Biegemaschine für Stäbe, Drähte und Profile aus Metall Die Erfindung bezieht sich auf eine Biegemaschine für Stäbe, Drähte und Profile aus Metall, mit einem die Biege werkzeuge tragenden, drehbeweglich und richtungsgesteuert antreibbaren Biegeteller und einem damit verbundenen Ein stellorgan für unterschiedliche Hauptbiegewinkel, wobei den Hauptbiegewinkeln entsprechende Elemente des Einstellor gans in beliebiger Reihenfolge ansteuerbar sind.
Biegemaschinen dieser Art werden vor allem als Beton stahlbiegemaschinen verwendet, wobei ein Stab zwischen den Biegewerkzeugen des Biegetellers hindurchgeführt wird und in jeweils vorbestimmten Längen durch die Drehung des Biegetellers um einen jeweils bestimmten Winkel gebogen wird. Der Biegeteller ist dabei derart richtungsgesteuert an getrieben, dass er nach erfolgter Biegung wieder in seine Aus gangslage zurückkehrt, um nach einem entsprechenden Vor schub des Stabes die nächste Biegung vorzunehmen, wobei der Antrieb je nach Winkelrichtung im Rechtslauf oder im Linkslauf arbeitet. Nach dem Hauptpatent Nr. 507 033 war bereits vorgeschlagen worden, den Biegevorgang nach Errei chen je eines beliebig vorgegebenen Hauptbiegewinkels mit tels einer elektrischen Steuerung selbsttätig fortzusetzen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, die letztgenannte Ausführungsmöglichkeit weiter zu verbes sern.
Die erfindungsgemässe Biegemaschine für Stäbe, Drähte und Profile aus Metall der eingangs genannten Art ist da durch gekennzeichnet, dass wenigstens eines der Biegewerk zeuge mit Schaltmitteln ausgeführt ist, die auf die zu Beginn des Biegens einsetzende Belastung ansprechen und den An trieb des Biegetellers nach Erreichen des vorher angesteuer ten Hauptbiegewinkels eingeschaltet halten, bis der Biege teller einen zusätzlichen Biegewinkel erreicht hat, der dem Drehwinkel des Biegetellers vom Einschaltbeginn bis zum Ansprechen der Schaltmittel entspricht.
Die Verlängerung der Antriebseinschaltung des Biegetel lers kann auf unterschiedliche Weise verwirklicht werden. So können die Einstellemente des Einstellorgans selbst eine veränderbare Lage besitzen, deren Veränderung vom Dreh winkel des Biegetellers vom Einschaltbeginn bis zum Anspre chen der Schaltmittel gesteuert ist. Auch kann Ein auf die Einstellelemente des Einstellorgans auszurichtender Schalt fühler eine veränderbare Lage besitzen, deren Veränderung in gleicher Weise zu steuern ist. Schliesslich lässt sich auch dem Einstellorgan eine in bezug auf den Biegeteller veränder bare Lage geben, deren Veränderung wie vorstehend zu steuern ist.
Die Elemente des Einstellorgans sind zweckmässig Im pulsgeber eines elektrischen Impulskontaktes. Diese Impuls geber lassen sich in mehrfacher Aufeinanderfolge jeweils einem Hauptbiegewinkel sowie der Ausgangsstellung des Biegetellers zuordnen, wobei sie hinreichend dicht aufein anderfolgen, um die Biegewinkelabweichungen in der jeweils geforderten Toleranz auflösen zu können. Der Hauptbiege winkel wird dabei mittels eines elektrischen Schaltfühlers auf eine dem jeweils anzusteuernden Hauptbiegewinkel entspre chende Impulszahl voreingestellt und weiterhin mittels der vom Einschaltbeginn bis zum Ansprechen der Schaltmittel gegebenen Impulsen selbsttätig auf eine grössere Impulszahl geschaltet, wobei diese Weiterschaltung schliesslich durch das Ansprechen der Schaltmittel auf den Biegebeginn unterbro chen wird.
Am Schaltfühler wird also eine automatische Winkeladdition vorgenommen, die jedoch auch an einem einstellbaren Schrittschaltwerk erfolgen kann, das die Impulse zählt.
