Drahtbiegemaschine

Abstract

 Um die Biegewerkzeuge (2,3) an den jeweils zu verarbeitenden Drahtdurchmesser anpassen zu können, so dass die geforderten Biegeradien erzielt werden, ist ein Zentraldorn (2), der zwei Formgebungsbacken bildet, zusammen mit einem Abscherwerkzeug (12) auswechselbar. Dazu weist der Zentraldorn rückseitig eine Hohlwelle (15) auf, die mittels Schraubverbindung (16) an einem Halterohr (17) befestigt ist. Das Halterohr (17) ist drehbar gelagert und kann zum Lösen des Zentraldorns (2) mittels eines Motors (21) gedreht werden. Dadurch löst sich die Schraubverbindung (16). Eine spezielle Kupplung des Abscherwerkzeuges (12) mit einer axial verschiebbaren Betätigungsstange (13) erlaubt das gleichzeitige Lösen des Scherwerkzeuges (12) zusammen mit dem Zentraldorn. Ein Biegedorn (3) kann an Stellen (28) mit unterschiedlichen radialen Abständen vom Zentraldorn (2) angebracht werden. Eine Deckplatte (29) mit einem Lagebestimmungselement (31) sorgt zusammen mit Näherungsschaltern (32), dass zwei definierte Ausgangswinkellagen für den Biegedorn (3) ungeachtet der genannten Anpassungen erhalten bleibt.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Drahtbiegemaschine mit einem die Biegeachsen und den Krümmungsradius bestimmenden Zentraldorn, einer innerhalb des Zentraldorns angeordneten Abschervorrichtung sowie einem ein- und ausfahrbaren Biegedorn, der mittels eines Biegetellers auf einer Kreisbahn um den Zentraldorn bewegbar ist, sowie ein Verfahren zum Betrieb einer solchen.

[0002] Eine Drahtbiegemaschine dieser Art ist u.a. aus der CH-A 592 481 bekannt. Die darin beschriebene Maschine weist insbesondere den Nachteil auf, dass der Biegemechanismus nicht an unterschiedliche Draht- bzw. Stangenquerschnitte angepasst werden kann, wie dies etwa beim Biegen von Armierungseisen gemäss SIA-Normen notwendig ist. Die rasche Umstellung der Verarbeitung auf unterschiedliche Stangenquerschnitte ist jedoch ein Erfordernis für den wirtschaftlichen Einsatz derartiger Maschinen. Es stellt sich deshalb die Aufgabe, eine Biegemaschine der eingangs genannten Art zu schaffen, welche eine rasche Anpassung der einzelnen Elemente und des Betriebsablaufs an das jeweils zu verarbeitende Material erlauben. Dies wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass der Zentraldorn und die Abschervorrichtung zusammen eine auswechselbare. Einheit zur Anpassung an wechselnde Drahdurchmesser bzw. Krümmungsradien bilden.

[0003] Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind zur Einstellung der radialen Lage des Biegedorns über den Biegeteller in unterschiedlichen Abständen mehrere Oeffnungen zur Aufnahme des Biegedorns verteilt. Eine Deckplatte mit einer radialen Ausnehmung für den Biegedorn weist vorzugsweise ein Lagebestimmungselement auf, welches die Bestimmung der Winkellage des Biegedorns erlaubt. Mit zwei Sensoren, welche auf das Lagebestimmungselement ansprechen, kann in dieser Weise bei jeder radialen Position des Biegedorns auf beiden Seiten der Drahtzufuhrvorrichtung je eine Ausgangswinkellage festgelegt werden. Bei einer solchermassen ausgebildeten Biegemaschine ist ein Verfahren zu deren Betrieb dadurch gekennzeichnet, dass der Biegedorn nach Ausführung einer Biegung in eingezogener Stellung und unter gleichzeitigem Drahtvorschub in einer seiner zwei Ausgangswinkellagen zurückbewegt wird.

