Wendeeinrichtung für automatische Querförderpresse

Abstract

 Die Wendeeinrichtung weist eine am Zangenträger (3) angeformte Kulisse (13) auf, in welcher die Rolle (16) eines Schwinghebels (15) geführt ist. Die hin- und hergehende Bewegung der Kulisse (13) wird über den Schwinghebel (15) auf einen Schwenkzapfen (14) übertragen. Letzterer wendet den Abschnitt (A) im Zusammenwirken mit einem Gegenhalter (22).
Verwendung an horizontalen Querförderpressen hoher Produktionsfrequenz zur spanlosen Metallumformung ab Drahtabschnitten.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Wendeeinrichtung für eine automatische Querförderpresse zur Verarbeitung zylindrischer, ab einem Draht abgescherter Abschnitte zu Pressteilen, gemäss dem Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruchs 1.

[0002] Bei herkömmlichen mehrstufigen Umformmaschinen, die Teile direkt ab Drahtring oder Stangen umformen, wird das Ausgangsmaterial in Pressachsenrichtung neben dem Pressschlitten gegen einen Anschlag gezogen und mit einem Schermesser abgeschert. Dabei dient der Scherschlitten zugleich als Zuführung des abgescherten Rohlings vor die 1. Umformstation oder in eine Ladestation, wobei die Längsachse parallel zur Pressachse bleibt.

[0003] Gilt es nun, ein Pressteil zu formen, dessen Querausdehnung, insbesondere in eine Richtung, erheblich grösser ist als die Längsabmessungen, kann es wegen des grossen Verformungsgrades und damit grosser Presskräfte sehr schwer oder sogar unmöglich sein, derartige Teile auf solchen Mehrstufenpressen herzustellen.

[0004] Dieses Problem kann gelöst werden, indem eine Vorrichtung entwickelt wird, die es ermöglicht, den abgescherten Rohling um 90° zu drehen, und dieser dadurch seine längste Ausdehnung quer zur Pressachse hat; der Rohling liegt also quer vor der Matrize einer ersten Umformstation. Diese Vorrichtung sollte ohne allzu grossen Aufwand und je nach Bedarfsfall an die ursprünglichen Umformpressen angebaut werden können.

[0005] Das Wenden des Abschnittes kann in einer ersten Arbeitsstufe geschehen oder während des Transportes von einer Stufe zur anderen. Im ersten Fall würde das erste Zangenpaar einen bereits gewendeten Abschnitt übernehmen und vor die 1. Umformstufe (2. Arbeitsstufe) transportieren.

[0006] Eine Ausführung der 1. Art (Wenden in 1. Stufe) ist in der DE-OS 2 114 674 beschrieben.

[0007] Gemäss dieser DE-OS 2 114 674 erfolgt das Wenden des Abschnitts innerhalb der 1. Arbeitsstufe, wird aber nicht zwangsgesteuert eingeleitet. Auch haben dabei die Geometrie und der Oberflächenzustand des Abschnittes einen sehr grossen Einfluss auf das störungsfreie Funktionieren unter Produktionsbedingungen. In der Praxis hat sich diese Lösung daher nicht bewährt.

[0008] Die europäische Patentschrift 41 690 zeigt eine Wendevorrichtung, die sich aufgrund folgender Nachteile nicht durchsetzen konnte:

• Komplizierte Demontage des Amboss beim Werkzeugwechsel, da am Amboss bzw. am Ambossdeckel feste Schwenkpunkte unten und oben angeschraubt sind.
• Die Drehachse der unteren Wendezange ist Prinzipbedingt vor der Ambossvorderkante angeordnet. Daher ist sie durch das Kühlwasser extremer Verschmutzung ausgesetzt, was den Verschleiss sehr begünstigt.
• Es besteht die Gefahr einer Kollision der unteren Zange, insbesondere mit zu entsorgenden Teilen, was sich für eine drehbar angesteuerte Ausführung zerstörend auswirken muss.

[0009] Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Querförderpresse vorzuschlagen, deren Wendestation im Gegensatz zu den bekannten Lösungsvorschlägen

• kein unteres drehbares Zangenelement erfordert und somit weniger störungsanfällig ist,
• das Wenden hinter der Ambossvorderkante ausführt, so dass dieser Vorgang nicht durch einen fallengelassenen Abschnitt gestört werden kann,
• einen problemlosen Werkzeugwechsel gestattet, indem beim Ausbau des Ambossdeckels gleichzeitig die ganze Wendeeinrichtung ausgebaut werden kann,
• einen problemlosen Ausbau des Ambossdeckels erlaubt, da kein störendes Wendeantriebsgestänge, d.h. räumliches Zweischlaggetriebe, den Zugang bei hochgeschwenkter oberer Zange versperrt und
• eine Störung durch fallengelassene Abschnitte praktisch ausschaltet.

