bei einer Biegerichtmaschine der eingangs genannten Art dadurch, daß die Brücke im Maschinentisch relativ zu diesem beweglich gelagert ist, sowie der Antrieb oberhalb der Brücke angeordnet und im Maschinentisch gelagert ist.

[0007] Unter vertikaler Flucht des Werkstückes wird bei einem rotationssymmetrischen Werkstück dessen Achse verstanden.

[0008] Im Sinne der Erfindung ist zunächst die Ausbildung der Betätigungsvorrichtung als Brücke von Bedeutung. Die Brücke ist geeignet, auf einfache Art und Weise den Richtstempel aufzunehmen und ausschließlich in einer definierten, vertikalen Richtung relativ zum Maschinentisch zu verstellen. Dies bedingt, daß von dem Richtstempel nur eine Belastung von oben in das Werkstück eingeleitet werden kann, unabhängig davon, welchen Durchmesser das Werkstück aufweist. Es kann damit auf einfache Art und Weise eine symmetrische Belastung in das Werkstück eingeleitet werden. Die Anordnung des Antriebes, somit in unmittelbarer Nähe der Brücke, gestattet es, die Maschinenkräfte auf kurzem Wege vom Antrieb zur Brücke zu übertragen. Die Übertragung der Kräfte erfolgt mittels des mindestens einen, dem Antrieb zugeordneten Stellelement auf die Brücke. Durch die gewählte Anordnung des Antriebes oberhalb der Brücke kann der den eigentlichen Biegevorgang vollführende obere Bereich der Biegerichtmaschine baulich besonders einfach gestaltet werden. Durch die kurzen Wege vom Antrieb zur Brücke wird zuverlässig vermieden, daß maschinenseitig hohe Kräfte auftreten, die gegebenenfalls zu einer Verformung der relevanten Bauteile, insbesondere des Antriebsstrangs führen. Dieses hätte negative Folgen für die Qualität der gewünschten Biegung.

[0009] Gemäß einer besonderen Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß die Brücke federnd im Maschinentisch gelagert ist, dahingehend, daß die Federkraft gegen die Zustellbewegung des Richtstempels wirksam ist. Der Vorteil der federnden Lagerung der Brücke ist darin zu sehen, daß der Antrieb ausschließlich dem Zweck dient, den in der Brücke gelagerten Richtstempel in Richtung des Werkstückes zu verfahren, und dies entgegen der Kraft der einen oder mehreren Federn, die auf die Brücke einwirken.

[0010] Es wird als besonders vorteilhaft angesehen, wenn Ständer vorgesehen sind, die der Lagerung des Antriebs und der Stellelemente dienen. Es sind somit keine separaten Lagerelemente für den Antrieb bzw. die Stellelemente erforderlich, deren Lagerung erfolgt vielmehr in demselben funktionellen Bauteil. Zweckmäßig weisen die vorzugsweise im Bereich der beiden Enden der Brücke angeordneten Ständer Lagerelemente für den Antrieb und die Stellelemente auf. Jedes Lagerelement verbindet beispielsweise zwei Ständer, und es ist in den beiden Lagerelementen die Welle axial fest gelagert, die im Bereich ihrer beiden Enden der Aufnahme der insbesondere als Kurvenscheibe ausgebildeten Stellelemente dient. Zweckmäßig ist eines der Lagerelemente mit einem Kragarm versehen, an dem der Antrieb befestigt ist, der zweckmäßig einen Motor, insbesondere Elektromotor, mit Getriebe zum Antreiben der die Stellelemente aufnehmenden Welle aufweist. Aus Platzgründen und um die Antriebskräfte optimal in die Welle einleiten zu können, wird der Antrieb zweckmäßig hängend am Kragarm befestigt.

[0011] Vorzugsweise ist der Elektromotor als gesteuerter Motor ausgebildet. Dessen Welle läßt sich somit um einen definierten Drehwinkel drehen; hieraus resultiert unter Berücksichtigung der Untersetzung des Getriebes und beispielsweise der Anlage der Kurvenscheibe an der Rolle ein exakter Zustellweg des Richtstempels, der sich durchaus im 1/100 mm-Bereich bewegen kann.

