Maschine zum kontinuierlichen Abscheren und Kaltstauchen von Drahtmaterial

Abstract

 Die Maschine umfasst eine Einrichtung (1') für das Zuführen des Werkstoffs (5), eine schwenkbare Abschervorrichtung (2), einen Schlitten (1) zum Stauchen des abgescherten Teils und ein mit Matrizen bestücktes Futter (31). Diese Bauteile sind in dem Maschinengestell (11) entlang den Seiten eines U verteilt, angeordnet. Diese Bauteile sind über an sich bekannte Mittel gemeinsam von einem Motor (4) antreibbar. Die Zuführung des Werkstoffs (5) in Richtung des Futters (31) erfolgt mit aussetzender Bewegung und ausserdem synchron zu den Bewegungen der erwähnten Bauteile der Maschine.
Durch die gewählte Anordnung, die aussetzende Zuführung des Werkstoffs und die Schwenkbarkeit des Messers wird die Produktion von fertigen Teilen sehr erhöht.

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Maschine zum kontinuierlichen Abscheren und Kaltstauchen des abgescherten Teils, insbesondere ausgehend von Drahtmaterial.

[0002] Bekannte Maschinen für die spanlose Formung der Metalle, insbesondere für das gleichzeitige Abscheren des ganzen Werkstoffquerschnitts und das Stauchen, im kalten Zustand, des abgescherten Teils bestehen allgemein aus einer grossen Anzahl von Bauteilen, deren Herstellung und die Wartung im Betrieb äusserst kostenaufwendig sind.

[0003] Bei einer weiteren Maschine dieser Art ist ausserdem die Bewegung der zahlreichen, unter sich synchron arbeitenden Bauteile derart gewählt, dass aufeinanderfolgend auftretende Schwerpunktverschiebungen oder Massenwirkungen in Umkehrlagen, die als Schwingungserreger auf alle anschliessenden-Bauteile der Maschine wirken, nachteilige Rahmenschwingungen bei hohem Verschleiss und geringer Produktion, bewirken.

[0004] Eine Vorrichtung dieser Gattung ist in der CH-PS 461'230 beschrieben.

[0005] Das Ausgangsmaterial wird in Form von Stangen durch einen Satz von gegenüberliegenden Vorschubrollen bei gleichbleibender Umfangsgeschwindigkeit derselben zugeführt. Die freie länge des Werkstoffs, ausgehend vom Stangenkopf bis zum Messer ist nicht besonders kurz vorgesehen und das Material dabei nicht geführt. Infolgendessen können nur Werkstoffe von grösserem Durchmesser mit Vorteil verwendet werden.

[0006] In der US-PS 1'733'263 ist eine Maschine für das Erwärmen und das Schneiden von Artikeln aus Metall beschrieben. Dabei wird das Drahtmaterial mit aussetzender Bewegung, ausgehend von einer Abwickelvorrichtung an die Trennvorrichtung zugeführt. Die Zuführungsrollen sind übereinander angeordnet und erfahren jeweils mittels komplexen Einrichtungen eine ruckartige Drehbewegnung. Für den Antrieb des in Abstand der Zuführungsrollen angeordneten Futters ist dabei lediglich eine eingängige Schnecke vorgesehen. Die Produktion bei einer solchen Maschine, mit erheblicher Anzahl von rotierenden und sonst zu bewegenden Massen gewährleistet eine relativ geringe Produktion von Teilen bei erst noch kostenaufwendigem Unterhalt.

[0007] Die US-PS 3'030'642 zeigt eine Vorrichtung bei der das Drahtmaterial über Förderrollen intermittierend bewegt wird.

[0008] Letztere, gegenüberliegende Rollen besitzen jeweils einen vorspringenden Sektor mit dem zu bewegenden Material entsprechenden Einschnitt während der übrige Umfangsbereich von der Mitnahme des Materials ausgeschlossen ist. Dabei ist es höchst nachteilg, dass bei jedem Uebergang von einem Materialquerschnitt zu einem anderen die Herstellung eines speziellen Rollenpaars erforderlicht ist.

[0009] Bei der Kaltstauchmaschine nach der GB-PS 2'017'553 erweist sich als höchst nachteilig, dass die Abschervorrichtung über komplexe nocken- und federbeaufschlagte, das Trennmesser tragende Winkelhebel ausgerüstet ist.

