DE102018114579B3 - Method and device for burr-free cutting of a wire and a correspondingly separated piece of wire and hairpin - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum gratfreien Abtrennen eines Drahtes (12), insbesondere der mit mehrkantigem Querschnitt ausgebildet ist, gekennzeichnet durch folgende Schritte: - Umformen des Drahtes (12) an einer Drahtlängsposition (62) durch Aufeinanderzubewegen von zwei einander in einer ersten Ebene (56) gegenüberliegenden Umformabschnitten (40) einer ersten Umformeinheit (14) entlang einer ersten Bewegungsachse (Z), wobei beim Umformen des Drahtes (12) die Umformabschnitte (40) der ersten Umformeinheit (14) stets voneinander beabstandet sind, so dass der Drahtquerschnitt bei diesem ersten Umformschritt von zwei sich gegenüberliegenden Seiten (44) her verjüngt wird und ein verjüngter Drahtquerschnitt verbleibt, - Umformen des Drahtes (12) an derselben Drahtlängsposition (62) durch Aufeinanderzubewegen von zwei einander in einer zweiten Ebene (56) gegenüberliegenden Umformabschnitten (46) einer zweiten Umformeinheit (16) entlang einer zweiten Bewegungsachse (Y), die Umformabschnitte (46) der zweiten Umformeinheit (16) stets voneinander beabstandet sind, so dass der bereits verjüngte Drahtquerschnitt bei diesem zweiten Umformschritt von zwei weiteren sich gegenüberliegenden Seiten (50) her verjüngt wird und der bereits verjüngte Drahtquerschnitt in weiter verjüngter Form verbleibt; und - Zugtrennen des Drahtes (12) an derselben Drahtlängsposition (62) mit nun verjüngtem Drahtquerschnitt durch Aufbringen einer Zugkraft auf den Draht (12). The invention relates to a method for burr-free cutting of a wire (12), in particular of polygonal cross-section, characterized by the following steps: - forming the wire (12) at a wire longitudinal position (62) by moving two of them together in a first plane ( 56) opposite Umformabschnitten (40) of a first forming unit (14) along a first axis of movement (Z), wherein during forming of the wire (12) the forming sections (40) of the first forming unit (14) are always spaced apart, so that the wire cross-section at this first forming step is tapered from two opposite sides (44) and a tapered wire cross-section remains, - forming the wire (12) at the same wire longitudinal position (62) by moving two forming sections (46) opposite each other in a second plane (56) a second forming unit (16) along a second axis of movement (Y), the U mformabschnitte (46) of the second forming unit (16) are always spaced apart, so that the already tapered wire cross-section is tapered in this second forming step of two other opposite sides (50) ago and the already tapered wire cross section remains in a further tapered shape; and - tensile severing of the wire (12) at the same wire longitudinal position (62) with now tapered wire cross section by applying a tensile force to the wire (12).
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum gratfreien Abtrennen eines Drahtes mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1. Zudem betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum gratfreien Abtrennen eines Drahtes mit den Merkmalen des Oberbegriffs des nebengeordneten Anspruchs. Zudem betrifft die Erfindung ein entsprechend abgetrenntes Drahtstück sowie einen Hairpin.The invention relates to a method for burr-free cutting of a wire having the features of the preamble of claim 1. In addition, the invention relates to a device for burr-free cutting of a wire having the features of the preamble of the independent claim. In addition, the invention relates to a correspondingly separated piece of wire and a hairpin.
Verfahren und Vorrichtungen der eingangs genannten Art sind der Anmelderin aus der Praxis bekannt. So werden bei der Fertigung von Elektromotoren für Traktionsantriebe einzelne Wicklungselemente (Steckspulen, sog. „Hairpins“) hergestellt, die im weiteren Prozess zu einer vollständigen Statorwicklung weiterverarbeitet werden. Um bedingt durch höheren Füllungsgrad eine höhere Effizienz von Elektromaschinen zu erreichen, wurde in der Hairpin-Technologie von runden Drähten auf Drähte mit rechteckigem Querschnitt übergegangen. Im Rahmen der Herstellung der Steckspulen müssen aus Endlosmaterial entsprechende Drahtabschnitte abgelängt und abgetrennt werden, welche nach einer Positionierung am Stator miteinander verschweißt werden.Methods and devices of the type mentioned above are known to the applicant from practice. Thus, in the manufacture of electric motors for traction drives individual winding elements (plug-in coils, so-called. "Hairpins") produced, which are further processed in the process to a complete stator winding. In order to achieve a higher efficiency of electric machines due to higher degree of filling, in the hairpin technology of round wires on wires with rectangular cross section has been passed. As part of the production of plug-in coils corresponding wire sections must be cut and cut from endless material, which are welded together after positioning on the stator.
