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Verfahren und Vorrichtung
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zum Biegen von Metallstäben oder Metalldraht Beschreibung Die Erfindung
betrifft ein Verfahren zum Biegen von Metallstäben oder Metalldraht mit polygonalem
oder kreisförmigen Querschnitt in ZickZack-Form, insbesondere zur Herstellung von
Gitterträgerdiagonalen, sowie eine Vorrichtung zur Ausführung dieses Verfahrens.
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Bei einem bekannten Verfahren dieser Art (OE-PS 263 504) er; folgt
das Biegen des bzw. der Metalldrähte in die Zick-Zack-Förm stufenweise, also derart,
daß ein äeweils an'die vorhergegangene Verformung angrenzender Bereich des Metalldrahts
verformt wird, woraufhin ein Vorschub des Metalldrahts um einen Längenabschnitt
erfolgt, der dem frisch verformten Bereich entspricht, woraufhin der Metalldraht
erneut festgehalten und die nächste Verformung der bestimraten Teillänge des noch
unverformten Drahtes vorgenommen wird. Gleichzeitig sorgt die das Lenkgetriebe aufweisende
Vorrichtung selber für den erl'ut;erten, taktweisen Vorschub des bzw. der zu vera
beitenden Metalldrähte.
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Die bekannte Vorrichtung zur Ausführung dieses Verfahrens besitzt
ein Denkergetriebe mit zwei miteinauder durch ein Koppelgelenk verbundenen Lenkern,
deren erster Lenker an seinem freien Ende in Längsrichtung der zu verarbeitenden
Stäbe bzw. Drähte unverschiebbar mittels eines Basisgelenks angelenkt, und deren
zweiter Lenker mit seinem freien Ende auf das stationäre Gelenk de; ersten Hebels
zu und von diesem weg verlagerbar geführt ist, und eine an ihrem einen Ende stationän
abgestützte, mittels einer Kolben-Zylinder-Einheit oder dex'i;J bewegbare Schubstange,
die mit ihrem anderen Ende an minde;-tens einem der beiden Lenker angreift, wobei
mindestens einem Teil der vorhandenen Gelenke der Lenker Biegebolzen zugeordnet
sind. Dabei ist die Anordnung so getroffen, daß der erste Lenker als Winkelhebel
ausgebildet ist, die Sehubstange mit ihrem freien Ende am Eckpunkt les Winkelhebels
angreift, das Koppelgelenk nach unten verschoben wird und das freie Ende des zweiten
Lenkers an einem dritten Lenker zur Bildung eines zwei ten KoppeLgelenks angeordnet
ist, welcher dritte Lenker an seinem freien Ende eine weitere, gegenüber der Kelben-Zylinder-Elnhe:i't'
stationäre Anlenkung aufweist. Das bekannte Lenkergetriebe besitzt dabei außer der
Schubstange drei Lenker und insgesatt fünf Gelenke, und ist somit verhältnismäßig
kompliziert aufgebaut. Darüberhinaus kann es lediglich, wie oben erläutert, einzelne
Verformungen bzw. Zick-Zack-Biegungen an dem eingespeisten Draht ausführen, derart,
daß nur ein sukzessives Verformen
des Drahtes erfolgen kann.
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Die der Erfindung zugrundeliegende Au gabe wird, ausgehend, von dem
bekannten Verfahren, darin gesehen, unter Verzicht auf das sukzessive Einzelbiegen
das B egen des zu verformenden Drahtes zu vereinfachen.
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Diese Aufgabe wird verfahrensgemäß dadurch gelöst, daß das Biegen
an sämtlichen Biegestellen des zu verformenden Stabs oder Drahts gleichzeitig durchgeführt
wird.
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In weiterer Ausgestaltung wird, ausgenend von der bekannten Vorrichtung
zur Ausführung des bekannten Verfahrens, die Erfindungsgabe vorichtungsgemäß darin
gesehen, eine Vorrichtung der genannten Art zu schaffen, bei wetcher sich ein einfacher
aufgebautes Getriebe verwenden läßt und das darüberhinaus eine unabhängige Gestaltung
des Weitertransports des verformten Drahts zuläßt.
