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Bezeichnung: Verfahren und Vorrichtung zum Geradrichten
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eines Metallstranges
Die Erfindung betrifft ein Verfahren
und eine Vorrichtung zum Geradrichten eines Metallstranges in F#orm von Band-Stangen-
oder Rohrmaterial vor einem anschließenden Stansu-#nd/oder Begevorgang, in welchen
das Bandmaterial intermitierend in eine Stanz-Biegeeinheit eingeführt und bearbeitet
wird.
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Solche Stanz-Biegeautomaten arbeiten mit einer hohen Taktfolge von
beispelsweise 2000 Hüben pro Minute und dienen dazu/aus einem Bandmaterial bzw.
Stangenmaterial Blechformteile herzustellen. Bevor das Strangmaterial in die Stanz-Biegeeinheit
hineingelangt, muß es gerade-gerichtet werden und dies geschieht bisher in der Weise,
daß während des Materialtransportes, nämlich dem Einzugvorgang des Strangmaterials
dieses eine Geradrichtapparatur durchläuft, die im allgemeinen eine Anzahl Rollensätze
enthält. Bei der Herstellung von Präzisionsteilen werden Jedoch hohe Anforderungen
an die Linearität des Strangmaterials gestellt, die von den bekannten Geradrichtgerätennur
unvollkommen erfüllt werden können.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher , en neues Verfahren und eine neue
Vorrichtung zum Geradrichten von Strangmaterial zu schaffen, um auch höchsten Genauigkeitsanforderungen
an die Linearität des Metallstranges Rechnung zu tragen.
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Diese Aufgabe wird bei- dem erfindungsgema#ßen Verfahren dadurch gelöst,
daß der Metallstrang während des zwischen zwei Transportzyklen stattfindenden Arbeitszyklus'
der Stanz-Biegeeinheit an zwei in vorgegebenem Abstand liegenden Stellen festgeklemmt
und die eingeklemmte Länge durch Linearverschiebung einer Festklemmstelle unter
Überschreitung des elastischen Verformungsbereiches des Metallstranges gestreckt
wird0 Die Vorrichtung zur Durchführung des Verf#-ens, nämlich zul Geradrichten eines
Metallstranges, der durch eine X rmlttierend arbeitende Transporteinrichtung in
einen Stanz-Biegeautomaten einführbar ist, ist dadurch gekennzeichnet, daß zwei
im Längsabstand des Stranges angeordnete Klemmvorrichtungen vorgesehen sind, die
Je eine Betätigungsvorrichtung aufweisen, und daß eine der beiden Klemmvorrichtungen
in Längsrichtung verschiebbar angeordnet und mit einem Antrieb versehen ist und
daß die Antriebe für die Betätigungsvorrichtungen und die Verschiebebewegung mit
dem Antrieb der Stanz-Biegeeinheit zeitlich derart synchronisiert sind, daß der
Richtvorgang während der Dauer des Stanz-Biegevorganges, d.h. zwischen zwei aufeinanderfolgenden
Transportvorgängen stattfindet.
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Mit der Erfindung wird der Vorteil erreicht, daß der Metallstrang
mit einer wesentlich höheren Genauigkeit bezüglich seiner Linearität gerade gerichtet
wekdeann, als dies bisher
mit dem bekannten Verfahren möglich war.
Im Unterschied zu dem bekannten Verfahren findet das Geraderichten während der Bearbeitung
in der Stanz-Biegeeinheit statt und nicht, wie dies beim bekannten Verfahren der
Fall war, während des Einzuges des Materialstranges, also einer Periode, in welcher
in der Stanz-Biegeeinheit keine Bearbeitung stattfindet. Der Metallstrang wird erfindungsgemäß
beim Geradrichten so weit gestreckt, daß eine plastische Verformung eintritt. Bei
dieser Verformung werden zwei weitere Vorteile erzielt, nämlich einmal tritt eine
Materialverfestigung ein, die zu einer Verbesserung der Materialeigenschaften des
fertigen Erzeugnisses führt und zum anderen wird eine Querschnittsreduzierung des
Materialstranges erzielt, die aber außerordentlich klein ist und ohne weiteres noch
im Toleranzbereich liegt, während die daraus resultierende positive Längenänderung
durchaus merkbar ist und sich günstig auf den Materialverbrauch auswirkt.
