EP0967030A2 - Verfahren und Vorrichtung zum Einstellen von verstellbaren Rollen eines Richtapparates - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Einstellen von verstellbaren Rollen eines Richtapparates Download PDF

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Eckehard Albert
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21F—WORKING OR PROCESSING OF METAL WIRE
    • B21F1/00—Bending wire other than coiling; Straightening wire
    • B21F1/02—Straightening

Definitions

  • the invention relates to a method with the features of the preamble of Claim 1 and a device for setting by means of a Adjustment mechanism of translationally adjustable straightening rollers of a straightener for straightening wire according to the preamble of claim 2.
  • the straightening rolls of known straightening devices with adjustable straightening rolls are, for example, with adjusting mechanisms which, for. B. adjusting screws, longitudinal force-generating adjusting gear, piston rods or racks, connected and allow an individual adjustment of each role, but which essentially depends on the experience of the operator.
  • Straightening apparatuses are also known in which an actuator and an adjustment mechanism are assigned to each adjustable roller, an automatic adjustment of the rollers being made possible as a function of previously entered and / or calculated and / or already saved parameters. (Special print from the international trade journal DRAHT 37 (1986) 3, Meisenbach GmbH, by D. Ruppin, Y. Rastegar Investigations of the axial tensile loads on steel wires during straightening in multi-roll straighteners and on the roll infeed "sheet 1 to 4).
  • the object of the invention is to provide a method and an adjusting device Adjustment of translationally by means of at least one adjustment mechanism specify adjustable straightening rollers of a straightening apparatus for straightening wire, any settings of any adjustable straightening rolls also with less construction effort (reduced drives) allowed.
  • the adjusting device has a straightening apparatus 1 and a roller actuator 2, which consist of two separate parts which can be connected by means of a coupling 3.
  • the straightening apparatus 1 has straightening rollers 4, at least one of which is by means of an adjustment mechanism 5 is translationally adjustable.
  • the reel actuator 2 has an actuator 6 and a position sensor 7 and a coupling part 8 on, which one in the embodiment with the straightener 1 arranged coupling part 9 can be coupled.
  • the roller actuator 2 preferably has a locking device 13 which has a displaceable pin 14 which in the end position in the coupled Condition of roller actuator 2 and straightener 1 in a bore 15 in Straightener 1 is received and in combination with the guide pins 11 Defined fixed position between roller plate 2 and straightener 1 guaranteed.
  • the adjustment mechanism 5 contains for adjustment a straightening roller 4 an adjusting screw 16 which is fixed to a coupling element 17 is connected.
  • the coupling element is 17th executed rotationally symmetrical and consists of a cylindrical and a subsequent conical part and is within a Locking sleeve 19 arranged within the housing 18 of the Coupling part 9 is rotatably and axially adjustable.
  • the Locking sleeve 19 has an inner shape that the outer shape of the Coupling element 17 is adapted, or vice versa.
  • the locking sleeve 19 from a compression spring 20 via a Intermediate disc 21 and a sliding plate 22 acted on such that the Locking sleeve 19 rests frictionally in the coupling element 17.
  • the coupling part 8 of the Roller actuator 2 contains a rotationally symmetrical coupling element 23, via that a rotary movement to be carried out by means of the actuator 6 can be transmitted.
  • Dowel pin 24 provided for a positive coupling in a Appropriate groove 25 enter the end face of the coupling element 17 can.
  • the Dowel pin 24 When using such a 'claw connection' it is necessary to Align claw elements for mutual engagement, here the Dowel pin 24 opposite the groove 25.
  • a sensor not shown, is identified first the respective set screw 16 and then the position sensor determines 7 the angle of rotation position of the groove 25. Depending on the determined Angle of rotation position it gives a signal to the actuator 6, which is in front of the Axial movement of the roller actuator 2 in the direction of the straightener 1 Alignment of the cylindrical pin 24 to the groove 25 so that the Dowel pin 24 in the relative axial movement of roller actuator 2 in the direction can go into the groove 25 on the straightener 1.
  • any other types of coupling can be used. So can for example as a coupling element of the straightener, one for manual Adjustment provided mother serve, then as the roller actuator Coupling element z. B. a three-armed gripper or other key can be provided.
