VORRICHTUNG ZUM ZUFÜHREN EINES LANGGESTRECKTEN WERKSTÜCKS ZU EINER UMFORMMASCHINE

Abstract

 Eine Vorrichtung (300) zum Zuführen eines langgestreckten Werkstücks (110) zu einer Umformmaschine (200), die eine mit variierender Einzugsgeschwindigkeit betreibbare Einzugseinrichtung (210) zum Einziehen des zugeführten Werkstücks und zum Fördern des Werkstücks zu einem Werkzeugbereich (220) der Umformmaschine aufweist, umfasst eine Aufnahmeeinrichtung zur Aufnahme eines Werkstückvorrats (112) in Form eines Coils sowie eine erste Ausgleichseinrichtung (360-1) mit einer beweglich gelagerten ersten Umlenkeinheit (340-1), welche der Aufnahmeeinrichtung unmittelbar nachgeschaltet ist und in Abhängigkeit von einer im Bereich der ersten Umlenkeinheit wirksamen Werkstückspannung selbsttätig entgegen einer Rückstellkraft eines ersten Rückstellsystems (344-1) aus einer Neutralstellung (343-1) in eine spannungsabhängige Kompensationsstellung auslenkbar ist. Weiterhin ist eine zweite Ausgleichseinrichtung vorgesehen (360-2), die der ersten Ausgleichseinrichtung (360-1) unmittelbar nachgeschaltet ist und eine beweglich gelagerte zweite Umlenkeinheit (340-2) aufweist, welche in Abhängigkeit von einer im Bereich der zweiten Umlenkeinheit wirksamen Werkstückspannung entgegen einer Rückstellkraft eines zweiten Rückstellsystems (344-2) aus einer Neutralstellung (343-2) in eine Kompensationsstellung auslenkbar ist.

Beschreibung

ANWENDUNGSGEBIET UND STAND DER TECHNIK

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Zuführen eines langgestreckten Werkstücks zu einer Umformmaschine.

[0002] Umformmaschinen sind Werkzeugmaschinen, die mit Hilfe geeigneter Werkzeuge aus langgestreckten Werkstücken wie Draht, Rohr, Band oder dergleichen in einem automatischen Herstellungsprozess kleinere oder größere Serien von Formteilen mit teilweise komplexer Geometrie überwiegend durch Umformen erzeugen können. Bei einer Verarbeitungsmaschine in Form von einer Umformmaschine kann es sich beispielsweise um eine Biegemaschine zum Erzeugen von zweidimensional oder dreidimensional gebogenen Biegeteilen aus Drahtmaterial, Bandmaterial oder Rohrmaterial durch Biegen, um eine Richtmaschine zum Richten von Werkstücken, um eine Nagelmaschine oder um eine Federherstellungsmaschine zur Herstellung von Druckfedern, Zugfedern, Schenkelfedern oder anderen federartigen Formteilen durch Federwinden oder Federwickeln handeln. Zur effizienten Herstellung großer Stückzahlen von Formteilen werden heutzutage hochproduktive computernumerisch gesteuerte Umformmaschinen mit zahlreichen Maschinenachsen eingesetzt, die über eine Steuereinrichtung koordiniert angesteuert werden.

[0003] Bei der Herstellung von Formteilen aus Draht wird der Draht unter der Steuerung durch ein NC-Steuerprogramm mittels einer Einzugseinrichtung der Umformmaschine von einem Werkstückvorrat zum Werkzeugbereich der Umformmaschine eingezogen bzw. gefördert. Der Werkstückvorrat wird in Form eines Coils bereitgestellt, der normalerweise in einer Aufnahmeeinrichtung aufgenommen ist. Der Begriff "Coil" bezeichnet hier ein nach Art einer Spule aufgewickeltes Drahtgebinde. Der Werkstückvorrat wird in einer der Umformmaschine zugeordneten Vorrichtung zum Zuführen eines langgestreckten Werkstücks zu der Umformmaschine vorgehalten. Diese Vorrichtung wird auch kurz als Zuführvorrichtung bezeichnet. Durch die in Materialförderrichtung nachgeschalteten Umformwerkzeuge wird der zugeführte Draht zum gewünschten Formteil umgeformt. Meist wird das fertiggestellte Formteil nach Abschluss aller Schritte einer Umformoperation unter der Steuerung durch das NC-Steuerprogramm mittels einer Schnitteinrichtung von dem zugeführten Draht abgetrennt. Dieser Vorgang wiederholt sich zyklisch für jedes zu fertigende Formteil.

[0004] Eine wesentliche Aufgabe der Zuführvorrichtung besteht darin, der Umformmaschine bzw. deren Einzugseinrichtung das Werkstückmaterial in einem geeigneten Geschwindigkeitsprofil zuzuführen. Dies kann eine technische Herausforderung darstellen, vor allem bei hochdynamisch arbeitenden Umformmaschinen, die mit intermittierendem Einzug und/oder mit stark schwankenden Einzugsgeschwindigkeiten und starken Beschleunigungen arbeiten.

[0005] Starke Beschleunigungen können z.B. beim Anfahren der Einzugseinrichtung aus dem Stillstand auftreten oder dann, wenn das zugeführte Werkstückmaterial für die Schnittoperation nach Abschluss einer Umformoperation stark abgebremst werden muss, teilweise bis zum Stillstand. Dadurch entstehen hohe dynamische Anforderungen an das Abwickeln des Werkstückmaterials vom Coil. Hier stehen sich einander widersprechende Anforderungen gegenüber, nämlich einerseits die zum Teil geforderten hohen Beschleunigungen (positive und negative Beschleunigungen) an der Einzugseinrichtung der Umformmaschine und andererseits Rückhaltekräfte auf Seiten des Coils.

[0006] In vielen Fällen wird der Coil in einer Aufnahmeeinrichtung mit einer (drehbaren) Haspel aufgenommen. Trotz der teilweise geforderten großen Beschleunigungen am Einzug der Umformmaschine sollte die Haspel möglichst ruhig laufen, um das Werkstückmaterial kontinuierlich (d.h. insbesondere ohne Stillstand) abgeben zu können. Man versucht seit langem, unter Einsatz von beweglich gelagerten Umlenkeinheiten, wie z.B. Umlenkrollen und/oder Schwenkarmen oder dergleichen existierende Ungleichförmlichkeit beim Materialabzug zu kompensieren.

[0007] Die DE 10 2010 012 263 B3 beschreibt eine Vorrichtung zum Steuern des Antriebs einer Haspel, die einen Drahtvorrat in Form eines auf der Haspel abgelegten Coils trägt, von dem der Draht unter Zwischenschaltung einer federnd in eine Auslenkrichtung vorgespannten, bis zu einer maximalen Auslenkung wirksamen Spanneinrichtung zur angenäherten Konstanthaltung der Drahtspannung einer Vorschubeinrichtung des Drahteinzuges einer nachgeschalteten Drahtbearbeitungsmaschine zugeführt wird.