Um die für die Auslegung und für den Aufwand der Schaltung erforderlichen Mittel quantitativ begrenzen und qualitativ optimal gestalten zu können, werden die Impuls geber vorteilhaft jeweils nur im unmittelbaren Anschluss an einen Hauptbiegewinkel sowie in der unmittelbaren Umge bung der Ausgangsstellung des Einstellorgans angeordnet, wobei zu jeder der beiden Seiten der Ausgangsstellung des Einstellorgans nicht mehr Impulsgeber als jeweils im An- schluss an einen Hauptbiegewinkel vorgesehen sind.
Die letztgenannte Bedingung ermöglicht es, Fehladditionen von Impulsen und damit Winkelbeträgen zu einem vorher ange steuerten Hauptbiegewinkel mit Sicherheit zu verhindern.
Die mit den Biegewerkzeugen verbundenen Schaltmittel lassen sich vielfältig ausgestalten. Wesentlich ist dabei stets, dass sie in irgendeiner Form auf die beim Beginn des Biegens einsetzende Belastung der Biegewerkzeuge ansprechen. Die genannten Schaltmittel können daher Dehnungswi derstände sein, die mit den Biegewerkzeugen verbunden sowie Bestandteile von Widerstandsbrücken sind, deren Diagonalspannung dann zweckmässig einem Verstärker und von dort einem Schaltrelais zugeführt ist. Das Schaltrelais ist in einen Stromkreis eingeschaltet, der eine grundsätzlich vor gegebene Verlängerung der Antriebseinschaltung über den vorher angesteuerten Hauptbiegewinkel hinaus unterbricht.
Auch können die Schaltmittel Kontakte sein, die bei Druckbelastung der Biegewerkzeuge einen Relaisstromkreis der genannten Art einschalten.
Die Registrierung der Druck- oder Biegebelastung der Biegewerkzeuge kann gleichfalls durch mit ihnen verbundene piezo-elektrische Stoffe erfolgen. Besondere Bedeutung haben im Hinblick auf die verhältnismässig rauhen Betriebs- Bedingungen diejenigen Schaltmittel, die eine Schaltung ohne Berührungskontakte ermöglichen. Dies ist unter anderem auch durch die Verwendung von magnetostriktivem Material, welches die Biegewerkzeuge bildet oder darin enthalten ist, möglich. Dabei lässt sich im Bereich der Halterung der Biege werkzeuge eine Spule vorsehen, die in den Relaisstromkreis eingeschaltet ist und infolge der bei Druck- bzw. Biegebela stung auftretenden Änderungen der magnetischen Eigen schaftswerte eine Schaltrelaisbetätigung hervorrufen.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der erfin dungsgemässen Biegemaschine anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine Draufsicht auf einen Biegeteller, Fig. 2 einen Vertikalschnitt durch verschiedene Ausfüh rungsformen von Biegetellern, Fig. 3 eine Draufsicht eines Teils eines ringförmigen Ein stellorgans mit Impulsgebern, Fig. 4 eine Seitenansicht des Einstellorgans mit Impuls gebern nach Fig. 3, Fig. 5 eine schematische Darstellung eines impulsbetätig ten Schrittschaltwerks und Fig. 6 einen Einschaltknopf für das Schrittschaltwerk nach Fig. 5.
In Fig. 1 ist der Biegeteller 1 einer Biegemaschine dar gestellt, der das zentrale Biegewerkzeug 2 und das exzentri sche Biegewerkzeug 3 trägt. Der Biegeteller 1 ist von einem ringförmigen Einstellorgan 4 umgeben, in welches den Haupt biegewinkeln entsprechend Einstellelemente 32 eingesetzt sind, die mit Hilfe des Schaltfühlers 33 angesteuert werden. Die Einstellelemente 32 können in Pfeilrichtung lageverän derlich sein, gleichfalls ihr Schaltfühler 33 sowie schliesslich auch in noch zu beschreibender Weise das ringförmige Ein stellorgan 4 in Bezug auf den Biegeteller 1.
Fig. 2 zeigt verschiedene Ausführungsformen, wie die Biegewerkzeuge mit Schaltmitteln versehen sein können. Die Biegewerkzeuge 2 und 3 durchdringen mit ihrem Schaft den Biegeteller 1 bzw. sind darin eingesetzt. Druck- und Biege beanspruchungen wirken sich zwangsweise auch im jeweili gen Schaftabschnitt der Biegewerkzeuge aus. Da die Schaft abschnitte der Biegewerkzeuge in Bezug auf die für sie vor gesehenen Öffnungen im Biegeteller 1 stets ein geringes Spiel aufweisen, kann man z. B. im Biegeteller einen Mikro schalter vorsehen, dessen Anschlussstellen in Fig. 2 mit 40 bezeichnet sind.
