DE3239899A1

DE3239899A1 - Verfahren und vorrichtung zur erzielung genauer laengen an durch abscheren von stahl-stab- und -knueppelmaterial sich ergebenden abschnitten zur verwendung als rohling fuer die massivumformung

Info

Publication number: DE3239899A1
Application number: DE19823239899
Authority: DE
Inventors: Gottfried Dipl.-Ing. 3000 Hannover Hartke; Dieter Ing.(grad.) 5090 Leverkusen Volksheimer
Original assignee: Eumuco AG fuer Maschinenbau
Current assignee: Eumuco AG fuer Maschinenbau
Priority date: 1982-10-28
Filing date: 1982-10-28
Publication date: 1984-05-03
Also published as: GB2129356A; GB8326412D0; IT8323491A0; DE3239899C2; IT1169620B; FR2535233A1; JPH0160371B2; GB2129356B; FR2535233B1; JPS5993219A

Description

VON KREISLER SCHÜNWALD EISHOLD FUES VON KREISLER KELLER SELTING WERNER

PATENTANWÄLTE Dr.-Ing. von Kreisler 11973

Dr.-Ing. K. Schönwald, Köln

Dr.-Ing. K. W. Eishold, Bad Soden

Dr. J. F. Fues, Köln

Dipl.-Chem. Alek von Kreisler, Köln

Dipl.-Chem. Carola Keller, Köln

Dipl.-Ing. G. Selting, Köln

Dr. H-K. Werner, Köln

27.10.1982 Sch/Sd

DEICHMANNHAUS AM HAUPTBAHNHOF

D-5000 KULN 1

Eumuco Aktiengesellschaft für Maschinenbau Josefstraße 10, 5090 Leverkusen 1

Verfahren und Vorrichtung zur Erzielung genauer Längen an durch Abscheren von Stahl-Stab- und -Knüppelmaterial sich ergebenden Abschnitten zur Verwendung als Rohling für die Massivumformung

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erzielung genauer Längen an durch Abscheren von Stahl-Stab- und -Knüppelmaterial sich ergebenden Abschnitten zur Verwendung als Rohling für die Massivumformung.

Rohlinge für die Massivumformung werden überwiegend durch Abscheren von Stahl-Stab- oder -Knüppelmaterial hergestellt, da dies ein werkstoffverlustfreier Trennvorgang ist. Außerdem ist die Mengenleistung wesentlich größer als bei den übrigen Trennverfahren wie Sägen, Brennen, Brechen u.dgl.

Es sind Meßverfahren bekannt, die es ermöglichen, die Ab-

Telefon: (0221) 131041 · Telex: 8882307 dopa d · Telegramm: Dompatent Köln

2. -

messungen der Knüppel vor oder nach dem Scheren zu ermitteln/ um sie dann in volumengleiche Abschnitte aufzuteilen. Solehe Verfahren sind aber nur dann sinnvoll, wenn es gelingt, die entsprechend einem Sollvolumen ermittelten Abschnittlängen genau einzuhalten.

Aus Kostengründen wird angestrebt, möglichst Knüppel, d.h. Material aus der Vorwalzstraße, zu verarbeiten. Beim Einsatz üblicher Scheranlagen treten dabei jedoch Volumenschwankungen bis etwa _+ 4 % auf. Da solche Schwankungen bei nachfolgenden Fertigungsschritten zu Störungen, wie fehlerhaft geformten Teilen, übermäßigen Werkzeugverschleiß, Werkzeug- und Maschinenüberlastung u.dgl., führen können, ist es ein Gebot, die Volumenschwankungen auszuschalten. Die beim Scherschneiden auftretende Volumenstreuung an den abgeschnittenen Blöckchen wird also durch die große Tolerenz des Halbzeugs (Knüppel) einerseits und durch Einflüsse der Maschine und des Werkzeuges andererseits verursacht.

