DE10027680A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Umformteilen aus Drahtrohlingen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen von Umformteilen aus Drahtrohlingen, wobei die von einer Drahtader abgetrennten Drahtrohlinge (31) in eine Matrize (18) eingelegt werden, in einem ersten Pressenschlag mit einem Verstaucher (10) vorgestaucht und einem zweiten Pressenschlag mit einem Fertigstaucher (8) fertiggestaucht werden und anschließend das Umformteil (32) aus der Matritze (18) ausgeworfen wird, wobei Vorstaucher (10) und Fertigstaucher (8) im Wechseltakt von einer Kurbelwelle (2) angetrieben werden. Der Vorstaucher (10) und der Fertigstaucher (8) werden gegensinnig von je einem Kurbelwellenabtrieb (3, 9, 15) angetrieben auf ortsfesten Hubbahnen laufend gegen die im Wechseltakt zwischen einer Vorstauchstellung und einer Fertigstauchstellung hin- und hergesteuerte Matrize arbeiten.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Umformteilen aus Drahtrohlingen, wobei die von einer Drahtader abgetrennten Drahtrohlinge in eine Matrize eingelegt werden, in einem ersten Pressenschlag mit einem Vorstaucher vorgestaucht und in einem zweiten Pressenschlag mit einem Fertigstaucher fertiggestaucht werden und anschließend das Umformteil aus der Matrize ausgeworfen wird, wobei Vorstaucher und Fertigstaucher im Wechseltakt von einer Kurbelwelle angetrieben werden.

Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens, mit von einer Kurbelwel­ le im Wechseltakt angetriebenen Vorstaucher und Fertig­ staucher, welche nacheinander jeweils einen Pressenhub auf ein in eine Matrize eingelegtes und nach dem Umfor­ men wieder ausgeworfenes Werkstück ausführen.

Eine derartige Vorrichtung ist bekannt aus der DE 20 63 443. Dort wird eine Antriebswelle in zweifa­ cher Geschwindigkeit zum Maschinentakt angetrieben. Jeder Wellenumdrehung ist ein Stößelhub zugeordnet. Der Stößel arbeitet gegen eine ortsfeste Matrize. Zum Vor­ stauchen wird ein Vorstaucher zwischen Stößel und Matri­ ze gebracht. Dieser wird dann vom Stößel, der den Fer­ tigstaucher trägt, beaufschlagt. Nach dem Vorstauchen wird der Vorstaucher aus dem Arbeitsbereich wegverla­ gert. Mit erhöhtem Hub erfolgt dann das Fertigstauchen durch den Fertigstaucher.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das gattungs­ gemäße Verfahren beziehungsweise die gattungsgemäße Vorrichtung betriebstechnisch zu verbessern.

Gelöst wird die Aufgabe durch die in den Ansprüchen angegebene Erfindung.