[0010] Die DE-PS 2'211'261 zeigt eine Vorrichtung zum Abscheren von Drahtabschnitten in Bolzen-, Kugel- oder Rollenpressen. Hierzu laufen die Laufrollen der Scherhebel auf zwei getrennten kurvenscheiben wobei die Laufrollen auf einem Kreisbogen liegen der ausserhalb der die Nocken tragenden, rotierenden Welle liegt. Das Abscheren des Drahtes erfolgt über eine sehr aufwendige Anordnung von Druckstangen und Federsystemen, wobei das Drahtende von einer auf dem Scherhebel angeordneten Schervorrichtung getrennt wird, welcher Trennvorgang nicht erst nach erfolgtem Einführen des Materials in die Matrize erfolgt.

[0011] Gemeinsam haben die bekannten Maschinen den Nachteil, dass die dabei allgemein gewählten Prinzipien nicht dazu beigetragen haben, den Ausstoss und die Qualität von fertigen Teilen jeweils sprunghaft zu vergrössern.

[0012] Aufgabe der Erfindung ist es, eine Maschine für das kontinuierliche Abscheren und Kaltstauchen von Teilen dahin auszubilden, dass die zu transportierende Drahtlänge durch Verdrehung der Transportscheiben eingestellt werden kann, wobei die Voreinstellung durch die gegenseitige Verdrehung der radial verzahnten Stirnflächen der Transportscheiben, bzw. der zugehörigen Nabe erfolgt, und dass die Transportscheiben zwangweise angetrieben werden.

[0013] Schlussendlich ist es Aufgabe der Erfindung, das Stauchen von leichten Bolzen und Nieten,ausgehend von Drahtwerkstoff zu erzielen.

[0014] Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 schematisch eine Anordnung der die Maschine kennzeichnenden Bauteile in Draufsicht;

Fig. 2 eine schematische Seitenansicht des in der Fig. 1 mit 1 angedeuteten Schlagschlittens;

Fig. 3 die Lagerung der Führung des zu schneidenden und zu stauchenden Werkstoffs in der Maschine;

Fig. 4 schematisch den Antrieb und die Lagerung einer Anordnung von angetriebenen Scheiben für das Zubringen des Werkstoffes an die Trenneinheit, entsprechend der Einzelheit l' in Fig. l;

Fig. 5 in grösserem Massstab die teilweise Seitenansicht der Mitnehmerscheiben nach Fig. 4;

Fig. 6 einen nur auf den äusseren Umfangsbereich der Scheiben beschränkten Achsialschnitt längs der Linie VI-VI in Fig. 5, wobei der dargestellte Querschnitt der Rille etwa dem Querschnitt des zu bewegenden Werkstoffs entspricht;

Fig. 7 einen teilweisen Schnitt ähnlich der Fig. 6, jedoch entlang der Linie VII-VII in Fig. 5, mit grösserem Querschnitt der Rille;

Fig. 8 in grösserem Massstab einen Schnitt ähnlich der

Fig. 6, mit dem Grund der Rille im Umfang eingearbeiteter Nute;

Fig. 9 eine der Fig. 7 analoge Darstellung mit einer modifizierten Ausführungsform der Rille;

Fig. 10 eine schematische, zum Teil angebrochene Draufsicht auf die Mitnehmerscheiben gemäss den Figuren 4 und 5;

Fig. 11 eine schematische Ansicht der in Fig. 1 mit 2 angedeuteten Abschereinrichtung, in Richtung der Zuführung des Werkstoffs;

Fig. 12 eine schematische, teilweise geschnittene Darstellung der in Fig. 1 mit 2' angedeuteten Lagerung eines Nockenpaars für die schwenkbare Bewegung, in einer vertikalen Ebene, der in Fig. 1 mit 2 angedeuteten Abschervorrichtung.

[0015] Gemäss der Darstellung in Fig. 1 sind eine Zuführvorrichtung 1' für den Werkstoff, eine Abschervorrichtung 2, ein Schlagschlitten 1, und ein mit Spannzangen bestücktes, mit aussetzender Drehbewegung bewegtes Futter 31 entlang der Seiten eines U, in einer etwa horizontalen Ebene, in einem Mschinengestell angeordnet und gemeinsam von nur einem Motor 4 antreibbar.

[0016] Der in Pfeilrichtung a (Fig. 1) in die Maschine zugeführte Werkstoff 5, insbesondere in Form von Draht mit rundem Querschnitt, aus Metall, wird zunächst durch wenigstens ein in einer Ebene übereinander angeordnetes, in Gegenrichtung drehendes Scheibenpaar 6, für die Mitnahme des Drahtes, bewegt. Auf dem Umfang der Scheiben 6 ist jeweils eine Rille 7 mit halbkreisförmigem Querschnitt eingearbeitet, so dass der bei kleinem Kopfspiel k der Scheiben gebildete Querschnitt der beiden halben Rillen 7 etwa dem des zu bearbeitenden runden, ggf. irgend einem polygonalen Querschnitt des Werkstoffs, entspricht.