Ein Abtrennen der Drahtabschnitte erfolgt üblicherweise durch Abscheren, wobei an den Drahtenden Stirnflächen entstehen, deren Kanten ungebrochen, d.h. scharfkantig und mit Graten (Schergrate) behaftet sind. Diese Schergrate können, sofern sie nicht in einem zusätzlichen Arbeitsschritt aufwändig bspw. manuell entfernt werden, bei der Montage der Steckspulen in eine Isolation (Isolationspapier) einfahren, die sich bereits in der Nut des bereitgestellten Stators des Elektromotors befindet. Daher besteht die Gefahr, dass die Isolation zerstört wird, was zu Fehlfunktionen des Elektromotors führen kann.A separation of the wire sections is usually carried out by shearing, wherein at the wire ends end surfaces arise whose edges unbroken, i. sharp-edged and with burrs (ridges) are afflicted. These ridges can, if they are not laboriously removed in an additional step, for example, manually, during installation of the plug-in coils in an insulation (insulation paper) retract, which is already in the groove of the provided stator of the electric motor. Therefore, there is a risk that the insulation will be destroyed, which may cause malfunction of the electric motor.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einfachen konstruktiven Mitteln ein zuverlässiges und möglichst gratfreies Abtrennen von Drähten zu ermöglichen. Eine Nachbearbeitung der Drähte an den Trennstellen soll vermieden werden.The invention has for its object to enable a simple and constructive means a reliable and burr-free as possible separation of wires. A reworking of the wires at the separation points should be avoided.
Die Erfindung löst diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Danach zeichnet sich das Verfahren durch mehrere Schritte aus, die nachfolgend beschrieben werden.The invention solves this problem by a method having the features of claim 1. Thereafter, the method is characterized by a plurality of steps, which are described below.
Zunächst erfolgt ein (gratfreies) Umformen des Drahtes an einer Drahtlängsposition in einem ersten Umformschritt durch Aufeinanderzubewegen von zwei einander in einer ersten Ebene gegenüberliegenden Umformabschnitten einer ersten Umformeinheit entlang einer ersten Bewegungsachse. Dabei wird der Drahtquerschnitt bei diesem ersten Umformschritt von zwei gegenüberliegenden Seiten her verjüngt, bspw. von zwei Schmalseiten. Beim Umformen des Drahtes sind die Umformabschnitte der ersten Umformeinheit stets voneinander beabstandet, so dass ein verjüngter Drahtquerschnitt verbleibt. Danach erfolgt ein Umformen des Drahtes an derselben Drahtlängsposition in einem zweiten Umformschritt durch Aufeinanderzubewegen von zwei einander in einer zweiten Ebene gegenüberliegenden Umformabschnitten einer zweiten Umformeinheit entlang einer zweiten Bewegungsachse. Dabei wird der bereits verjüngte Drahtquerschnitt bei diesem zweiten Umformschritt von zwei weiteren gegenüberliegenden Seiten her verjüngt, bspw. von zwei Breitseiten. Beim Umformen des Drahtes sind die Umformabschnitte der zweiten Umformeinheit stets voneinander beabstandet, so dass der bereits verjüngte Drahtquerschnitt in weiter verjüngter Form verbleibt. Es verbleibt an der Drahtlängsposition also ein Materialsteg, der gegenüber der ursprünglichen Querschnittsform des Drahtes nach innen versetzt angeordnet ist. Insbesondere kann der Materialsteg den gleichen Querschnittsmittelpunkt aufweisen wie der ursprüngliche Querschnitt des Drahtes. Insbesondere ist der Materialsteg an wenigstens zwei, vorzugsweise allen, sich gegenüberliegenden Seiten je gleichweit von der ursprünglichen Querschnittsform nach innen versetzt. Zu diesem Zeitpunkt sind die vor und nach der Drahtlängsposition, der vorgesehenen Trennstelle, angeordneten Drahtabschnitte über den Materialsteg noch stoffschlüssig miteinander verbunden. Danach, also nach dem zweiten Umformschritt, erfolgt ein Zugtrennen des Drahtes an derselben Drahtlängsposition, indem eine (zumindest anteilig entlang der Drahtlängsrichtung wirkenden) Zugkraft auf den Draht aufgebracht wird. Damit ist der Draht an der Drahtlängsposition abgetrennt.First, a (burr-free) deformation of the wire takes place at a wire longitudinal position in a first forming step by moving two forming sections of a first forming unit opposite each other in a first plane along a first axis of movement. In this case, the wire cross-section is tapered in this first forming step from two opposite sides, for example. Of two narrow sides. When forming