Bei der Einstellung der Längen der abzuscherenden Abschnitte ist es bekannt, den Knüppel od.dgl. mittels eines RoIl- ganges durch die Schere bis an den Anschlag an der Auslaufseite derselben zu transportieren, wobei der Vorschub durch die angetriebenen Rollen des Rollganges bewirkt wird. Um den Knüppel vorschieben zu können, wird im allgemeinen die Rollebene des Rollganges so weit angehoben, daß der Knüppel reibungsfrei zwischen dem Niederhalter Gegenlager bzw. dem Untermesser in den Arbeitsraum der Schere einlaufen kann. Durch Kontaktschluß zwischen Anschlag und Knüppel wird dann der Scherhub ausgelöst. Vor dem Schnitt wird der Niederhalter betätigt und der RoIlgang wird abgesenkt, um ihn vor durch den Schervorgang verursachten Schlägen des Knüppels zu schützen. Ferner wird der Anschlag während des Schnittes zurückgefahren,

um ein Verklemmen der abgescherten Abschnitte zwischen Anschlag und Messer zu verhindern. Hierbei ist nicht zu vermeiden/ daß es beim Absenken des Rollganges zu Lageveränderungen des Knüppels od.dgl. auch in Knüppelachsrichtung kommen kann.

Außerdem kann sich eine Unstimmigkeit dadurch ergeben, daß in angehobener Stellung des Rollganges die Kontaktfläche des Anschlages zum Knüppel beliebig in der nicht ebenen Bruchfläche der Scherfläche liegt, wobei die Lage der Kontaktfläche sich beim Absenken des Rollganges verschiebt. Die Rauhigkeit der Bruchfläche und der Bruchverlauf haben also einen Einfluß auf die Abschnittlänge. Weiterhin ist die Anpreßkraft des Knüppels an den Anschlag und damit dessen Federung, Spiel, etc. vom veränderlichen Eigengewicht des Knüppels und der Reibzahl zwischen angetriebener Rolle und Knüppel od.dgl. abhängig.

Bei krummen Knüppeln u.dgl. und auch bei kürzer werdenden Knüppellängen entstehen mit Bezug auf den Anschlag Lageungenauigkeiten beim Absenken des Rollganges, die ebenfalls zu Abschnittlängenungenauigkeiten führen. Die Vorschubkraft des Rollganges verändert sich bei Auflage des Knüppels auf das Niederhalter - Gegenlager. Die Auflage tritt bei großer Krummheit der Knüppel u.dgl. oder bei ungünstiger Schwerpunktlage der kürzer werdenden Knüppelenden auf.

Ebenso wirkt sich der Rollenabstand und die Anordnung der Rollgangsrollen in diesem Zusammenhang aus.

Eine Unterbrechung der maschinenseitigen Einflußgrößen hat ergeben, daß auch bei optimal angepaßtem Werkzeug und konstantem Knüppelquerschnitt mit herkömmlichen Scheranlagen die erforderliche Volumenkonstanz von maximal +_ 0,5 % besonders bei kürzeren Abschnitten nicht erreicht werden kann,

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-A-

Außerdem beanspruchen die Meßverfahren zur Bestimmung der erforderlichen Abschnittlänge ein eigenes Toleranzfeld, so daß die Toleranz aus dem Maschineneinfluß deutlich unter der maximal zulässigen Volumentoleranz liegen muß.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß diese Volumenschwankungen im Gesamtsystem der Schere, nämlich Vorschub des Materials, Niederhalter und Anschlag, verursacht werden. Aufgabe der Erfindung ist es, einen Scherenaufbau ' vorzusehen, mit dem die erwähnten Volumenschwankungen auf die erforderliche Volumentoleranz zuverlässig verringert werden können. Als Voraussetzung für das volumenkonstante Scherschneiden wird eine maximale Volumentoleranz von 0,5 % betrachtet. Die Erfindung zeichnet sich bei einem Transport des Knüppels od.dgl. durch die Schere unter kurzzeitigem Anheben von der Scherebene bis zu einem Anschlag an der Auslaufseite der Schere mittels eines Rollganges, worauf der Knüppel od.dgl. mittels eines Niederhalters gegen ein Gegenlager gepreßt wird und der Scherhub durch Kontaktschluß zwischen Anschlag und Knüppel ausgelöst wird, dadurch aus, daß nach dem Einfädeln des Knüppels od.dgl. in den Arbeitsraum der Schere die Scherebene unverändert bleibt, der Vorschub des Knüppels mit konstanter Vorschubkraft zwangsweise bis zum Anschlag erfolgt, daß der Knüppel unter einer Niederhaltewirkung vorbestimmter Größe an das Niederhaltergegenlager während dieses Vorschubvorganges gedrückt gehalten wird, und daß dann die Fixierung des Knüppels durch eine Niederhaltekraft höherer Größe vorgenommen wird.