[0017] Die Scheiben 6 sind in einem vorderen, gegen den Schlagschlitten l hingerichteten Endbereich über eine auf einer Welle 8 festmontierten Nabe 6' lösbar befestigt, und sind mittels Zahnräder 9, 10 in entgegengesetztem Drehsinn antreibbar.

[0018] Wie aus dem Figuren 5 und 10 hervorgeht, ist zur Kraftübertragung, zwischen der Scheibe 6 und der zugehörigen Nabe 6', entlang dem Umfang oder eines Teils des Umfangs der anliegenden Stirnflächen eine radialgerichtete Verzahnung 6" eingearbeitet, so dass die zueinander gehörenden Scheibe und Nabe, bzw. die Scheiben unter sich, bei zusätzlicher Verwendung von nicht näher dargestellten Schrauben, winkelverschiebbar sind.

[0019] Die Antriebswellen 8 sind ausserdem in dem den Scheiben 6 gegenüberliegenden Endbereich, mit Bezug auf das Maschinengestell 11, in Pendellager 12 spreizbar gelagert, so dass die Scheiben gegenseitig leicht abgehoben oder, für das Mitnehmen des Werkstoffs, bis zum Anliegen der Kopfteile der Scheiben gebracht werden können. Hierzu sind die in Nähe der Scheiben 6 gelegenen Lagerstellen 13 der Wellen 8 vertikal verschiebbar ausgeführt und durch eine dazwischengelegte vorgespannte Druckfeder 14 in entgegengesetzter Richtung beaufschlagt. Zur Ausübung einer der Druckfeder 14 entgegenwirkenden Kraft, bzw. einer Annäherungsbewegung der Scheiben 6, zur Erzielung eines leichten Einklemmens und dabei einer sicheren Mitnahme des Werkstoffs, übt ein z.B. hydraulisch oder pneumatisch beaufschlagter Stössel 15 auf mindestens die obere Lagerstelle 13 einen Druck aus.

[0020] Erfindungsgemäss erfolgt die Zuführung des Werkstoffs 5 bis in die Matrize nicht mit gleichförmiger, sondern mit aussetzender Bewegung. Der zwangsweise erfolgende Vorschub des Werkstoffs, bzw. des Drahtes 5 tangential zu den Scheiben 6 erstreckt sich jeweils nur entlang einem Teil des Umfangs der Scheiben d.h. längs einem Bogen A-B eines Sektors mit Zentriwinkel von max. α= 90° oder max. Bogen von 0, 5 π, wobei dann, entlang einem drauffolgenden Bogen B-C von minβ = 90 , oder min. 0,5 π eine jegliche Mitnahme durch die Scheiben aussetzt. Auch ist vorgesehen, dass der Klemmweg denselben Teil von 360⁰ einnimmt wie der Stillstand.

[0021] Mit Vorteil ist jedoch der jeweilige Klemmweg A-B, C-B, in einer Drehbewegung der Scheiben, geringer d.h. auf den in Fig. 10 gezeigten Bogen D-E, bzw. D'-E' beschränkt, wobei der entsprechende Zentriwinkel von 90° d.h. 0,5 π bis auf Null Grad variierbar ist.

[0022] Die gewünschte , zu transportierende Länge des für das jeweils herzustellende, gestauchte Teil erforderlichen Werkstoffs ist hiermit durch die bereits erwähnte, aufgrund der vorgesehenen Verzahnung 6" geboten Möglichkeit der gegenseitigen Verdrehung der Scheiben, bzw. des den Draht mitnehmenden Bogens, voreinstellbar.

[0023] Diese aussetzende Mitnahme ist zeitlich übereinstimmend mit den Bewegungen der Abschervorrichtung 2, des Schlagschlittens 1, der Spannzangen-oder Matrizen (30) und des die Matrizen aufnehmenden Futters (31). Zur Erzielung der vorerwähnten, aussetzenden Zuführbewegung des Werkstoffes ist die bereits erwähnte mit Vorteil in Form eines Halbkreises oder eines kleiförmigen Einschnittes 7" geformte Rille 7 entlang dem Bogen B-C der Scheiben, mit gegenüber dem Durchmesser des Werkstoffs, grösserem Querschnitt 7' ausgeführt (Fig. 7, 10), so dass jegliche Mitnahme des Werkstoffs durch die Scheiben unterbleibt.