[0010] Diese Aufgabe wird durch die vorliegende Erfindung, die im kennzeichnenden Teil des unabhängigen Patentanspruchs 1 definiert ist, gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Patentansprüchen definiert.

[0011] Nachstehend wird anhand der beiliegenden Zeichnung ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes erläutert. Es zeigen.

Fig. 1 eine vereinfachte Perspektivansicht dreier Umformstationen mit Wendestation und Transporteinrichtung,

Fig. 1a/1b zwei Ausführungsdetails,

Fig. 2 eine Schnittdarstellung des Wendeantriebs und

Fig. 3 bis 8 eine schematische Darstellung der verschiedenen Wendephasen.

[0012] Die Fig. 1 zeigt einen ortsfest in der Maschine angeordneten Amboss 1, in welchem vier Arbeitsstationen I bis IV angeordnet sind. Die Arbeitsstationen II bis IV sind reine Umformstationen, in welchen ein Stangenabschnitt von einem Stempel in eine Matrize gestossen und dabei spanlos umgeformt wird. Die Stempel sind wie üblich koaxial zu den Matrizen auf einem hin- und hergehend angetriebenen Pressschlitten angeordnet. Die Ausbildung der herzustellenden Umformteile ist dem Fachmann bekannt und daher nicht dargestellt. Ein typisches Ausgangsprodukt, dessen Querausdehnung die Längsabmessungen um ein Mehrfaches übersteigt, ist beispielsweise in Figur 10 der DE OS 2 114 674 dargestellt.

[0013] Die Arbeitsstufe I ist eine Wendestation, an welcher der durch ein Schermesser 2 vom Draht D abgetrennte Abschnitt A vor dessen Umformung in einer Horizontalebene um 90° gewendet wird.

[0014] Ein in Pfeilrichtung P hin- und herbewegbarer Zangenträger 3 ist über zwei Hohlwellen 4, wovon nur die obere sichtbar ist und die am Zangenträger 3 mittels Schrauben 5 eingespannt sind, mit einem nichtgezeigten Antrieb verbunden. Der Zangenträger 3 trägt einen Zangenträgerkasten 6, an dessen Unter- und Oberseite frontseitig die mit 7 bis 12 bezeichneten Zangenkonsolen fest angeordnet sind. An letzteren sind die Transportzangen Z befestigt, die sich daher mit dem Zangenträger periodisch hin- und herbewegen und dabei den Abschnitt A von einer Arbeitsstation zur anderen bringen.

[0015] Zur Wendestation I gehört u.a. ein nach unten offenes U-Profil 13, das seiner Funktion entsprechend hinfort als Führungskulisse 13 bezeichnet wird, am Zangenträgerkasten 6 befestigt ist und daher an dessen hin- und hergehender Bewegung teilnimmt. Die Kulisse 13 kann am Zangenträgerkasten 6 angeformt sein und mit diesem ein einziges Teil bilden. In dem der ersten Arbeitsstation I entsprechenden Abschnitt des Amboss 1 ist ein Schwenkzapfen 14 drehbar gelagert und an seinem oberen, aus dem Amboss 1 herausragenden Teil 14a drehstarr mit einem Schwinghebel 15 verbunden, dessen freies Ende eine in die Führungskulisse 13 hineinragende Uebertragungsrolle 16 trägt. Die leichte Ausbaubarkeit der Schwenkachse 14 wird durch eine Abdeckplatte 17 gewährleistet, die mittels Schrauben 18 am Amboss 1 befestigt ist.

[0016] Die hin- und hergehende Bewegung des Zangenträgers 3 überträgt sich somit von der Fürhungskulisse 13 über die Uebertragungsrolle 16 und den Schwinghebel 15 auf den Schwenkzapfen 14.

[0017] Am unteren Ende des Schwenkzapfens 14 befindet sich ein Mitnehmer 19, der gemäss Fig. 2 durch eine Druckfeder 20 nach unten gedrückt wird, wobei der Hubweg des Mitnehmers 19 durch einen Anschlag 21 begrenzt ist. Der zylindrische Abschnitt A lässt sich so zwischen den federbelasteten Mitnehmer 19 und einen ortsfesten Gegenhalter 22 einschieben, der mittels Schrauben 23 am Amboss 1 befestigt ist. Der Gegenhalter 22 könnte je nach Bedarf auch drehbar gelagert sein, um die Wendung des Abschnitts A zu erleichtern.