[0004] Damit lässt sich erreichen, dass der Betriebsablauf unabhängig vom verarbeiteten Stangenquerschnitt jeweils automatisch von den richtigen Ausgangslagen erfolgt. Die Anpassung der Maschinenelemente an das zu verarbeitende Material verlangt damit keine Neujustierung.

[0005] Nachfolgend wird nun ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung detailliert erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt, teilweise schematisch dargestellt, im wesentlichen entlang einer Ebene gebildet durch Drahzufuhrrichtung und Drehachse des Biegetellers;

Fig. 2 eine Ansicht, teilweise geschnitten, auf die Linie II-II in Fig. l;

Fig. 3 einen Schnitt, teilweise schamtisch dargestellt, auf die Linie III-III in Fig. 1;

Fig. 4 eine schematische Ansicht auf den Biegeteller mit Richt- und Messanordnung, und

Fig. 5 a bis x die einzelnen Phasen einer beispielhaft dargestellten Biegefolge.

[0006] Fig. 1 zeigt in Verbindung mit Fig. 2 den grundsätzlichen Aufbau der Drahtbiegemaschine. Durch einen feststehenden, mit dem Maschinengehäuse verbundenen Drahtzufuhrkanal 5 gelangt der gerichtete Draht zur Biege-und Abscherstelle 1. Diese weist einen Zentraldorn 2 auf, der beidseitig der Drahtzufuhrrichtung je eine Formgebungsbacke bildet, welche den Krümmungsradius für jede Biegung bestimmen. Ein Biegedorn 3 ist mittels eines angetriebenen Biegetellers 4 bezüglich der Drahtzufuhrrichtung um je 180⁰ im Uhrzeiger- sowie im Gegenuhrzeigersinn drehbar. Der Biegedorn 3 durchdringt den Biegeteller 4 und ist in einer dahinterliegenden Befestigungsscheibe 6 eingeschraubt. Diese ist in Führungsgliedern 7 (Fig. 3) bezüglich des Biegetellers 4 axial verschiebbar, wie in Fig. 1 strichliert dargestellt ist, wodurch der Biegedorn 3 aus seiner Arbeitsstellung zurückziehbar ist. Die axiale Verschiebung der Befestigungsscheibe 6 erfolgt über ein nicht dargestelltes öl-hydraulisch getriebenes Hebelsystem. Das für die Biegung nötige Drehmoment wird vom Biegeteller 4 auf den Biegedorn 3 ausgeübt. Der Biegeteller 4 weist dazu einen hohlzylindrischen rückwärtigen Ansatz auf, auf welchem zwischen Lagern 8 ein Antriebszahnrad 9 sitzt, das über eine kinematische Kette, die im einzelnen nicht gezeigt ist, angetrieben wird. Auf diese Weise kann der Biegedorn unabhängig voneinander eine Kreisbewegung sowie eine Ein- bzw. Ausfahrbewegung vornehmen. Dies wird weiter hinten im Zusammenhang mit Fig. 5 noch im Detail erläutert.

[0007] Innerhalb des Zentraldorns 2 ist eine Abscher-und Auswurfvorrichtung 10 angeordnet, welche ein in Achsrichtung mit bestimmtem Hub bewegbares Scherwerkzeug 12 aufweist, das über eine Betätigungsstange 13 durch einen hydraulischen Zylinder 11 (Fig. 1) angetrieben wird. Das Scherwerkzeug 12, welches eine verstärkte ebene Scherfläche aufweist, wirkt mit einer Hülse 14 im Zentraldorn 2 zusammen, welche einerseits als Drahtführung und andererseits als Gegenmesser ausgebildet ist. Wie sich im Zusammenhang mit Fig. 5 ergeben wird, weist die zentrale Anordnung der Abschervorrichtung 10 den Vorteil auf, dass zur Ausbildung des Endabschnittes eines fertig gebogenen Drahbügels kein Rückzug des Drahtes bei kurzen Endabschnitten nötig ist, wie dies bei bekannten Biegemaschinen der Fall ist, welche eine vor der Biegestelle angeordnete Abscher-vorrichtung aufweisen. Andererseits stand bisher eine zentrale Anordnung der Abschervorrichtung einer Anpassung der Biegemaschine an die jeweiligen Bedürfnisse entgegen.