[0024] Mit Vorteil kann im Grund der Rille 7 eine kreisringförmige, enge Nut 16 eingearbeitet werden, die schmäler ist als der Durchmesser der Rille, wobei die Rille 7 zum zwangsweisen Mitnehmen des Werkstoffs 5 elastisch erweiterbar ist.

[0025] Die aussetzende Bewegung des Werkstoffs auf seinem Weg zu der Abschervorrichtung 2, welche Bewegung mit Bezug auf die darauffolgenden Arbeitsgänge synchron verläuft, verhindert ein jegliches Ausknicken des Werkstoffs, d.h. des Drahtes im Verlaufe des Aufnehmens des vorgegebenen Teilbereichs in die Matrize und beim Abscheren.

[0026] Zur Unterstützung dieses erzielten Vorteils ist unmittelbar nach seinem Austritt aus den Scheiben 6 (Fig. 3) ein Rohr 17 als Führung für den Werkstoff vorgesehen. Dabei ist ein erster Endbereich 18 des Rohrs 17, wie unten erwähnt, nahe beim Austritt des Drahtes aus den Scheiben 6 und der zweite Endbereich 19 seitlich in der in einer vertikalen Ebene schwenkbaren Abschervorrichtung 2 bzw. des Messers 24' jeweils gelenkig gelagert.

[0027] Zudem ist das Rohr 17 entlang dem ersten Endbereich 18 mit Hilfe einer vorgespannten Druckfeder 20 beaufschlagt, die sich einerseits gegen den stationären Rahmen 21, der die Scheiben 6 einschliesst, und anderseits gegen einen auf dem Rohr 17 verschiebbar gelagerten Stellring 22, abstützt.

[0028] Damit ist der Werkstoff in der Maschine absolut geradlinig und schwingungsfrei zugeführt. Zumal die Scheiben 6 sehr nahe bei der Abschervorrichtung vorgesehen sind, resultiert die Länge des mit aussetzender Bewegung geförderten Werkstoffs sehr kurz.

[0029] Zusammenfassend kann gesagt werden dass, wenn auch der Werkstoff von einer ausserhalb der Maschine angeordneten (nicht gezeigten) Rolle kontinuierlich abgewickelt wird, die erforderlichen Werkstücke, wie z.B. Bolzen und Niete, in Wirklichkeit ausgehend von einem präzis ausgerichteten Stäbchen von beschränkter Länge erhalten sind.

[0030] Die Abschereinheit 2 (Fig. 11, 12) umfasst einen Körper 23, mit einem etwa horizontal abstehenden Support 24 zur Befestigung eines Messers, und zwei gespreizte, nach unten ragende Arme 25, an deren äusseren Bereich jeweils eine Rolle 26 frei drehbar befestigt ist. Der Körper 23 ist um eine horizontal angeordnete Welle 27 frei schwenkbar und längsverschiebbar gelagert, wobei die Achse der Welle sich parallel zu einer vertikalen, die Achse des Werkstoffs 5 enthaltenden Ebene erstreckt.

[0031] Im Abstand zu der Welle 27 ist, unterhalb, eine vom Motor 4, durch Zwischenlagerung von an sich bekannten Kraftübertragungselementen unmittelbar angetriebene Welle 28 angeordnet, welche mit Bezug auf das Maschinengestell 11 drehbar gelagert ist. Auf der Welle 28 sind 2 Nockenscheiben 29 fest aufgebracht, wobei die jeweiligen Krümmungsmittelpunkte der Nockenfläcken derart vorgesehen sind, dass die vorerwähnten Rollen 26 auf den Nockenflächen zwangsweisen geführt, bzw. auf diesen im wesentlichen spielfrei abrollen, und damit dem Messer die erforderliche Schwenkbewegung für das Abscheren des ganzen Werkstoffquerschnitts erteilen.

[0032] Dabei liegen die Achsen der Rollen 26 auf einem Kreisbogen 26', dessen Mittelpunkt die Achse der Welle 27 darstellt.

[0033] Das abgescherte, bereits von der zugehörigen Matrize 30 aufgenommene Teilstück, wobei eine Mehrzahl Matrizen in einem mit aussetzender Bewegung drehbaren Futter 31 angeordnet sind, erfährt anschliessend die erforderliche Kalt verformung durch Stauchen. Dabei erfolgt die aussetzende Bewegung des Futters 31 in Uebereinstimmung mit sämtlichen, andern Bauteilen 1, 1', 2, 2' und dies mit Hilfe einer mehrgängigen Schnecke 31'.