  • the roller actuator 2 is preferably connected to a positioning module 26, that is networked with the position sensor 7, the actuator 6, and also with a computing memory documentation and evaluation unit 27 (see FIG. 3), wherein preferably an additional documentation unit 28 is provided, wherein Units are connected to a power supply 29. Possibly Unit 27 can also have an interface 30 for connection to superordinate ones Systems.
  • the units are used for information and data processing by straightening processes to be carried out.
  • each role or its individual adjustment mechanism recognized. You can do this e.g. B. the coupling elements of each roller be marked in such a way e.g. B. in that they send out a specific signal when approaching or reflect, such that they are reliably detected by the sensor and can be assigned.
  • An end position is assigned to each role allows to compare the current position of the role after each identification to automatically determine the end position and the corresponding adjustment to be initiated automatically, with each set position documented can be, so that when reconnecting not the first End position must be set.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einstellen einer mittels eines Verstellmechanismus (5) translatorisch verstellbaren Richtrolle (4) eines Richtapparates (1), sowie eine Einstellvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens. Gemäß dem Verfahren wird erfindungsgemäß jede zur verstellende Richtrolle (4) individuell identifiziert und dann gegebenenfalls unter Einstellung einer ausgerichteten gegenseitigen Lage mit dem Verstellmechanismus (5) gekoppelt, wobei nach Kopplung die jeweilige Stellung der Richtrolle (4) ermittelt und dann die jeweils in Abhängigkeit vom Richtmaterial, den Abmessungen und dem Richtprozeß vorgegebene und/oder vorberechnete Stellung der Richtrolle (4) in Relation zu einer vorher ermittelten Endstellung eingestellt wird. Die Einstellvorrichtung weist erfindungsgemäß einen Rollensteller (2), eine, zwischen dem Rollensteller (2) und dem Verstellmechanismus (5) einer verstellbaren Richtrolle (4) des Richtapparates (1) angeordnete lösbare Kupplung (3), wobei je ein Kupplungsteil (9) mit dem Verstellmechanismus (5) und ein Kupplungsteil (8) mit dem Rollensteller (2) verbunden ist sowie eine Sensoreinrichtung (7) zur Ermittlung der aktuellen Stellung der jeweils gekoppelten Richtrolle (4) in Relation zu einer Endstellung und einen initialisierbaren Aktor (6) zum automatischen Einstellen einer bestimmten vorgebbaren und/oder berechenbaren Position der gekoppelten Richtrolle (4) in Relation zu der Endstellung auf. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 und eine Vorrichtung zum Einstellen von mittels eines Verstellmechanismus translatorisch verstellbaren Richtrollen eines Richtapparates zum Richten von Draht entsprechend dem Oberbegriff von Patentanspruch 2.
Die Richtrollen von bekannten Richtapparaten mit verstellbaren Richtrollen sind beispielsweise mit Versteilmechanismen, die z. B. Stellschrauben, längskrafterzeugende Verstellgetriebe, Kolbenstangen oder Zahnstangen aufweisen, verbunden und erlauben eine Einzeleinstellung jeder Rolle, die aber im wesentlichen von den Erfahrungen des Bedieners abhängt. Es sind auch Richtapparate bekannt, bei denen jeder verstellbaren Rolle ein Aktor und ein Verstellmechanismus zugeordnet sind, wobei in Abhängigkeit von vorher eingegebenen und/oder berechneten und/oder bereits gespeicherten Parametern eine automatische Verstellung der Rollen ermöglicht wird. (Sonderdruck aus der internationalen Fachzeitschrift DRAHT 37 (1986) 3, Meisenbach GmbH, von D. Ruppin, Y. Rastegar
Figure 00010001
Untersuchungen zu den axialen Zugbelastungen von Stahldrähten beim Richten im Vielrollen-Richtapparat und zur Rollenzustellung" Blatt 1 bis 4).
Eine manuelle Verstellung erlaubt es nicht, die gewünschte Richtqualität eines Richtgutes reproduzierbar zu erzielen. Die automatische Einstellung, insbesondere unter Verwendung von vorgegebenen Daten erlaubt es, die erforderliche Qualität zu erzeugen, wobei aber derartige Apparate wegen der vielen Einzelantriebe nebst der erforderlichen Elektronik kostenintensiv sind.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Einstellvorrichtung zur Einstellung von mittels mindestens eines Verstellmechanismus translatorisch verstellbaren Richtrollen eines Richtapparates zum Richten von Draht anzugeben, die beliebige Einstellungen von beliebigen verstellbaren Richtrollen auch mit geringerem baulichen Aufwand (reduzierte Antriebe) erlaubt.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch eine Einstellvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 2 gelöst.
