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Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Herstellung von aus Bandmaterial abgelängten, wärmebehandelten Planteilen, Blechteilen, Schnittplatten, Klingen, insbesondere Ampullenfeilen, die eine Bandabwickel- und Vorschubvorrichtung, gegebenenfalls eine mechanische Verformungsvorrichtung, insbesondere eine Verzahn- und/oder Schärfvorrichtung, eine Heiz- und Abkühlvorrichtung sowie eine Trennvorrichtung aufweist.
In den unterschiedlichsten Industriezweigen erfolgt eine Massenfertigung von flachstahlartigen, wärmebehandelten, insbesondere gehärteten Erzeugnissen, insbesondere Schnittplatten, Klingen und sonstigen Bauteilen. Die Herstellung solcher Bauteile geht zweckdienlich von aufgewickeltem Bandmaterial aus, das verformt und schliesslich zu einzelnen Teilen abgelängt wird. Ein typisches Beispiel für derartige Produkte ist die Ampullenfeile, wovon ein einziger Betrieb jährlich eine viele Millionen Stück umfassende Menge benötigt bzw. verbraucht. An diese Produkte werden seitens der Verbraucher insbesondere wegen der Verwendbarkeit in Verpackungsmaschinen der pharmazeutischen Industrie hinsichtlich Geradheit, Masstoleranz, Korrosionsbeständigkeit usw. sehr hohe technische Forderungen gestellt.
Bei der Herstellung von Ampullenfeilen wird im allgemeinen von Bandstahl ausgegangen, dessen mindestens eine Kante mit einer Zahnung versehen wird, wonach die Ablängung auf die gewünschte Länge erfolgt und sich eine Wärmebehandlung anschliesst. Die an die wärmebehandelten Fertigprodukte gestellte wichtigste Forderung ist, dass die Feilen stets krümmungslose Planflächen aufweisen müssen. Deformierte, verworfene Teile könnten insbesondere bei der Verpackung zu schweren Betriebsstörungen führen. Die Krümmung der Ampullenfeilen wird im allgemeinen durch die im Verlaufe der Wärmebehandlung freiwerdenden inneren mechanischen Spannungen verursacht.
Bekannt sind auch Fertigungseinrichtungen für Ampullenfeilen, bei denen das Auftreten der im Verlaufe der Wärmebehandlung entstehenden Deformationen dadurch vermieden werden soll, dass die Wärmebehandlung am noch zusammenhängenden Rand unter ständiger Spannung des Bandes vorgenommen wird. Eine derartige Vorrichtung ist z. B. in der ungarischen Patentanmeldung WI - 291 beschrieben, bei der die Neigung zum Verwerfen der Fertigprodukte tatsächlich vermindert werden kann. Der Hauptnachteil dieser Lösung besteht jedoch darin, dass die Ablängung der Einzelteile bereits in einem gehärteten Zustand des Werkstoffes vorgenommen werden muss, was an den Trennmechanismus schwer zu erfüllende Forderungen hinsichtlich Betriebssicherheit, Stabilität und Standzeit usw. stellt.
Die Massnahme der bekannten Lösung, wonach nur eine teilweise sich auf den Feilenschneidenbereich des Bandmaterials erstreckende Wärmebehandlung vorzunehmen ist, steht im Widerspruch zu dem auf eine Minderung der Neigung zum Verwerfen gerichteten Grundgedanken, weil gerade hiedurch solche die Deformationsneigung erhöhende innere Spannungen entstehen.
Aus der AT-PS Nr. 115592 ist bereits ein Verfahren zur Herstellung von gekrümmten Rasierklingen bekanntgeworden. Das auf Glühtemperatur erhitzte Werkstück wird zwischen zwei gebogenen Backen geklemmt, wobei unter Abkühlung die endgültige Form hergestellt wird. Eine Bandmaterialtrennung ist jedoch nicht vorgesehen. Gemäss der FR-PS Nr. 2. 214. 817 werden nicht plane sondern profilierte Elemente zwischen Rollen hergestellt, eine Härtung der behandelten Teile findet nicht statt.
Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer geeigneten Einrichtung, die eine hochproduktive Massenfertigung von sämtliche Güteanforderungen gleichzeitig erfüllenden, vorstehend aufgezählten Erzeugnissen, insbesondere Ampullenfeilen, ermöglicht und mit grosser Sicherheit gewährleistet, dass die Fertigerzeugnisse formbeständig, d. h. insbesondere frei von Verwerfungen und Krümmungen bleiben.