An diese Anschlussstellen kann ein flexibles Kabel angeschlossen werden, weil der Biegeteller 1 aus seiner Arbeitsstellung stets wieder in seine Anfangsstellung zurück kehrt. Die Kontakte des Mikroschalters selbst lassen sich mit sehr geringem Abstand ausbilden, so dass Druck- und Biege- Beanspruchungen des Schaftes des Biegewerkzeuges 3 die Kontakte des Mikroschalters schliessen: Fig. 2 zeigt weiterhin, dass man den Schaft des Biege- werkzeuges 3 auch mit einem Dehnungswiderstand ausführen kann, dessen Anschlussstellen das Bezugszeichen 36 tragen.
Ein derartiger Dehnungswiderstand verändert seinen Wider standswert bei Biegebeanspruchung des Werkzeugschaftes. Wenn dieser Widerstand in eine bekannte Brückenschaltung 37 einbezogen wird, die bei 37' gespeist wird, so wird die Brücke zunächst so abgeglichen, dass im belastungsfreien Zustand keine Diagonalspannung besteht. Sowie eine Bela stung erfolgt, kommt es jedoch zu einer Diagonalspannung, die dann zweckmässig im Verstärker 38 verstärkt wird und dann das Relais 39 betätigt, das seinerseits in der, beschriebe- . nen Weise in einem Steuerstromkreis liegt.
Schliesslich kann man auch noch magneto-striktive Werk stoffe verwenden, um den Belastungsbeginn zu ermitteln. So ist das Biegewerkzeug 2 im Ausführungsbeispiel mit einem den Biegeteller 1 zentral durchsetzenden Schaft ausgeführt, der von dem Lager 49 aufgenommen ist. Der Schaft ist in seinem Bereich 41 aus magneto-striktivem Material, so z.B. aus einer entsprechenden Nickel- oder Kobaltlegierung, wel che an sich bekannt sind. Das Lager 49 besitzt eine Innen aussparung, in der die an ihren Anschlüssen mit 42 bezeich nete Spule ruht, wobei sie in ein geeignetes Isolationsmaterial 50 eingebettet ist.
In an sich bekannter Weise können die Abweichungen der magnetischen Eigenschaftswerte an der Stelle 42 ermittelt werden, um in gleichfalls bekannter Weise ein Schaltrelais zu betätigen, das im Steuerstromkreis liegt. Dem Antrieb des Biegetellers dient das angetriebene Ritzel 59, das mit einem Innenzahnkranz des Biegetellers kämmt.
Durch in den vorstehenden Zeichnungen nicht näher dar gestellte, an sich bekannte Mittel kann man die Lage des Schaltfühlers 33 oder aber der Einstellelemente 32 um den sich vor Beginn der Belastung ergebenden Leerlaufdreh- winkel verändern, so dass dieser Winkel an den eigentlichen Biegevorgang angeschlossen wird. Beispielsweise ist die Ver änderbarkeit des Einstellorgans 4 in Bezug auf den Biegetel ler 1 im linken Teil der Fig. 2 veranschaulicht.
Dabei ist das Einstellorgan 4 mit einem Zahnkranz 4' versehen, der mit einem Ritzel 52 kämmt, das seinerseits mittels des am Biege teller 1 befestigten Einstellmotors 53 über den Anschluss 54 angetrieben wird: Der Anschluss 54 liegt dabei in einem Stromkreis, der sich beim Einschaltbeginn mit einschaltet und durch das Relais 39 unterbrochen werden kann.
Nach Fig. 3 ist das ausschnittweise. dargestellte, ringför mige Einstellorgan 4 mit Impulsgebern 34, 63 versehen, von denen aus Gründen der Übersichtlichkeit lediglich je drei in der unmittelbaren Umgebung der Ausgangsstellung<B>550</B> bzw. im Anschluss an die Hauptbiegewinkel 551, 552 und den nicht gezeichneten Hauptbiegewinkel 553 dargestellt sind. Durch eine Begrenzung der Impulsgeber auf die unmittel bare Umgebung der Stellen<B>550,</B> 551<B>...</B> kann man die elek trische Schaltung besonders wirtschaftlich und zuverlässig gestalten.