[0008] In der DE 10 2010 047 531 B4 wird eine Vorrichtung zur Drahtzuführung an Drahtverarbeitungsmaschinen beschrieben, bei der der Draht von einer einen Drahtcoil aufnehmenden, um eine Achse verdrehbaren Haspel abgezogen und einen der Drahtverarbeitungsmaschinen vorgeschalteten Drahteinzug zugeführt wird. Dabei ist der Haspel in Drahtabzugsrichtung mindestens eine Drahtumlenkeinrichtung nachgeschaltet, über die der von der Haspel abgezogene Draht geführt und zum Drahteinzug hin abgegeben wird. Dem Drahteinzug vorgeschaltet ist eine Drahtspeichereinrichtung, die eine einen geschlossenen Umlauf ausbildende Führungsbahn vorgibt, auf welcher der Draht läuft und deren Durchmesser zwischen einem kleineren, einer inneren Radiallage der Führungsbahn entsprechenden, und einem größeren, der äußeren Radiallage der Führungsbahn entsprechenden Wert veränderbar ist, wobei die Führungsbahn in Richtung auf die Einnahme der äußeren Radiallage hin federvorgespannt ist.

[0009] Die DE 10 2019 216 498 A1 offenbart eine Zuführvorrichtung, die eine der Aufnahmeeinrichtung nachgeschaltete Hilfseinzugseinrichtung aufweist, die mittels eines Hilfsantriebs antreibbar und dafür konfiguriert ist, das Werkstück mit vorgebbarer Fördergeschwindigkeit zu einem nachgeschalteten Pufferspeicher zu fördern. Dieser hat einen Eintritt und einem Austritt für das Werkstück, das in dem Pufferspeicher zwischen dem Eintritt und dem Austritt eine Werkstückschlaufe variabler Länge bilden kann. Ein Sensorsystem dient zur Erfassung des Füllgrads des Pufferspeichers und zur Erzeugung von den Füllgrad repräsentierenden Sensorsignalen. Eine Steuereinrichtung der Vorrichtung ist derart konfiguriert ist, dass die Fördergeschwindigkeit der Hilfseinzugseinrichtung in Abhängigkeit von Sensorsignalen des Sensorsystems steuerbar ist. Bei einem Ausführungsbeispiel ist der Haspel eine Spannungsausgleichseinrichtung mit einer beweglich gelagerten Umlenkeinrichtung nachgeschaltet, die zur Aufrechterhaltung einer Werkstückspannung in eine Spannkonfiguration vorgespannt ist.

AUFGABE UND LÖSUNG

[0010] Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zum Zuführen eines langgestreckten Werkstücks zu einer Umformmaschine bereitzustellen, die geeignet ist, das Werkstück der Einzugseinrichtung auch bei hoher Dynamik der Verarbeitung in der Umformmaschine in einem störungsfreien Betrieb immer in einem passenden Bewegungszustand zuzuführen und zu starke Zugspannungen und Spannungsabfälle am Werkstück zu vermeiden.

[0011] Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 1. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Der Wortlaut sämtlicher Ansprüche wird durch Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht.

[0012] Die Vorrichtung ist ausgelegt zum Zuführen eines langgestreckten Werkstücks zu einer Umformmaschine, die eine mit vorgebbarer Einzugsgeschwindigkeit betreibbare Einzugseinrichtung zum Einziehen des zugeführten Werkstücks und zum Fördern des Werkstücks zu einem Werkzeugbereich der Umformmaschine aufweist. Bei dem Umformprozess wird somit von einem Werkstückvorrat in Form eines Coils gearbeitet, also eines gewickelten Drahtgebindes. Aufeinanderfolgende Werkstückabschnitte des Werkstücks werden nach und nach von dem Werkstückvorrat abgezogen und in der Umformmaschine weiterverarbeitet.

[0013] Die Vorrichtung weist eine Aufnahmeeinrichtung zur Aufnahme eines Werkstückvorrats in Form eines Coils auf. Die Aufnahmeeinrichtung kann mit einer Haspel ausgestattet sein, die um eine Haspeldrehachse drehbar gelagert ist. Die Aufnahmeeinrichtung kann auch dazu ausgelegt sein, eine auswechselbare Haspel aufzunehmen und um eine Haspelachse drehbar zu lagern. Die Haspel dient als Aufwickelhilfe und Abwickelhilfe und kann zum Beispiel einen walzenförmigen, spulenförmigen oder kreuzförmigen Aufbau haben und das drahtförmige Werkstück in aufgewickelter Form tragen. Eine Aufnahmeeinrichtung kann auch eine andersartige Einrichtung umfassen, die zur Aufnahme eines Coils geeignet ist, zum Beispiel einen Behälter, der nach Art einer Tonne gestaltet sein kann.

[0014] Weiterhin weist die Vorrichtung eine erste Ausgleichseinrichtung mit einer beweglich gelagerten ersten Umlenkeinheit auf, welche der Aufnahmeeinrichtung bzw. dem Werkstückvorrat unmittelbar nachgeschaltet ist und in Abhängigkeit von einer im Bereich der ersten Umlenkeinheit wirksamen Werkstückspannung selbsttätig entgegen einer Rückstellkraft eines ersten Rückstellsystems aus einer Neutralstellung in eine spannungsabhängige Kompensationsstellung auslenkbar ist. Im Bereich einer Umlenkeinheit ändert sich die Laufrichtung des Werkstückmaterials, so dass sich die Auslaufrichtung von der Einlaufrichtung unterscheidet. Eine solche der Aufnahmeeinrichtung zugeordnete erste Ausgleichseinrichtung mit auslenkbarer Umlenkeinheit kann helfen, kritisch hohe Werkstückspannungen, also kritische Spannungsspitzen, zu vermeiden und bewirkt bei Auslenkung aus der Neutralstellung auch einen gewissen Längenausgleich, wodurch erreicht werden kann, dass starke Schwankungen der am Werkstück angreifenden Zugkräfte stromabwärts der ersten Ausgleichseinrichtung nur in abgeschwächter Form auf den Werkstückvorrat, z.B. auf eine Haspel, zurückwirken. Dadurch kann ein ruhigerer Materialabzug vom Coil erreicht werden. Die Ausgleichseinrichtung kann aufgrund ihrer Doppelfunktion auch als Spannungs- und Längenausgleichseinrichtung bezeichnet werden.

[0015] Die Neutralstellung der ersten Umlenkeinheit ist diejenige Stellung, die die erste Umlenkeinheit unter der Wirkung der Rückstellkraft einnimmt, wenn keine durch das Werkstück verursachten Gegenkräfte wirken. Das Ausmaß der Auslenkung ist von der lokalen Werkstückspannung im Bereich der ersten Umlenkeinheit abhängig in dem Sinne, dass ein feststellbarer funktionaler Zusammenhang zwischen Werkstückspannung und Ausmaß der Auslenkung besteht.

[0016] Eine Besonderheit der Vorrichtung gemäß der beanspruchten Erfindung besteht darin, dass sie noch eine zweite Ausgleichseinrichtung aufweist, die der ersten Ausgleichseinrichtung unmittelbar nachgeschaltet ist und eine beweglich gelagerte zweite Umlenkeinheit aufweist, welche in Abhängigkeit von einer im Bereich der zweiten Umlenkeinheit wirksamen Werkstückspannung gegen eine Rückstellkraft eines zweiten Rückstellsystems aus einer Neutralstellung in eine Kompensationsstellung auslenkbar ist. Die zweite Ausgleichseinrichtung ist in Werkstückförderrichtung betrachtet zwischen der ersten Ausgleichseinrichtung und der Einzugseinrichtung bzw. der damit ausgestatteten Umformmaschine angeordnet. Sie kann auch als maschinenseitige Ausgleichseinrichtung bezeichnet werden.