the wire, the forming sections of the first forming unit are always spaced from each other so that a tapered wire cross-section remains. Thereafter, a deformation of the wire takes place at the same wire longitudinal position in a second forming step by moving two opposite each other in a second plane forming sections of a second forming unit along a second axis of movement. In this case, the already tapered wire cross-section is tapered in this second forming step by two other opposite sides, for example. Of two broad sides. When forming the wire, the forming sections of the second forming unit are always spaced apart, so that the already tapered wire cross section remains in a further tapered form. It remains at the wire longitudinal position so a material web, which is arranged offset from the original cross-sectional shape of the wire to the inside. In particular, the material web may have the same cross-sectional center as the original cross-section of the wire. In particular, the material web is at least two, preferably all, opposite sides each equidistant from the original cross-sectional shape inwardly offset. At this time, before and after the wire longitudinal position, the intended separation point, arranged wire sections over the material web still cohesively connected to each other. Thereafter, ie after the second forming step, the wire is drawn at the same wire longitudinal position by applying a tensile force (acting at least proportionally along the wire longitudinal direction) to the wire. Thus, the wire is separated at the wire longitudinal position.
Ein derartiges Abtrennen hat den Vorteil, dass ein Entstehen von Schergraten vermieden werden kann, indem das Verfahren an einer entsprechenden Drahtlängsposition (Trennstelle) mehrere Umformschritte und ein anschließendes Zugtrennen vorsieht, wie voranstehend beschrieben. Durch das Umformen des Drahtes mittels der Umformabschnitte wird der Draht an der Drahtlängsposition tailliert, so dass eine definierte Schwachstelle geschaffen wird, an der durch Zugtrennen ein Abtrennen des Drahtes erfolgt. Da der Draht durch Umformen mit den Umformabschnitten auch vor und nach der Trennstelle (Trennebene) verjüngt wird, weisen die Drahtenden eine verjüngte, bspw. angefaste oder konische, Form auf. Somit können Drahtabschnitte mit Drahtenden bereitgestellt werden, welche für Steckspulen (Hairpins) ideal geeignet sind, da diese aufgrund ihrer verjüngten, bspw. konischen, Drahtenden leicht in die Isolation der Nuten eines Motors eingeführt werden können. Anders ausgedrückt ist ein einfacheres Einführen des Drahtes ohne Beschädigung des Isolationspapiers in den Stator ermöglicht, da der „Anfangs-Querschnitt“ (Drahtende) beim Einführen geringer ist. Die Gratfreiheit der Drahtenden trägt zur Erhöhung der Sicherheit und zur Reduzierung von Ausschuss bei. Zudem ist der Prozess wirtschaftlich günstig, da die Standzeit der Umformabschnitte vergleichsweise hoch ist, weil die Umformabschnitte lediglich in das Drahtmaterial (bspw. Kupfer) eindringen, dieses nur verformen und sich dabei nicht berühren.Such separation has the advantage that the occurrence of serrations can be avoided by providing the method at a corresponding wire longitudinal position (separation point) a plurality of forming steps and a subsequent draw separation, as described above. By forming the wire by means of the forming sections of the wire is fitted at the wire longitudinal position, so that a defined vulnerability is created at the separation takes place by pulling the wire. Since the wire by forming with the forming sections also before and after the separation point (Dividing plane) is tapered, the wire ends have a tapered, for example, chamfered or conical shape. Thus wire sections with wire ends can be provided that are ideally suited for plug-in spools (hairpins), since these can be easily inserted into the insulation of the grooves of a motor due to their tapered, eg conical, wire ends. In other words, a simpler insertion of the wire without damaging the insulation paper in the stator is made possible because the "initial cross-section" (wire end) during insertion is smaller. The burr-freeness of the wire ends helps increase safety and reduce rejects. In addition, the process is economically favorable because the service life of the forming sections is comparatively high, because the forming sections only penetrate into the wire material (eg copper), deform it only and do not touch each other.