[0008] Die Biegeradien, welche vor allem durch die Form der genannten Formgebungsbacken des Zentraldorns 2 bestimmt sind, sollen nämlich in Abhängigkeit des Draht- bzw. Stangendurchmessers eingestellt werden können (siehe dazu die entsprechenden SIA-Normen). Die genannte Anpassung der Biegemaschine setzt deshalb unter anderem eine leichte Auswechselbarkeit des Zentraldorns 2 voraus, innerhalb dessen, wie erläutert, die Abschervorrichtung 10 angeordnet ist. Hierzu ist der Zentraldorn rückseitig mit einer Hohlwelle 15 versehen, wie den Fig. 2 und 3 zu entnehmen ist. Die Hohlwelle 15 weist am hinteren Ende ein Gewinde 16 auf, in welches ein entsprechendes Gegengewinde eines Halterohrs 17 eingreift. Das Halterohr 17, welches drehbar in Lagern 18 gehalten ist, weist ein Schneckenrad 19 auf, das über eine Schnecke 20 durch den Motor 21 antreibbar ist (Fig. l). Bei einer anderen Ausführungsart ist eine Handkurbel vorgesehen, mittels welcher die Schnecke 20 von Hand gedreht werden kann. Soll der Zentraldorn ausgewechselt werden, so wird der Motor 21 in Betrieb gesetzt bzw. an der Handkurbel gedreht, wodurch das Halterohr 17 in Drehung versetzt wird. Da der Zentraldorn und damit die Hohlwelle 15 durch den Drahtzufuhrkanal 5 gegen Drehung gesichert, jedoch axial verschiebbar ist, löst sich die Schraubverbindung zwischen Halterohr 17 und Hohlwelle 15 und der Zentraldorn 2 verschiebt sich nach aussen. Das Scherwerkzeug 12 ist nun derart mit seiner Betätigungsstange 13 verbunden (Fig. 3), dass es sich dabei ebenfalls löst und zusammen mit dem Zentraldorn von der Vorderseite her entfernbar ist. Dazu wird das Scherwerkzeug 12 mittels einer Feder 22 nach hinten belastet. Seine Verbindung mit der Betätigungsstange 13 wird durch radial verschiebbare Bolzen 23 sichergestellt, welche beim Vorschieben der Hohlwelle 15 durch die Federkraft in darin angeordnete radiale Ausnehmungen 24 gedrückt werden und damit die Verbindung freigeben. Ein Sicherungsring 25 gewährleistet, dass das Schwerwerkzeug 12 nach vollständigem Lösen der Schraubverbindung zusammen mit dem Zentraldorn 2 herausgezogen werden kann. Das Einsetzen eines anderen Zentraldorns 2 zusammen mit. einem Scherwerkzeug 12 geschieht auf entsprechende Weise, wobei der Motor 21 mit umgekehrter Drehrichtung betrieben wird.

[0009] Zentraldorn 2 und Scherwerkzeug 12 bilden auch insofern eine Einheit, als sie zusammen die Formgebungsbacken bilden, wie insbesondere aus Fig. 2 ersichtlich ist. Das Scherwerkzeug 12 weist am Scherkopf Führungsvorsprünge 26 auf, die Teil der Formgebungsbacken bilden und an deren Krümmungsradius angepasst sind.