Bei der erfindungsgemäßen Längeneinstellung der Abschnitte ist von Bedeutung, daß die Scherebene außer beim kurzen Einfädelvorgang nicht verändert wird. Vielmehr wird der

Knüppel od.dgl. beim Heranfahren an den Anschlag zuverlässig und zwangsweise gehalten und geführt, so daß die sonstigen Störquellen, z.B. Lageveränderungen des Knüppels od. dgl. beim Absenken des Rollganges, das veränderliche Eigengewicht des zu scherenden Knüppels, die Reibzahl zwischen der angetriebenen Rolle und dem Knüppel, mit Sicherheit ausgeschaltet werden. Die Vorschubkraft ist so bemessen, daß der Transport des Knüppels einwandfrei möglich ist. Der Knüppel bleibt beim Heranfahren an den Anschlag kontrolliert und einwandfrei geführt. Es ist ermöglichst, die nachteiligen Volumenschwankungen an den Abschnitten auszuschalten und auf eine Volumentoleranz deutlich unter _+ 0,5% herabzudrücken. Dadurch ist die Voraussetzung für ein Genau- und Gratlosschmieden geschaffen, wodurch sich für die zu schmiedenden Teile wesentliche Vorteile ergeben. Man erzielt wesentlich geringere MaßSchwankungen der Teile, was die Herstellung von einbaufertigen Funktionsflächen ohne Nacharbeit ermöglicht. Weiterhin ergibt sich eine Gewichtseinsparung beim Schmieden ohne Gratspalt gegenüber dem Schmieden mit Grat. Dies hat einen besseren Faserverlauf zur Folge, wodurch sich eine höhere Dauerfestigkeit für das geschmiedete Teil ergibt.

Der Knüppel od.dgl. soll nach erfolgter Abschnittlängeneinstellung so lange durch die Vorschubeinrichtung mit konstanter Vorschubkraft zwischen Vorschubeinrichtung und Anschlag eingespannt gehalten werden, bis die Niederhaltekraft höherer Größe wirksam wird. Der maximal mögliche Vorschubweg der Vorschubeinrichtung mit konstanter Vorschubkraft wird größer gehalten als die maximal einzustellende Länge des abzuscherenden Abschnittes. Dadurch ergibt sich die Sicherheit, daß die Führung des Knüppels u.dgl. bis zum Anschlag beibehalten wird, bis die Fixierung des Knüppels od.dgl. für den Schervorgang vorgenommen ist.

Jfr -

Der Aufbau der Knüppelschere ist gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung so gestaltet, daß der Niederhalter mit mindestens zwei Kraftstufen ausgerüstet ist, von denen eine Kraftstufe die Führung des Knüppels beim Positionieren übernimmt und die ander Kraftstufe den Knüppel od.dgl. beim Schervorgang fixiert. Die weitere Niederhaltevorrichtung ist vorzugsweise von geringerer Kraftwirkung als die des zum Fixieren des Werkstückes dienenden Niederhalters, wobei die weitere Niederhaltevorrichtung unter gleitendem Kraftschluß auf den Knüppel od.dgl. einwirkt. Das letztere erfolgt zweckmäßig über mindestens eine Rolle u.dgl., um die der Vorschubkraft entgegenwirkenden Reibkräfte beim Vorschieben des Knüppels möglichst gering zu halten.