Das vorgeschlagene Verfahren kann in einer komplexen Prozesskette eingesetzt werden. Die benachbarten Verfahren können z.B. Einlegen der Isolation in die Nut des Stators, Umformen in mehreren Schritten von Hairpins oder Abisolieren der Drahtenden eines Hairpins sein. Die Prozesskette kann bspw. mit der Reihenfolge Abisolieren - erster Umformschritt, zweiter Umformschritt und Zugtrennen - Umformen in die Hairpin-Form erfolgen. Alle Schritte können auf einer Maschine mit unterschiedlichen Stationen einer vorzugsweise längsgetakteten Anlage durchgeführt werden. Auch einzelne autarke Prozesseinheiten sind denkbar.The proposed method can be used in a complex process chain. The adjacent methods may e.g. Inserting the insulation into the groove of the stator, forming in several steps of hairpins or stripping the wire ends of a hairpin. The process chain can be done, for example, with the order Stripping - first forming step, second forming step and draft separation - forming in the hairpin shape. All steps can be carried out on a machine with different stations of a preferably longitudinally controlled system. Even individual self-contained process units are conceivable.
Der Begriff „gratfreies Abtrennen“ ist vorliegend dahingehend zu verstehen, dass ein Abtrennen bezogen auf die Seitenflächen des Drahtes gratfrei erfolgt. So soll der Draht nach einem Abtrennen keine seitlich über die Seitenflächen des Drahtes hinausragende Grate (Schergrate) aufweisen. An den Stirnflächen des Drahtes kann bedingt durch das Zugtrennen eine gewisse Gratbildung erfolgen, die jedoch mangels seitlichem Überstand für die weitere Verwendung der abgetrennten Drahtstücke nicht von Bedeutung ist.The term "burr-free cutting" is to be understood in the present case that a separation takes place burr-free with respect to the side surfaces of the wire. Thus, the wire should not have laterally over the side surfaces of the wire protruding burrs (Schergrate) after separation. At the end faces of the wire may be due to the drafting a certain burr formation done, but for lack of lateral projection for the further use of the separated pieces of wire is not important.
Bei dem Draht kann es sich um einen Draht aus weichem Material handeln, bspw. Kupferdraht. Der Draht kann durch eine Isolation, bspw. eine Lackschicht, umhüllt sein. Der Draht kann einen mehrkantigen, insbesondere vierkantigen Querschnitt, bspw. einen rechteckigen Querschnitt aufweisen, wobei unter einem Rechteck hierbei ein Rechteck mit verrundeten Ecken zu verstehen sein kann und nicht zwingend ein Rechteck im streng geometrischen Sinne. Insbesondere wird bei dem Verfahren jedoch ein Draht mit einem Querschnitt mit zwei zueinander parallelen geraden Seiten, bzw. insbesondere mit vier geraden Seiten, von denen je zwei parallel zueinander sind.The wire may be a wire of soft material, such as copper wire. The wire can be enveloped by an insulation, for example a lacquer layer. The wire may have a polygonal, in particular four-edged cross-section, for example a rectangular cross-section, whereby a rectangle here can be understood to mean a rectangle with rounded corners and not necessarily a rectangle in the strictly geometrical sense. In particular, in the method, however, a wire with a cross section with two parallel straight sides, or in particular with four straight sides, of which two are each parallel to each other.
Die Umformabschnitte der Umformeinheiten sind insbesondere jeweils entlang deren Bewegungsachse zwischen einer Ausgangsstellung (Umformabschnitte befinden sich außerhalb des Drahtes) und einer Endstellung (Umformabschnitte sind in den Draht eingedrungen und werden nicht weiter aufeinander zu bewegt) verlagerbar. Die dem Draht zugewandten Enden (Werkzeugspitzen) der Umformabschnitte berühren sich in Endstellung nicht.The forming sections of the forming units are in each case displaceable along their movement axis between a starting position (forming sections are located outside the wire) and an end position (forming sections have penetrated the wire and are not moved further toward one another). The wire-facing ends (tool tips) of the forming sections do not touch each other in the end position.