[0017] Auch die zweite Ausgleichseinrichtung hat eine Doppelfunktion, indem einerseits durch spannkraftabhängige Auslenkung der zweiten Umlenkeinheit Spannungsspitzen abgepuffert werden und andererseits ein vom Ausmaß der Auslenkung abhängiger Längenausgleich geschaffen werden kann.

[0018] Die Formulierung, wonach die zweite Ausgleichseinrichtung der ersten Ausgleichseinrichtung "unmittelbar" nachgeschaltet ist, bedeutet, dass zwischen der Austrittsseite der ersten Umlenkeinheit und der Eintrittsseite der zweiten Umlenkeinheit eine über das gespannte Werkstück vermittelte, direkte, Zugkräfte übertragende Kopplung besteht. Dabei entspricht die Zugkraft am Ausgang der ersten Umlenkeinheit dem Betrage nach der Zugkraft am Eingang der zweiten Umlenkeinheit. Zwischen der ersten Umlenkeinheit und der zweiten Umlenkeinheit gibt es insbesondere keine Einzugseinrichtung, die am Werkstückmaterial angreift und somit die Austrittsseite der ersten Umlenkeinheit von der Eintrittsseite der zweiten Umlenkeinheit kräftemäßig abkoppeln würde.

[0019] Vorzugsweise ist die Auslenkbewegung der ersten Umlenkeinheit und/oder die Auslenkbewegung der zweiten Umlenkeinheit eine geführte Bewegung, so dass die Auslenkbewegung kontrolliert entlang einer vorgegebenen Bewegungsbahn verläuft. Hierzu kann z.B. eine Linearführung vorgesehen sein, die eine geradlinige Bewegungsbahn vorgibt. Demensprechend umfasst die Vorrichtung gemäß einer Weiterbildung eine erste Führungseinrichtung, insbesondere eine Linearführung, zur Führung einer Auslenkbewegung der ersten Umlenkeinheit und/oder eine zweite Führungseinrichtung, insbesondere eine Linearführung, zur Führung einer Auslenkbewegung der zweiten Umlenkeinheit. Dadurch kann ein besonders störungsarmer Betrieb unterstützt werden.

[0020] Vorzugsweise ist das Werkstückmaterial zwischen dem Austritt der ersten Umlenkeinheit und dem Eintritt der zweiten Umlenkeinheit frei und geradlinig gespannt, gegebenenfalls kann auch wenigstens eine die Werkstückspannung nicht ändernde Umlenkrolle oder eine andere reibungsarm arbeitende Umlenkeinheit zwischengeschaltet sein, um die Ausrichtung des Werkstückmaterials zwischen der ersten und der zweiten Umlenkeinheit zu ändern.

[0021] Bei der ersten und der zweiten Ausgleichseinrichtung handelt es sich somit um kraftgekoppelte Einrichtungen, die als Gesamtsystem (Ausgleichssystem) reagieren. Die Vorrichtung hat somit ein Ausgleichssystem mit einer in Materialflussrichtung nahe dem Werkstückvorrat angeordneten Ausgleichseinrichtung und einer weiteren, näher an der nachfolgenden Umformmaschine angeordnete Ausgleichseinrichtung, die über das zwischen der ersten und der zweiten Umlenkeinheit verlaufende Werkstückmaterial kräftemäßig gekoppelt sind. Es hat sich herausgestellt, dass bei Realisierung dieses Konzepts zahlreiche Vorteile, u.a. ein optimiertes Einzugsverhalten erreicht werden können. Aufseiten des Werkstückvorrats ergibt sich ein sanfteres Anziehen durch ein Abfedern des Anzugsmoments und damit verbunden eine verbesserte Schonung von Werkstückmaterial und Einzugseinrichtungen. Weiterhin ergibt sich im Vergleich zu konventionellen Vorrichtungen eine Verringerung von Schwingungen des Werkstückmaterials zwischen der Umformmaschine und dem Werkstückvorrat. Durch die unmittelbare Hintereinanderschaltung von (mindestens) zwei Ausgleichseinrichtungen kann eine verbesserte Kraftverteilung zwischen Werkstückvorrat bzw. Aufnahmeeinrichtung und Umformmaschine erreicht werden. Negative Schlupfeffekte können verringert werden, da der Widerstand beim Beschleunigen der Einzugseinrichtung im Vergleich zum Stand der Technik geringer ist. Generell ergeben sich geringere Spannungsspitzen durch geringere Schwankungen in der Einzugskraft. Alle diese Vorteile können zur Verbesserung der Qualität der produzierten Bauteile beitragen, insbesondere im Hinblick auf verbesserte Längentoleranz.

[0022] Gemäß einer Weiterbildung ist mindestens eine der Umlenkeinheiten als Umlenkrolle ausgebildet. Vorzugsweise sind beide Umlenkeinheiten jeweils Umlenkrollen mit festem Durchmesser. Der Begriff "Umlenkrolle" bezeichnet hier einen Kraftwandler mit einem Rad oder dergleichen, das möglichst reibungsarm drehbar gelagert ist, als Führung des Werkstückmaterials und zur Änderung der Richtung einer Zugkraft (des Kraftvektors) ohne Änderung des Betrags der Zugkraft dient. Dadurch können Reibungsverluste beim Umlenken weitgehend vermieden werden, da die Umlenkrolle am geförderten Werkstückmaterial abrollt. Alternativ kann eine Umlenkeinheit ggf. die Form einer gebogenen Gleitführung haben, in der das Werkstückmaterial beim Vorschub gleitet. Anstelle einer einzigen Umlenkrolle kann auch ein Führungsbogen mit mehreren (z.B. fünf) kleinen Rollen vorgesehen sein, der ggf. mehr oder weniger U-förmig einen 180°-Bogen oder einen Bogen über einen etwas kleineren Winkelbereich (z.B. 150° bis 180°) umspannt.

[0023] Gemäß einer Weiterbildung ist die Vorrichtung dazu ausgelegt, der Umformmaschine das Werkstück entlang einer Zuführrichtung zuzuführen, und die zweite Umlenkeinheit ist derart gelagert, dass die zweite Umlenkeinheit entlang einer zweiten Auslenkungsrichtung auslenkbar ist, die parallel oder im Wesentlichen parallel zur Zuführrichtung orientiert ist. Damit ergibt sich eine starke direkte Kopplung zwischen den Anzugsmomenten oder Einzugsmomenten der Einzugseinrichtung und der dadurch bewirkten Auslenkung der zweiten Umlenkeinheit, wodurch diese den dadurch verursachten Spannungsspitzen durch einen gegebenenfalls größeren und schnellen Längenausgleich besonders wirksam entgegenwirken kann. Die zweite Umlenkeinheit kann z.B. in einer Linearführung geführt sein, die parallel zur Zuführrichtung oder in einem spitzen Winkel dazu (z.B. weniger als 30° oder weniger als 20° Abweichung zur Zuführrichtung) orientiert ist. Die zweite Umlenkeinheit kann auch anders ausgestaltet sein.