[0010] An diesen Krümmungsradius bzw. an den Stangendurchmesser, muss auch die radiale Lage des _Biegedorns 3 angepasst werden. Je grösser der Biegeradius gewählt wird, desto weiter aussen ist der Biegedorn anzuordnen. Es ist nun von Bedeutung, dass auch die Lage des Biegedorns 3 rasch an die jeweiligen Verhältnisse angepasst werden kann. Hierzu sind in der Befestigungsscheibe 6 mehrere, auf unterschiedlichen Radien (vgl. Fig. 2) angeordnete Gewindelöcher 27 und entsprechende Durchtritte 28 im Biegeteller.:4 vorgesehen (Fig. 3). Diese sind bis auf eines von einer Deckplatte 29 verdeckt. Die Deckplatte weist einen radial verlaufenden Schlitz 30 auf, in welchem der Biegedorn 3 in allen seinen radialen Lagen aufgenommen werden kann. Die Deckplatte 29 ist im übrigen bezüglich des Biegetellers 4 frei verdrehbar. Im Bereich des radialen Schlitzes 30 weist sie als Lagebestimmungselement 31 eine Metallplatte zur Beeinflussung von Näherungsschaltern 32, 33 auf. Zwei solcher Nähgerungsschalter 32 sind insbesondere zur Festlegung zweier Ausgangswinkellagen für den Biegedorn 3 in der Drahtzufuhrrichtung hinter dem Zentraldorn und je seitlich dieser Zufuhrrichtung angeordnet, während sich zwei weitere Schalter 33 als Sicherung beidseitig dem Drahtzufuhrkanal befinden. Die Aenderung der radialen Lage des Biegedorns 3 erfolgt nun dadurch, dass nach Entfernung des: Biegedorns 3 die Deckplatte 29 auf das geeignete Gewindeloch 27 in der Befesitungsplattte ausgerichtet und der Biegedorn an der entsprechenden Stelle wieder eingeschraubt wird. Dabei wird jedoch das Lagebestimmungselement 31 in jedem Fall auf die neue Lage des Biegedorns 3 ausgerichtet, womit dieser mittels der Näherungsschalter 32 automatisch wieder in die richtigen Ausgangspositionen bringbar ist, so dass keine Neujustierung der Einrichtung nötig ist.

