CH658205A5

CH658205A5 - Maschine zum kontinuierlichen abscheren und kaltstauchen des abgescherten teils, insbesondere ausgehend von drahtmaterial.

Info

Publication number: CH658205A5
Application number: CH700481A
Authority: CH
Inventors: Albino Castiglioni
Original assignee: Albino Castiglioni
Priority date: 1981-11-03
Filing date: 1981-11-03
Publication date: 1986-10-31
Also published as: JPS58173048A; EP0078775A1; ES8400274A1; EP0078775B1; ES517029A0; DE3270011D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Maschine zum kontinuierlichen Abscheren und Kaltstauchen, insbesondere von Drahtmaterial.

Bekannte Maschinen für die spanlose Formung der Metalle, insbesondere für das gleichzeitige Abscheren des ganzen Werkstoffquerschnitts und das Stauchen, im kalten Zustand, des abgescherten Teils bestehen allgemein aus einer grossen Anzahl von Bauteilen, deren Herstellung und die Wartung im Betrieb äusserst kostenaufwendig sind.

Bei einer weiteren Maschine dieser Art ist ausserdem die Bewegung der zahlreichen, unter sich synchron arbeitenden Bauteile derart gewählt, dass aufeinanderfolgend auftretende Schwerpunktverschiebungen oder Massenwirkungen in Umkehrlagen, die als Schwingungserreger auf alle anschliessenden Bauteile der Maschine wirken, nachteilige Rahmenschwingungen bei hohem Verschleiss und geringer Produktion, bewirken.

Gemeinsam haben die bekannten Maschinen den Nachteil, dass die dabei allgemein gewählten Prinzipien nicht dazu beigetragen haben, den Ausstoss und die Qualität von fertigen Teilen jeweils sprunghaft zu vergrössern.

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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Maschine für das kontinuierliche Abscheren und Kaltstauchen insbesondere von Drahtmaterial dahin auszubilden, dass mit Bezug auf die bekannten Maschinen eine geringere Anzahl von kostenaufwendigen Bauteilen erforderlich ist und gleichzeitig die Ursachen nachteiliger Rahmenschwingungen auf einen kleinsten Wert verringert werden.

Gemäss der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass eine durch die Scheiben der Zuführeinrichtung für das Material, und zusätzlich entlang der Längsachse des Schlittens für das Stauchen des abgescherten Teils, vertikal angeordnete Ebene, eine die Achse der Antriebswelle des mit Matrizen bestückten Futters enthaltende vertikale Ebene, und eine die Achse der Welle, für die schwenkbare Anordnung des Messers in der Abschervorrichtung enthaltende, vertikale Ebene, zusammen ein U bilden, und dass die Zuführeinrichtung, der Schlitten, das Futter und die Abschervorrichtung gemeinsam vor einem Motor antreibbar sind.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 schematisch eine Anordnung der die Maschine kennzeichnenden Bauteile in Draufsicht;

Fig. 2 eine schematische Seitenansicht des in der Fig. 1 mit 1 angedeuteten Schlagschlittens;

Fig. 3 die Lagerung der Führung des zu schneidenden und zu stauchenden Werkstoffs in der Maschine;

Fig. 4 schematisch den Antrieb und die Lagerung einer Anordnung an die Abschervorrichtung von angetriebenen Scheiben für das Zubringen des Werkstoffes, entsprechend der Einzelheit Y in Fig. 1;

Fig. 5 in grösserem Massstab die teilweise Seitenansicht der Mitnehmerscheiben nach Fig. 4;

Fig. 6 einen nur auf den äusseren Umfangsbereich der Scheiben beschränkten Achsialschnitt längs der Linie VI-VI in Fig. 5, wobei der dargestellte Querschnitt der Rille etwa dem Querschnitt des zu bewegenden Drahtmaterials entspricht;

Fig. 7 einen Schnitt ähnlich der Fig. 6, jedoch entlang der Linie VII-VII in Fig. 5, mit grösserem Querschnitt der Rille;

Fig. 8 in grösserem Massstab einen Schnitt ähnlich der Fig. 6, mit im Grund der Rille im Umfang eingearbeiteter Nute;

Fig. 9 eine der Fig. 7 analoge Darstellung mit einer modifizierten Ausführungsform der Rille;

Fig. 10 eine schematische zum Teil angebrochene Draufsicht auf die Mitnehmerscheiben gemäss den Figuren 4 und 5;

Fig. 11 eine schematische Ansicht der in Fig. 1 mit 2 angedeuteten Abschereinrichtung in Richtung der Zuführung des Werkstoffs;

Fig. 12 eine schematische, teilweise geschnittene Darstellung der in Fig. 1 mit 2' angedeuteten Lagerung eines Nokkenpaars für die schwenkbare Bewegung, in einer vertikalen Ebene, der in Fig. 1 mit 2 angedeuteten Abschervorrichtung.