[0012] Eine vorteilhafte Gestaltung der Biegerichtmaschine sieht vor, daß die Brücke in den Ständern verschieblich gelagert ist, insbesondere über Lagerrollen, die die Ständer kontaktieren. Diese mittelbare Lagerung der Brücke im Maschinentisch ermöglicht eine baulich einfache, präzise Führung der Brücke und damit des mit dieser verbundenen Richtstempels.

[0013] Um die Brücke reibungs- und spielfrei betätigen zu können, ist sie insbesondere im Bereich deren beiden Enden mit drehbar gelagerten Rollen versehen, die Gegenlager zu den antriebsseitigen Stellelementen bilden. Die Stellelemente sind vorzugsweise als Kurvenscheiben ausgebildet. Die jeweilige Rolle und die Kurvenscheibe können damit aufeinander abrollen, wobei die Exzentrizität der Kurvenscheibe die Zustellbewegung des zugeordneten Stellelementes und damit der Brücke bedingt. Vorzugsweise sind die antriebsseitigen Stellelemente in großem Abstand voneinander in einer gemeinsamen Welle gelagert und entsprechend auch die brückenseitigen Rollen im Bereich beider Enden der Brücke. Die Maschinenkräfte werden damit über die Stellelemente in die Rollen in unmittelbarer Nähe der Ständer eingeleitet, so daß in die Ständer allenfalls geringe Kippmomente eingeleitet werden. Diese werden im übrigen weitgehend dadurch kompensiert, daß die Rollen auf der dem Richtstempel abgewandten Seite des jeweiligen Ständers angeordnet sind. Zwischen den Rollen ist die Brücke auf ihrer Oberseite mit einem Versteifungselement versehen, so daß die Brücke insgesamt sehr steif gebaut und die beim Biegerichten in dem Richtstempel eingeleiteten Kräfte sicher von der Brücke aufgenommen werden können.

[0014] Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß die Brücke im Bereich jedes Endes mit einer Manschette versehen ist, die den zugeordneten Ständer umschließt. Die jeweilige Manschette besteht insbesondere aus zwei ineinander gesteckten Rohren, wobei das untere Rohr mit dem Maschinentisch und das obere Rohr mit der Brücke verbunden ist. Die die Rückstellbewegung der Brücke bewirkenden Federn sind vorzugsweise als Schraubendrucktedern ausgebildet. Vorteilhaft durchsetzt der jeweilige Ständer die Schraubendruckfeder, wobei der Ständer und die Feder innerhalb der zugeordneten Manschette angeordnet sind, und es stützt sich die Feder an der Brücke und am Maschinentisch ab.

[0015] Weitere Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen, der Beschreibung der Figuren und in den Figuren selbst dargestellt, wobei bemerkt wird, daß alle Einzelmerkmale und Kombinationen von Einzelmerkmalen erfindungswesentlich sind.

[0016] In den Figuren ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles dargestellt, ohne auf dieses beschränkt zu sein. Es zeigt in schematischer Darstellung:

Figur 1

eine erfindungsgemäße Biegerichtmaschine in einer Vorderansicht und

Figur 2

die Biegerichtmaschine von der Seite her gesehen.

[0017] Ein Maschinentisch 1 nimmt im Bereich seiner oberen, horizontalen Fläche 2 zwei Werkstückaufnahmen 3 auf. Diese dienen dem drehbaren Erfassen der Enden 4 eines Werkstückes 5, das beispielsweise als Zylinderstab ausgebildet ist. Die Werkstückaufnahmen 3 besitzen beispielsweise Pinolen mit Körnerspitzen 6, die in entsprechende Ansenkungen in den Enden des Werkstückes 5 eingreifen. Über einen Antrieb 7 kann die zugeordnete Pinole und damit das Werkstück in Drehung versetzt werden. Zwischen den Werkstückaufnahmen 3 ist der Maschinentisch 1 im Bereich seiner oberen Fläche 2 mit zwei im Abstand zueinander angeordneten Richtunterlagen 8 zum Abstützen des Werkstückes 5 in seiner Längsrichtung versehen. In der Mitte zwischen den beiden Richtunterlagen 8 befindet sich ein im Maschinentisch 1 gelagertes Meßgerät 9 zum Ermitteln der Durchbiegung des Werkstückes 5.