[0024] Es ist möglich, dass die Neutralstellung der zweiten Umlenkeinheit eine maschinenferne Endstellung des Auslenkbereichs ist, so dass eine Auslenkung nur dann bewirkt wird, wenn die von der Einzugseinrichtung verursachten Zugkräfte größer sind als die vonseiten der ersten Ausgleichseinrichtung wirkenden Gegenkräfte. Gemäß einer Weiterbildung ist jedoch das Rückstellsystem der zweiten Umlenkeinheit als bidirektional wirksames Rückstellsystem ausgelegt in der Weise, dass die zweite Umlenkeinheit ausgehend von der Neutralposition in zwei entgegengesetzten Richtungen auslenkbar ist. Die Neutralstellung wird in diesem Fall dann eingenommen, wenn ein Kräftegleichgewicht zwischen den in Richtung Einzugseinrichtung wirkenden Kräften und den in Gegenrichtung wirkenden Kräften vorliegt. Somit kann die zweite Ausgleichseinrichtung in beiden Fällen eines Kräfteungleichgewichts im Bereich der zweiten Umlenkeinheit im Sinne einer Spannungsreduzierung und eines Längenausgleichs wirken. Mithilfe der zweiten Ausgleichseinrichtung kann unter anderem eine Abfederung des Anzugsmoments der Einzugseinrichtung beim Beschleunigen des Einzugs wenigstens teilweise kompensiert werden. Bei einer Rückbewegung nach Auslenkung kann die zweite Umlenkeinheit zunächst über die Neutralstellung zurückschwingen und sich dann sanft in der Neutralstellung oder deren Nähe einpendeln. Ein harter Anschlag wird vermieden. Entsprechendes kann gelten, wenn z.B. in einer Anfahrphase des Einzugs Werkstückmaterial ruckartig von der anfahrenden Haspel nachgeliefert wird und dadurch die zunächst ausgelenkte zweite Umlenkeinheit schnell zurückbewegt wird.

[0025] Bei Bedarf kann alternativ oder zusätzlich das Rückstellsystem der ersten Umlenkeinheit als bidirektional wirksames Rückstellsystem ausgelegt sein.

[0026] Gemäß einer Weiterbildung ist bei dem ersten Rückstellsystem und/oder bei dem zweiten Rückstellsystem die dadurch erzeugbare Rückstellkraft einstellbar, vorzugsweise stufenlos einstellbar. Dadurch kann das Reaktionsverhalten der Zuführvorrichtung auf einfache Weise an die Eigenschaften des zu fördernden Werkstückmaterials angepasst werden.

[0027] Gemäß einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass die erste Umlenkeinheit derart gelagert ist, dass die erste Umlenkeinheit entlang einer ersten Auslenkungsrichtung auslenkbar ist, die quer, insbesondere senkrecht zur zweiten Auslenkungsrichtung orientiert ist. Ein Vorteil bei dieser Konstellation ist der geringe Platzbedarf. Es ist bei Bedarf möglich, noch weitere Umlenkrollen übereinander aufzustellen, um somit den Pufferspeicher zu erhöhen.

[0028] Bei bevorzugten Ausführungsbeispielen ist es so, dass die Federkräfte an der oberen Umlenkrolle größer sind als an der unteren Umlenkrolle. Die Federkräfte an der oberen Umlenkrolle sind vorzugsweise u.a. deshalb größer, weil zusätzlich noch die Schwerkraft bzw. das Eigengewicht des Drahtmaterials kompensiert werden muss. Größere Federkräfte oben sind auch deshalb bevorzugt, da der Draht "ungefedert" von der Spule empfangen wird. Die untere Umlenkrolle empfängt hingegen das Drahtmaterial in "abgefederter Form" von der oberen Umlenkrolle. Die Federkräfte können werkstückabhängig eingestellt werden. Je kleiner die bearbeitenden Profile sind, desto kleiner fallen normalerweise auch die Rückstellkräfte an der oberen Umlenkrolle aus.

[0029] Bei vielen Ausführungsformen umfasst die erste Ausgleichseinrichtung ein erstes Sensorsystem mit mindestens einem Sensor zur Erfassung der Auslenkung der ersten Umlenkeinheit. Bei Ausführungsformen mit Haspelantrieb kann dieses Sensorsystem Teil eines Regelkreises zur Regelung der Haspeldrehzahl sein. Die Drehung der Haspel kann in Abhängigkeit von Sensorsignalen dieses Sensors gesteuert werden.

[0030] Bei vorteilhaften Ausführungsformen weist die zweite Ausgleichseinrichtung ein zweites Sensorsystem mit mindestens einem Sensor zur Erfassung der Auslenkung der zweiten Umlenkeinheit auf und eine Steuereinheit der Vorrichtung ist dazu konfiguriert, Sensorsignale des ersten und des zweiten Sensorsystems zu empfangen und gemeinsam zur Steuerung des Betriebs der Vorrichtung zu verarbeiten. Insbesondere kann damit ein Haspelantrieb bezüglich seines Drehzahlprofils noch besser an das Einzugsverhalten der Umformmaschine angepasst werden. Es ist auch möglich, dass nur ein zweites Sensorsystem vorgesehen ist, dessen Signale zur Steuerung der Vorrichtung verarbeitet werden.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

[0031] Weitere Vorteile und Aspekte der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die nachfolgend anhand der Figuren erläutert sind.

Fig. 1

zeigt eine schematische Seitenansicht einer Drahtverarbeitungsanlage 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel;

Fig. 2A, 2B

zeigen charakteristische Reaktionen des Ausgleichssystems auf starke Schwankungen des Einzugs in der Startphase des Drahteinzugs;

Fig. 3

zeigt entsprechende Reaktionen bei einem Referenzsystem gemäß dem Stand der Technik;

Fig. 4A bis 4C

zeigen unterschiedliche Arbeitsstellungen der zweiten Umlenkeinheit.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

[0032] Die Fig. 1 zeigt eine schematische Seitenansicht einer Drahtverarbeitungsanlage 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel.

[0033] Die Drahtverarbeitungsanlage 100 ist dafür ausgelegt und eingerichtet, langgestreckte Werkstücke 110 in Form von metallischen Drähten zu verarbeiten, die als Werkstückvorrat in Form eines sogenannten Coils, also eines nach Art einer Spule aufgewickelten Drahtgebindes, zur Verfügung stehen. Aus dem Werkstückmaterial, das ursprünglich in großer Länge auf dem Werkstückvorrat vorliegt, werden in einem computernumerisch gesteuerten Fertigungsprozess mehr oder weniger große Stückzahlen gleichartiger Formteile in einem Umformprozess hergestellt. Bei den Formteilen kann es sich beispielsweise um Schraubenfedern, insbesondere Druckfedern oder Zugfedern, handeln, oder aber auch um Biegeteile anderer Geometrie.

[0034] Bei anderen Ausführungsformen von Umformmaschinen können auch ungleichartige Formteile hergestellt werden. Formteile können generell zweidimensional oder dreidimensional gebogen sein, ggf. auch gerade (z.B. bei Richtmaschinen oder Stabkonfektioniermaschinen).