Die Umformabschnitte bilden einen Teil eines Umformwerkzeugs, welches neben einem Umformabschnitt (eigentlicher Bearbeitungsabschnitt) noch einen Schaftabschnitt zur Befestigung des Umformwerkzeugs, bspw. an einem Werkzeugträger oder einer Werkzeughalteplatte aufweisen kann. Das Umformwerkzeug kann in einer Umformeinheit montiert sein und kann durch die Umformeinheit angetrieben werden, wie später noch beschrieben wird.The forming sections form part of a forming tool which, in addition to a forming section (actual processing section), can also have a shank section for fastening the forming tool, for example on a tool carrier or a tool holding plate. The forming tool may be mounted in a forming unit and may be driven by the forming unit, as will be described later.
Wie oben erörtert, erfolgen die beschriebenen Umformschritte nacheinander. Hiermit kann eine Kollision der Umformabschnitte vermieden werden. Zudem hat das Drahtmaterial somit die Möglichkeit, während der Umformung seinen „Weg zu suchen“, den Umformabschnitten durch plastische Verformung auszuweichen. Durch die nacheinander erfolgenden Umformschritte gibt man dem Drahtmaterial die Möglichkeit, in die Richtung des jeweils anderen Prozessschrittes „auszuweichen“, wobei eine reduzierte Gratbildung bzw. eine reduzierte „Aufwurf“-Bildung erreicht werden kann. Eine Koordination der Umformeinheiten kann durch elektrische angesteuerte „Cams“ (Nocken oder Exzenter) oder auch durch ein CNC-System erfolgen.As discussed above, the forming steps described are sequential. Hereby, a collision of the forming sections can be avoided. In addition, the wire material thus has the possibility during the forming his "way to seek" to evade the forming sections by plastic deformation. As a result of the successive forming steps, the wire material is given the opportunity to "dodge" in the direction of the respective other process step, whereby a reduced burr formation or a reduced "throw-up" formation can be achieved. A coordination of the forming units can be done by electrically driven "cams" (cams or eccentrics) or by a CNC system.
Die Umformabschnitte der ersten Umformeinheit können in einer (ersten) Ebene liegen und in dieser Ebene bewegt werden und/oder die Umformabschnitte der zweiten Umformeinheit können in einer (zweiten) Ebene liegen und in dieser Ebene bewegt werden. Die Anordnung der sich jeweils gegenüberliegenden Umformabschnitte in einer Ebene trägt dazu bei, dass das Drahtmaterial nicht geschert, sondern verformt wird (Umformabschnitte stehen nicht wie Scherenschneiden versetzt zueinander). Die Entstehung von Schergraten kann somit vermieden werden.The forming sections of the first forming unit may lie in a (first) plane and be moved in this plane and / or the forming sections of the second forming unit may lie in a (second) plane and be moved in this plane. The arrangement of each opposite forming sections in a plane contributes to the fact that the wire material is not sheared, but deformed (forming sections are not like scissor blades offset from each other). The formation of serrations can thus be avoided.
Damit, dass die Umformabschnitte sich in einer Ebene einander gegenüberliegend angeordnet sind kann gemeint sein, dass die jeweiligen Werkzeugspitzen in einer Ebene liegen, in der auch die jeweilige Bewegungsachse der Umformabschnitte liegt. Die Werkzeugspitzen der Umformabschnitte der ersten Umformeinheit können also in der ersten Ebene liegen und die erste Bewegungsachse der Umformabschnitte liegt ebenso in dieser Ebene. Entsprechend können die Werkzeugspitzen der Umformabschnitte der zweiten Umformeinheit in der zweiten Ebene liegen und die zweite Bewegungsachse der Umformabschnitte liegt ebenso in dieser zweiten Ebene.So that the forming sections are arranged opposite one another in a plane, it can be meant that the respective tool tips lie in a plane in which the respective movement axis of the forming sections lies. The tool tips of the forming sections of the first forming unit can therefore lie in the first plane and the first axis of movement of the forming sections is also in this plane. Accordingly, the tool tips of the forming of the second forming unit in the lie second plane and the second axis of movement of Umformabschnitte is also in this second level.
