DE2014586C3

DE2014586C3 - Ironing device for preferably cylindrical workpieces

Info

Publication number: DE2014586C3
Application number: DE19702014586
Authority: DE
Inventors: Pierre Tarbes Gibert (Frankreich)
Original assignee: Etat Francais, vertreten durch den Staatsminister für nationale Verteidigung, Paris
Priority date: 1969-03-27
Filing date: 1970-03-26
Publication date: 1978-01-19

Description

3535

Die Erfindung bezieht sich auf eine im Oberbegriff des Hauptanspruchs beschriebene Vorrichtung zum Abstreckdrücken von vorzugsweise zylindrischen Werkstücken. Bekanntlich erfordert das Herstellen bzw. Einhalten eines vorgegebenen Durchmessers an einem zylindrischen Werkstück auf solchen Vorrichtungen die sehr genaue Steuerung der Arbeitsstellung der Drückrolle. Diese Steuerung ist abhängig von der Dicke des Rohlings, dessen Werkstoff und Vorschub und von der Tiefe des Formstiches.The invention relates to a device described in the preamble of the main claim for Ironing of preferably cylindrical workpieces. As is well known, the production or Maintaining a predetermined diameter on a cylindrical workpiece on such devices very precise control of the working position of the pressure roller. This control depends on the thickness of the Blank, its material and feed and the depth of the shape stitch.

Dies macht in der Werkstattpraxis eine Versuchsreihe unter Verwendung einer Anzahl Musterstücke notwendig, mit der die exakte Stellung der Drückrolle bzw. -rollen unter Berücksichtigung der nicht unbeträchtlichen Verformungen, die deren Supporte erfahren, empirisch bestimmt wird. Die Erfindung stellt sich daher die Aufgabe, diese Schwierigkeit durch eine neuartige Vorrichtung zu beheben, mit der der vorgegebene Durchmesser bereits mit dem ersten Werkstück erhalten wird vermöge einer augenblicklichen und gleichzeitigen Steuerung aller Drückrollen unabhängig von den Deformationen, die deren Halterungen bzw. Lagerungen erfahren.In the workshop, this makes a series of tests using a number of sample pieces necessary, with which the exact position of the pressure roller or -roll taking into account the not inconsiderable deformations that their supports experience, is determined empirically. The invention therefore has the task of solving this problem by a novel Fix a device with which the specified diameter is already used with the first workpiece is obtained by virtue of instantaneous and simultaneous control of all spinning rollers independently of the deformations that their mountings or bearings experience.

Erfindungsgemäß sind bei einer gattungsmäßigen Abstreckdrückvorrichtung jeweils zwischen den einzelnen Rollenhaltern, in welchen die Drückrollen gelagert sind, dem Solldurchmesser des herzustellenden Werkstückes angepaßte Druckstücke vorgesehen, mit Hilfe derer bereits vor Beginn des Abstreckdrückvorganges bis zu seiner Beendigung ständig eine auf die Rollenhalter radial nach innen gerichtete, konstante VorsDannkraft aus den Zustellantrieben der Drückrollen aufnehmbar ist, welche wesentlich größer ist als die zur Durchführung des Abstreckdrückens erforderliche KraftAccording to the invention, in a generic ironing device, between the individual roller holders in which the pressure rollers are mounted are provided with the help of pressure pieces adapted to the nominal diameter of the workpiece to be manufactured those already before the start of the ironing process until its completion constantly one on the Roller holder radially inwardly directed, constant prestressing force from the feed drives of the pressure rollers can be absorbed, which is significantly larger than the force required to perform ironing