[0018] Gemäss Fig. 3, die den Schwinghebel 15 schematisch in seiner Ausgangslage zeigt, wurde der zylindrische Stangenabschnitt A gerade vom Scherschlitten 24 vor einen Haltestift 25 geschoben, der die Aufgabe hat, den Abschnitt A zwischen Mitnehmer 19 und Gegenhalter 22 einzuschieben. Wie ferner Fig. 4 zeigt, wird der Abschnitt A, nachdem er in seine Wendeposition eingeschoben wurde, an seinen Stirnseiten durch den Haltestift 25 und einen ortsfesten, verstellbaren Anschlagstift 26 gehalten. Um die Drehung des Abschnitts A, welche beispielsweise 90° beträgt, aber in der Praxis um ± 45° variieren kann, nicht zu behindern, sind die Stirnflächen von Haltestift 25 und Anschlagstift 26 mit einer Einbuchtung E versehen, welche vorzugsweise kugelkalottenförmig ist. Der in einer Büchse 27 geführte und durch eine Feder 28 vorgespannte Haltestift 25 ist mit einem seitlich auskragenden Arm 29 versehen, die Feder 28, die als Schraubenfeder ausgebildet ist, an deren Stelle aber auch ein Pneumatikzylinder verwendet werden kann, schiebt den Abschnitt in die Wendestufe, während der Arm 29 den Vorwärtshub des Haltestiftes 25 beim Auftreffen auf die Amboss-Vorderkante AV begrenzt.

[0019] Die Fig. 3 bis 8 veranschaulichen die Bewegung des Schwinghebels 15 und das Wenden des Abschnitts A. Nach erfolgter 90°-Wendung (Fig. 7 und 8) wird der Abschnitt durch einen Auswerfer 30 in die bereitstehenden Transportzangen 31 geschoben und von diesen der ersten Umformstation II zugeführt.

[0020] Die beschriebene Wendevorrichtung lässt sich ohne Schwierigkeit an bestehende Maschinen anbringen und auch leicht ausbauen, nachdem der schwenkbar gelagerte Zangenträger 6 mittels der in Fig. 1 bei 32 angedeuteten Schwenkvorrichtung hochgeschwenkt wurde. Die an sich bekannte Schwenkvorrichtung 32, deren Kupplungszapfen sich in eine Bohrung 33 des Zangenträgerkastens 6 einschieben lässt, ist drehbar gelagert und kann durch einen Antrieb 34 verschwenkt werden.

[0021] Die auf den Quertransporthub abgestimmte Rollenhebellänge und die symetrische Plazierung der Kulissenhubendlagen bezüglich Achse der Wendestufe ergibt genau den erforderlichen Schwenkwinkel.

[0022] Der Zangenträger 3 und der Scherschlitten 24 (Fig. 3), welcher den abgescherten Abschnitt vor die Wendestufe I bringt, bewegen sich ungefähr synchron im Takt, so dass der Abschnitt vor der Wendestufe I ist und durch den vorgefederten Haltestift 25 in dieselbe eingeschoben wird, während der Quertransport in Endhublage "Bringen" verharrt. Noch vor Ende "Einschieben" kann sich der Scherschlitten 24 wieder zur Scherstufe zurückbewegen.

[0023] Wenn der Abschnitt ganz eingeschoben ist, wird der vorgefederte Haltestift 25 durch seinen Anschlagfinger 29 gegen die Ambossvorderkante AV in Ruhe gehalten, der Zangenträger 3 bewegt sich im Leerrücklauf in die Endlage zum Holen zurück und die am Zangenträger 3 befestigte Kulisse 13 schwenkt dabei den Schwinghebel 15 jetzt genau um die 90°, so dass der in der Wendestufe gefedert festgehaltene Abschnitt A über den Formschluss des Mitnehmers 19 horizontal gewendet wird. Nach dem Wenden sind die Greiferzangen Z vor der Wendestation I, so dass die beiden kurvengesteuerten Auswerfer 30 (Fig. 7) von hinten den Abschnitt A, dessen längste Ausdehnung jetzt quer zur Pressachse liegt, aus dem Mitnehmer 19 in die Greiferzange Z schieben, wobei der Mitnehmer 19 gegen die Federkraft nach oben aufgestossen werden muss.

[0024] Die Greiferzangen Z bringen den gewendeten Abschnitt A durch den Quertransport vor die 1. Umformstufe, gleichzeitig wird durch die mitlaufende Führungskulisse 13 die Wendevorrichtung wieder in die Grundstellung, d.h. Abschnitt-Einschiebestellung, zurückgedreht.