Den Unteransprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung zu entnehmen.
Nachstehend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezug auf Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1
eine Einstellvorrichtung in axialer Ausrichtung gegenüber einem im Abstand angeordneten Richtapparat in Seitenansicht
Fig. 2
das gleiche wie in Fig. 1 in gekoppeltem Zustand
Fig. 3
die Einstellvorrichtung mit gekoppeltem Richtapparat in Seitenansicht und mit einem Funktionsschema zur Durchführung eines Einstellvorgangs.
Die Einstellvorrichtung weist einen Richtapparat 1 und einen Rollensteller 2 auf, die aus zwei separaten mittels einer Kupplung 3 verbindbaren Teilen bestehen. Der Richtapparat 1 weist Richtrollen 4 auf, von denen mindestens eine mittels eines Verstellmechanismus 5 translatorisch verstellbar ist. Der Rollensteller 2 weist einen Aktor 6 sowie einen Positionssensor 7 sowie ein Kupplungsteil 8 auf, welches einem im Ausführungsbeispiel mit am Richtapparat 1 angeordneten Kupplungsteil 9 kuppelbar ist.
Zur Erleichterung der Kupplung weist im Ausführungsbeispiel der Rollensteller 2 Führungsstifte 11 auf, die bei einem Kupplungsvorgang in entsprechende Bohrungen 12 im Richtapparat 1 einführbar sind.
Vorzugsweise weist der Rollensteller 2 eine Arretiervorrichtung 13 auf, die einen verschiebbaren Stift 14 aufweist, der in der Endlage im gekoppelten Zustand von Rollensteller 2 und Richtapparat 1 in eine Bohrung 15 im Richtapparat 1 eingeht und in Kombination mit den Führungsstiften 11 eine definierte feste Position zwischen Rollensteller 2 und Richtapparat 1 gewährleistet.
Im Ausführungsbeispiel enthält der Verstellmechanismus 5 zur Verstellung einer Richtrolle 4 eine Stellschraube 16, die fest mit einem Kupplungselement 17 verbunden ist. Im Ausführungsbeispiel ist das Kupplungselement 17 rotationssymmetrisch ausgeführt und besteht aus einem zylindrischen und einem anschließenden konischen Teil und ist innerhalb einer Verriegelungshülse 19 angeordnet, die innerhalb des Gehäuses 18 des Kupplungsteils 9 drehbar und axial verstellbar angeordnet ist. Die Verriegelungshülse 19 weist eine Innenform auf, die der Außenform des Kupplungselementes 17 angepaßt ist, bzw. umgekehrt. Im Ausführungsbeispiel ist die Verriegelungshülse 19 von einer Druckfeder 20 über eine Zwischenscheibe 21 und eine Gleitscheibe 22 derart beaufschlagt, daß die Verriegelungshülse 19 reibschlüssig im Kupplungselement 17 anliegt. Durch die Reibverbindung ist die Stellschraube 16 gegen eine Drehung und damit eine Verstellung der mit ihr gekoppelten Rolle 4 gesichert. Durch die Verriegelung wird erreicht, daß die letztmals eingestellte Rollenposition gesichert wird und weder vorsätzlich noch versehentlich, auch nicht unter Einsatz von Fremdwerkzeugen, verstellt werden kann. Der Kupplungsteil 8 des Rollenstellers 2 enthält ein rotationssymmetrisches Kupplungselement 23, über das eine mittels des Aktors 6 auszuführende Drehbewegung übertragbar ist.
Wenn, wie in Fig. 2 dargestellt, der Rollensteller 2 mit dem Richtapparat 1 mit Hilfe der Führungstifte 11 und der entsprechenden Bohrungen 12 gekoppelt werden soll, tritt das Kupplungselement 23 des Rollenstellers 2 in Berührung mit der Verriegelungshülse 19 und verschiebt diese entgegen der Kraft der Druckfeder 20. Hierdurch gelangt die Verriegelungshülse 19 außer Reibkontakt mit dem Kupplungselement 17 und das Kupplungselement 23 tritt in Kontakt mit dem Kupplungselement 17. Hierdurch wird eine Verbindung zwischen den Kupplungselementen 17 und 23 erreicht, wodurch eine vom Aktor 6 erzeugte Rotationskraft über die Stellschraube 16 auf die Rollen zu deren Verstellung übertragen werden kann.