Ausser von den Impulsgebern 34 und 63 werden auch von Impulsgebern an den Stellen 551, 552 und 553 Impulse ausgelöst. Wie Fig. 4 erkennen lässt, arbeitet ein Impulsgeber 34, an dessen Stelle jedoch auch einer der an deren Impulsgeber treten kann, mit einem Impulskontakt 11' zusammen, der seinerseits in einem Steuerstromkreis 65 liegt. Im Steuerstromkreis 65 liegt weiterhin ein Relais 67, bei welchem ein Schalthebel so gelagert ist, dass er einerseits durch das erregte Relais 67 und anderseits durch einen Schaltnocken 68 an der Innenseite des ringförmigen Einstell organs 4 betätigt werden kann.
Der Schaltnocken 68 erstreckt sich sektorförmig über einen Winkelbereich, der etwas grösser als der Winkelbereich ist, in welchem die beidseitig der Aus- gangsstellung 55a vorgesehenen Impulsgeber 341, 342 und 343 liegen.
In der in Fig. 4 dargestellten Lage liegt der Schaltfühler am Schaltnocken 68 an und steht in der Mitte zwischen zwei. miteinander verbundenen Kontakten, die im Steuerstromkreis 65 liegen. Das Relais 67 ist dabei nicht erregt. In dieser Stel- Jung können entsprechend der Winkelerstreckung des Schalt- nockens 68 nur von den Impulsgebern 341, 342 und 343 Kontakte am Impulskontakt 11' geschlossen werden. Diese Kontakte rufen jedoch keine Stromimpulse hervor, weil der Steuerstromkreis 65 durch die Relais-Schalterkombination 67 unterbrochen ist.
Wenn das mit dem nicht dargestellten Biegeteller in geeigneter Weise gekuppelte, ringförmige Ein schaltorgan 4 jedoch weitergedreht wird, gerät der Schalt nocken 68 ausser Eingriff und die dann folgenden, von den Impulsgebern 55 und 63 geschlossenen Kontakte werden im Steuerstromkreis 65 registriert, weil der Schaltfühler des Relais 67 an dem einen seiner beiden Kontakte anliegt. Die Spule des Relais 67 ist unmittelbar nach Einschaltung des Antriebsmotors der Biegemaschine erregt und bleibt so lange im erregten Zustand, bis die mit den Biegewerkzeugen ver bundenen Schaltmittel auf mechanische Belastung der Biege werkzeuge ansprechen. Dadurch wird der Steuerstromkreis 65 auch dann geschlossen gehalten, wenn die Biegemaschine im anfänglichen Leerlaufdrehwinkel arbeitet.
In diesem Falle werden also die von den Impulsgebern 34 betätigten Kontakte als Impulse im Steuerstromkreis 65 gleichfalls registriert.
Im Steuerstromkreis 65 liegt weiterhin ein Umschalter 66, der zweckmässig ein von den mit den Biegewerkzeugen verbundenen Schaltmitteln betätigtes Relais ist. Dieser Um schalter schaltet die Impulse des Steuerstromkreises 65 vor dem Ansprechen der genannten Schaltmittel auf das Relais 64 und nach dem Ansprechen der genannten Schaltmittel auf das Relais 60. Die beiden letztgenannten Relais sind mit Klinken ausgeführt, wobei die Klinke des Relais 60 die mit Schaltzähnen 61' ausgeführte Schaltscheibe 61 schrittweise bei jedem Impuls weiterschaltet, während die Klinke des Relais 64 den konzentrisch zur Schaltscheibe 61 angeordne ten Kontaktring 68 schrittweise sowie um gleiche Winkelbe träge wie die Schaltscheibe 61 weiterschaltet.
Der Kontakt ring 68 besitzt zu diesem Zweck gleichfalls Schaltzähne, die den Impulsgebern 341, 342 und 343 entsprechen. Der Kon taktring 68 erhält also durch die von den Impulsgebern 34 ausgelösten Impulse in bezug auf den mit der Schaltscheibe 61 verbundenen Schaltfühler 62 einen der Anzahl der Im pulse entsprechenden Vorlauf. Dadurch läuft also der Kon taktring 68 um eine entsprechende Anzahl von Impulsschrit ten 63 vor. Der Kontaktring ist weiterhin mit den Kontakten 551, 552 und 553 verbunden, die ihrerseits mit Hilfe des in Fig. 6 dargestellten Schaltfühlers 35 des Einstellknopfes ver bunden und somit vorwählbar sind. Diese drei Kontakte ent sprechen den Hauptbiegewinkeln 45 , 90 und 180 , wie auf dem Schaltknopf nach Fig. 6 durch Symbole angedeutet wurde.