[0035] Die Drahtverarbeitungsanlage 100 umfasst eine Umformmaschine 200, die bei der Herstellung von Schraubenfedern zum Beispiel als Federwindemaschine ausgelegt sein kann. Weiterhin ist eine in Materialflussrichtung der Umformmaschine vorgeschaltete Vorrichtung 300 zum Zuführen des langgestreckten drahtförmigen Werkstückmaterials zur Umformmaschine 200 vorgesehen. Die Vorrichtung 300 wird in dieser Anmeldung auch als Zuführvorrichtung 300 bezeichnet.

[0036] Die Umformmaschine 200 umfasst eine Einzugseinrichtung 210, die an die Steuereinheit 290 der Umformmaschine angeschlossen ist und unter der Steuerung durch ein NC-Steuerprogramm Draht 110, der durch die Zuführvorrichtung 300 entlang einer horizontalen Zuführachse bzw. in einer dazu parallelen Zuführrichtung 302 zugeführt wird, in den Werkzeugbereich 220 der Umformmaschine fördert, in welchem ein Umformwerkzeug oder mehrere Umformwerkzeuge 222 angeordnet sind. Durch die in Materialförderrichtung nachgeschalteten Umformwerkzeuge wird der zugeführte Draht zu einer Schraubenfeder oder (bei anderen Umformmaschinen) zu einem anderen Formteil umgeformt. Nach Abschluss der Umformoperation wird das fertiggestellte Formteil unter der Steuerung durch das NC-Steuerprogramm mittels einer nicht dargestellten Schnitteinrichtung vom zugeführten Draht abgetrennt. Dieser Vorgang wiederholt sich zyklisch für jedes zu fertigende Formteil.

[0037] Der Einzugseinrichtung 210 ist eine Richteinheit 280 vorgeschaltet. Die Richteinheit 280 ist an einem Gestellteil der Umformmaschine 200 montiert und umfasst zwei einander nachgeschaltete Rollenrichtapparate, die jeweils eine Anzahl (z.B. von drei bis neun) achsparalleler Richtrollen aufweisen, wobei die Drehachsen der Richtrollen der hintereinandergeschalteten Richtapparate orthogonal zueinander ausgerichtet sind. Die Achslagen der einzelnen Richtrollen sind individuell verstellbar, um die Wirkgeometrie der Richteinheit einstellen zu können.

[0038] Die Einzugseinrichtung 210 ist in Materialflussrichtung hinter der Richteinheit 280 angeordnet und dient unter anderem dazu, das Drahtmaterial durch die Richteinheit 280 hindurch in Richtung nachfolgender Komponenten zu ziehen. Die Einzugseinrichtung 210 ist im Beispielsfall als Walzeneinzug gestaltet und kann bei anderen Ausführungsformen auch Riemeneinzugseinrichtung oder als Zangeneinzug ausgestaltet sein. Die Einzugseinrichtung könnte auch vor der Richteinheit angeordnet sein.

[0039] Der Vorschub des Drahts zum Werkzeugbereich 220 bzw. der Einzug des Drahts durch die Einzugseinrichtung 210 soll nach einem für den Fertigungsprozess spezifischen Geschwindigkeits-Profil mit zeitabhängig variierender Einzugsgeschwindigkeit erfolgen. Dazu wird die Einzugseinrichtung 210 entsprechend angesteuert.

[0040] Eine Aufgabe der Zuführvorrichtung 300 besteht darin, der Einzugseinrichtung 210 der Umformmaschine den Draht zu jedem Zeitpunkt möglichst genau in der zu diesem Zeitpunkt benötigten Geschwindigkeit entlang der Zuführrichtung 302 zuzuführen. Die Zuführvorrichtung 300 hat eine eigene Steuereinheit 390, die mit der Steuereinheit 290 der Umformmaschine kommuniziert. Die Funktionalitäten der beiden Steuereinheiten können in einer einzigen Steuereinheit integriert sein.

[0041] Die Zuführvorrichtung 300 umfasst eine Zuführeinheit 310. Diese umfasst eine Aufnahmeeinrichtung 330 zur Aufnahme eines Werkstückvorrats in Form eines Coils. Der Werkstückvorrat (Coil) wird im Beispielsfall auf einer auswechselbaren Haspel 335 vorgehalten, die von gestellfest montierten Komponenten der Aufnahmevorrichtung 330 aufgenommen wird und im aufgenommenen Zustand um eine horizontale Drehachse (Haspelachse) 336 drehbar gelagert ist. Die Lagerung findet dabei nicht im Bereich der Haspelachse 336 statt, stattdessen sind auf einer Basisplatte zwei achsparallele Tragerollen 332, 333 mit horizontalen Drehachsen angebracht. Diese Tragrollen sind Bestandteile der Aufnahmevorrichtung 330. Die Haspel wird auf die beiden Tragerollen aufgelegt, so dass der Umfang der scheibenförmigen Seitenelemente der Haspel auf den beiden Tragerollen aufliegt und die Lage der Drehachse im Raum festgelegt ist. Im Beispielsfall handelt es sich um eine aktive Haspel mit eigenem Antrieb. Der Haspelantrieb 334 steht in Antriebsverbindung mit der vorderen Tragerolle 333 und kann diese unter Steuerung durch die Steuerreinheit 390 antreiben.

[0042] Der vom Werkstückvorrat abgewickelte Draht wird über Komponenten eines Ausgleichssystems 340 in Richtung der Umformmaschine 200 geführt und dabei mehrfach, im Beispielsfall genau zweimal, umgelenkt. Das Ausgleichssystem 340 ist dazu konfiguriert, durch Ausgleichsbewegungen Werkstückspannungsspitzen zu reduzieren und durch einen variablen temporären Längenausgleich sicherzustellen, dass trotz eines gegebenenfalls mit hoher Dynamik intermittierenden Betriebs der Einzugseinrichtung 210 am Werkstück keine kritischen Spannungszustände und/oder kritische Schwingungen auftreten und ein ruhiger Lauf der Haspel 335 gewährleistet ist.

[0043] Das Ausgleichssystem 340 des Ausführungsbeispiels ist ausschließlich mit passiven Komponenten aufgebaut, kommt also ohne elektrisch oder auf andere Weise ansteuerbare Aktoren aus und ist u.a. aus diesem Grund sehr robust und kostengünstig.

[0044] Das Ausgleichssystem 340 umfasst eine erste Ausgleichseinrichtung 360-1 mit einer oberen Umlenkrolle 340-1 und eine zweite Ausgleichseinrichtung mit einer unteren Umlenkrolle 340-2. Die nach Art von Speichenrädern mit geringer träger Masse ausgebildeten Umlenkrollen sind an einem vertikalen Träger 341 mit zueinander parallelen Drehachsen vertikal übereinander angeordnet. Beide haben eine umlaufende Führungsrille und einen festen Durchmesser, der z.B. im Bereich von 80 mm oder 100 mm bis 600 mm liegen kann, so dass der Draht bei der Umlenkung keine oder allenfalls unkritisch geringe plastische Verformung erfährt. Die Umlenkrollen haben identische Durchmesser, es können aber auch unterschiedlich große Durchmesser vorgesehen sein. Grundsätzlich sollten die Durchmesser der Haspelräder bzw. Umlenkrollen eine ähnliche Größenordnung aufweisen wie die der verwendeten Spule.