Vorzugsweise ist gemäß einer Variante das Kupplungselement 23 des Rollenstellers 2 mit einem diagonal an seiner Wirkfläche angeordneten Zylinderstift 24 versehen, der zur formschlüssigen Kupplung in eine entsprechende Nut 25 in der Stirnfläche des Kupplungselementes 17 eingehen kann.
Bei Verwendung einer derartigen 'Klauenverbindung' ist es erforderlich, die Klauenelemente zum gegenseitigen Eingriff zueinander auszurichten, hier den Zylinderstift 24 gegenüber der Nut 25. Ein nicht dargestellter Sensor identifiziert zunächst die jeweilige Stellschraube 16 und dann ermittelt der Positionssensor 7 die Drehwinkelstellung der Nut 25. In Abhängigkeit von der ermittelten Drehwinkelstellung gibt er ein Signal an den Aktor 6, der vor der Axialbewegung des Rollenstellers 2 in Richtung des Richtapparats 1 eine Ausrichtung von Zylinderstift 24 zur Nut 25 derart vornimmt, daß der Zylinderstift 24 bei der relativen Axialbewegung von Rollensteller 2 in Richtung auf den Richtapparat 1 in die Nut 25 eingehen kann.
Neben der geschilderten Reibkupplung und der auch dargestellten Klauenkupplung sind beliebige andere Kupplungsarten einsetzbar. So kann beispielsweise als Kupplungselement des Richtapparates, eine zur manuellen Verstellung vorgesehene Mutter dienen, wobei dann beim Rollensteller als Kupplungselement z. B. ein dreiarmiger Greifer oder ein sonstiger Schlüssel vorgesehen sein kann.
Bei der Verwendung von verschiedenen Verstellmechanismen 5 bei Richtapparaten, können mit einem der Kupplungselemente 17, 23 lösbar verbindbare Adapter zur Übertragung der Verstellbewegung vorgesehen sein, wodurch ein universeller Einsatz der Einstellvorrichtung auch bei unterschiedlichsten Verstellmechanismen 5 gewährleistet wird.
Vorzugsweise ist der Rollensteller 2 mit einem Positioniermodul 26 verbunden, das mit dem Positionssensor 7, dem Aktor 6, als auch einer Rechen-Speicher-Dokumentations- und -Auswerteeinheit 27 vernetzt ist (s. Fig. 3), wobei vorzugsweise eine zusätzliche Dokumentationseinheit 28 vorgesehen ist, wobei Einheiten an eine Stromversorgung 29 angeschlossen sind. Gegebenenfalls kann der Einheit 27 noch eine Schnittstelle 30 zum Anschluß an übergeordnete Systeme zugeordnet sein.
Die Einheiten dienen zur Informations- und Datenverarbeitung von durchzuführenden Richtprozessen. Über den nicht dargestellten Sensor wird jede Rolle bzw. ihr individueller Verstellmechanismus erkannt. Hierzu können z. B. die Kupplungselemente einer jeden Rolle derart gekennzeichnet sein, z. B. dadurch, daß sie ein spezifisches Signal bei Annäherung aussenden oder reflektieren, derart, daß sie mittels des Sensors zuverlässig erkannt und zugeordnet werden können. Jeder Rolle wird eine Endlage zugeordnet, die es erlaubt, nach jeder Identifizierung die aktuelle Position der Rolle im Vergleich zur Endstellung automatisch zu ermitteln und die entsprechende Verstellung automatisch zu veranlassen, wobei jede eingestellte Position dokumentiert werden kann, so daß bei einer erneuten Kopplung nicht zuerst wieder die Endstellung eingestellt werden muß. Daten, wie Geschwindigkeiten, Beschleunigungen, Start- und Zielpositionen, Rand- bzw. Umgebungsbedingungen, Infomationen zum Prozeßmaterial, wie beispielsweise die geometrischen Abmessungen des Richtgutes, werden für die Initialisierung und Positionierung vorgegeben. Alle Daten werden zusammen mit einem Index, der jede Rolle und/oder jeden Verstellmechanismus identifiziert, gespeichert, dokumentiert, gegebenenfalls berechnet und auch visualisiert und/oder übergeordneten Systemen über die Schnittstelle zur Verfügung gestellt.