[0025] Rechtzeitig werden die Auswerferstifte 30 von der nicht dargestellten Steuerkurve freigegeben und bei Bedarf zurückgezogen bzw. freigegeben, damit sie zurückgestossen werden können.

[0026] Der Mitnehmer 19 in der Wendestufe I und der festangeordnete gegenüberliegende Gegenhalter 22 sind Verschleissteile und abhängig vom Abschnittdurchmesser dimensioniert und können nur bei ausgebauter Wendestufe ausgetauscht werden. Dies läuft folgendermassen ab:
   Der obere Antrieb des Quertransport-Zangenträgers 3 wird ausgekuppelt, so dass der Zangenträger 3 über die Endlage "Holen" (Fig. 1) hinaus bewegt und an eine nur teilweise gezeigte Hochschwenkeinrichtung (32, 34) angekuppelt werden kann; dabei wurde durch die Kulissse 13 der Schwinghebel 15 über die 90°-Wenden-Stellung hinausgedreht, so dass eine Schnappvorrichtung 35 den Schwinghebel 15 in dieser Aus- und Einbaustellung E behält. Der Zangenträger 3 kann jetzt in seine hochgeschwenkte Position gebracht werden, dabei hebt sich gleichzeitig die nach unten offene Kulisse 13, und der Ambossdeckel der Wendestufe I mit dem nach oben ragenden Schwinghebel ist für den Ausbau frei zugänglich.

[0027] Das Herausheben des Ambossdeckels erfolgt durch eine Hebevorrichtung, deren Haken in eine Öffnung 36 des Ambossdeckels eingreift. Eine am Schwinghebel 15 befestigte Abdeckfahne 37 liegt während des Betriebs der Wendestufe I direkt über der Öffnung 36, so dass diese für den genannten Haken nicht zugänglich ist. In der Aus- und Einbaustellung des Schwinghebels 15 wird durch die weggeschwenkte Abdeckfahne 37 die Einklinköffnung 36 des Ambossdeckels für die Hebevorrichtung freigegeben, so dass beim Wiedereinbau der kompletten Wendestation der Schwinghebel 15 in der einzig erlaubten Stellung für das Absenken der Führungskulisse 13 auf die Rolle 16 ist.

[0028] Bei Umformprozessen, welche keine Wendestation benötigen, kann die 1. Stufe wieder in eine normale Umformstufe umgebaut werden, in diesem Fall hat dann die Führungskulisse keine Funktion.

[0029] Wie bereits erwähnt wurde, ist es dank der vorliegenden Erfindung möglich, auf die Anbringung eines unteren drehbaren Zangenelementes zu verzichten. Das Zangenelement kann daher beispielsweise so ausgebildet werden, wie dies Fig. 1b zeigt, was eine bedeutende Einsparung und eine Verminderung von Störungen mit sich bringt. Weitere, wesentliche Vorteile der beschriebenen Anordnung liegen in der einfachen Ausbaubarkeit bzw. Zugänglichkeit des Zangenträgers und des Matritzenträgers (Amboss) sowie der Verlegung des Wendevorganges hinter die Umformebene.

[0030] In Abweichung von dem beschriebenen Ausführungsbeispiel kann die als U-Profil ausgebildete Führungskulisse 13 auch am Schwinghebel 15 angeordnet bzw. der Schwinghebel 15 selbst als Führungskulisse mit U-förmigem Querschnitt ausgebildet sein, wobei hier der U-förmige Querschnitt nach oben offen und die am Zangenträgerkasten 6 drehbar gelagerte Uebertragungsrolle von oben in die Führungskulisse hineinragen sollte, damit auch bei dieser Ausführung der Zangenträgerkasten 6 zwecks Ausführung von Austausch- und Reparaturarbeiten problemlos hochgeschwenkt werden kann.

[0031] In den meisten Fällen dürfte es zweckmässig sein, die beschriebene Wendevorrichtung als erste Arbeitsstation , vor der ersten Umformstufe II, anzubringen. Es wäre aber auch möglich, eine Wendestation zwischen zwei beliebigen Umformstationen einzubauen, wobei die Führungskulisse 13 dann an der Unterseite des Zangenträgerkastens 6 angebracht werden könnte.

[0032] Der im vorliegenden Zusammenhang verwendete Ausdruck "Führungskulisse" ist so zu verstehen, dass er nicht nur eine geschlossene Kulisse (U-Profil), sondern auch offene Kulissen umfasst, die z.B. als flaches "Lineal" ausgebildet sein können, wobei die Uebertragungsrolle durch Federkraft am Lineal anliegt.