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Verschiedene Weiterbildungen liegen in dem Rahmen der Erfindung. Gemäß
einer Weiterbildung ist die Transporteinrichtung der Geradrichtvorrichtung nachgeschaltet
und die Klemmvorrichtungen sind vor. dem Richtvorgang auf einen Abstand eingestellt,
der gleich der Differenz aus dem Förderhub der Transportvorrichtung und der bleibenden
Verlänge rung der gestreckten Stranglänge pro Förderhub ist.
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Falls die Transportvorrichtung im Gegensatz zu der vorbeschriebenen
Einzugvorrichtung als Einschubvorrichtung arbeitet, werden die Klemmvorrichtungen
auf einen Abstand eingestellt, der vor dem Richtvorgang gleich der Summe aus dem
Förderhub der Transporteinrichtung und der bleibenden Verlängerung der gestreckten
Stranglänge ist. Mit diesen Ausbildungen wird erreicht, daß die effektive Einzuglänge
des Stranges gleich der gestreckten Länge in jedem Geradrichtvorgang ist, dsho gleich
dem Abstand ist, den die beiden Klemmvorrichtungen nach vollzogenem Sileckvorgang
aufweisen0 Damit wird sicher-gestellt, D daß Jeder Bereich des Metallstranges nur
einmal gestreckt wird0 Ein wichtiges Merkmal ist weiterhin darin zu sehen, daß die
Betätigungseinrichtungen für die Klemmeinrichtungen und diejenige für die Verschiebeeinrichtung
eine gemein~ same Antriebswelle aufweisen und zwar hat die Antriebsw welle Nockenscheiben
zur Betätigung der ##mm und Verschiebeeinrichtungen. Dabei ist weiterhin vorges@hen,
daß die Betätigungswelle mit der die Biegeeinheit betätigenden Hauptwelle identisch
oder mit dieser verbunden ist. Auf diese Weise wird eine einwandfreie Synchronisation
des Richtvorganges und des Bearbeitungsvorganges in der Biegeeinheit sichergestellt0
Die Klemmeinrichtung wird zwar vorzugsweise mechanisch über die Nockenscheiben betätigt,
womit eine einfache Bauweise
und eine besonders hohe Taktzahl erreicht
wird. Bei geringeren Taktzahlen besteht eine alternative Lösung darin, Jede Klemmeinrichtung
mit# einem eigenen Druckmittelzylinderantrieb oder einem Elektromagnetantrieb zu
versehen. Die Verschiebeeinrichtung arbeitet erfindungsgemäß wegabhängig mittels
eines mechanisch bewegten Keiles oder ggf. auch mittels eines elektrisch bzw. elektromagnetisch
bewegten Stellgliedes. Alternativ liegt es im Rahmen der Erfindung die Verschiebeeinrichtung
mit einem kraftabhängig gesteuerten Druckmittelantrieb zu versehen, der mit einem
einstellbaren Druckminderventil verbunden ist. Im ersten Fall wird eine bestimmte
Längenänderung des Metall stranges vorgegeben, die unabhängig von den Materialeigenschaften
und den Dimensionen ist. Die kraftabhängige Steuerung der Verschiebung der Klemmstelle
bringt ihrerseits Vorteile, da die anzuwendende Richtkraft in engen Grenzen konstant
gehiten werden kann.
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Anhand der Zeichnung, die einige Ausführungsbeispiele darstellt, sei
die Erfindung näher beschrieben.
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Es zeigt: Fig. 1 eine schematische Ansicht eines eine Geradrichtvorrichtung
und eine anschließende Einzugvorrichtung durchlaufenden Metall stranges
vor
dem Geradrichtvorgang einer Stranglänge Fig. 2 eine Ansicht der Anordnung gemäß
Fig. 1, jedoch nach durchgeührtem Geradrichtvorgang dieser Stranglänge, Fig. 3 eine
Seitenansicht der Geradrichtvorrichtung mit mechanischer Betätigung der Klemmung
und Streckung, Fig. 4 eine Ansieht einer anderen Ausführungsform der Geradrichtvorrichtung
mit pneumatischer oder hydraulischer Klemmung und Streckung, und Fig. 5 eine Ansicht
einer weiter abgewandelten Geradrichtvorrichtung mit elektromagnetisc#er Klemmung
und elektrischer oder elektromagnetischer Streckung0 Die Figuren 1 und 2 veranschaulichen
einen allgemein mit 10 bezeichneten Metallstrang, der eine Geradricht@@rrichtung
12, dann eine Einzugvorrichtung 14 durchläuft und dann in eine nicht weiter dargestellte
Stanz-Biegeeinheit 16 gelangt0 Der Metallstrang 10,insbesondere aus weichem Metall,
durchläuft also die Vorrichtungen in den Figuren 1 und 2 von links nach rechts.