Hierdurch wird der Aufwand zur Einstellung aller verstellbaren Rollen minimiert, obwohl jede einzelne verstellbare Rolle individuell eine nach der anderen entsprechend dem vorgegebenen Richtmaterial und dem Richtprozeß einzustellen ist, wobei ein absolut exaktes und reproduzierbares Einstellen und damit eine Verbesserung der Richtqualität gewährleistet wird. Auf eine empirische, kaum zu reproduzierende und somit zufällige Einstellung der verstellbaren Richtrollen wird damit verzichtet.

Claims (8)

  1. Verfahren zum Einstellen von mittels eines Verstellmechanismus (5) translatorisch verstellbaren Richtrollen (4) eines Richtapparates (1) zum Richten von Draht, dadurch gekennzeichnet, daß jede zu verstehende Richtrolle (4) individuell identifiziert und dann unter Einstellung einer ausgerichteten gegenseitigen Lage mit dem Versteilmechanismus (5) gekoppelt wird, wobei nach Kopplung die jeweilige Stellung der Richtrolle (4) ermittelt und dann die jeweils in Abhängigkeit vom Richtmaterial, den Abmessungen und dem Richtprozeß vorgegebene und /oder vorberechnete Stellung der Richtrolle (4) in Relation zu einer vorher ermittelten Endstellung eingestellt wird.
  2. Einstellvorrichtung zur Einstellung von mittels mindestens eines Verstellmechanismus (5) translatorisch verstellbaren Richtrollen (4) mindestens eines Richtapparates (1) zum Richten von Draht zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellvorrichtung einen Rollensteller (2) und eine, zwischen dem Rollensteller (2) und dem Verstellmechanismus (5) einer verstellbaren Richtrolle (4) des Richtapparates (1) angeordnete, lösbare Kupplung (3) aufweist, wobei je ein Kupplungsteil (9) mit dem Verstellmechanismus (5) und ein Kupplungsteil (8) mit dem Rollensteller (2) verbunden ist, sowie eine Sensoreinrichtung (7) zur individuellen Identifikation einer beliebigen zu koppelnden verstellbaren Richtrolle (4) und zur Ermittlung der aktuellen Stellung derjeweils gekoppelten Richtrolle (4) in Relation zu einer Endstellung und einen initialisierbaren Aktor (6) zum automatischen Einstellen einer bestimmten vorgebbaren und/oder berechenbaren Position der gekoppelten Richtrolle (4) in Relation zu der Endstellung aufweist.
  3. Einstellvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellvorrichtung eine Sensoreinheit zur Identifikation des Verstellmechanismus (5) aufweist.
  4. Einstellvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Einheit (27) zur Speicherung einer definierten Endstellung einerjeden koppelbaren verstellbaren Richtrolle (4) aufweist.
  5. Einstellvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der Speichereinheit (27) die Einstellung aller verstellbaren Richtrollen eines oder mehrerer Richtapparate in Abhängigkeit von einem gewünschten Richtprozeß und in Abhängigkeit von den Eigenschaften des zu richtenden Gutes bezüglich einer definierten Endstellung gespeichert und mit der Iststellung derjeweils aktuell gekoppelten Richtrolle (4) verglichen und an den Aktor (6) ein Signal zur automatischen Verstellung der Richtrolle (4) entsprechend ihrem Sollwert für denjeweiligen Richtprozeß für das jeweilige Richtgut ausgegeben wird.
  6. Einstellvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellvorrichtung mindestens einen Sensor zur Identifikation der Art und Stellung des jeweils zu kuppelnden Verstellmechanismus (5) aufweist.
  7. Einsteilvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Verriegelungsvorrichtung und eine Einrichtung vorgesehen ist und die Einrichtung wahrend des Koppelvorgangs die Verriegelungsvorrichtung entriegelt und beim Entkoppeln verriegelt.
  8. Einstellvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine lösbare Arretierungsvorrichtung (13) zur festen Verbindung der Kupplungsteile (8, 9) vorgesehen ist.
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