[0034] Für die Kaltverformung dient der bereits angedeutete Stauch schlitten 1, welcher parallel zu den angeführten Werkstoff hin und herverschiebbar ist. Diese Verschiebung erfolgt durch einen exzentrisch angeordneten, unmittelbar vom Moton bewegten Zapfen 32 und Kurbel 33, dessen Kopfstück 34 in einer durch einen Passteil 35 spielfrei einstellbaren Pfanne 36 schwenkbar gelagert ist. Auf der dem Futter zugewandten Stirnseite des Schlagschlittens 1 sind in einem Halter 37 die in den Zeichnungen nicht näher gezeigten Stempel zum Anstauchen und zum Stauchen angebracht.

[0035] Schlussendlich erfolgt in an sich bekannter Weise das Ausstossen des fertigen Teils an der Matrize.

Ansprüche

1. Maschine zum kontinuierlichen Abscheren und Kaltstauchen, insbesondere von Drahtmaterial, mit einer Zuführeinrichtung für den Werkstoff, einer Abschervorrichtung, einem Schlagschlitten und einem mit Spannzangen bestückten, mit aussetzender Drehbewegung bewegtem Futter, wobei das Drahtmaterial parallel zu dem Schlitten von im Gegensinn sich drehenden, mit auf dem Umfang mit Rillen versehenen Scheiben aussetzend transportiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass die zu transportierende Drahtlänge durch Verdrehung der der Transportscheiben (6) eingestellt werden kann, wobei die Voreinstellung durch die gegenseitige Verdrehung der radial verzahnten Stirnflächen (6") der Transportscheiben (6), bzw. der zugehörigen Nabe (6') erfolgt, und dass die Transportscheiben (6) zwangsweise (9, 10) angetrieben werden.

2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in den Transportscheiben und auf dem Grund der Rillen (7) eine enge, kreisringförmige Nut (16) eingearbeitet ist, welche schmäler ist als der Querschnitt der Rille, so dass die Rille, zum zwangsweisen Mitnehmen des Werkstoffs (5) elastisch erweiterbar ist (Fig. 8).

3. Maschine nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Drehbewegung der Transportscheiben der Vorschub des Werkstoffs denselben Teil von 360⁰ einnimmt wie der für das Aussetzen der Bewegung des Werkstoffs (5).

4. Maschine nach dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass unmittelbar nach dem Austritt des Werkstoffs (5) aus den Scheiben (6) ein Rohr (17) als Führung des Werkstoffs (5) vorliegt, welches Rohr mit einem ersten, nahe beim Austritt des Werkstoffes aus den Scheiben (6) vorliegenden Endbereich (18) gegen einen stationären, die Scheiben (6) umschliessenden Rahmen (21) und mit dem anderen Endbereich (19) seitlich in dem in einer vertikalen Ebene schwenkbaren Messer (24¹) gelenkig gelagert ist, und dass das Rohr (17) ausserdem in achsialer Richtung durch eine vorgespannte Druckfeder (20) beaufschlagt und gegen das schwenkbare Messer (24') angedrückt wird.

5. Maschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zum absolut geradlinig und schwingungsfreien Zuführen des Werkstoffs bis in das Futter (31) die Transportscheiben (6) sehr nahe bei der Abschervorrichtung (2, 24') vorgesehen sind und dass dabei die freie Länge des mit aussetzender Bewegung zwangsweise geförderten Werkstoffs sehr kurz ist.

6. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet dass, der Schlitten durch eine Kurbelzapfen (32) und Kurbel (33) hin-und herverschiebbar ist.

7. Maschine nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Anpressdruck der Scheiben (6) bzw. der Rillen (7) gegen den zu fördernden Werkstoff (5) durch einen mit Vorteil hydraulisch oder pneumatisch beaufschlagten Stössel (15) einstellbar ist.

8. Maschine nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheiben (6) und ihre Lagerstellen (13) in einem stationären Rahmen (21) untergebracht sind, welcher Rahmen in den hin-und herbewegten Schlitten (1) hineinragt.

9. Maschine nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Achsen der Rollen (26) der Abschereinheit (2) auf einem Kreisbogen liegen dessen Mittelpunkt die Achse der Welle (27) darstellt, auf welcher die Abschereinheit schwenkbar gelagert ist, und dass demselben Kreisbogen die Achse der die Nockenscheiben tragenden Welle (28) zugehörig ist (Fig. 10).

10. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die aussetzende Bewegung des Futters durch eine mehrgängige Schnecke (31') erfolgt.

Zeichnung