[0018] Im Bereich der Ecken der rechteckigen Fläche 2 des Maschinentisches 1 sind vier mit dem Maschinentisch 1 verbundene und sich senkrecht zur Fläche 2 erstreckende Ständer 10 angeordnet. Jeweils zwei einer Werkstückaufnahme 3 zugeordnete Ständer 10 sind im Bereich ihres oberen, freien Endes mittels eines balkenförmigen Lagerelementes 11 miteinander verbunden. In der Ebene 12, die die Biegerichtebene darstellt, ist eine horizontale Welle 13 angeordnet, die im Bereich beider Enden über Wälzlager 28 axial festgelegt in miteinander fluchtenden Bohrungen 14 der beiden Lagerelemente 11 gelagert ist. Auf den einander abgewandten Seiten der Lagerelemente 11 sind Stellelemente, die als Kurvenscheiben 29 ausgebildet sind, drehfest mit der Welle 13 verbunden. Mit einem der beiden Lagerelemente 11, vorliegend dem in Figur 1 links gezeigten Lagerelement 11, ist ein Kragarm 15 oberhalb der Welle 13 verbunden. An diesem Kragarm 15 ist hängend ein Antrieb 16, bestehend aus Elektromotor und Getriebe befestigt, wobei der Abtrieb des Getriebes drehfest mit dem diesem zugewandten Wellenende 17 der Welle 13 verbunden ist. In den vier Ständern 10 ist eine Brücke 18 vertikal verschieblich geführt. Diese besteht aus einer unteren Brückenplatte 19 und einem auf dieser befestigten balkenförmigen Verstärkungselement 20. In der Ebene 12, im Bereich der Enden der Brücke 18, sind zwei Zylinderrollen 21 drehbar gelagert, die die Kurvenscheiben 29 infolge der Einwirkung von Federkraft auf die Brücke 18 kontaktieren. Durch synchrones Verstellen der Kurvenscheiben 29 und infolge des sich damit über den Umfang ändernden Kurvenradius werden die Rollen 21 und damit die Brücke 18 mehr oder weniger in der Biegerichtebene 12 vertikal nach unten oder oben bewegt. Die Brücke 18 nimmt in der vertikalen Flucht des Werkstückes 5 in einer vertikalen Symmetrieebene zu den beiden Werkstückaufnahmen 3 einen Richtstempel 22 auf, der symmetrisch zur Biegerichtebene 12 positioniert ist. So ist sichergestellt, daß beim vertikalen Bewegen der Brücke 18 der Richtstempel 22 immer exakt von oben auf das Werkstück 5 einwirkt, unabhängig davon, welchen Durchmesser das Werkstück aufweist.

[0019] Jeder Ständer 10 ist von einer Schraubendruckfeder 23 umgeben, die sich einerseits an der oberen Fläche 2 des Maschinentisches 1, andererseits an der Unterseite der Brückenplatte 19 abstützt. Die Kraft der Druckfeder ist so stark bemessen, daß sie die in der Brücke gelagerten Rollen 21 dauerhaft gegen die Kurvenscheiben 29 drückt. Die Ständer 10 und die Federn 23 umschließen Manschetten 24. Jede Manschette 24 ist durch ein oberes, an der Unterseite der Brückenplatte 19 befestigtes Rohr 25 sowie ein in dieses eingestecktes Rohr 26, das mit dem Maschinentisch 1 verbunden ist, gebildet.