Ansprüche

1. Wendeeinrichtung für automatische Querförderpressen zur Verarbeitung metallischer, insbesondere ab einem Stahldraht abgescherter Abschnitte (A) zu Pressteilen, deren quer zur Pressrichtung liegende Ausdehnung grösser ist, als ihre in der Pressrichtung liegende Ausdehnung, wobei die Querförderpresse einen Matrizenträger (Amboss 1) mit mehreren horizontal nebeneinander angeordneten ortsfesten Matrizen (M) sowie einen hin und hergehend angetriebenen Pressschlitten mit koaxial vor den Matrizen (M) angeordneten Stempeln aufweist, sowie eine einen hin- und hergehenden Zangenträger (3) aufweisende Transporteinrichtung, welche den umzuformenden Abschnitt (A) mit mindestens einem Greiferpaar (Z) erfasst und von einer Umformstation (II-IV) zur anderen vor die jeweilige Matrize (M) bringt, wobei die Wendeeinrichtung vorgesehen ist, um den Abschnitt um 90° ± 45° in einer Horizontalebene zu wenden, dadurch gekennzeichnet, dass dieselbe einen ausserhalb der Quertransportebene angeordneten, im Matrizenträger (1) um seine Längsachse drehbar gelagerten vertikalen Schwenkzapfen (14) aufweist, dessen oberes Ende drehstarr mit einem Schwinghebel (15) verbunden ist, wobei entweder am Zangenträger (3) oder am Schwinghebel (15) eine Führungskulisse (13) angeordnet ist, in welcher ein am Schwinghebel (15) bzw. am Zangenträger (3) angeordnetes Uebertragungsorgan (16) so gelagert ist, dass die hin- und hergehende Bewegung des Zangenträgers (3) über die Führungskulisse (13) und das Uebertragungsorgan (16) in Form einer oszillierenden 90° + 45°-Verschwenkung auf den Schwenkzapfen (14) und von diesem auf den zu wendenden Abschnitt (A) übertragen wird.

2. Wendeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungskulisse (13) ein am Zangenträger (3) der Transporteinrichtung vorzugsweise lösbar angeordnetes, im Hinblick auf anfallenden Zunder und die Ausbaubarkeit des Zangenträgers nach unten offenes U-Profil ist, zwischen dessen beiden parallelen Führungswänden (F) die lose Rolle (16) des Schwinghebels (15) geführt ist.

3. Wendeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwinghebel (15) eine Führungskulisse von U-förmigem Querschnitt trägt bzw. selbst als U-förmige Führungskulisse ausgebildet ist und dass in dieselbe eine am Zangenträger (3) angeordnete lose Rolle (16) hineinragt.

4. Wendeeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte Schwenkzapfen (14) an seinem unteren Ende einen Mitnehmer (19) aufweist, der von einer innerhalb des Schwenkzapfens (14) angeordneten Feder (20) nach unten gegen den zu haltenden Abschnitt (A) gedrückt wird, der seinerseits auf einem ortsfesten Gegenhalter (22) ruht (Fig. 2).

5. Wendeeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Wendestation (I) als erste Arbeitsstufe vor der ersten Umformstation (II) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der zylindrische Abschnitt (A) nach dem Abscheren in der Wendestation stirnseitig zwischen einem gefederten Haltestift (25) und einem am Matrizenkörper ortsfest angeordneten Anschlagstift (26) gehalten ist, wobei die dem Abschnitt (A) zugewandten Stirnflächen des Halte- und Anschlagstifts jeweils eine dem Wenderadius der Abschnittkanten entsprechende Einbuchtung (E) aufweisen.

6. Wendeeinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Einbuchtung kugelkalottenförmig ist.

7. Wendeeinrichtung nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der gefederte Haltestift (25) einen seitlich dessen Vorderkante überragenden Anschlagfinger (29) aufweist, der den Hub des Haltestifts (25) in Richtung auf den zu wendenden Abschnitt (A) beim Auftreffen auf die Amboss-Vorderkante (AV) begrenzt.

8. Wendeeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass am Schwinghebel (15) eine Abdeckfahne (37) befestigt ist, welche in der Betriebsstellung der Wendeeinrichtung eine zu deren Ausbau für das Einklinken einer Hebevorrichtung vorgesehene Öffnung (36) abdeckt, in einer für den Ausbau vorgesehenen Endlage (E) aber freigibt.

Zeichnung