In vorteilhafter Ausbildung der Erfindung weist jeder Drückrollenhalter zwei Schultern auf, die parallel zu den Anschlagflächen der zugehörigen Druckstücke und symmetrisch zu dem Radius von der Spindel- zur Rollenachse liegen. Mit dieser völlig drehsymmetrischen Anordnung von Drückrollenhaltern abwechselnd mit Anschlägen für diese wird ein in seiner Endstellung von den Antrieben der Drückrollenhalter festgespannter kraftschlüssiger Ring rings um die Arbeitsspindeln mit dem Rohling bzw. Werkstück erhalten, der die Radial- und Tangentialkräfte in sich aufnimmt und gleichmäßig verteiltIn an advantageous embodiment of the invention, everyone has Pressure roller holder on two shoulders that are parallel to the stop surfaces of the associated pressure pieces and symmetrical to the radius from the spindle to the roller axis. Alternating with this completely rotationally symmetrical arrangement of pressure roller holders with stops for this a non-positive ring clamped in its end position by the drives of the pressure roller holder is placed around the work spindles obtained with the blank or workpiece that absorbs the radial and tangential forces and equally distributed

Die Druckstücke können dabei vorteilhaft abnehmbar ausgebildet sein und durch einen Zapfen am Support befestigt und geführt sein.The pressure pieces can advantageously be designed to be removable and by a pin on the support be attached and guided.

Im folgenden wird die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert, das in der Zeichnung dargestellt istIn the following the invention is explained in more detail using an exemplary embodiment that is shown in the drawing is shown

In dieser zeigtIn this shows

F i g. 1 eine perspektivische Ansicht einer Maschine mit einer Druckvorrichtung nach der Erfindung,F i g. 1 is a perspective view of a machine with a printing device according to the invention,

F i g. 2 eine Draufsicht auf den Support der Maschine mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung,F i g. 2 a plan view of the support of the machine with the device according to the invention,

Fig.3 eine Draufsicht in vergrößerter Darstellung auf einen einzelnen Drückrollenhalter und3 shows a plan view in an enlarged representation on a single pinch roller holder and

F i g. 4 einen Längsschnitt durch das Werkzeug nach Fig. 3.F i g. 4 shows a longitudinal section through the tool according to FIG. 3.

F i g. 5 eine Darstellung der geometrischen Parameter des Drückvorgangs.F i g. 5 shows the geometric parameters of the pressing process.

Das Maschinenbett 1 hat zwei horizontale prismatische Führungen 2 und trägt an einer Stirnseite eine sehr steife Platte 3 als Support für die Werkzeuge. Zwischen den Führungen ist ein Spindelstockschlitten 4 verschiebbar, der während des Drückens in einer gleichmäßigen Translationsbewegung gegen die Grundplatte vorgeschoben wird. Im Spindelstock 5 ist die Arbeitsspindel 6 gelagert welche den Rohling 7 aufnimmt und in Drehung versetzt Dessen freies Ende wird von einer Reitstockspitze 8 aufgenommen, die über drei Zugstangen 18, weiche die Supportplatte 3 durchsetzen, mit dem Spindelstock verbunden istThe machine bed 1 has two horizontal prismatic guides 2 and carries a very on one end face rigid plate 3 as a support for the tools. A headstock slide 4 can be displaced between the guides and moves in a uniform manner during pressing Translational movement is advanced against the base plate. The work spindle 6 is located in the headstock 5 stored which receives the blank 7 and is set in rotation Tailstock tip 8 added, which enforce the support plate 3 via three tie rods 18, with the Headstock is connected

Die Grundplatte 3 weist eine zentrische öffnung konzentrisch zur Spindelachse auf und trägt auf ihrer Außenseite die neue Vorrichtung, die im folgenden an Hand der F i g. 2 bis 4 im einzelnen beschrieben wird.The base plate 3 has a central opening concentric to the spindle axis and carries on it Outside the new device, which is shown below with reference to FIGS. 2 to 4 will be described in detail.