Grundlage der Erfindung ist die Erkenntnis, dass das gestellte Ziel durch die Anwendung einer Operationsreihe erreicht werden kann, wonach auf die Erhitzung des Bandmaterials folgend dessen Ablängung zu Einzelteilen im noch warmen Zustand des Materials vor der Abkühlung vorgenommen wird, wobei die abgelängten Produkte während der Abkühlung - zweckdienlich im Trennwerkzeug selbst - fast bis zu ihrer vollen Auskühlung in zwischen Planflächen gespanntem Zustand gehalten werden und so vermieden wird, dass eventuelle innere Spannungen unter Bildung von Form- änderungen frei werden.
Im Sinne des vorstehenden wird erfindungsgemäss von einer Einrichtung zur Herstellung von aus Bandmaterial abgelängten, wärmebehandelten Planteilen, Blechteilen, Schnittplatten, Klingen,
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heit darin besteht, dass für die Aufnahme des erwärmten Bandes zwei parallele zusammenpressbare
Planplatten vorgesehen sind, die sowohl mit der Abkühlvorrichtung als auch mit der Trennvorrichtung (Messerpaare) ausgerüstet und auf einem in Querrichtung zum Bandvorschub hin-und hergehend bewegbaren Querschlitten angeordnet sind.
Diese Einrichtung kann mit Vorteil so ausgebildet sein, dass sie im Betrieb vor und hinter den zusammengepressten Platten die mit Stromzuleitungselementen versehene Heizvorrichtung mit direkter Widerstandsheizung und eine das Bandmaterial während des Erhitzens unter Vorspannung haltende, vorzugsweise pneumatische Vorschubvorrichtung aufweist.
Bei der erfindungsgemässen Einrichtung ist das Ausgangsmaterial ein der Stärke und Breite des herzustellenden Einzelteiles, z. B. der Ampullenfeile, entsprechende Abmessungen und für die Wärmebehandlung geeignete Qualität aufweisendes gewalztes Stahlband. Die eine Kante des Bandes wird mittels nichtangetriebener und mit dem Material lediglich in einer anpressenden Reibverbindung stehenden Rolle während seines Vorschubes gezahnt und hienach scharfgeschliffen. Das so vorbereitete Bandmaterial wird z. B. im Falle einer drei parallele Bandbahnen gleichzeitig bearbeitenden Einrichtung mit einer die drei Stromphasen gleichmässig belastenden direkten Widerstandsheizung auf die Härtetemperatur erhitzt und hienach in die der Feilengrösse entsprechenden Stücke zerschnitten.
Das Schneiden und die zur Härtung erforderliche Abkühlung erfolgt in der kombinierten Trenn- und Abkühlvorrichtung zwischen den zusammengepressten Planplatten. Die so behandelten Erzeugnisse erhalten eine Durchärtung in ihrem gesamten Querschnitt und behalten ihre durch die zusammengepressten Planplatten bestimmte krümmungsfreie ebene Form. Im Interesse einer guten Materialausnutzung und entsprechenden Leistung wird zyklenweise nicht ein der Länge eines sondern z. B. der Länge von 15 Einzelteilen, z. B. Feilen, entsprechendes Bandstück vorgeschoben und erhitzt, was im Falle von drei parallelen Bahnen in einem Zyklus die Herstellung von 45 Einzelteilen, d. h. stündlich etwa 8000 Feilen, ermöglicht.
Die hergestellten Erzeugnisse erfahren im Laufe der weiteren Arbeitsgänge z. B. während der Massengalvanisierung, keine Änderung ihrer Form.
Die Erfindung wird im nachstehenden an Hand einer in den Zeichnungen dargestellten beispielsweisen Ausführungsform näher beschrieben, wobei Fig. l die Anordnung der Hauptteile einer beispielsweisen Einrichtung schematisch zum Teil im Schnitt und Fig. 2 die Draufsicht auf diese Einrichtung zeigen.
Bei der beispielsweisen, zur Herstellung von Ampullenfeilen geeigneten Ausführung der erfindungsgemässen Einrichtung erfolgt die Abwicklung des auf dem Spulen körper --11-- gelagerten Bandmaterials-l-abschnittsweise durch einen von einem pneumatischen Vorschubzylinder --41-angetriebenen Vorschubmechanismus --4--, wobei der eine lineare alternierende Bewegung vollführende Schlitten --42-- durch eine im Raum stationäre angeordnete Führung --43-- geführt wird.
Unmittelbar nach dem Spulenkörper --11-- ist eine die an die Seitenkanten des Bandmaterials-laufgepressten gezahnten Rollen --21, 22-- enthaltende Verzahneinheit --2-- angeordnet, deren Rol- len --21, 22-- während der Vorschubbewegung des Bandmaterials-l-die Seitenkanten des letzteren mit der für Ampullenfeilen erforderliche Qualität und Tiefe aufweisenden Zahnung bzw. den erforderlichen Zacken versehen. Hiezu ist zu bemerken, dass insbesondere bei Ampullenfeilen auch die Zahnung nur einer Seitenkante des Bandmaterials-l-ausreicht, so dass nur die eine Rolle --21-- gezahnt ist, wogegen die zweite Rolle --22-- gegenhaltend die Aufgabe einer Stützrolle einnimmt, die gegebenenfalls um gewisse Führungsfunktionen erweitert ist.