Die weitere Niederhaltevorrichtung kann vorteilhaft in der zum Fixieren dienenden Niederhaltevorrichtung eingebaut sein. Hierbei kann sie eine durch ein Kraftmittel, z.B. hydraulisch oder pneumatisch, betätigte Kolben-Zylinder-Einheit sein, wobei eine gewisse Elastizität in der Andrückkraft ermöglicht werden kann. Ein weiteres Merkmal der Erfindung ist eine Vorschubeinrichtung mit konstanter Vorschubkraft, bevorzugt aus einer den Knüppel erfassenden Zange, die den Knüppel od.dgl. mit konstanter Kraft festklemmen kann und den Vorschub nach Abschalten des Rollganges übernimmt.

Da durch die zwangsweise Führung des Knüppels beim Heranfahren an den Anschlag die Anschlagfläche immer auf die gleiche Fläche in der Scherfläche trifft, soll diese Fläche die ebene Anschnittfläche der Scherfläche sein, da nur an dieser Stelle die Abschnittlänge eindeutig eingestellt werden kann. Um die Flächenpressung zwischen Anschlag und Knüppel möglichst gering zu halten, ist die Form der Anschlagfläche derjenigen der Anschnittfläche anzupassen.

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Da das Führen des Knüppels od.dgl. mittels der Vorschubeinrichtung mit -konstanter Vorschubkraft erfolgt und hierbei ein Verstellen des Rollganges in der Höhe nicht mehr vorgesehen ist, wird der gesamte Rollgang auf elastischen Puffern od.dgl. gelagert, um ihn vor durch den Schergang verursachten Schlagen des Knüppels zu schützen.

Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels nachstehend erläutert.

Die einzige Figur zeigt eine hydraulisch angetriebene Knüppelschere mit' der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Erzielung genauer Abschnittlängen, in Seitenansicht, teilweise geschnitten und im Schema.

Bei der dargestellten Schere 1 sind zwischen zwei Ständern 2 ein Antriebszylinder 3 und ein unterer Messerhalter 4, der das untere Schermesser 5 trägt, angeordnet, wobei diese Teile eine feste Baueinheit bilden. Der Messerhalter 4 dient zugleich als Niederhalter - Gegenlager. Der Antriebszylinder 3 weist einen Antriebskolben 6 auf, der mit einem oberen Messerhalter 7 ausgerüstet ist, der das obere Messer 8 trägt. In dem Antriebskolben 6 ist ein weiterer Antriebskolben 6a für den Niederhalter 9 angeordnet. An dem unteren Messerhalter 4 ist eine Gegenhaltervorrichtung 4a angeordnet, die im unteren Teil als Zylinder ausgebildet ist und mit dem feststehenden Kolben 4b zusammenwirkt.

An der Auslaufseite der Schere ist eine Einrichtung 10 zur Einstellung der abzuscherenden Abschnitte von einem Knüppel 11 vorgesehen, wobei das Einstellen vorzugsweise mittels eines Stellmotors 12 erfolgen kann. An der Längen-Einstellvorrichtung 10 ist ein Anschlag 13 für den Knüppel 11 angeordnet. Die Kontaktfläche 13a ist in der Lage und Form der Anschnittfläche in der Scherfläche angepaßt. Hierzu kann die Längen-Einstelleinrichtung 10 in ihrer Höhen-

lage an der Schiene 10a verstellt und arretiert werden.

An der Einlaufseite der Schere ist eine Vorschubeinrichtung 14 angeordnet, die Klemmbacken 15 und 16 aufweist, die den Knüppel 11 zwischen sich erfassen. Die Klemmbacken 15 und 16 werden durch eine Kolben-Zylinder-Einheit 17 in Verbindung mit einem Gestänge 18 gegen den Knüppel 11 in Spannstellung gebracht. Die Klemmbacken 15, 16 bilden hierbei eine Zange, die den Knüppel 11 mit konstanter Kraft festklemmt. Der Zylinder 19 dient der Ausübung eines Vor-Schubes für die Zange 15, 16. Mit 20 ist eine Stütze für die Vorschubeinrichtung 14 bezeichnet.