[0045] Das Werkstück (der Draht) wird vom Coil kommend über die Oberseite der oberen Umlenkrolle 340-1 geführt, umschlingt diese über etwas weniger als den halben Umfang (um ca. 160 ° bis 170°) und verläuft vom Austritt der oberen Umlenkrolle vertikal nach unten zum Eintritt der unteren Umlenkrolle 340-2. Die untere Umlenkrolle 340-2 wird etwa über drei Viertel ihres Umfangs umschlungen in der Weise, dass der Austritt, also die Oberseite der unteren Umlenkrolle 340-2, auf Höhe der Eintrittsöffnung einer Richteinheit 280 liegt. Der Draht wird also von der unteren Umlenkrolle im Wesentlichen entlang der horizontalen Zuführrichtung 302 koaxial zu einer horizontalen Zuführachse zur Einlassöffnung der Richteinheit 280 bzw. in Richtung der Einzugseinrichtung 210 geführt.

[0046] Die obere Umlenkrolle 340-1 ist als vertikal verfahrbare Tänzerrolle mit Federrückstellung ausgeführt. Dazu ist die Achse der oberen Umlenkrolle in einem Lagerelement gelagert, das in einer vertikal ausgerichteten oberen Linearführung 350-1 am Träger 314 linear beweglich geführt ist. Ein elastisches Rückstellsystem 344-1 mit einer oder mehreren Federn spannt das linear geführte Lagerelement in Richtung einer durch einen Anschlag festgelegten oberen Endlage der Linearbewegung vor. Diese Endlage entspricht der Neutrallage 343-1 der oberen Umlenkrolle 340-1, die in Abwesenheit äußerer Kräfte oder bei nur geringer Werkstückspannung automatisch eingenommen wird. Übersteigt die Werkstückspannung des über die erste Umlenkrolle 340-1 geführten Werkstücks einen vorgebbaren Grenzwert, so wird die obere Umlenkrolle 340-1 entgegen der Federkraft des Rückstellsystems nach unten ausgelenkt, wodurch sich ein Spannungsausgleich (Verringerung der Werkstückspannung) und ein Längenausgleich (Verkürzung der Weglänge zwischen der Haspel und der zweiten Umlenkrolle) einstellt.

[0047] Durch eine Positionsabfrage der oberen Umlenkrolle 340-1 wird der Antriebsmotor 334 für die Trage-/ Antriebsrolle geregelt. Dabei wird die Abzugsgeschwindigkeit der Haspel erhöht, wenn die obere Umlenkrolle nach unten aus ihrer Neutralstellung ausgelenkt wird.

[0048] Die untere Umlenkrolle 340-2 ist als horizontal verfahrbare Rolle mit bidirektionaler Federrückstellung ausgeführt. Wie in Fig. 4A bis 4C gut zu erkennen ist, ist die Achse der unteren Umlenkrolle 340-2 in einem Lagerelement 342-2 gelagert, das in einer horizontal ausgerichteten unteren Linearführung 350-2 am Träger 341 linear beweglich geführt ist. Diese lineare Auslenkung ist über Anschläge zwischen einer vorderen Endlage (näher zur Umformmaschine) und einer hinteren Endlage (weiter entfernt von der Umformmaschine) begrenzt.

[0049] Ein bidirektional wirkendes elastisches Rückstellsystem 344-2 mit Federn 346A, 346B an entgegengesetzten Seiten des Lagerelements 342-2 spannt das linear geführte Lagerelement in eine Neutrallage 343-2 vor, die in Abwesenheit äußerer Kräfte oder bei nur geringer Werkstückspannung automatisch eingenommen wird (vgl. Fig. 4A und 4C). Diese Neutrallage liegt mit Abstand zu beiden Endlagen, z.B. mehr oder weniger mittig zwischen den Endlagen, so dass die untere Umlenkrolle 340-2 ausgehend von ihrer Neutrallage in zwei entgegengesetzte Richtungen parallel zur Zuführrichtung (im Beispiel horizontal) ausgelenkt werden kann. Übersteigt die z.B. von der Einzugseinrichtung erzeugte, am Lagerelement der unteren Umlenkrolle parallel zur Zuführrichtung 302 bzw. zur Zuführachse wirkende Kraft diejenige Kraftkomponente, die in entgegengesetzter Richtung am Lagerelement wirkt, so wird die untere Umlenkrolle 340-2 in Richtung der Einzugseinrichtung ausgelenkt, im umgekehrten Fall in Gegenrichtung.

[0050] Der zweiten Umlenkrolle 340-2 ist ein Auslenkungs-Sensorsystem mit wenigstens einem Sensor 355 zur Erfassung der Auslenkung zugeordnet, dessen Sensorsignale Information über das Ausmaß der Auslenkung und deren zeitlichen Verlauf repräsentieren. Das Auslenkungs-Sensorsystem kann z.B. einen oder mehrere Weggeber (Wegsensoren) und/oder wenigstens einen Beschleunigungssensor umfassen. Die vorzugsweise elektrischen Sensorsignale werden leitungsgebunden oder kabellos zur Steuereinheit 390 übertragen und können von dieser z.B. dazu verarbeitet werden, den Antrieb der Haspel zu steuern.

[0051] Das Ausgleichssystem 340 weist somit zwei unmittelbar miteinander kraftgekoppelte Ausgleichseinrichtungen auf, nämlich die der Aufnahmeeinrichtung zugeordnete erste Ausgleichseinrichtung 360-1 mit der vertikal beweglich gelagerten ersten Umlenkrolle 340-1, welche der Haspel 335 unmittelbar nachgeschaltet ist und in Abhängigkeit von einer im Bereich der ersten Umlenkrolle wirksamen Werkstückspannung selbsttätig entgegen einer durch ein Rückstellsystem 344-1 bereitgestellten Rückstellkraft aus einer Neutralstellung 343-1 in eine spannungsabhängige Kompensationsstellung nach unten auslenkbar ist, sowie die zweite Ausgleichseinrichtung 360-2, die der ersten Ausgleichseinrichtung 360-1 unmittelbar nachgeschaltet ist und eine linear horizontal beweglich gelagerte zweite Umlenkrolle 340-2 aufweist, welche in Abhängigkeit von der im Bereich der zweiten Umlenkrolle wirksamen Werkstückspannung entgegen einer durch das Rückstellsystem 344-2 bereitgestellten Rückstellkraft aus ihrer Neutralstellung 343-2 in eine Kompensationsstellung auslenkbar ist.

[0052] Durch die unmittelbare mechanische Kopplung zwischen der oberen Umlenkrolle 340-1 und der unteren Umlenkrolle 340-2 kann unter anderem erreicht werden, dass die obere Umlenkrolle 340-1, die der Haspel zugeordnet ist, bei eventuellen Ausgleichsbewegungen durch die untere Umlenkrolle unterstützt wird und nicht sofort und gegebenenfalls auch nicht in einem Ausmaß reagieren muss, wie es ohne Vorhandensein der Auslenkbarkeit der unteren Umlenkrolle nötig wäre. Besonders günstig ist auch die Anordnung der unteren Umlenkrolle 340-2 mit der parallel zur Zuführrichtung orientierten Ausgleichsbewegung auf Höhe der Zuführrichtung, so dass die untere Umlenkrolle 340-2 auf besonders starke Beschleunigungen der Einzugsbewegung direkt mit Ausgleichsbewegungen reagieren kann und die obere Umlenkrolle 340-1 durch die untere Umlenkrolle von den Folgen starker Beschleunigungen beim Einzug wenigstens teilweise entkoppelt wird, wodurch sich indirekt auch ein ruhigerer Lauf der Haspel erreichen lässt.