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Dieser Tcil der Aufgabe wird dadurch gelöst, daß eine Mehrzahl von'Lenkergetriebenbi
Reihe hintereinander angeordnet ist, wobei die jeweils ersten Lenker der rachfolgenden
Lenkergetriebe an den jeweils zweiten Lenkern der vorhergehenden Lenkergetriebe
über ein ! Schubgelenk angelenkt ist.
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Durch die Anordnung von mehreren Leni ergetrieben in einer
Reihe
hintereinander läßt sich die gesamte zu verformende Länge des jeweiligen Drahtes
g; eichzeitig erfassen und biegen, wobei naturgemäß eine Verkürzt g des Drahtes
auftritt, d.h. die beiden freien Enden des zu verformenden Drahtes nähern sich einander
infolge der durch die zick-zack-förmigen Biegungen hervorgerufenen Au lenku gen
der einzelnen, zwischen den Biegungen liegenden Drahtab@chnitte. Dies wird dadurch
möglich, daß erfindungsgemäß die jeweils ersten Lenker der nachfolgenden Lenkergetriebe
an de @ jeweils zweiten Lenkern der vorhergehenden Lenkgetriebe über ein Schubgelenk
angelenkt sind, d.h., diese Schubgelenke. lassen sich verschieben und ermöglichen,
dadurch die Verkürzung der Lenkergetriebe in Längsrichtung des zu verformenden Drahtes
dadurch, daß sich die einzelnen Schubgelenke einander nähern. Zweckmäßig sind dabei
sämtliche Schubgelenke der Lenkergetriebe punktweise betrachtet kolinear zueinander
und zu derl stationären Gelenk in entsprechenden Fiihrungen verschiebbar, derart,
daß sich zick-zack-förmige sog.
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Diagonalen herstellen lassen, die man in bekannter Weise durch Schweißen
oder dergl, längs ihrer oberen und unteren Biegestellen jeweils mit linearen Metallstäben
verbinden kann, uui Gitterträger herzustellen.
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Die Erfindung und ihre weiteren, vorteilhaften Misgestaltuntr''c4i
auch insoweit, als sie (egenstand der Unteransprüche sind, werden im folgenden anhand
eines in der Zeichnung dargestellten
Ausf2hrungsbeispiels näher
erläutert.
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Es zeigt: Fig. 1 die Kinematik eines erfindungsgemäßen lenkergetriebes
im Schema;' Fig. 2 eine Seitenansicht einer aus fünf Lenkergetrieben nach Fig. 1
zusammengesetzten Vorrichtung nach der Erfindung, -ebenfalls im Schema; Fig. 3 die
Vorrichtung nach Fig. 2 in gestr-eckter Stellung vor dem Einführen eines-neuen,
zu verformenden Netalldrahts, ebenfalls- im Schema Fig. 4 in Draufsicht einen bei
der erfindungsgemaßen Vorrichtung Verwendung findenden, längenveränderlichen Denker;
Fig. 5 einen Schnitt durch einen schematisch dargestellten, dopplien Biegebolzen
nach der Erfindung;
Fig. 6 einen im wesentlichen der Fig. 5 entsprechen
den schnitt eines tatsächlief gebarten, doppelten Biegebolzens.
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Fig. 7 einen Ausschnitt aus Fig. 2 in detaillierter Darstellung.