Um eine ausreichende Verdrehmöglichkeit des Kon taktringes 68 zu gewährleisten, dienen der Verbindung zwi schen den einander entsprechenden Kontakten auf der Kon taktscheibe und des Einstellknopfes leicht biegsame Kabel. Schliesslich ist der Kontaktfühler 62 über eine Kontaktfeder in den Steuerstromkreis: eines Schaltrelais 69 eingeschaltet, in welchem gleichfalls der Schaltfühler 35 des Einstellknopfes liegt. Somit wird das Relais 69 stets dann, wenn einer der vorgegebenen, den Hauptbiegewinkeln entsprechenden Kon takte 551, 552 und 553 vom Schaltfühler 62 berührt wird. Das Relais 69 schaltet dann den Antrieb des Biegetellers aus, der im Anschluss daran in seine Ausgangslage zurückkehrt.
Danach kehren auch das Schrittschaltwerk gemäss Fig. 5 sowie der Einschaltknopf in Fig. 6 in ihre Ausgangsstellung zurück.
Bei bestehenden Ausführungen der Biegemaschine kann man den Biegevorgang nach Erreichen je eines beliebig vor gegebenen Hauptbiegewinkels mittels einer elektrischen Steuerung selbsttätig fortsetzen. Dabei kann man sowohl bei Verwendung einer elektrischen Steuerung für jede Einzel biegung, im Anschluss an welche der richtungsgesteuerte An- trieb den Biegeteller in seine Ausgangslage zurückdreht, zu einem Biegefolgeprogramm kommen, als auch im unmittel baren Anschluss an jeden einzelnen Hauptbiegevorgang einen Zusatzbiegewinkel anschliessen, welcher der unterschiedlichen Materialdicke und Materialelastizität Rechnung trägt,
so dass der beabsichtigte Biegewinkel auch wirklich erreicht wird.
Bei der nun vorliegenden verbesserten Ausführung wird davon ausgegangen, dass die mit einer Biegemaschine wirk lich erreichten Hauptbiegewinkel im wesentlichen auf Grund der unterschiedlichen Materialstärken von den vorher ange steuerten Hauptbiegewinkeln abweichen. Auch bei der neu artigen Biegemaschine ist es aber möglich, darüber hinaus den durch die elastische Materialverformung sich ergeben den Fehlbetrag des erreichten Hauptbiegewinkels auszuglei chen.
Dies wird, wie bereits erwähnt, dadurch erreicht, dass wenigstens eines der Biegewerkzeuge mit Schaltmitteln aus geführt ist, die auf die zu Beginn des Biegens einsetzende Belastung ansprechen und den Antrieb des Biegetellers nach Erreichen des vorher angesteuerten Hauptbiegewinkels ein geschaltet halten, bis der Biegeteller einen zusätzlichen Biegewinkel erreicht hat, der dem Drehwinkel des Biege tellers vom Einschaltbeginn bis zum Ansprechen der Schalt mittel entspricht. Auf diese Weise wird mit Sicherheit er reicht, dass der Leerlauf des Biegetellers, der bis zum kraft schlüssigen Angriff der Biegewerkzeuge an dem zu biegenden Material besteht, keine Verringerung des tatsächlich erreich ten Hauptbiegewinkels zur Folge hat. Dies ist besonders wich tig, wenn das Arbeitsprogramm der Biegemaschine einen Wechsel von einer Abmessung zur anderen vorsieht.
In einer Ausführungsform werden die Schaltmittel derart gewählt, dass erst bei Überschreiten einer vorgebbaren Mindestbiege spannung der Biegewerkzeuge ein Ansprechen der Schaltmit tel erfolgt. Dadurch kann man gleichfalls den elastischen Ver- formungsanteil des zu biegenden Materials ganz oder teil weise erfassen und den diesem entsprechenden Biegewinkel gleichfalls dem vorher angesteuerten Hauptbiegewinkel be- aufschlagen, so dass der Hauptbiegewinkel auch nicht durch den elastischen Verformungsanteil zu klein ausfällt.