Die Drückvorrichtung besteht aus drei gleichen, doppeltwirkenden Hydraulikzylindern 9, die gleichmäßig um 120° versetzt um die Spindelachse bzw. deren Durchtrittsöffnung herum angeordnet sind. Jeder von ihnen kann einen Druck von 40 to ausüben. Jeder Zylinder ist auf der Supportplatte montiert, der Kopf 10 seines stämmigen Stempels 19 trägt ein Drückrollenlager, dessen Aufbau in Fig.3 und 4 im einzelnen dargestellt istThe pressing device consists of three identical, double-acting hydraulic cylinders 9, which are evenly offset by 120 ° around the spindle axis or its Passage opening are arranged around. Each of them can exert a pressure of 40 tons. Everyone The cylinder is mounted on the support plate, the head 10 of its sturdy punch 19 carries a pressure roller bearing, the structure of which is shown in FIGS. 3 and 4 in detail is shown

Der Stempelkopf wird senkrecht zum Stempel durchsetzt von mehreren konzentrischen Lagerbohrungen als Aufnahme für die Welle 12 der Drückrolle, deren Wälzlager und Druckringe 11. Die kalibrierte Drückrolle 13 selbst ist mit Schrauben 14 an der Stirnseite der Welle 12 befestigt und läuft in einer Ausnehmung der seitlichen Stempelkopffläche 15 (Fig.4). Da der Drückzylinder auf der Supportplatte montiert ist muß diese Fläche auf der Supportfläche gleiten können, aber mit einem möglichst geringen Spiel, damit sich das Drückrollenlager nicht um die Stempelachse drehenThe punch head is penetrated perpendicular to the punch by several concentric bearing bores as a receptacle for the shaft 12 of the pressure roller, whose Rolling bearings and pressure rings 11. The calibrated pressure roller 13 itself is with screws 14 on the face of the Shaft 12 is attached and runs in a recess in the lateral punch head surface 15 (FIG. 4). Since the The pressure cylinder is mounted on the support plate, but this surface must be able to slide on the support surface with as little play as possible so that the spinning roller bearing does not turn around the punch axis

Der Stempelkopf bildet außerdem, wie Fig.3 am deutlichsten erkennen läßt, zwei Schultern 16, die streng symmetrisch zur Stempelachse und 60° zu dieser geneigt sind und gleichen Abstand h zur Drückrollenachse haben.The plunger head also forms, as can be seen most clearly Fig.3, two shoulders 16 which are strictly symmetrical inclined to the punch axis and 60 ° to this, and the same distance h to the pressure roller axis have.

Die drei Drückrollen werden gleichzeitig in Arbeitsstellung gefahren, in der sich die Schultern ihrer Halter, nämlich der Stempelköpfe gegen drei völlig gleich starke Druckstücke 17 als Endanschläge anlegen. Die Symmetrieachse jedes dieser Druckstücke läßt sich mitteis eines in die Supportplatte eingelassenen Zapfens einstellen, derart, daß sie exakt mit der Winkelhalbierenden des Winkels zwischen zwei Stempelachsen zusammenfälltThe three pressure rollers are in working position at the same time driven, in which the shoulders of their holder, namely the punch heads against three completely identical Apply strong pressure pieces 17 as end stops. The axis of symmetry of each of these pressure pieces can be Set in the middle of a peg embedded in the support plate so that it coincides exactly with the bisector of the angle between two punch axes coincides

Während des Abstreckdrückens werden die StempelDuring the ironing process, the punches