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Das in Fig. 1 schematisch dargestellte Lenkergetriebe nach der Erfindung
ist ein sogenannter Kurbeltrieb mit beschränktem Kurbeldrehwinkel. Es besteht aus
zwei miteinander durch ein Koppelgelenk B miteinander verbundenen Lenkern und 2,
deren erster Lenker 1 an seinem freien Ende an einem stationären Gelenk A angelenkt
ist, während der zweite Lenker 2 mit seinem freien Ende, welches ein Gelenk C aufweist,
auf das stationeire Gelenk A des erster Hebels 1 zu und von diesem weg verlagerbar
mittels einer Führung K' gefïhrt ist. Ferner ist eine an ihrem einen Ende mittels
eines Gelenks D stationär abgestützte, mittels einer Kolben-Zylinder-Einheit K bewegbare
Schubstange D vorgesehen, deren freies Ende am Koppelgelenk B angreift.
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Wie weiter unten noch näher erläutert werden wird, sind den drei Gelenken
A, E, und C Biegebolzen 01, 012 und 02 zugeordnet und derart aneordnet, daß das
Gelenkgetriebe in dem zu verformenden Metallstab bzw. Draht drei Biegungen erzeugt,
und
daß die gestreckte Länge des zu biegenden Drahtes bzw.
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Stabes dieselbe Länge wie die mittlere Materialfaser imgebogenen Zustand
aufweist. Während der Biegebolzen 012 mit dem Koppelgelenk B zusammenfällt, sind
die Biegebolzen 01 und 02 jeweils im Abstand Ho oberhalb ihrer zugeordneten Gelenke
A und C angeordnet.
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Das Gelenk C ist in der Führung K'mittels einer nicht gezeigten.
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Rolle oder eines Gleitschuhs in Richtung des Doppelpfeils E zwischen
der mit ausgezogenen Linien dargestellten Lage und der gestrichelt dargestellten
Lage, in der sich das- Gelenk bei C'befindet, verschiebbar. Die Schubstange D'ist
in Richtung des Doppelpfeils F hier. und herbewegbar. Bei der gezeigten Ausfiihrungsform
handelt es sich bei der Schubstange D'um eine druckmittelbeaufschlagte Kolb-en-Zylinde.r-Einheit
K''mit einem Kolben K im Zylinder 3, der die kreisförmige Bewegung des Koppelgelenkes
B mit einem Radius entsprechend der Länge des Lenkers 1 in die Lage B'zu bewirken
geeignet ist. Der Schwenkwinkel α des Lenkers 1 ist nach unten durch das Hubende
des Kolbens K begrenzt, nach oben durch einen stufen,lo verstellbaren Anschlag M,
der- -auf das Gelenk B wirkt und verhältnismäßig fein einstellbar ist, um einerseits
die Jeweils verlangte Biegehöhe festzulegen, die durch dei vertikalen Abstand II
zwischen dem Biegebolzen-012, dem stationären Biegebolzen 01 und dem dem Schubgelenk
C zugeordneten ßiegebolzen 02 bestimmt
wird. Die Bewegung des
Anschlags M erfolgt dabei in Richtung des Doppelpfeils G. Durch den Anschlag läßt
sich auch die Materialrückfederung seitens des zu biegenden Drahts berücksichtigen.
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Wie Fig. 2 zeigt, wird nun gemäß der Erfindung eine Mehrzahl von entsprechend
Fig. 1 ausgebildeten Lenkergetrieben in Reihe hintereinander angordnet, wobei die
jeweils ersten Lonker 12 bis 1n der nachfolgenden Lenkergetriebe an den jeweils
zweiten Lenkern 21 bis 2n-1 über ein Schubgelenk A2C1 bis Anion 1 angelenkt sind.
Die in Fig. 2 gezeigte Reihe von Lenkergetrieben läüt sich nach beiden Seiten praktisch
beliebig fortsetzen, je nac]dem einen wie langen Metallstab bzw. Netalldraht
man einstück g und gleichzeitig mit einer entsprechenden Anzahl von Biegungen versehen
will. Die Zahl n ist dabei stets eine ganze Zahl; beim vorliegenden Ausfiihrungsbeispiel
ist n gleich 5. Es verstcht sich, daß zweckmäßig das Gelenk kl in gleicher Weise
stationär ausgebildet wird wie das Gelenk A (Fig. 1),'wenn die Gesamtzahl der Lenkgetriebe
einmal festgelegt ist. Die übrigen Schubgelenke bleiben jedoch erhalten, wobei das
Gelenk Ap und das Gelenk C1 ein gemeinsames Schubgelenk A201 bilden. Bei der gezeigten
Ausführungsform ist das in der Figur am weitesten links angeordnete, letzte Schubgelenk
mit der Bezeichnung C C5 versehen. Die dem stationären Gelenk -D in Fig. 1 entsprechenden
Gelenke D1 bis D5 (bzw. Dn) stehen zu den zugehörigen Führungen K1 bis K5 (bzw.