[0053] Anhand der Fig. 2A, 2B, 3 sowie 4A bis 4C werden nun charakteristische Reaktionen des Ausgleichssystems 340 auf starke Schwankungen des Einzugs in der Startphase des Drahteinzugs beispielhaft erläutert. Dabei zeigt Fig. 3 ein Referenzsystem gemäß dem Stand der Technik, wie er beispielsweise in der Anmeldung DE 10 2020 212 480 A1 im Zusammenhang mit der dortigen Fig. 2 beschrieben ist. Dabei ist die obere Umlenkrolle OU als vertikal verfahrbare Tänzerrolle mit Federrückstellung ausgeführt, wogegen die untere Umlenkrolle UU in einem trägerfesten Lager gelagert ist und nicht auslenkbar ist.

[0054] In einer Ausgangsposition befindet sich die Haspel H noch im Stillstand, dreht also nicht. Wird nun der Einzug der Umformmaschine aktiviert, so fordert er im Beispielsfall eine angeforderte Drahtlänge X in einer kurzen Zeit an. Die auf den Draht in Zuführrichtung ausgeübte Zugkraft wird durch die feste untere Umlenkrolle UU unvermindert zur oberen Umlenkrolle OU und über diese zur Haspel weitergeleitet. Die obere Umlenkrolle reagiert auf die Steigerung der Werkstückspannung dadurch, dass sie entgegen der Kraft des Rückstellsystems aus ihrer oberen Neutralstellung um eine Auslenkung Y nach unten ausgelenkt wird. Die Auslenkung Y der oberen Umlenkrolle entspricht nur einem Bruchteil der insgesamt zur Verfügung stehenden Auslenkung Z, so dass noch eine Restauslenkung Z-Y der oberen Umlenkrolle zur Verfügung steht. Die zur Verfügung stehende Gesamt-Auslenkung Z entspricht einem bestimmten Längenpuffervolumen, welches durch die auslenkbare obere Umlenkrolle bereitgestellt wird. Im Beispielsfall wird in der Anfahrphase der Anteil Y der Auslenkung schon verbraucht, so dass zum Beispiel nur ca. 70 % des Speichervolumens (entsprechend einer Werkstücklänge, die etwa dem Doppelten der noch zur Verfügung stehenden Auslenkung Z-Y entspricht) übrigbleiben. Die Auslenkung der oberen Umlenkrolle aus ihrer oberen Neutralstellung bewirkt über das dortige Positionsmesssystem ein Startsignal, das die Steuereinheit dazu veranlasst, die Haspeldrehung in Abwickelrichtung einzuleiten.

[0055] Im Vergleich dazu zeigen die Fig. 2A und 2B die Reaktionen des Ausführungsbeispiels der Erfindung mit axial auslenkbarer unterer Umlenkrolle 340-2 bei der gleichen Ausgangssituation. Auch hier befindet sich die Haspel zunächst im Stillstand und die Einzugseinrichtung der Umformmaschine startet und fordert die Drahtlänge X an. Diese wird zunächst zu einem überwiegenden Teil durch die Ausgleichsbewegung A2 der unteren Umlenkrolle 340-2 in Richtung der Einzugseinrichtung bereitgestellt, so dass die Werkstückspannung im Bereich der oberen Umlenkrolle 340-1 erheblich weniger steigt als beim Referenzsystem. Dementsprechend wird die obere Umlenkrolle nur geringfügig um den Betrag Y` ausgelenkt. Somit bleibt ein Großteil des durch die obere Umlenkrolle zur Verfügung gestellten Speichervolumens Z-Y` weiterhin für den weiteren Betrieb verfügbar.

[0056] Die kleine Auslenkung Y` der oberen Umlenkrolle 340-1 wird vom dortigen Sensorsystem erfasst, welches ein Sensorsignal erzeugt, das die Steuereinheit veranlasst, die Haspeldrehung einzuleiten. Dementsprechend wird durch die kleine Auslenkung der Antrieb der Haspel gestartet und beide Umlenkrollen können unter der Einwirkung ihrer Rückstellsysteme in ihre Neutralstellungen zurückkehren (Fig. 2B). Durch die Kraftkopplung des ersten Ausgleichssystems und des zweiten Ausgleichssystems reagiert somit das Ausgleichssystem insgesamt wesentlich sanfter auf kurzzeitige starke Steigerungen des Anzugsmoments.

[0057] Entsprechend würde umgekehrt beim starken Abbremsen des Drahteinzugs die untere Umlenkrolle 340-2 in die entgegengesetzte Richtung ausgelenkt werden, so dass auch in diesem Fall die obere Umlenkrolle durch die Reaktion der unteren Umlenkrolle zum Teil von der Werkstückspannungsänderung entkoppelt ist und sanfter reagieren kann.

[0058] Durch die beiden unmittelbar miteinander kraftgekoppelten Ausgleichseinrichtungen des Ausgleichssystems 340 kann also durch Abfederung des Anzugsmoments durch Auslenkung der unteren Umlenkrolle ein wesentlich sanfteres Anziehen an der Haspel erreicht werden als im Falle des Stands der Technik. Daher wird unter anderem das Werkstückmaterial nicht sprunghaft stark zugbelastet. Damit einher geht eine verbesserte Kraftverteilung zwischen oberer Umlenkrolle und unterer Umlenkrolle. Weiterhin hat sich gezeigt, dass Schwingungen des Werkstückmaterials zwischen Umformmaschine und Haspel im Vergleich zu herkömmlichen Systemen deutlich reduziert werden können. Da insgesamt der Widerstand beim Beschleunigen des Einzugs geringer ist als im Stand der Technik, können auch durch Schlupf bedingte Fehler, wie beispielsweise zu große Längenabweichungen an den fertigen Werkstücken, vermieden werden. Somit kann durch relativ einfache und kostengünstige konstruktive Maßnahmen ein großer Beitrag zur Verbesserung der Werkstückqualität erreicht werden, insbesondere im Hinblick auf eine verbesserte Längentoleranz.

[0059] Es gibt zahlreiche Möglichkeiten, das Grundkonzept der Erfindung konstruktiv umzusetzen. Im Beispielsfall sind die auslenkbaren Umlenkeinheiten (Umlenkrollen bzw. Umlenkräder) der beiden Ausgleichseinrichtungen vertikal übereinander angebracht. Dadurch kann der maschinenseitige Platzbedarf in der Länge besonders gering gehalten werden. Solche vertikalen Anordnungen sind insbesondere bei Verarbeitung von Werkstückmaterialien mit relativ kleinen Drahtstärken gut realisierbar. Bei größeren Drahtstärken kann es vorteilhaft sein, die beiden Umlenkrollen auf gleicher Höhe anzubringen, beispielsweise mit vertikal ausgerichteten Drehachsen. Dann können Unterstützungselemente für die freien Abschnitte des Werkstückmaterials vorgesehen sein. Im dargestellten Ausführungsbeispiel werden beide Umlenkeinheiten linear ausgelenkt. Auch das ist nicht zwingend. Es ist auch möglich, dass die Auslenkung bei mindestens einer der Umlenkeinheiten eine Schwenkbewegung aus einer Neutralstellung beinhaltet.