An der Einlaufseite der Vorschubeinrichtung 14 ist ein Rollgang 21 mit den Rollen 22 vorgesehen. Auf den angetriebenen Rollen 22 des Rollganges 21 wird der Knüppel 11, der spitzkant in den Rollen 22 und den Zangenteilen 15, 16 liegt, in die Vorschubeinrichtung 14 transportiert. Hierzu wird der Rollgang 21 durch den Anhebezylinder 23 so weit angehoben, daß der Knüppel 11 in den Pressenraum frei einlaufen kann. Vorzugsweise liegt der Rollgang 21 auf elastischen Puffern 24 auf.

Der Niederhalter 9 ist mit mindestens zwei Kraftstufen ausgerüstet. Die erste Kraftstufe dient zum Fixieren des Knüppels 11 während des Schervorganges und wird durch den Kolben 6a ausgeübt. Eine weitere Kraftstufe von geringerer Kraftwirkung ist durch eine Kolben-Zylinder-Einheit 25 gebildet, deren Kolben 26 mittels einer Kolbenstange 27 auf den Knüppel 11, vorzugsweise mittels mindestens einer Rolle 28, einwirkt, wobei ein gleitender Kraftschluß an dem Knüppel 11 od.dgl. vorhanden ist·. Die weitere Niederhaltevorrichtung 25, nämlich die Kolben-Zylinder-Einheit, kann durch ein Kraftmittel, z.B. hydraulisch oder pneumatisch,

Ab

betätigt werden. Die zweite Kraftstufe in Form der Niederhaltevorrichtung 25 übernimmt die Führung des Knüppels 11 od.dgl. beim Positionieren am Anschlag 13a, wobei der Knüppel während des Vorschiebens gegen das Niederhalter - Gegenlager 4 gedrückt gehalten wird.

Der Knüppel 11 od.dgl. wird nach erfolgter Abschnittlängeneinstellung so

lange durch die Vorschubeinrichtung 14, 19

mit konstanter Vorschubkraft zwischen dieser und dem Anschlag 13 eingespannt gehalten, bis die Niederhaltekraft höherer Größe mittels des Niederhalters 9 wirksam wird, wobei der Knüppel fixiert wird. Danach wird die Vorschubeinösen der Klemmbacken 15 und 16 durch die Zylinder-Einheit 19 in die Ausgangsstellung zurückgefahren.

Der Rollgang 21 wird durch den Anhebezylinder 23 so weit angehoben, daß der Knüppel 11 frei in den Pressenraum einlaufen kann. Für die folgenden Schervorgänge innerhalb des Knüppels bleibt der Rollgang 2.1 ohne Antrieb in abgesenkter Stellung, wobei er auf den elastischen Puffern 24 aufliegt. Der Transport des Knüppels wird hierbei ausschließlich von der Vorschubeinrichtung 14 übernommen.