¼- ) jeweils in
fester räumlicher Beziehung, was durch die Winkelträger
41 bis 4n schematisch angedeutet ist.
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Auch hier greifen wiederum die Schub- bzw. Kolbenstangen D'1 bis D'n
jeweils am Koppelgelenk B1 bis Bn des zugehörigen Gelenkgetriebes an.
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Die in Fig. 1 bezüglich des dort als Beispiel schematisch veranschaulichten,
einzelnen Lenkgetriebes-dargestellte strichpunktierte Stellung ist, wenn auch in
-koaxial zu den Führungen K'1 bis K'n ausgerichteter Stellung der Lenker 11 bis
1n und bis 2n, in Fig. 3 bezüglich der Vorrichtung nach Fig. 2 verwirklicht. Verdeutlicht
man sich dabei, daß in der in Fig.
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3 gezeigten Stellung, ggf. in noch weiter abgesenkter Stellung entsprechend
der strichpunktiert in Fig. 1 dargestellten Lage des dortigen Lenkgetriebes, eine
entsprechende' Drahtlänge unterha]t des senkrecht zur Zeichenebene vorstehenden
Biegebolzens 06 t oberhalb des Biegebolzens °56 unterhalb des Biegebolzens 05, oberhalb
des Biegebolzens 045 usw. durchgeführt wird, wobei die Biegebolzen 012, 023 ....
0n(n+1) mit den Koppelgelenken B1, B2 ... Bn zusammenfallen und die Biegebolzen
01, 02, ...0n sich im Abstand SO oberhalb der Gelenke A1, A2C17 A3C21.. Cn befinden,
dann erkennt man, daß bei einem Ubergang in die in Fig. 2 veranschaulichte
Stellung
der Vorrichtung der (im übrigen nicht gezeigte) Draht eine der Lege der Lenker 11
bis 1n und 27 bis 2n im wesent--lichen entsprechende Lage, also Zick-Zack-Form,
einnimmt.
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Vorzugsweise sind sämtliche Lenker 11 bis 1n und 21 bis längenveränderlich
ausgebildet, beispielsweise in der in Fig. 4 anhand des Lenkers 11 verdeutlichten
Weiso. Der Lenker 11 -besteht dabei aus zwei Gelenkaugen 5 und 6 mit beispieleiweise
angeschweißten, ein Muttergewinde aufweisenden Büchsen 7 und 8, in die ein zu den
Gevindebohrungen passender und je nach dem erforderlichen Längenbereich auswechselbarer
Gewindestift 9 mit beispielsweise Linksgewinde 10 und Rechtsgewinde 11 eingeschraubt
ist. Es versteht sich, daß der Lenker 11 durch Verdrehen des Gewindestifts 9 stufenlos
verkürzt, oder verlängert werden kann, je nach den Erfordernissen der jeweils zu
fertigenden Gitterträgerdiagonalen bezüglich deren Höhen und Offnungswinkel. Zur
Bestimmung der Biegchöhen ist der bereits erwähnte, einstellbare Anschlag M vorteilhaft
für sämtliche Gelenkgetriebe gemeinsam vorgesehen, d.h., der Anschlag M erstreckt
sich über sämtliche Koppelgelenke B1 bis Bn sämtlicher vorhandener Lenkergetriebe,
auch wenn er in Fig. 2 nicht gezeigt ist.