Bei dem im Anspruch 1 angegebenen Verfahren ist vorgese­ hen, daß Vorstaucher und Fertigstaucher gegensinnig von je einem Kurbelwellenabtrieb angetrieben auf ortsfesten Hubbahnen laufend gegen die im Wechseltakt zwischen einer Vorstauchstellung und einer Fertigstauchstellung hin- und hergesteuerte Matrize arbeiten. Die im An­ spruch 2 angegebene Vorrichtung sieht vor, daß Vorstau­ cher und Fertigstaucher gegensinnig von je einem Kurbel­ wellenabtrieb angetrieben auf ortsfesten Hubbahnen geführt sind und die Matrize im Wechseltakt zwischen einer Vorstauchstellung und einer Fertigstauchstellung hin- und hergesteuert ist. Die Erfindung ist ein Produk­ tionsverfahren, das es ermöglicht, durch spanlose Kalt­ umformung ein Fertigungsteil im Doppeldruckverfahren herzustellen. Zuerst wird vom Halbzeug Draht ein Draht­ abschnitt durch Abscheren erzeugt und in die Matrize eingelegt. Dies erfolgt durch eine Schere und eine Zange. Beim Beladen befindet sich die Matrize in der Vorstauchstellung. Sobald der Drahtabschnitt vor die Öffnung der Matrize gebracht ist, erfolgt die kurbelwel­ lengesteuerte Vorverlagerung des Vorstauchers. Aus dem Vorstaucher ragt stirnseitig ein federbeaufschlagter Stift heraus, welcher den Drahtrohling in die Matrize einschiebt, bevor der Vorstaucher seinen Pressenhub durchführt. Bei diesem Vorstauchen wird der frei aus der Matrize herausstehende Draht zu einem kegelstumpf­ ähnlichen Körper umgeformt, um ein Ausknicken des Drah­ tes während der weiteren Umformung zu vermeiden. Beim Umformen kann der den Drahtabschnitt in die Matrize einführende Ladestift gegen die Kraft der Feder zurück­ weichen. Das zweite Werkzeug, der Fertigstaucher, er­ zeugt mit seiner Kontur die endgültige Kopfform, zum Beispiel einen Innenangriff, einen Außensechskant oder dergleichen. Der Fertigstaucher ist ebenso wie der Vorstaucher lineargeführt. Seine Hin- und Herbewegung wird von der Kurbelwelle abgegriffen. Sobald der Vor­ staucher den Kontakt zum Werkstück bei seinem Rückzug verlassen hat erfolgt die Verlagerung der Matrize in die Fertigstauchstellung. In dieser Stellung erfolgt die oben beschriebene Fertigumformung, Einhergehend mit dem Rückzug des Fertigstauchers vom Werkstück wird ein Auswerferstift verlagert, der in der Fertigstauchstel­ lung das fertig umgeformte Formteil aus der Matrize herausstößt. Sodann oder einhergehend mit dem Auswerfen wird die Matrize in die Vorstauchstellung zurückverla­ gert. In einer bevorzugten Ausgestaltung wird der Fer­ tigstaucher von einem kurbelgesteuerten Pleuel und der Vorstaucher von einer Kurvenscheibe angetrieben. Weiter kann vorgesehen sein, daß der Fertigstaucher auf einem ersten lineargeführten Pressenstößel sitzt, der eine Lagerhöhlung aufweist. In dieser Lagerhöhlung kann ein den Vorstaucher tragender zweiter Pressenstößel laufen. Der zweite Pressenstößel kann mit seinem, dem Vorstau­ cher abgewandten Ende mit einer lineargeführten Lager­ brücke verbunden sein, welche vom Kurbelabtrieb ange­ trieben wird. Die gegen die Kurvenscheibe abgefederte Lagerbrücke kann eine Kurvenrolle tragen. Die Lagerbrüc­ ke selbst kann auf Führungssäulen verschieblich an einem den ersten Stößel lagernden Führungsblock sitzen. Die Matrize kann einem auf dem Maschinengestell glei­ tend geführten Schlitten zugeordnet sein. Der Schlitten ist quer zur Hubbewegung der beiden Preßstößel verlager­ bar und ist insbesondere ein Vertikalschlitten, also in der Vertikalen zwischen Vorstauch- und Fertigstauchstel­ lung verlagerbar. Um eine möglichst präzise Steuerung und Fesselung des Schlittens in den Endstellungen zu erreichen, kann der Schlitten kurvengesteuert hin- und herbewegbar sein. Die Kurvensteuerung kann in Form eines zwischen zwei Kurvenrollen spielfrei liegenden Gleichdicks ausgebildet sein. Der Auswerferstift kann ebenfalls von einer Kurvenscheibe angetrieben werden. Dabei ist vorgesehen, daß der Antrieb des Auswerferstif­ tes fest am Maschinengrundgestell sitzt und einen quer zur Schlittenverlagerungsrichtung verlagerbaren Auswer­ ferbolzen aufweist. Dieser Auswerferbolzen kann mit einem verbreiterten Ende auf den Auswerferstift wirken. Insgesamt wird es als vorteilhaft angesehen, daß in einer einzigen Matrize bei einer Vollumdrehung der Kurbelwelle ein Werkstück gefertigt wird. Zufolge des Kurventriebes läßt sich das Weg-Zeit-Gesetz optimieren.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand einer beigefügten Zeichnung erläutert.