In Vorschubrichtung folgt auf die Verzahnvorrichtung --2-- eine Schärfvorrichtung --3--, die zur Ebene des Bandmaterials-l--annähernd parallele Drehebenen aufweisende angetriebene Schleifscheiben - -31, 32-- enthält. Die eine Schleifscheibe --31-- bearbeitet die Oberflächen des Bandmaterials - von unten, die zweite Schleifscheibe --32-- von oben, wobei eine gezahnte Kante einstellbaren Masses im Arbeitsbereich der Feile hergestellt wird. In Richtung des Bandtransports weiter fortschreitend, folgt der Bereich einer Heiz- und Abkühlvorrichtung sowie einer Trennvorrichtung.
In Planplatten --62, 63-- sind Messerpaare --64, 65-- und Kühlwassergänge --67-- der Trenn-
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vorrichtung bzw. Kühlvorrichtung --6-- angeordnet, welche Bauteile von einem Querschlitten - abgestützt sind, die in Querrichtung zum Bandvorschub hin- und herbewegbar ist. In dem auf Fig. 2 in Draufsicht dargestellten Betriebszustand findet sich die Trenn-Abkühlvorrichtung - in der ausserhalb der Spurlinie des Bandmaterials liegenden seitlichen Endstellung. Hier ist auch der die Vorrichtung betätigende pneumatische Arbeitszylinder --66-- veranschaulicht.
Gemäss der Erfindung kommt es vor der Betätigung der Trenn-Abkühl-Vorrichtung --6-- zur Erhitzung des Bandmaterials auf die Härtetemperatur, was durch die die Stromzuführungselemente --51, 52-- enthaltende Heizvorrichtung mit unmittelbarer Widerstandsheizung von einem Niederspannungs-
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Phase bei symmetrischer Netzbelastung vorgenommen werden kann.
Die Steuerung der Einrichtung ist mit Vorteil so ausgeführt, dass die Bänder-l-mittels der Vorschubvorrichtung durch Aufrechterhaltung der Einspannung der Bandenden und des mindestens teilweisen Vorschubdruckes bzw. der freien Hublänge während des Erhitzens unter einer bestimmten Vorspannung gehalten werden, wodurch auch die infolge der Wärmedehnung eintretende Verlängerung ausgeglichen bzw. die daraus andernfalls resultierende Durchbiegung verhindert wird.
Nach Erreichen der Härtetemperatur wird die Heizung abgestellt und die in geöffnetem Zustand befindliche, in einem gegenseitigen Abstand gehaltenen Planplatten-62, 63-- der Trenn-und Abkühl-Vorrichtung-6-- werden entlang des Querschlittens --61-- unter bzw. über die erhitzten Bänder-l-gebracht, worauf die Planplatten --62, 63-- mittels eines nicht dargestellten hydraulischen oder pneumatischen Presszylinders zusammengepresst und die Bänder-l-in warmen Zustand auf Mass abgelängt werden.
Im Sinne der Erfindung werden die Planplatten --62, 63-- bis zum vollen Auskühlen der abgelängten Produkte, in diesem Falle der Ampullenfeilen, in geschlossenem Zustand gehalten, wodurch Formveränderungen, d. h. Deformationen mit grosser Sicherheit vermieden bzw. ausgeschlossen werden. Die Intensität der Abkühlung (der Gradient des Wärmeentzugs) kann mit Hilfe der in den Planplatten vorgesehenen, durch Wasser von zweckdienlich einstellbarer Menge durchströmten Bohrungen bzw. Gängen bis zum jeweils erforderlichen Ausmass erhöht werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zur Herstellung von aus Bandmaterial abgelängten, wärmebehandelten Planteilen, Blechteilen, Schnittplatten, Klingen, insbesondere Ampullenfeilen, die eine Randabwickelund Vorschubvorrichtung, gegebenenfalls eine mechanische Verformungsvorrichtung, insbesondere eine Verzahn- und/oder Schärfvorrichtung, eine Heiz- und Abkühlvorrichtung sowie eine Trennvorrichtung aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass für die Aufnahme des erwärmten Bandes (1) zwei parallele zusammenpressbare Planplatten (62,63) vorgesehen sind, die sowohl mit der Abkühlvorrichtung (67) als auch mit der Trennvorrichtung Messerpaare (64,65) ausgerüstet und auf einem in Querrichtung zum Bandvorschub hin-und hergehenden Querschlitten (61) angeordnet sind.