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Sowohl dem Sasisgelenk A1 als auch der Koppelgelenken B1 bis Bn und
den Schubgelenken A2C1 bis Cn sind senkrecht zur Zeichenebene vorstehende Piegebolzen
12 zugeordnet, wie sie in Fig. 5
schematisch dargestellt sind.
Bei der gezeigten, bevorzugten Ausführungsform sind die Biegebolzen 12 als druckmittelbeaufschlagte,
in einem Doppelzylinder Z beiderseits gleichzeitig ein- und ausfahrbare (siehe Doppelpfeil
k in Fig. 5) Tauchkolben P1 und P2 zur Bildung von zwei Biegeebenen R und S (Fig.
6) ausgebildet.
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Fig. 6 zeigt einen tatsächlich ausgeführten Biegebolzen, beispielsweise
den Biegebolzen °12 der dem Koppelgelenk B1 zugeordnetist, mit dem Gelenkauge' 5
des Lenkers ii und dem dieses gabelartig umfassenden, nicht näher bezeichneten Gelenkauge-
des;Lenkers Der Doppelzylinder Z bildet gleichzeitig das Gelenkalger bzw. den Gelenkbolzen
mit Anschlag 13 und Stellring 14 und zeigt -einen seitlichen'Druckmitteleinlaß 15,
durch welchen das Druckmittel in Richtung des Doppelpfeils Y einem und austreten
kann.
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Auch hier sind die beiden Tauchkolben mit den Bezugszeichen P1 und
22 versehen. Die Tauchkolben weisen an ihren --freien Enden zu den jeweiligen Biegeradien
oder Stab- bzw. Drahtprofilen passende Verschleißkappen 16 mit entsprechenden Ausdrehungen
17 auf. Zur Unterstützung des Einfahrens der Tauchkolben P-1, L P2 in ihre nicht
gezeigte, eingezogene Stellung können dieselben durch eine zwischen ihnen ausgespannte,,Zugfede-r
1 8 miteinander verbunden sein, derart, daß die Tauchkolben P11 P2 unter der Wirkung
der Zugfeder 18 das in der Zylinderkammer 19 vorhandene Druckmittel wieder durch
den Einlaß 15 hinausbefördern, sobald der Druckmitteldruck abgeschaltet wird. Dabei
erfolgt die Steuerung der Tauch-*) auf einen Bolzen 20 aufgeschraubte
kolben
P1, P2 derart, daß sie während des Bieqevorgangs in der in den Fig. 5 und 6 gezeigten,
ausgefahrenen Stellung verbleiben, während sie nach den Biegen, also dann, wenn
die Lenkergetriebe ihre in Fig. 2 gezeigte Stellung erreicht haben, einfahren und
den weg für eine Verschiebung der fertigen Gi L-te-rträgerdiaq6nalen' in ihrer Ebene
und in Längsrichtung der Vorrichtung nach der einen oder der anderen Seite, wie
gewünscht (siehe Doppelpfeil T2 in Fig. 2), freigebcn. .Wie die Erläuterung anhand
der Fig. 5 und 6 verdeutlicht hat, werden bei der gezeigten Ausführungsform der
erfindungsgemäßen Vorrichtung jeweils zwei Gitterträgerdiagonalen gleichzeitig und
kongruent zueinander in den beiden Biegeebenen R und S (Fig. 6) gefertigt.
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Fig. 7 stellt einen Ausschnitt aus Fig. 2 dar, nämlich die Lenker
11 und 21, die entsprechend Fig. 4 ausgebildet sind. Durch die Abkröpfung dieser
Lenker wird erreicht, daß diese bei der Schwenkbewegung den zu biegenden Draht nicht
behindern. Die Schubstancgc D'1 greift hier auch nicht unmittelbar am Koppelgelenk
B1 an, sondern ist über ein zusätzliches Drehgelenk mit dem oberen Abschnitt des
Lenkers 11 verbunden, damit die beiden Lenker 11 und 21 ohne Behinderung durch die
Schubstange zu einem möglichst spitzen Winkel zusammengeschoben werden können.