Der Hauptantrieb dieser Umformpresse ist eine kontinu­ ierlich umlaufende im Maschinengrundgestell 1 gelagerte Kurbelwelle 2, die über eine Pleuelstange 3 und einen Gelenkbolzen 4 einen Pressenstößel 5 antreibt. Der Pressenstößel 5 ist einem Lagerblock 6 geführt, der im Maschinengrundgestell 1 integriert ist. Am vorderen Ende des Pressenstößels 5 ist ein Werkzeughalter 7 mit dem Fertigstaucher 8 befestigt.

Zur Realisierung des ersten Schlages ist auf dem Zapfen der Kurbelwelle 2 eine zweigeteilte Kurve 9 fest aufge­ schraubt, die mit ihrer Kontur den Bewegungsverlauf des ersten Schlages (Vorstauchen) realisiert. Der hierfür notwendige Vorstaucher 10 ist mit seinem Werkzeughalter 11 auf einem zweiten Pressenstößel 12 befestigt, der in dem Pressenstößel 5 des Fertigstauchers 8 axial beweg­ lich gelagert ist. Zur Übertragung der Vorstauchbewe­ gung ist der Pressenstößel 12 durch eine Dehnschraube 13 mit einer Lagerbrücke 14 verschraubt, in der eine Kurvenrolle 15 gelagert ist, die an der Vorstauchkurve 9 anliegt. Die Führung der Lagerbrücke 14 übernehmen zwei Führungssäulen 16, die in dem Lagerblock 6 befe­ stigt sind. Für eine sichere Anlage der Kurvenrolle 15 an der Vorstauchkurve 9 sorgen zwei Druckfedern 17, die zwischen Lagerblock 6 und Lagerbrücke 14 eingespannt sind. Dieses System erzeugt somit durch seine Anordnung der Kurve 9 auf dem Kurbelwellenzapfen 2 eine direkte Abhängigkeit der Bewegung des Vorstauchers 10 von der Bewegung des Ferigstauchers 8.

Bei dieser Erfindung wird der örtliche Wechsel von Vorstaucher 10 zu Fertigstaucher 8 durch das vertikale Verschieben der Matrize 18 realisiert. Hierzu wird der gesamte Matrizenblock 19 in der senkrechten Ebene um den vertikalen Abstand von Vorstaucher 10 und Fertig­ staucher 8 verschoben. Eine kontinuierlich umlaufende Tansportkurve 20, die im Maschinengrundgestell 1 gela­ gert ist, überträgt die Bewegung auf eine obere Kurven­ rolle 21, die in einem Vertikalschlitten 22 gelagert ist. Vertikalschlitten 22 und Matrizenblock 19 sind miteinander verschraubt, so daß sie eine Bewegungsein­ heit bilden.

Die für den Transporthub notwendige Zwangsbewegung der Matrize 18 zwischen Vorstaucher 10 und Fertigstaucher 8 wird durch eine zweite Kurvenrolle 23 auf den Vertikal­ schlitten 22 abgesichert, die unterhalb der Transport­ kurve 20 an der Kontur anliegt.

Das Bewegungsgesetz der Transportkurve 20 entspricht der Form eines mathematischen Gleichdickes, d. h., die Kurve ist, unabhängig vom Bewegungsgesetz, über den Außendurchmesser gemessen in jeder beliebigen Drehlage immer gleich groß.

Die Führung des Vertikalschlittens 22 wird durch zwei im Maschinengrundgestell 1 befestigte Gleitschienen 24 realisiert.