9 unter Flüssigkeitsdruck gleichmäßig gegen die Arbeitsspindel bzw. den von dieser aufgenommenen Rohling vorgeschoben, bis ihre Köpfe gleichzeitig an den Druckstücken 17 anliegen. Das Werkstück wird vom Spindelstock in Umdrehung versetzt und zugleich mit diesem axial gegen die drei Drückrollen 13 vor- und zwischen diesen hindurchgeschoben. Während des Abstreckdrückens werden auf jede Drückrolle Tangential-, Radial- und Axialkräfte ausgeübt Die Tangentialkraft versetzt die Rolle in Drehung. Die Radialkraft wirkt der hydraulischen Schubkraft entgegen und versucht, den Stempel in seinen Zylinder zurückzudrükken. Die Zustellkraft ist jedoch wesentlich größer, und die Stempelköpfe verharren im Anschlag gegen die Druckstücke 17. Die Kräfte auf die drei Zylinder gleichen sich untereinander aus und beanspruchen als Reaktionskräfte die Druckstücke auf Druck und die Supportplatte auf Zug. Die daraus resultierenden Formänderungen sind jedoch in der Ebene der Drückrollen vernachlässigbar klein. Dies ist ein wesentlicher Vorteil der Erfindung. — Die Axialkraft wird von der Welle 12 und ihrem Drucklager mit Druckring 11 aufgenommen und auf den Stempelkopf9 under liquid pressure evenly against the work spindle or the one taken up by this The blank is advanced until their heads are in contact with the pressure pieces 17 at the same time. The workpiece will offset from the headstock in rotation and at the same time with this axially against the three spinning rollers 13 and pushed through between these. During ironing, tangential, Radial and axial forces exerted The tangential force causes the roller to rotate. The radial force counteracts the hydraulic thrust and tries to push the ram back into its cylinder. However, the feed force is much greater, and the punch heads remain in the stop against the Pressure pieces 17. The forces on the three cylinders balance each other out and claim as Reaction forces the pressure pieces to pressure and the support plate to train. The resulting Changes in shape are, however, negligibly small in the plane of the spinning rollers. This is a essential advantage of the invention. - The axial force is from the shaft 12 and its thrust bearing with Pressure ring 11 added and on the punch head

10 und den Zylinder 9 übertragen.10 and the cylinder 9 transferred.

Während des Abstreckdrückens behält jede Drückrolle ihre Anfangsstellung. Der durch diese Stellung definierte Drückdurchmesser d ist durch die geometrischen Parameter Rollendurchmesser D, Abstand h der Schultern 16 von der Spindelachse und Dicke e der Druckstücke 17 eindeutig bestimmt und läßt sich am Werkstück präzis reproduzieren. Aus F i g. 5 läßt sich die GleichungDuring ironing, each spinning roller retains its initial position. The pressing diameter d defined by this position is clearly determined by the geometric parameters of roller diameter D, distance h of shoulders 16 from the spindle axis and thickness e of pressure pieces 17 and can be precisely reproduced on the workpiece. From Fig. 5 can be the equation

d =d =

cos - 30cos - 30

(e + 2h)-D(e + 2h) -D

ableiten, in der h, Ό und der Winkel konstante Größen sind und d allein von der Dicke e abhängt Diese einfache und eindeutige Abhängigkeit des Werkstückdurchmessers von der Druckstückdicke ist ein weiteres ι s wesentliches Merkmal der Erfindung. Der Durchmesser läßt sich also allein durch ein Auswechseln der Druckstücke ändern.derive, in which h, Ό and the angle are constant values and d depends solely on the thickness e. This simple and clear dependence of the workpiece diameter on the pressure piece thickness is a further essential feature of the invention. The diameter can therefore be changed simply by exchanging the pressure pieces.

Der Durchmesserspielraum, der sich mit der Vorrichtung nach der Erfindung bewältigen läßt, ist durch die beiden Grenzlagen der drei Drückrollen bestimmt, und zwarThe diameter range that can be accommodated with the device can cope with the invention, is determined by the two boundary positions of the three spinning rollers, and that is

a) der kleinste Durchmesser dadurch, daß die Rollen bis fast zur tangentialen Eigenberührung gegen die Spindel vorgeschoben sind unda) the smallest diameter in that the rollers almost tangential self-contact against the Spindle are advanced and

b) der größte Durchmesser dadurch, daß die Zylinderkolben ganz eingezogen sind.b) the largest diameter due to the fact that the cylinder pistons are fully retracted.