[0011] Der Betrieb der erläuterten Vorrichtung wird nun anhand der Fig. 4 und 5 näher erläutert. Wie aus Fig. 4 ersichtlich ist, befindet sich vor der Biege- und Abscherstelle 1 zunächst eine aus mehreren Rollen bestehende Richt- und Transportvorrichtung 34, welche nur schematisch gezeigt ist. Diese Vorrichtung richtet das von einer Rolle abgezogene Drahtmaterial gerade und besorgt dessen gesteuerten Vorschub. Die Richt- und Transportvorrichtung wird von einer Längenmessrollenanordnung 35 gefolgt. Diese bestimmt den exakten Betrag des Vorschubs für die Steuereinrichtung der Maschine. Die Schenkel und Abschnittlängen der herzustellenden Drahbügel werden allein durch das Mass des Vorschubs bestimmt, wie sich nun aus den einzelnen in Fig. 5a bis 5x dargestellten Phasen eines typischen Betriebsablaufs zur Bildung eines S-förmigen Bügels ergibt. Gemäss Fig. 5a erfolgt zunächst ein Drahtvorschub (in Pfeilrichtung). Das Mass des Vorschubs muss den Abstand zwischen dem Zentraldorn 2 und dem Biegedorn 3 übersteigen. Letzterer befindet sich beispielsweise auf der oberen seiner beiden erwähnten Ausgangslagen und ist für eine Biegung im Uhrzeigersinn bereit. Diese erfolgt gemäss Fig. 5b in einem Winkel um 90°. Danach (Fig. 5c) wird der Biegedorn um einen kleinen Winkel zurückgedreht, um so den Draht freizugeben, der eine Rückfederkraft auf den Biegedorn ausübt, so dass sich dieser reibungsfrei aus einer aktiven Lage zurückziehen kann (Fig. 5d). Danach erfolgt gemäss Fig. 5e zugleich der Drahtverschub und die Rückführung des eingezogenen Biegedorns in seine obere Ausgangslage. Mit dieser simultanen Vorschub- und Rückführungsbewegung, welche nur bei eingezogenem Biegedorn erfolgen soll, ist es möglich, die Bearbeitungszeit etwas zu reduzieren. In seiner oberen Ausgangslage wird der Biegedorn 3 wieder in seine aktive Lage eingerückt (Fig. 5f) und ist damit zur nächsten Biegung (Fig. 5g) im Uhrzeigersinn bereit. Nach Ausführung dieser Biegung erfolgt wiederum die Freigabe des Drahtes (Fig. 5h) und das Zurückziehen des Biegedorns (Fig. 5i). Da nun eine Biegung in der entgegengesetzten Richtung erfolgen soll, wird der Biegedorn während des nächsten Drahtvorschubs auf seine untere Ausgangslage zurückgedreht (Fig. 5k), wonach seine Einrückung in die aktive Lage mit anschliessender Biegung des Drahtes um 90⁰ im Gegenuhrzeigersinn erfolgt, wie in den Fig.5 1 und 5 m gezeigt. Nach diesem Biegevorgang wiederholt sich die Sequenz: Freigabe des Drahtes, Zurückziehen und Rückstellung in eine (die untere ) der Ausgangslagen bei gleichzeitigem Drahtvorschub (Fig. 5 n'bis p). Die folgenden Schritte zur Vornahme einer weiteren Biegung im Gegenuhrzeigersinn laufen ebenfalls in der bereits erläuterten Weise ab, nämlich: Einrücken des Biegedorns, Biegung um 90°, Freigabe des Drahtes (Fig. 5 q bis s)). Danach erfolgt ein weiteres Einrücken des Biegedorns (Fig. 5 t) zum nachfolgenden Drahtvorschub unter Rückführung des Biegedorns in seine (obere) Ausgangslage (Fig. 5 u).

[0012] Anschliessend erfolgt nach Abschluss des gewünschten Vorschubs, welcher, wie erwähnt, von dem Längenmessrollen 35 gesteuert wird, die Betätigung der Abscher-und Auswurfvorrichtung 10 (Fig. 5 v). Mit dem Einziehen des Scherkopfes (Fig. 5w) und dem Einrücken des Biegedorns (Fig. 5 x) wird die Sequenz beendet.

[0013] Wie sich aus dieser Beschreibung ergibt, erfolgt vorzugsweise nach jedem Biegevorgang zunächst die Drahtfreigabe (Fig. 5 c, h,n etc.), wonach der eingezone Biegedorn unter gleichzeitigem Drahtvorschub in eine seiner beiden Ausgangswinkellagen zurückkehrt, je nachdem, welche Biegerichtung nachfolgend auszuführen ist. Wesentlich ist dabei, dass diese Ausgangslagen auch nach dem Auswechseln des Zentraldorns 2 bzw. der Abschervorrichtung 10 sowie beim Versetzen des Biegedorns 3 unverändert beibehalten werden, ohne dass eine Neujustierung notwendig ist.

[0014] Die Sequenz kann dabei jedoch in der Weise vereinfacht werden, dass der Schritt 5 c (und entsprechende) wegfällt, d.h. Lösen und Zurückziehen simultan erfolgen. Ebenso kann der Schritt 5 e auf zwei Einzelschritte, nämlich zuerst Drahtvorschub und danach Drehen des Biegetellers, aufgeteilt werden.

[0015] Die beschriebene Anordnung erlaubt es, die Biegemaschine innert kürzester Zeit an das zu verarbeitende Draht- bzw. Stangenmaterial anzupassen. Damit kann die Bearbeitungseffizienz wesentlich erhöht werden.