Die erste Ebene und zweite Ebene können kongruent sein. Die erste Ebene und zweite Ebene können also aufeinander liegen. Mit anderen Worten ausgedrückt können die Umformabschnitte der ersten Umformeinheit und die Umformabschnitte der zweiten Umformeinheit alle in einer gemeinsamen Ebene liegen und in dieser Ebene beim Umformen bewegt werden. Insbesondere können die Werkzeugspitzen alle in einer gemeinsamen Ebene liegen und in dieser Ebene beim Umformen bewegt werden. Hiermit ist eine besonders genaue Umformung des Drahtes an exakt derselben Drahtlängsposition gewährleistet, da Positionierungsfehler, vermieden werden.The first level and second level may be congruent. The first level and second level can therefore lie on top of each other. In other words, the forming sections of the first forming unit and the forming sections of the second forming unit can all lie in a common plane and be moved in this plane during forming. In particular, the tool tips can all lie in a common plane and be moved in this plane during forming. This ensures a particularly accurate deformation of the wire at exactly the same wire longitudinal position, as positioning errors are avoided.
In zweckmäßiger Weise können die erste Bewegungsachse (entlang der die Umformabschnitte der ersten Umformeinheit verlagert werden) und die zweite Bewegungsachse (entlang der die Umformabschnitte der zweiten Umformeinheit verlagert werden) orthogonal zueinander orientiert sein. Dabei können die Bewegungsachsen einander schneiden. Hiermit kann insbesondere ein mehrkantiger oder vierkantiger (bspw. rechteckiger) Draht an den jeweils einander gegenüberliegenden Seitenflächen bearbeitet werden, wobei gute Umformeigenschaften erreicht werden können (Drahtmaterial kann in die Richtung des anderen Prozesses ausweichen).Conveniently, the first movement axis (along which the forming sections of the first forming unit are displaced) and the second movement axis (along which the forming sections of the second forming unit are displaced) can be oriented orthogonal to one another. The axes of motion can intersect each other. Hereby, in particular a polygonal or square (eg rectangular) wire can be machined on the respective opposite side surfaces, wherein good forming properties can be achieved (wire material can move in the direction of the other process).
Wie oben erwähnt berühren die Umformabschnitte beim Umformen des Drahtes einander nicht und sind entlang ihrer Bewegungsachse stets voneinander beabstandet. Hiermit ist sichergestellt, dass die an der Drahtlängsposition (Trennstelle) aneinander stoßenden Drahtabschnitte durch eine hinreichend starke stoffschlüssige Verbindung miteinander verbunden bleiben, um beim Zugtrennen die gewünschte Kontur der Drahtenden zu erreichen.As mentioned above, when forming the wire, the forming sections do not contact each other and are always spaced apart along their axis of movement. This ensures that at the wire longitudinal position (separation point) abutting wire sections remain connected to each other by a sufficiently strong cohesive connection to achieve the desired contour of the wire ends during drafting.
In vorteilhafter Weise können die Umformabschnitte der ersten Umformeinheit und/oder die Umformabschnitte der zweiten Umformeinheit jeweils beim jeweiligen Umformen in entgegengesetzter Richtung, insbesondere und mit betragsmäßig gleicher Geschwindigkeit, bewegt werden. Hiermit kann eine gleichmäßige Umformung des Drahtes an den gegenüberliegenden Drahtseiten erreicht werden, wobei unerwünschte Verformungen des Drahtes, bspw. ein Verbiegen oder ein Knicken, vermieden werden können. Dies trägt zur Reduzierung von Ausschuss bei.In an advantageous manner, the forming sections of the first forming unit and / or the forming sections of the second forming unit can each be moved in the opposite direction, in particular and with the same speed, during the respective forming. Hereby, a uniform deformation of the wire can be achieved on the opposite sides of the wire, whereby undesirable deformation of the wire, for example, a bending or buckling, can be avoided. This contributes to the reduction of rejects.