Gemäss der Darstellung in Fig. 1 sind eine Zuführvorrichtung 1' für den Werkstoff, eine Abschervorrichtung 2, ein Schlagschlitten 1, und ein mit Matrizen bestücktes, mit regelmässigem Zyklus von Bewegung und Stillstand bewegtes Futter 31, in Form eines U in einer etwa horizontalen Ebene, in einem Maschinengestell angeordnet und gemeinsam von nur einem Motor 4 antreibbar.

Der in Pfeilrichtung a (Fig. 1) in die Maschine zugeführte Werkstoff 5, insbesondere in Form von Draht mit rundem Querschnitt aus Metall, wird zunächst durch wenigstens ein in einer Ebene übereinander angeordnetes, in Gegenrichtung drehendes Scheibenpaar 6, für die Mitnahme des Drahtes, bewegt. Auf dem Umfang der Scheiben 6 ist jeweils eine Rille 7 mit halbkreisförmigem Querschnitt eingearbeitet, so dass der bei kleinem Kopfspiel k der Scheiben gebildete Querschnitt der beiden halben Rillen 7 etwa dem des zu bearbeitenden runden, ggf. irgend einem polygonalen Querschnitt des Werkstoffs, entspricht.

Die Scheiben 6 sind in einem vorderen, gegen den Schlagschlitten 1 hingerichteten Endbereich über eine auf einer Welle 8 festmontierten Nabe 6' lösbar befestigt, und sind mittels Zahnräder 9,10 in entgegengesetztem Drehsinn antreibbar.

Wie aus den Figuren 5 und 10 hervorgeht, ist zur Kraftübertragung, zwischen der Scheibe 6 und der zugehörigen Nabe 6', entlang dem Umfang oder eines Teils des Umfangs der anliegenden Stirnflächen eine radialgerichtete Verzahnung 6" eingearbeitet, so dass die zueinander gehörenden Scheibe und Nabe, bzw. die Scheiben unter sich, bei zusätzlicher Verwendung von nicht näher dargestellten Schrauben, winkelverschiebbar sind.

Die Antriebswellen 8 sind ausserdem in dem den Scheiben 6 gegenüberliegenden Endbereich, mit Bezug auf das Maschinengestell 11, in Pendellager 12 spreizbar gelagert, so dass die Scheiben gegenseitig leicht abgehoben oder, für das Mitnehmen des Werkstoffs, bis zum Anliegen der Kopfteile der Scheiben gebracht werden können. Hierzu sind die in Nähe der Scheiben 6 gelegenen Lagerstellen 13 der Wellen 8 vertikal verschiebbar ausgeführt und durch eine dazwischengelegte vorgespannte Druckfeder 14 in entgegengesetzter Richtung beaufschlagt. Zur Ausübung einer der Druckfeder 14 entgegenwirkenden Kraft, bzw. einer Annäherungsbewegung der Scheiben 6, zur Erzielung eines leichten Einklemmens und dabei einer sicheren Mitnahme des Werkstoffs, übt ein z. B. hydraulisch oder pneumatisch beaufschlagter Stössel 15 auf mindestens die obere Lagerstelle 13 einen Druck aus.

Erfindungsgemäss erfolgt die Zuführung des Werkstoffs 5 bis in die Matrize nicht mit gleichförmiger Bewegung, sondern mit einem regelmässigen Zyklus von Bewegung und Stillstand. Der zwangsweise erfolgende Vorschub des Werkstoffs, bzw. des Drahtes 5 tangential zu den Scheiben 6 erstreckt sich jeweils nur entlang einem Teil des Umfangs der Scheiben, d.h. längs einem Bogen A-B eines Sektors mit Zentriwinkel von max. a = 90° oder max. Bogenlänge von 0,5 n, wobei dann, entlang einem darauffolgenden Bogen B-C von min. ß = 90°, oder min. Bogenlänge 0,5 tu eine jegliche Mitnahme durch die Scheiben aussetzt. Auch ist vorgesehen, dass bei einer Umdrehung der Scheiben die Summe der Bogenlängen durch welche das Drahtmaterial zwangsbewegt wird gleich der Summe der Bogenlängen ist, entlang denen keine Mitnahme des Drahtmaterials erfolgt.