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Leerseite

Claims

Ansprüche

1J Verfahren zur Erzielung genauer Längen an durch Abscheren von Stahl-Stab- und -Knüppelmaterial sich ergebenden Abschnitten zur Verwendung als Rohlinge für die Massivumformung, bei dem der Anfang des Knüppels od.dgl. durch die Schere unter kurzzeitigem Anheben von der Scherebene bis zu einem Anschlag an der Auslaufseite der Schere mittels eines Rollganges transportiert wird, worauf der Knüppel od.dgl. mittels eines Niederhalters gegen ein Gegenlager gepreßt wird und der Scherhub durch Kontaktschluß zwischen Anschlag und Knüppel ausgelöst wird, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Einfädeln des Knüppels od.dgl. in den Arbeitsraum der Schere die Scherebene unverändert bleibt, der Vorschub des Knüppels mit konstanter Vorschubkraft zwangsweise bis zum Anschlag erfolgt, daß der Knüppel unter einer Niederhaltewirkung vorbestimmter Größe an das Niederhaltergegenlager während dieses Vorschubvorganges gedrückt gehalten wird, und daß dann die Fixierung des Knüppels durch eine Niederhaltekraft höherer Größe vorgenommen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Knüppel od.dgl. nach erfolgter Abschnittlängeneinstellung so lange durch die Vorschubeinrichtung mit konstanter Vorschubkraft zwischen Vorschubeinrichtung und Anschlag eingespannt gehalten wird, bis die Niederhaltekraft höherer Größe wirksam wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der maximal mögliche Vorschubweg der Vorschubeinrichtung mit konstanter Vorschubkraft größer ist als die maximal einzustellende Länge des abzuscherenden Abschnittes.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Niederhaltewirkung vorbestimmter Größe an dem Knüppel od.dgl. während der Positionierung desselben wirksam wird.
5. Vorrichtung zur Erzielung genauer Längen an durch Abscheren von Stahl-Stab- und -Knüppelmaterial sich ergebenden Abschnitten zur Verwendung als Rohlinge für die Massivumformung, bei der der Knüppel od.dgl. mittels eines angetriebenen Rollganges durch den Arbeitsraum der Schere bis an den Anschlag an der Auslaufseite derselben transportiert wird, wobei zum Einfädeln der Rollgang angehoben und danach wieder abgesenkt wird, und bei der durch Kontaktschluß zwischen Anschlag und Knüppel der Scherhub ausgelöst wird, nachdem der Knüppel durch den Niederhalter gegen das Niederhalter - Gegenlager fixiert wurde, dadurch gekennzeichnet, daß als weitere Transportvorrichtung eine Vorschubeinrichtung (14) mit konstanter Vorschubkraft auf Scherebene vorgesehen ist, und daß der Niederhalter (9) mit mindestens zwei Kraf.tstufen ausgerüstet ist, von denen die eine Kraftstufe (25) die Führung des Knüppels (11) od.dgl. beim Positionieren am Anschlag (13) übernimmt und die andere Kraftstufe (6a) den Knüppel od.dgl. beim Schervorgang fixiert.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß außer des Niederhalters (9) zum Fixieren des Knüppels (11) eine weitere Niederhaltevorrichtung (26,27) von geringerer Kraftwirkung als die des ersten Niederhalters (9) angeordnet ist, die unter gleitendem Kraftschluß an dem Knüppel (11) od.dgl. einwirkt.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftübertragung der weiteren Niederhalte-

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vorrichtung (26,27) auf den Knüppel (11) od.dgl. über mindestens eine Rolle (28) erfolgt.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Niederhaltevorrichtung (26,27) in der zum Fixieren dienenden Niederhaltevorrichtung (9) eingebaut ist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet,daß die weitere Niederhaltevorrichtung (26,27) eine durch ein Kraftmittel, z.B. hydraulisch oder pneumatisch, betätigte Kolben-Zylind'er-Einheit ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Hubweg der Vorschubeinrichtung (14) mit konstanter Vorschubkraft größer als die maximal einzustellende Länge des abzuscherenden Abschnittes ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorschubeinrichtung (14) mit konstanter Vorschubkraft so lange tätig ist, bis die andere Kraftstufe (6a) der Niederhalteeinrichtung (9) wirksam ist.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorschubeinrichtung (14) mit konstanter Vorschubkraft eine den Knüppel (11) od.dgl. erfassende Zange (15,16) ist, die den Knüppel (11) od. dgl. mit konstanter Kraft festklemmt und den Vorschub nach Abschalten des Rollganges (21) übernimmt.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlagfläche (13a) des Anschlages (13) der Lage und Form der Anschnittfläche in der Scherfläche angepaßt ist.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Rollgang (21) auf elastischen Puffern (24), z.B. Gummipufferkörpern, gelagert ist.