In zweckmäßiger Weise können die Umformabschnitte der ersten Umformeinheit und/oder die Umformabschnitte der zweiten Umformeinheit beim Umformen des Drahtes jeweils intermittierend oder kontinuierlich (aufeinander zu) bewegt werden. Hiermit kann je nach Eigenschaften des Drahtmaterials und/oder Ausgestaltung der Umformabschnitte eine gewünschte Umformung erzielt werden. Bei kontinuierlicher Bewegung der Umformabschnitte lässt sich eine kurze Umformdauer erreichen. Bei intermittierender Bewegung kann dem Drahtmaterial Zeit gegeben werden, sich bei der Umformung „den richtigen Weg“ zu suchen.In an expedient manner, the forming sections of the first forming unit and / or the forming sections of the second forming unit can each be moved intermittently or continuously (toward each other) during forming of the wire. Hereby, depending on the properties of the wire material and / or configuration of the forming sections, a desired deformation can be achieved. With continuous movement of the forming sections, a short forming time can be achieved. With intermittent motion, the wire material can be given time to seek out "the right path" during forming.
Im Konkreten kann der Draht den Umformeinheiten von einer Eingangsseite zugeführt und mittels einer Drahtführung entlang einer Drahtdurchlaufrichtung oder Drahtlängsrichtung geführt werden. Hiermit ist ein Drahtnachschub mit konstruktiv einfachen Mitteln sichergestellt. Durch die Führung erfolgt eine Stabilisierung des Drahtes, so dass dieser insbesondere während der Umformschritte und beim Zugtrennen sicher gehalten ist. Nach einem Abtrennen kann der Draht auf der Ausgangsseite abgeführt werden.Specifically, the wire can be fed to the forming units from an input side and guided by means of a wire guide along a wire passage direction or wire longitudinal direction. This ensures a supply of wire with structurally simple means. By the guide, a stabilization of the wire, so that it is held securely, in particular during the forming and pulling the train. After disconnecting, the wire can be removed on the output side.
Im Rahmen einer bevorzugten Ausgestaltung kann der Draht zum Zugtrennen in einer Greifereinheit eingespannt werden. Die Greifereinheit, vorzugsweise die Greifereinheit und die Umformeinheiten (aus Greifereinheit und Umformeinheiten gebildete Einheit), kann/können relativ zum Draht bewegt werden. Hiermit ist eine konstruktiv einfache Zugtrennung des Drahtes an der Drahtlängsposition ermöglicht, da hierzu lediglich eine Fixierung des Drahtes an einer Stelle und eine Relativbewegung erforderlich ist (Geschwindigkeit der Greifereinheit vGreifereinheit ist größer als die Geschwindigkeit des Drahtes vDraht). Bspw. kann die Greifereinheit beschleunigt werden, so dass durch Einspannung des Drahtes in der Greifereinheit an der Drahtlängsposition (Trennstelle) durch die Geschwindigkeitsdifferenz (VGreifereinheit > vDraht) eine zunehmende Zugspannung bis zum Abreißen des Drahtes entsteht. Auch eine Verzögerung des Drahtvorschubs entlang der Drahtdurchlaufrichtung vor der Greifereinheit bei konstanter Geschwindigkeit der Greifereinheit wäre eine denkbare Lösung zum Erhalt einer Geschwindigkeitsdifferenz. Auch dann ist vGreifereinheit > vDraht. Die Greifereinheit kann den Umformeinheiten in Drahtdurchlaufrichtung nachgeordnet sein.In a preferred embodiment, the wire can be clamped for traction separation in a gripper unit. The gripper unit, preferably the gripper unit and the forming units (unit formed by gripper unit and forming units), can be moved relative to the wire. This allows a structurally simple separation of the wire at the wire longitudinal position, as this only a fixation of the wire at one point and a relative movement is required (speed of the gripper unit v gripper unit is greater than the speed of the wire v wire ). For example. If necessary, the gripper unit can be accelerated, so that by clamping the wire in the gripper unit at the wire longitudinal position (separation point) by the speed difference (V gripper unit > v wire ), an increasing tensile stress until the wire is torn off. A delay of the wire feed along the wire feed direction before the gripper unit at a constant speed of the gripper unit would be a conceivable solution for obtaining a speed difference. Even then, v gripper unit is > v wire . The gripper unit may be arranged downstream of the forming units in the wire passage direction.