Mit Vorteil ist jedoch A-B, C-E, die Summe der Bogenlängen entlang denen das Drahtmaterial in einer Umdrehung der Scheiben von 360°, bewegt wird, geringer d.h. diese sind auf die in Fig. 10 gezeigten Bogen D-E, bzw. D'-E' beschränkt, wobei der entsprechende Zentriwinkel y von 90° bis auf Null Grad variierbar ist.

Die gewünschte, zu transportierende Länge des für das jeweils herzustellende, gestauchte Teilchen erforderlichen Werksstoffs ist hiermit durch die bereits erwähnte, aufgrund der vorgesehenen Verzahnung 6" gebotene Möglichkeit der gegenseitigen Verdrehung der Scheiben, bzw. der den Draht mitnehmenden Bogenlänge, voreinstellbar.

Diese zyklische Mitnahme des Drahtmaterials ist zeitlich übereinstimmend mit den Bewegungen der Abschervorrichtung 2, des Schlagschlittens 1, der Spannzangen- oder Matrizen 30 und des die Matrizen aufnehmenden Futters 31. Zur Erzielung der vorerwähnten, zyklischen Zuführbewegung des Drahtmaterials ist die bereits erwähnte mit Vorteil in Form eines Halbkreises oder eines keilförmigen Einschnittes 1" geformte Rille 7 entlang dem Bogen B-C der Scheiben,

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mit gegenüber dem Durchmesser des Werkstoffs, grösserem Querschnitt 7' ausgeführt (Fig. 7,10), so dass jegliche Mitnahme des Drahtmaterials durch die Scheiben unterbleibt.

Mit Vorteil kann im Grund der Rille 7 eine kreisringförmige, enge Nut 16 eingearbeitet werden, die schmäler ist als der Durchmesser der Rille, so dass die Rille zum zwangsweisen Mitnehmen des Drahtes 5 elastisch erweiterbar ist.

Der regelmässige Zyklus von Bewegung und Stillstand des Drahtmaterials auf seinem Weg zu der Abschervorrichtung 2, welcher Zyklus mit Bezug auf die darauffolgenden Arbeitsgänge synchron verläuft, verhindert ein jegliches Ausknicken des Werkstoffs, d.h. des Drahtmaterials im Verlaufe des Aufnehmens des vorgegebenen Teilbereichs in die Matrize und beim Abscheren.

Zur Unterstützung dieses erzielten Vorteils ist unmittelbar nach seinem Austritt aus den Scheiben 6 (Fig. 3) ein Rohr 17 als Führung für das Drahtmaterial vorgesehen. Dabei ist ein erster Endbereich 18 des Rohrs 17, wie oben erwähnt, nahe beim Austritt des Drahtes aus den Scheiben 6 und der zweite Endbereich 19 seitlich in der, in einer vertikalen Ebene schwenkbaren, Abschervorrichtung 2 bzw. im Messer 24'jeweils gelenkig gelagert.

Zudem ist das Rohr 17 entlang dem ersten Endbereich 18 mit Hilfe einer vorgespannten Druckfeder 20 beaufschlagt, die sich einerseits gegen den stationären Rahmen 21, der die Scheiben 6 einschliesst, und anderseits gegen einen auf dem Rohr 17 verschiebbar gelagerten Stellring 22, abstützt.

Damit ist der das Drahtmaterial in der Maschine absolut geradlinig und schwingungsfrei zugeführt. Zumal die Scheiben 6 sehr nahe bei der Abschervorrichtung vorgesehen sind, resultiert die Länge des mit aussetzender Bewegung geförderten Werkstoffs sehr kurz.

Zusammenfassend kann gesagt werden dass, wenn auch das Drahtmaterial von einer ausserhalb der Maschine angeordneten (nicht gezeigten) Rolle kontinuierlich abgewickelt wird, die erforderlichen Werkstücke, wie z.B. Bolzen und Niete, in Wirklichkeit ausgehend von einem präzis ausgerichteten Stäbchen von beschränkter Länge erhalten sind.

Die Abschervorrichtung 2 (Fig. 11,12) umfasst einen Körper 23, mit einem etwa horizontal abstehenden Support 24 zur Befestigung eines Messers, und zwei gespreizte, nach unten ragende Arme 25, an deren äusseren Bereich jeweils eine Rolle 26 frei drehbar befestigt ist. Der Körper 23 ist um eine horizontal angeordnete Welle 27 frei schwenkbar und längsverschiebbar gelagert, wobei die Achse der Welle sich s parallel zu einer vertikalen, die Achse des Werkstoffs 5 enthaltenden Ebene erstreckt.