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Die Druckmittelzufuhr zu den einzelnen Zylindern 31 bis 3n zur Beaufschlagung
der Kolben K1 bis Kn ist nicht näher erläutert; daß dabei nicht unerhebliche Drücke
auftreten, wobei die resultierenden Kräfte nicht nur von den Gelenken D1 bis D n
einerseits, sondern zum Teil auch von den Fiihrungen K1 bis
aufgenommen
werden müssen, und zwar senkrecht zu der Verschieberichtung der Schubgelenke in
den Führungen, versteht sich. zur Ve2'-ringerung der senkrecht zu den Führungen
durch die Biegevorgänge hervorgerufenen Kräfte ist deshalb vorzugsweise. eine parallel
zu den Führungen K1' bis K angeordnete pneumatische oder hydraulische Kolben-Zylinder-Einheit
20 vorgesehen, die einerseits am Basisgelenk A1 und andererseits am Schubgelenk
Cn, im vorliegenden Fáll C5 angreift (Fig.2) und die Verschiebung der Schubgelenke
durch eine Koaxialkraft zu den Führungen unterstützt.
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Ergänzend wird bemerkt, daß vorteilhaft in jeder der zwei Biegeebenen
R, S für jedes schubgelenk- A2C1 bis Cn eine Führung zur Lagerung desselben vorgesehen
ist. Die Art der Ausbildung der Führungen K1' bis Kn+1 für die Schubgelenke ist
in der Zeichnung nicht näher dargestellt. Es wird betont, daß das als Basisgelenk
bezeichnete Schubgelenk A1 in den Fig. 2 und 3- ingleicher Weise stationär ausgebildet
ist wie das Basisgelenk A beim Lenkgetriebe nach Fig. 1, jedoch soll erwähnt werden,
daß zunächst nach einer-der beiden Seiten der Vorrichtung nach den Fig. 2 und 3
weitere Lenkergetriebe, je nach der gewünschten Länge der zu fertigenden G itterträgerd
iagoflalen, angeschlossen weiden können, bevor entweder das Gelenk A1 oder das Gelenk
0n festgelegt wird.
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Nach Beendigung des Biegevorgangs werden die Gitterträgerdiagonalen
in eine nicht gezeigte Schweißstation transportiert, wofür
zweckmäßig
ein von c':n Lenkergetrieben unabhängiger, in seine: Bewegung selbständiCer, nicht
gezeigter Greiferwagen oder dergl.
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vorgesehen sein kanl. Während dieses Transports in die Schweißstation
gehen die Lenkergetriebe aus der in Fig. 2 gezeigten Stellung in die in Fig. 3 gezeigte
Stellung zurück (siehe auch die in Fig. 1 gestrichelte Stellung). Gleichzeitig ziehen
sich auch die Tauchkolben P1, P2 Efl sämtlichen Gelenken aus der in den Fig. 5 und
6 gezeigten Stellung in den Doppelkolben Z hinein zurück.
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Sofort nach Beendigung der Transportbewegung nach dem Ausfahren der
Tauchkolben und nachdem Einspeisen neuer Metallstäbe bzw.
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Metalldrähte in die Vorrichtung kann der nächste Biegevorgang erfolgen.
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Abschließend wird bemerkt, daß bei der verwendeten Zahl n = 5, einer
Höhe H = 130, einem bestimmten Drahtdurchmesser und Biegen radius eine tatsächlich
gebaute, erfindungsgemäße Vorrichtung eine gestreckte Länge von T1 = 1600 mm gemäß
Fig. 3 aufwies, während die Vorrichtung bei ausgefahrenen Schubstangen D1' bis Dn'
eine Verkürzung auf eine Länge von T2 = 1000 mm erfuhr. Die entsprechende verkürzte
Länge eines einzelnen Lenkergetriebes ist gemäß Fig 1 mit t bezeichnet.
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