Ansprüche

1. Drahtbiegemaschine mit einem die Biegeachsen und den Krümmungsradius bestimmenden Zentraldorn (2), einer innerhalb des Zentraldorns angeordneten Abschervorrichtung (10) sowie einem ein- und ausfahrbaren Biegedorn (3), der mittels eines Biegetellers (4) auf einer Kreisbahn um den Zentraldorn bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Zentraldorn (2) und die Abscher- vorrichtung zusammen eine auswechselbare Einheit zur Anpassung an wechselnde Drahtdurchmesser bzw. Krümmungsradien bilden.

2. Drahtbiegemaschine nach Anspruch 1, wobei die radiale Lage des Biegedorns (3) auf dem Biegeteller (4) einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass über den Biegeteller (4) verteilt in unterschiedlichen radialen Abständen mehrere Oeffnungen (28) zur Aufnahme des Biegedorns und in einer axial dazu verschiebbaren Befestigungsscheibe (6) entsprechende Befestigungsstellen (27) für den Biegedorn vorgesehen sind.

3. Drahtbiegemaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Biegeteller (4) eine Deckplatte (29) mit einer radialen Ausnehmung (30) für den Biegedorn (3) angeordnet ist, wobei die Deckplatte ein Lagebestimmungselement (31) aufweist, auf welches mindestens ein feststehender Sensor (32) zur Bestimmung der Winkellage des Biegedorns (3) ansprechbar ist.

4. Drahtbiegemaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei ortsfeste Sensoren (32) zur Festlegung je einer Ausgangswinkellage des Biegedorns (3) vorgesehen sind, welche sich in Drahtzufuhrrichtung hinter dem Zentraldorn (2) je seitlich der Zufuhrrichtung befinden.

5. Drahtbiegemaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zentraldorn (2) rückseitig eine Hohlwelle (15) aufweist, die mittels eines Schraubgewindes (16) auf einem drehbar gelagerten, koaxialen Halterohr (17) befestigt ist, wobei das Halterohr zum Lösen und Befestigen des Zentraldorns um seine Achse rotierbar ist, derart, dass der Zentraldorn von der Vorderseite her austauschbar ist.

6. Drahtbiegemaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Zentraldorn (2) von einem feststehenden Drahtzufuhrkanal (5) drehfest, jedoch axial verschiebbar, gehalten ist.

7. Drahtbiegemaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschervorrichtung (10) ein innerhalb der Hohlwelle (15) verlaufendes, axial bewegbares Scherwerkzeug (12) aufweist, dessen mit dem Zentraldorn zusammenwirkender Scherkopf derart mit einer Betätigungsstange (13) verbunden ist, dass er sich beim Lösen des Zentraldorns (2) selbsttätig von dieser löst.

8. Drahtbiegemaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Scherkopf als ebenes Schermesser mit seitlichen Führungsvorsprüngen (26) ausgebildet ist und mit einer als Gegenmesser ausgestalteten Hülse (14) im Zentraldorn (2) zusammenwirkt,.wobei die Führungsvorsprünge (26) zusammen mit dem Zentraldorn zwei Formgebungsbacken bilden, von denen jeder eine Biegeachse für je eine Biegerichtung festlegt.

9. Verfahren zum Betrieb der Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Biegedorn (3) nach Ausführung einer Biegung in eingezogener Stellung und unter gleichzeitigem Drahtverschub in eine seiner zwei Ausgangswinkellagen zurückbewegt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Bemessung der Schenkellängen des zu bildenden Drahtbügels und insbesondere die Bildung des Endabschnittes ausschliesslich durch entsprechenden Drahtverschub erfolgt.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Biegedorn zur Bereitstellung für den jeweils folgenden Biegevorgang während des Drahtverschubs auf diejenige Ausgangswinkellage geführt wird, welche als Ausgangslage für den nächsten Biegevorgang geeignet ist.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Biegedorn nach Ausführung einer Biegung und vor dem Einziehen jeweils um einen derart bemessenen Winkel zurückgedreht wird, dass er sich vom gebogenen Drahtstück löst.

Zeichnung