[0060] Die Linearführung einer auslenkbaren Umlenkrolle kann beispielsweise als Walzführung, Gleitführung oder Magnetführung ausgelegt sein. Eine Linearführung kann einen Schlitten oder Wagen beinhalten, der auf einer Schiene verfährt. Sofern größere Tragkräfte gewünscht sind, kann ein Schlitten/Wagen auch auf zwei oder mehr parallel angeordneten Schienen verlaufen.

[0061] Bei den Ausführungsbeispielen haben die Rückstellsysteme beide einen sehr einfachen Aufbau mit Schraubenfedern (Zugfedern und/oder Druckfedern). Zusätzlich können Dämpfungselemente vorgesehen sein, um nachteilige Schwingungen der Rückstellsysteme zu vermeiden, ohne die Reaktionszeit in nachteiliger Weise zu verringern. Die Auswahl von Sensoren zur messtechnischen Erfassung der Auslenkung kann nach praktischen Kriterien erfolgen. Die Erfassung der Auslenkung kann beispielsweise direkt über ein lineares Wegmesssystem erfolgen, welches inkremental oder absolut arbeiten kann. Ein Wegmesssystem kann auch indirekt arbeiten, beispielsweise über ein rotatorisches Wegmesssystem, wie zum Beispiel einen Drehgeber. Gegebenenfalls können handelsübliche Linearführungen mit integrierten Wegmesssystemen verwendet werden. Es sind auch unterschiedliche Sensorprinzipien nutzbar. Ein Sensor kann beispielsweise optisch, magnetisch, induktiv, kapazitiv oder resistiv arbeiten. Ein optisches Messsystem kann beispielsweise mit Laserstrahlung arbeiten.

Ansprüche

1. Vorrichtung (300) zum Zuführen eines langgestreckten Werkstücks (110) zu einer Umformmaschine (200), die eine mit variierender Einzugsgeschwindigkeit betreibbare Einzugseinrichtung (210) zum Einziehen des zugeführten Werkstücks und zum Fördern des Werkstücks zu einem Werkzeugbereich (220) der Umformmaschine aufweist, umfassend:

eine Aufnahmeeinrichtung zur Aufnahme eines Werkstückvorrats (112) in Form eines Coils;

eine erste Ausgleichseinrichtung (360-1) mit einer beweglich gelagerten ersten Umlenkeinheit (340-1), welche der Aufnahmeeinrichtung unmittelbar nachgeschaltet ist und in Abhängigkeit von einer im Bereich der ersten Umlenkeinheit wirksamen Werkstückspannung selbsttätig entgegen einer Rückstellkraft eines ersten Rückstellsystems (344-1) aus einer Neutralstellung (343-1) in eine spannungsabhängige Kompensationsstellung auslenkbar ist;

gekennzeichnet durch

eine zweite Ausgleichseinrichtung (360-2), die der ersten Ausgleichseinrichtung (360-1) unmittelbar nachgeschaltet ist und eine beweglich gelagerte zweite Umlenkeinheit (340-2) aufweist, welche in Abhängigkeit von einer im Bereich der zweiten Umlenkeinheit wirksamen Werkstückspannung entgegen einer Rückstellkraft eines zweiten Rückstellsystems (344-2) aus einer Neutralstellung (343-2) in eine Kompensationsstellung auslenkbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (300) dazu ausgelegt ist, der Umformmaschine das Werkstück entlang einer Zuführrichtung (302) zuzuführen und dass die zweite Umlenkeinheit (340-2) derart gelagert ist, dass die zweite Umlenkeinheit entlang einer zweiten Auslenkungsrichtung auslenkbar ist, die parallel oder im Wesentlichen parallel zur Zuführrichtung (302) orientiert ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eines der Rückstellsysteme, insbesondere das zweite Rückstellsystem (344-2), als bidirektional wirksames Rückstellsystem derart ausgelegt ist, dass die Umlenkeinheit (340-2) ausgehend von der Neutralposition (343-2) in zwei entgegengesetzte Richtungen auslenkbar ist.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Umlenkeinheit (340-1) derart gelagert ist, dass die erste Umlenkeinheit (340-1) entlang einer ersten Auslenkungsrichtung auslenkbar ist, die quer, insbesondere senkrecht zur Zuführrichtung (302) orientiert ist.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Umlenkeinheit (340-1) parallel zu einer ersten Auslenkungsrichtung auslenkbar ist und dass die zweite Umlenkeinheit (340-2) parallel zu einer orthogonal zur ersten Auslenkungsrichtung orientierten zweiten Auslenkungsrichtung auslenkbar ist.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine erste Führungseinrichtung, insbesondere eine erste Linearführung (350-1), zur Führung einer Auslenkbewegung der ersten Umlenkeinheit (340-1) und/oder eine zweite Führungseinrichtung, insbesondere eine zweite Linearführung (350-2), zur Führung einer Auslenkbewegung der zweiten Umlenkeinheit (340-2) umfasst.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Umlenkeinheit als eine erste Umlenkrolle und die zweite Umlenkeinheit als eine zweite Umlenkrolle ausgebildet ist, die erste und die zweite Umlenkrolle mit zueinander parallelen Drehachsen derart übereinander angeordnet sind, dass die erste Umlenkrolle oberhalb der zweiten Umlenkrolle angeordnet ist, ein Werkstückabschnitt von einer Austrittsseite der ersten Umlenkrolle im Wesentlichen vertikal zu einer Eintrittsseite der zweiten Umlenkrolle führbar ist und über etwa drei Viertel des Umfangs der zweiten Umlenkrolle in eine im Wesentlichen horizontale Richtung abgebbar ist.

8. Vorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere der folgenden Bedingungen gelten:

die erste Umlenkeinheit ist als eine erste Umlenkrolle (340-1) mit festem Durchmesser ausgebildet;

die zweite Umlenkeinheit ist als eine zweite Umlenkrolle (340-2) mit festem Durchmesser ausgebildet;

die Aufnahmeeinrichtung weist eine Haspel (335) auf, die mittels eines Haspelantriebs (334) um eine Haspelachse (336) drehend antreibbar ist.

9. Vorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Ausgleichseinrichtung (360-1) ein erstes Sensorsystem mit mindestens einem Sensor zur Erfassung der Auslenkung der ersten Umlenkeinheit (340-1) aufweist, dass die zweite Ausgleichseinrichtung (360-2) ein zweites Sensorsystem mit mindestens einem Sensor (355) zur Erfassung der Auslenkung der zweiten Umlenkeinheit (340-2) aufweist und eine Steuereinheit (390) der Vorrichtung dazu konfiguriert ist, Sensorsignale des ersten und des zweiten Sensorsystems zu empfangen und gemeinsam zur Steuerung eines Betriebs der Vorrichtung (300) zu verarbeiten, insbesondere zur Regelung einer Haspeldrehzahl.

10. Vorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückstellkraft des ersten Rückstellsystems und/oder die Rückstellkraft des zweiten Rückstellsystem einstellbar ist, vorzugsweise stufenlos einstellbar.

11. Vorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückstellkraft des ersten Rückstellsystems größer ist als die Rückstellkraft des zweiten Rückstellsystems.

Zeichnung