Nach dem zweiten Schlag wird das Fertigungsteil aus der Matrize 18 ausgeworfen. Der Auswerfmechanismus wird durch eine im Maschinengrundgestell 1 gelagerte kontinu­ ierlich umlaufende Auswerfkurve 25 mit einem bestimmen­ ten Weg-Zeit angetrieben. Über eine Kurvenrolle 26 wird die Bewegung auf einen Auswerfbolzen 27 übertragen. Eine Druckfeder 28 sorgt für eine spielfreie Anlage der Kurvenrolle 26 an der Auswerfkurve 25. Im Matrizenblock 19 überträgt ein Auswerfbolzen 29 die Bewegung in die Matrize 18.

Auswerfbewegung und Transportbewegung sind über ein Räderwerk oder einen Zahnriehmen formschlüssig mit der Kurbelwelle 2 verbunden, so daß der zeitliche Ablauf aller Bewegungen einem Zwanglauf unterliegt.

Der Auswerferbolzen 27 besitzt ein verbreitertes Ende, das im Ausführungsbeispiel als Abwinkelung ausgebildet ist. Auf diesem verbreiterten Ende gleitet das Antriebs­ ende des Auswerferstiftes 29. Der Auswerferstift 29 besitzt einen durchmesservergrößerten Bund, mit welchem er sich auf entsprechenden Schultern der Matrize abstüt­ zen kann, um so als Widerlager für die vom Vorstaucher 10 beziehungsweise Fertigstaucher 7 aufgebrachten Druc­ ke zu wirken.

Beim Beladen der Vorrichtung wird ein abgeschertes Drahtstück 31 von einer Zange gehalten in den Arbeits­ raum zwischen Vorstaucher 10 und Matrize 18 gebracht. Diese Position ist in der Zeichnung dargestellt. Dort ist allerding die Matrize beziehungsweise der sie tra­ gende Schieber 22 in der Fertigstauchposition. Zum Beladen muß die Matrize 18 durch Verlagerung des Verti­ kalschiebers 22 nach oben zunächst in die Vorstauchstel­ lung gebracht werden. Ein dem Vorstaucher zugeordneter Ladestift, der über den Vorstaucher hinausragt, jedoch gegen den Druck einer Feder in den Vorstaucher auswei­ chen kann, belädt die Matrize mit dem in Fluchtlage vor ihr liegenden, von der Schere gehaltenen Drahtabschnitt 31.

Die Funktionsweise der Maschine ist die folgende:
Über einen nicht näher beschriebenen im Maschinentakt arbeitenden Einzug wird der Draht in die Maschine einge­ zogen. Durch einen nicht näher beschriebenen Schermecha­ nismus wird mit einem Messer 30 ein volumengenau abge­ schnittener Drahtabschnitt 31 in der oberen Position des Matrizenblockes 19 vor die Matrize 18 transpor­ tiert. Der kurvengesteuerte Vorstaucher 10 schiebt den Drahtabschnitt 31 in die Matrize 18 ein; der Schermecha­ nismus schwenkt das Messer 30 aus dem Pressraum heraus und der Vorstaucher 10 vollendet den ersten Schlag. Nach der Lüftbewegung des Vorstauchers 10 wird der Matrizenblock 19 mit der Matrize 18 in die untere Posi­ tion transportiert und der Fertigstaucher 8 erzeugt mit seiner Bewegung die endgültige Kopfkontur des Ferti­ gungsteiles 32.

Während der Aufwärtsbewegung des Matrizblockes 19 wird das Fertigungsteil 32 durch den Auswerfmechanismus aus der Matrize 18 ausgeschoben und fällt in den Auswerf­ schacht 33.

Die somit wieder freie Matrize 18 wird dann im nächsten Maschinentakt durch das Schermesser 30 mit einen neuen Drahtabschnitt 31 befüllt.

Alle offenbarten Merkmale sind (für sich) erfindungswe­ sentlich. In die Offenbarung der Anmeldung wird hiermit auch der Offenbarungsinhalt der zugehörigen/beigefügten Prioritätsunterlagen (Abschrift der Voranmeldung) voll­ inhaltlich mit einbezogen, auch zu dem Zweck, Merkmale dieser Unterlagen in Ansprüche vorliegender Anmeldung mit aufzunehmen.