Im Abstand zu der Welle 27 ist, unterhalb, eine vom Motor 4, durch Zwischenlagerung von an sich bekannten Kraftübertragungselementen unmittelbar angetriebene Welle 28 io angeordnet, welche mit Bezug auf das Maschinengestell 11 drehbar gelagert ist. Auf der Welle 28 sind zwei Nockenscheiben 29 fest aufgebracht, wobei die jeweiligen Krümmungsmittelpunkte der Nockenflächen derart vorgesehen sind, dass die vorerwähnten Rollen 26 auf den Nockenflä-15 chen zwangsweise geführt, bzw. auf diesen im wesentlichen spielfrei abrollen, und damit dem Messer die erforderliche Schwenkbewegung für das Abscheren des ganzen Werkstoffquerschnitts erteilen.

Dabei liegen die Achsen der Rollen 26 auf einem Kreis-20 bogen 26', dessen Mittelpunkt die Achse der Welle 27 darstellt.

Das abgescherte, bereits von der zugehörigen Matrize 30 aufgenommene Teilstück, wobei eine Mehrzahl Matrizen in einem mit aussetzender Bewegung drehbaren Futter 31 ange-25 ordnet sind, erfährt anschliessend die erforderliche Kaltverformung durch Stauchen. Dabei erfolgt die aussetzende Bewegung des Futters 31 in Übereinstimmung mit sämtlichen, andern Bauteilen 1,1'", 2,2' und dies mit Hilfe einer mehrgängigen Schnecke 31'.

30 Für die Kaltverformung dient der bereits angedeutete Stauchschlitten 1, welcher parallel zu dem angeführten Werkstoff hin- und herverschiebbar ist. Diese Verschiebung erfolgt durch einen exzentrisch angeordneten, unmittelbar vom Motor bewegten Zapfen 32 und Kurbel 33, dessen 35 Kopfstück 34 in einer durch einen Passteil 35 spielfrei einstellbaren Pfanne 36 schwenkbar gelagert ist. Auf der dem Futter zugewandten Stirnseite des Schlagschlittens 1 sind in einem Halter 37 die in den Zeichnungen nicht näher gezeigten Stempel zum Anstauchen und zum Stauchen angebracht. 40 Schlussendlich erfolgt in an sich bekannter Weise das Ausstossen des fertigen Teils an der Matrize.

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2 Blatt Zeichnungen

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658 205 PATENTANSPRÜCHE

1. Maschine zur kontinuierlichen Abscheren und Kaltstauchen, insbesondere von Drahtmaterial, mit einer Zuführeinrichtung für das Material, einer Abschervorrichtung, mit Matrizen zur Aufnahme des abgescherten, zu formenden Teils und einer Staucheinheit, dadurch gekennzeichnet, dass eine durch die Scheiben (6) der Zuführeinrichtung (1') für das Material (5), und zusätzlich entlang der Längsachse des Schlittens (1) für das Stauchen des abgescherten Teils, vertikal angeordnete Ebene (Ei), eine die Achse der Antriebswelle des mit Matrizen (30) bestückten Futters (31) enthaltende vertikale Ebene (E2), und eine die Achse der Welle (27) für die schwenkbare Anordnung des Messers (24') in der Abschervorrichtung (2) enthaltende, vertikale Ebene (E3) zusammen ein U bilden, und dass die Zuführeinrichtung (1'), der Schlitten (1), das Futter (31) und die Abschervorrichtung (2,2') gemeinsam von einem Motor (4) antreibbar sind.

2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführung des Drahtmaterials (5) in die Matrizen (30) mit einem regelmässigen Zyklus von Bewegung und Stillstand erfolgt.

3. Maschine nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführung des Drahtmaterials (5) über ein oder mehrere hintereinander angeordnete Paare von Scheiben (6) erfolgt, welche mit in einer vertikalen Ebene horizontal angeordneten Antriebswellen (8) fest verbunden sind und die im Gegendrehsinn bewegt werden, und dass auf dem Umfang der Scheiben eine Rille (7) eingearbeitet ist, welche entlang dem Bogen (A-B) eines ersten Sektors der Scheibe einen Querschnitt (7) besitzt, der etwa dem Querschnitt der zu bewegenden Drahtmaterials (5) entspricht, und dass entlang einem Bogen (B-C) eines dem ersten Sektor anschliessenden, zweiten Sektors der Scheibe eine Rille (7') eingearbeitet ist die mit Bezug auf die Rille des ersten Sektors einen grösseren Querschnitt besitzt.