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Die Geradrichtvorrichtung besteht aus einem Klemmbackenpaar 18 und
einem davon in einem bestimmten Abstand angeordneten zweiten Klemmbackenpaar 20
und ersteres ist relativ zum Netallstang 10 stationär angeordnet. Letzteres ist
in Richtung des Metallstranges, d.h. parallel dazu verschiebbar angeordnet.
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Während nun die Bearbeitung in der Biegeeinheit 16 stattfindettwerden
die beiden Klemmbackenpaare 18, 20 geschlossen und das Klemmbackenpaar 20 wird um
eine bestimmte Strekke nach #echts ~bewegt, womit eine bestimmte Länge L1 des Stranges
vor der Streckung auf eine größere Länge L2 nach der Streckung gebracht wird, die
mit der Einzuglänge e der Transportvorrichtung übereinstimmt. Der Metallstrang wird
dabei soweit gestreckt, daß die Fließgrenze erreicht oder überschritten wird, und
zwar derart, daß mindestens eine geringfügige , plastische, d.h. bleibende Verformung
des Materials eintritt. Aufgrund dieser Streckung nimmt der Querschnitt des Strangmaterials
ab, wie in den Figuren 1 und 2 Ubertileben stark veranschaulicht ist.
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Wichtig ist, daß die Transportvorrichtung 14 während des Geradrichtvorganges
des Stranges 10 in der Vorrichtung 12 ausser Funktion ist, d.h. die Einzugvorrichtung
kann sich während des Geradrichtvorganges als Leerhub in die Ausgangsstellung zurückbewegen,
die in Figur 2 mit ausgezogenen Linien dargestellt ist, so daß nach beendetem Geradrichtvorgang
und dem Öffnen der Klemmbackenpaare 18, 20 der Grei-Ber der Einzugvorrichtung sich
um das Maß e in die gestrichelte Stellung bewegt, um den gestreckten Strang genau
um das Maß L'2" einzuziehen. Nach beendetem Transportvorgang findet dann wiederum
gleichzeitig ein neuer Streckvorgang in der Geraarichtvorrichtung 12 und ein entsprechender
Bearbeitungs
vorgang in der Biegeeinheit 16 statt. Da die Maße
L2 und die Einzuglänge e übereinstimmen, wird vermieden, daß irgendein Bereich des
Stranges nicht oder doppelt gestreckt wird.
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Eine bevorzugte Ausführung der Geradrichtvorrichtung 12 ist in Figur
3 dargestellt. Auf einem Tisch 22 ist das stationäre Klemmbackenpaar 18 angeordnet
und im Längsabstand von diesem das bewegliche Klemmbackenpaar 20.
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Oberhalb der beiden Klemmbackenpaare 78, 20 ist eine Antriebswelle
24 drehbar gelagert, die zur Biegeeinheit weitergeführt ist und mit der Hauptwelle
der Biegeeinheit in Antriebsverbindung steht. Damit ist eine Synchronisation des
Geradrichtvorganges in der Richtvorrichtung 20 und/des Bearbeitungsvorganges in
der Biegeeinheit 16 sichergestellt Die Antriebswelle 24 hat eine erste Nockenscheibe
26, welche die bewegliche Klemmbacke des Klemmbackenpaares 18 betätigt. Eine entsprechende
Nockenscheibe 28 auf der Antriebswelle 24 betätigt die bewegliche Klemmbacke des
verschiebbaren Klemmbackenpaares 20, jedoch wirkt die Nockenscheibe 28 nicht direkt
auf die Klemmbacke dieses Klemmbackenpaares, sondern über ein Rollenlager 30, wie
weiter unten noch beschrieben werden wird, Das verschiebbare Klemmbackenpaar 20
ist mittels eines Basisrollenlagers 32 auf dem Tisch 22 verschiebbar gelagert.