Claims (14)

1. Verfahren zum Herstellen von Umformteilen aus Draht­ rohlingen, wobei die von einer Drahtader abgetrennten Drahtrohlinge (31) in eine Matrize (18) eingelegt wer­ den, in einem ersten Pressenschlag mit einem Vorstau­ cher (10) vorgestaucht und in einem zweiten Pressen­ schlag mit einem Fertigstaucher (8) fertiggestaucht werden und anschließend das Umformteil (32) aus der Matrize (18) ausgeworfen wird, wobei Vorstaucher (10) und Fertigstaucher (8) im Wechseltakt von einer Kurbel­ welle (2) angetrieben werden, dadurch gekennzeichnet, daß Vorstaucher (10) und Fertigstaucher (8) gegensinnig von je einem Kurbelwellenabtrieb (3; 9, 15) angetrieben auf ortsfesten Hubbahnen laufend gegen die im Wechsel­ takt zwischen einer Vorstauchstellung und einer Fertig­ stauchstellung hin- und hergesteuerte Matrize arbeiten.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit von einer Kurbelwelle (2) im Wechsel­ takt angetriebenen Vorstaucher (10) und Fertigstaucher (8), welche nacheinander jeweils einen Pressenhub auf ein in eine Matrize (18) eingelegtes und nach dem Umfor­ men wieder ausgeworfenes Werkstück (32) ausführen, dadurch gekennzeichnet, daß Vorstaucher (10) und Fertig­ staucher (8) gegensinnig von je einem Kurbelwellenab­ trieb (3; 9, 15) angetrieben auf ortsfesten Hubbahnen geführt sind und die Matrize (18) im Wechseltakt zwi­ schen einer Vorstauchstellung und einer Fertigstau­ chstellung hin- und hergesteuert sind.

3. Vorrichtung oder Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß der Fertigstaucher (8) von einem kurbelgesteuerten Pleuel (3) und der Vorstaucher (10) von einer Kurvenscheibe (9) angetrieben sind.

4. Vorrichtung oder Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß der Fertigstaucher (8) auf einem ersten, lineargeführten Pressenstößel (5) sitzt, der eine Lagerhöhlung aufweist, in welcher ein zweiter, den Vorstaucher (10) tragender Pressenstößel (12) läuft.

5. Vorrichtung oder Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Pressenstößel (12) mit seinem, dem Vorstaucher (10) abgewandten Ende mit einer lineargeführten Lagerbrücke (14) verbunden ist, welche vom Kurbelabtrieb angetrieben wird.

6. Vorrichtung oder Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß die gegen die Kurvenscheibe (9) abgefederte Lagerbrücke (14) eine Kurvenrolle (15) trägt.

7. Vorrichtung oder Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerbrücke (14) führen­ de Führungssäulen an einem den ersten Stößel lagernden Führungsblock (6) sitzen.

8. Vorrichtung oder Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß die Matrize (18) einem auf dem Maschinengrundgestell (1) gleitend geführten Schlit­ ten (22), insbesondere Vertikalschlitten zugeordnet ist.

9. Vorrichtung oder Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitten (22) zwischen Gleitschienen (24) geführt ist.

10. Vorrichtung oder Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitten (22) kurvenge­ steuert hin- und herverlagerbar ist.

11. Vorrichtung oder Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerkurve (20) die Form eines zwischen zwei Kurvenrollen (21, 23) spiel­ frei liegenden Gleichdicks hat.

12. Vorrichtung oder Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, gekennzeichnet durch einen von einer Auswerferkurven­ scheibe (25) angetriebenen Auswerferstift (29).

13. Vorrichtung oder Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß der Auswerferstift (29) von einem endseitig verbreiterten Auswerferbolzen (27) angetrieben ist, welcher quer zur Schlittenverlagerungs­ richtung verlagerbar am Maschinengrundgehäuse (1) sitzt.

14. Vorrichtung oder Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß in einer einzigen Matrize (18) bei einer Vollumdrehung der Kurbelwelle ein Werk­ stück (32) durch Doppelstauchen gefertigt wird.