4. Maschine nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass entsprechend den Ausmassen des zu erzielenden gestauchten Teils die Länge der Rillen (7,7') mit unterschiedlichem Querschnitt veränderbar sind.

5. Maschine nach den Ansprüchen 1,3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass die durch die Scheiben (6) bedingte Bewegung des Drahtmaterials (5) sich jeweils um eine mechanisch einstellbare Bogenlänge eines Sektors mit Zentriwinkel von 0 Grad bis zu max. 90 Grad erstreckt.

6. Maschine nach den Ansprüchen 1,3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Summe der Bogenlängen einer Scheibe (6) durch welche das Drahtmaterial (5) zwangsbewegt wird gleich der Summe der Bogenlängen ist, die keine Mitnahme des Drahtmaterials bewirken.

7. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass unmittelbar nach dem Austritt des Drahtmaterials (5) aus den Scheiben (6) ein Rohr (17) als Führung des Drahtmaterials (5) vorliegt, welches Rohr mit einem Endbereich (18) gegen einen Stationären, die Scheiben (6) umschliessen-den Rahmen (21) und der andere Endbereich (19) seitlich in dem in einer vertikalen Ebene schwenkbaren Messer (24') gelenkig gelagert ist, und dass das Rohr (17) ausserdem in achsialer Richtung gegen das Messer (24') hin durch eine vorgespannte Druckfeder (20) beaufschlagt ist.

8. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschervorrichtung (2) einen um eine horizontale Welle (27) frei schwenkbaren Körper (23) besitzt, von dem ein Support (24) für die Befestigung eines Messers (24') und zwei gespreizt angeordnete nach unten ragende Arme (25) abstehen, wobei an den Enden der Arme jeweils eine frei drehbare Rolle (26) angeordnet ist, dass die Rollen (26) jeweils gegen eine auf einer gemeinsamen Welle (28) festangeordnete Nockenscheibe (29) wirken und dass die Nockenflächen derart geformt sind, dass auf ihnen die Rollen (26), zwecks Ausführung der Schwenkbewegung des Messers, in einer vertikalen Ebene zwangsweise geführt sind.

9. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilstücke für das Abscheren und das Stauchen jeweils von einer als Spannzange ausgeführte Matrize (30) aufgenommen sind, welche in einem mit regelmässigem Zyklus von Bewegung und Stillstand drehbaren Futter (31) angeordnet sind.

10. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Stauchen des Teils durch einen Schlitten (1) erfolgt, der über Kurbelzapfen (32) und Kurbel (33) hin und her verschiebbar ist.

11. Maschine nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheiben (6) für das Zuführen des Drahtmaterials gegenseitig abgehoben, bzw. angenähert werden können, dass die Lagerstellen (13) der zugehörigen Antriebswellen (8) gegenseitig durch eine zwischen diesen Lagerstellen eingebaute, vorgespannte Druckfeder (14) beaufschlagt sind und dass der Anpressdruck der Scheiben (6) bzw. der Rillen (6) gegen das zu fördernde Drahtmaterial (5) durch einen mit Vorteil hydraulisch oder pneumatisch beaufschlagten Stössel (15) einstellbar ist.

12. Maschine nach den Ansprüchen 1,7 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheiben (6) und ihre Lagerstellen (13) in einem stationären am Maschinengestell (11) befestigten Rahmen (21) untergebracht sind und dass der stationäre Rahmen durch eine seitliche Öffnung im Schlitten (1) bis in den Schlagschlitten (1) hineinragt.

13. Maschine nach den Ansprüchen 1 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Achsen der Rollen (26) auf einem Kreisbogen liegen, dessen Mittelpunkt die Achse der Welle (27) darstellt, auf welcher die Abschereinheit schwenkbar gelagert ist, und dass demselben Kreisbogen die Achse der die Nockenscheiben tragenden Welle (28) zugehörig ist

(Fig. 10).

14. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das die Matrizen (30) tragende Futter (31) übereinstimmend mit dem Stauchschlitten (1), der Zuführeinrichtung (1'), und der Abschervorrichtung (2,2') bewegt wird, und dass der regelmässige Zyklus von Bewegung und Stillstand des Futters durch eine mehrgängige Schnecke (31') erteilt wird.