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Auf der Welle 24 sitzt eine weitere Nockenscheibe 34, deren
Umfang
mit einem Stößel 36 zusammenwirkt, welcher in einer Vertikalführung 38 verschiebbar
geführt ist. Der Stößel hat eine Keilfläche 40, die mit einer entsprechenden Schrägfläche
42 des veschiebbaren Klemmbackenpaares 20ausammenwirkt. Zwischen beiden Schrägflächen
40, 42 kann sich ein Nagellager befinden.
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Die Funktion ist folgende. Wird die Antriebswelle 24 gedreht, so laufen
die Umfangsabschnitte der Nockenscheiben 26, 28 mit zunehmendem Radius gegen die
Klemmbackenpaare 18, 20 und klemmen den Materialstrang 10 in genau vorgegebenem
Abstand fest. #im Weiterdrehen der Welle 24 bleiben diese Klemmstellungen erhalten,
jedoch bewirkt nun die Nockenscheibe 34 eine Abwärtsbewegung des Stößels 36 und
aufgrund des Kei#fektes eine Verschiebung des verschibbaren Klemmbackenpaares 20
nach rechts. Der Verschiebewiderstand wird dank der Rollenanordnungen 30 und 32
gering gehalten. Die Form der Nockenscheibe bestimmt den Abwärtshub des Stößels
und damit den Verschiebeweg der verschiebbaren Klemmbacke 20, womit auch die Streckung,
d.h. die Längenänderung der eing#Lemmten Stranglänge vorgegeben ist.
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Nach vollzogener Streckung ist dieser Teil des Stranges 10 gerade-gerichtet.
Die Nockenscheiben 26, 28 erlauben aufgrund ihrer Form ein Öffnen der Klemmbackenpaare
18, 20 aufgrund der eingebauten Federn und die Nockenscheibe 34
erlaubt
ein Anheben des Stößels 56, was durch eine nicht weiter dargestellte Feder bewirkt
wird. Weiterhin wird das verschiebbare Klemmbackenpaar 20 aufgrund einer ebenfalls
nicht dargestellten Feder in die Ausgangsstellung zurückgezogen, wofür vorzugsweise
ein eintellbarer Anschlag vorgesehen ist, der die in Figur 1 eingezeichnete Länge
L1 als lichten Abstand zwischen den beiden Klemmbackenpaaren 18, 20 vor dem Streckvorgang
bestimmt.
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Figur 4 veranschaulicht eine abgewandelte A'iisführungsform einer
Geradr#chtvon#chtui#, bei der die beiden Klemmbackenpaare 18 und 20 Jeweils mittels
eines Druckmittelszylinders 44, 46 betätigt werden. Die Verschiebung des verschiebbaren
Klemmbackenpaares 20 erfolgt ebenfalls mittels eines Druckmittelzylinders 48. Die
Funktion dieser Geradrichtvorrichtung ist ansonsten dieselbe, wie vorher beschrieben.
Unterschiedlich ist lediglich, daß die Verschebung des verschiebbaren Klemmbackenpaares
20 nicht wegabhängig sondern druckabhängig und damit kraftabhängig erfolgt, denn
der Druckmittelzylinder 48 wird mittels eines Druckminderventils gesteuert, das
so eingestellt werden kann, daß das Klemmbackenpaar 20 nur mit einer exakt vorgegebenen
Kraft verschoben wird, die je nach den Materialeigenschaften des Metallstranges
10 zu einer mehr oder weniger großen plastischen Verformung und damit Längenänderung
führt. Der jeweilig einzustellende Druck im
Zugzylinder 48 muß
also den Materialdimensonen und Materialeigenschaften des Stranges 10 genau Rechnung
tragen.
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Figur 5 veranschaulicht schematisch eine Geradrichtvorrichtung, bei
der die beiden Klemmbackenpaare 18, 20 elektromechanisch, und zwar jeweils mittels
eines Elektromagneten 50 bzw. 52 betätigt werden. Die Verschiebung des verschiebbaren
Klemmbackenpaares 20 erfolgt mittels einer Spindel 54, die entweder wegabhängig
oder kraftabhängig b#tätigt wird.
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Als Antrieb für die Spindel 54 kommt ebenfalls ein Zugmagnet in Frage.
Bei geringeren Taktzahlen kann die Stange 54 auch durch einen elektrischen Linearmotorßngetrieben
werden. Im einfachsten Fall jedoch wird die Verschiebung des verschiebbaren Klemmbackenpaares
20 mechanisch über Keilflächen entsprechend Figur 3 oder über ein Hebelwerk bewirkt.
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