[0020] Die Führung der Brücke 18 in den vier Ständern 10 erfolgt über Rollen 27. Jedes Ende der Brücke 18 weist vier Rollen 27 auf, von denen jeweils zwei Rollen in vertikaler Flucht übereinander angeordnet auf dem zugeordneten Ständer 10 ablaufen. Die Rollenpaare kontaktieren die einander zugewandten Seiten der beiden im Bereich des jeweiligen Endes der Brücke 18 angeordneten Ständer 10, so daß eine kippstabile Führung der Brücke 18 in den Ständern 10 gewährleistet ist. Die Rollen weisen zweckmäßig eine nach innen gewölbte Umfangsfläche auf, und die Säulen eine entsprechende nach außen gerichtete Wölbung.

Ansprüche

1. Biegerichtmaschine für längliche Werkstücke, mit auf einem Maschinentisch angeordneten Werkstückaufnahmen zum drehbaren Erfassen der Enden eines Werkstücks, mit mindestens zwei im Abstand auf dem Maschinentisch angeordneten Richtunterlagen zum Abstützen des Werkstücks in seiner Längsrichtung, mit mindestens einem zwischen den Richtunterlagen angeordneten Richtstempel zum Einwirken auf das Werkstück, sowie mit einer mittels eines Antriebes in Richtung des Werkstückes und von diesem weg verstellbaren Betätigungsvorrichtung, die den Richtstempel aufnimmt, wobei die Betätigungsvorrichtung als Brücke ausgebildet ist, die den Richtstempel in der vertikalen Flucht des Werkstückes aufnimmt und mittels mindestens eines vom Antrieb angetriebenen Stellelementes die Brücke in einer vertikalen Ebene verstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Brücke (18) im Maschinentisch (1) relativ zu diesem beweglich gelagert ist, sowie der Antrieb (16) oberhalb der Brücke (18) angeordnet und im Maschinentisch (1) gelagert ist.

2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Brücke (18) federnd im Maschinentisch (1) gelagert ist, dahingehend, daß die Federkraft gegen die Zustellbewegung des Richtstempels (22) wirksam ist.

3. Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Brücke (18) im Bereich deren beiden Enden drehbar gelagerte Rollen (21) als Gegenlager zu den antriebsseitigen Stellelementen (29) aufweist.

4. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellelemente (29) als Kurvenscheiben ausgebildet sind.

5. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellelemente (29) drehfest in einer gemeinsamen Welle (13) gelagert sind.

6. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß Ständer (10) vorgesehen sind, die der Lagerung des Antriebs (7) und der Stellelemente (29) dienen.

7. Maschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die im Bereich der beiden Enden der Brücke (18) angeordneten Ständer (10) Lagerelemente (11) für den Antrieb (16) und die Stellelemente (29) aufnehmen.

8. Maschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eines der Lagerelemente (11) einen Kragarm (15) aufweist, an dem der Antrieb (16) befestigt ist.

9. Maschine nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb (16) einen Motor, insbesondere einen gesteuerten Elektromotor, mit Getriebe zum Antreiben der die Stellelemente (29) aufnehmenden Welle (13), aufweist.

10. Maschine nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Brücke (18) über Rollen (27) in den Ständern (10) geführt ist.

11. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Brücke (18) im Bereich jedes Endes eine Manschette (24) zum Abdecken einer Feder (23) aufweist.

12. Maschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Manschette (24) durch ineinandergesteckte Rohre (25, 26) gebildet ist, wobei ein unteres Rohr (26) mit dem Maschinentisch (1) und ein oberes Rohr (25) mit der Brücke (18) verbunden ist.

13. Maschine nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Brücke (18) im Bereich jedes Endes ein Paar Manschetten (24) aufweist.

14. Maschine nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der jeweilige Ständer (10) innerhalb der zugeordneten Manschette (24) angeordnet ist.

15. Maschine nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Ständer (10) eine Schraubendruckfeder (23) durchsetzt, wobei Ständer (10) und Feder (23) innerhalb der jeweiligen Manschette (24) angeordnet sind und sich die Feder (23) an der Brücke (18) und am Maschinentisch (1) abstützt.

Zeichnung