In diesem Spielraum können die Kolben auf beliebige äquidistante Stellungen ausgefahren werden.The pistons can be extended to any equidistant position within this range.

Die Erfindung ist nicht auf dieses erläuternde Ausführungsbeispiel beschränkt und kann in verschiedenen baulichen Einzelheiten abgewandelt werden. So kann die ganze Druckvorrichtung auf einem beweglichen Support montiert sein und relativ zum axial feststehenden Werkstück verschoben werden. Statt die Kräfte hydraulisch aufzubringen, können auch alle anderen bekannten Mittel angewendet werden. Die jeweiligen Durchmesser am Werkstück können statt durch Auswechseln auch durch Stapeln mehrerer Druckstücke eingestellt werden. Schließlich katin die Vorrichtung auch nur mit zwei Drückrollen ausgestattet sein. Zur Herstellung von Werkstücken mit nichtzylindrischem Querschnitt kann in bekannter Weise eine Servosteuerung mit einer Schablone eingesetzt werden.The invention is not limited to this illustrative embodiment and can take various forms structural details can be modified. So the whole printing device can be moved on one Support be mounted and moved relative to the axially fixed workpiece. Instead of the To apply forces hydraulically, all other known means can be used. the The respective diameter on the workpiece can be replaced by stacking several Thrust pads are set. Finally, the device is only equipped with two pressure rollers being. To produce workpieces with a non-cylindrical cross section, a Servo control can be used with a template.

Hierzu 4 Blatt ZeichnungenFor this purpose 4 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Abstreckdrückvorrichtung für zylindrische Werkstücke, bei welcher Drückrollen auf den Ecken eines regelmäßigen, auf die Arbeitsspindel zentrierten Vielecks angeordnet und von einem zur Arbeitsspindel senkrecht stehenden Support gehalten und auf die Arbeitsspindel hin zustellbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwisehen den einzelnen Rollenhaltern (10), in welchen die Drückrollen (13) gelagert sind, dem Solldurchmesser des herzustellenden Werkstückes (7) angepaßte Druckstücke (17) vorgesehen sind, mit Hilfe derer bereits vor Beginn des Abstreckdriickvorganges bis zu seiner Beendigung ständig eine auf die Rollenhalter (10) radial nach innen gerichtete, konstante Vorspannkraft aus den Zustellantrieben der Drückrollen aufnehmbar ist, welche wesentlich größer ist als die zur Durchführung des Abstreckdrückens erforderliche Kraft1. Ironing device for cylindrical workpieces, in which pressure rollers are arranged on the corners of a regular polygon centered on the work spindle and held by a support that is perpendicular to the work spindle and can be advanced towards the work spindle, characterized in that in each case between the individual roll holders (10 ), in which the pressure rollers (13) are mounted, pressure pieces (17) adapted to the nominal diameter of the workpiece (7) to be produced are provided, with the help of which, even before the ironing process begins, until it is terminated, one constantly radially follows the roller holder (10) inwardly directed, constant pretensioning force from the feed drives of the pressure rollers can be absorbed, which is significantly greater than the force required to carry out the ironing

2. Abstreckdrückvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Rollenhalter (10) zwei seitliche Schultern (16) aufweist, die parallel zu den Anschlagflächen der zugehörigen Druckstücke (17) und symmetrisch zu dem Radius von der Arbeitsspindel- zur Rollenachse liegen.2. Ironing device according to claim 1, characterized in that each roller holder (10) has two lateral shoulders (16) which are parallel to the stop surfaces of the associated pressure pieces (17) and are symmetrical to the radius from the work spindle to the roller axis.

3. Abstreckdrückvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckstükke (17) abnehmbar am Support (3) befestigt und durch einen in den Support eingelassenen Zapfen geführt sind.3. Ironing device according to claim 1 or 2, characterized in that the pressure pieces (17) removably attached to the support (3) and are guided by a pin let into the support.