In zweckmäßiger Weise können die Umformeinheiten während des ersten Umformschritts und/oder während des zweiten Umformschritts entlang der Drahtlängsrichtung keine Relativbewegung zum Draht durchführen (Relativgeschwindigkeit ist null). Hiermit lässt sich während der Umformschritte eine genaue Umformung an exakt derselben Drahtlängsposition erreichen, da Positionierungsfehler, die durch ein Bewegen und ein erneutes Fixieren des Drahtes entstehen können, vermieden werden. Hierzu können die Umformeinheiten synchron mit dem Draht mitbewegt werden oder sich zusammen mit dem Draht im Stillstand befinden.Conveniently, the forming units during the first forming step and / or during the second forming step along the wire longitudinal direction no relative movement to the wire perform (relative speed is zero). This can be achieved during the forming an accurate deformation at exactly the same wire longitudinal position, since positioning errors that can be caused by moving and re-fixing the wire can be avoided. For this purpose, the forming units can be moved synchronously with the wire or be together with the wire at a standstill.
Wie bereits angedeutet, können der erste Umformschritt und/oder der zweite Umformschritt am entlang der Drahtlängsrichtung bewegten Draht erfolgen, wobei die Umformeinheiten synchron mit dem Draht mitbewegt werden (keine Relativgeschwindigkeit zwischen Umformeinheiten und Draht). As already indicated, the first forming step and / or the second forming step can take place on the wire moved along the wire longitudinal direction, wherein the forming units are moved synchronously with the wire (no relative speed between forming units and wire).
Hiermit lassen sich eine schnelle Umformung und somit eine kurze Durchlaufzeit erreichen.This can be a quick conversion and thus achieve a short cycle time.
Bei dem Verfahren kann der Draht kontinuierlich, insbesondere mit gleichbleibender Rate, von einer Drahtquelle den Umformeinheiten zugeführt werden. Die Drahtquelle kann eine Drahtspule sein. Der Draht kann entlang einer Drahtdurchlaufrichtung in einem Abschnitt seines Transports weitestgehend geradlinig bewegt werden. Die Umformeinheiten können temporär mit dem Draht mit gleicher Geschwindigkeit bewegt werden. Während dieser Mitbewegung können der erste und der zweite Umformschritt durchgeführt werden, ohne das zwischen dem ersten Umformschritt und dem zweiten Umformschritt eine Relativbewegung zwischen dem Draht und den Umformeinheiten erfolgt. Zweckmäßiger Weise liegen hierzu die Umformabschnitte der ersten Umformeinheit und der zweiten Umformeinheit in derselben Ebene. Im Anschluss an den zweiten Umformschritt kann der in Transportrichtung hinter den Umformeinheiten bzw. hinter der vorgesehenen Trennstelle liegende Abschnitt des Drahtes beschleunigt werden, bspw. über die Greifeinrichtung, wodurch eine Zugkraft auf den Draht aufgebracht werden kann und der Draht an der Drahtlängsposition mit verjüngtem Drahtquerschnitt zuggetrennt wird. Die Geschwindigkeit des in Transportrichtung vor den Umformeinheiten bzw. vor der vorgesehenen Trennstelle liegenden Abschnitts des Drahtes kann dabei vorzugsweise konstant bleiben. Im Anschluss an den zweiten Umformschritt können die Umformeinheiten abgebremst und gegen die Transportrichtung zurückbewegt werden, so dass der Prozess erneut durchgeführt werden kann. Die Bewegungsgeschwindigkeit der Umformeinheiten, die Transportgeschwindigkeit des Drahtes und Bewegungsstrecke der Umformeinheiten können dabei auf die gewünschte Drahtlänge eingestellt werden.In the method, the wire can be fed continuously, in particular at a constant rate, from a wire source to the forming units. The wire source may be a wire coil. The wire can be moved as straight as possible along a wire passage direction in a portion of its transport. The forming units can be temporarily moved with the wire at the same speed. During this co-movement, the first and the second forming step can be carried out without a relative movement between the wire and the forming units between the first forming step and the second forming step. Expediently, the forming sections of the first forming unit and the second forming unit lie in the same plane for this purpose. Following the second forming step, the section of the wire lying in the transport direction behind the forming units or behind the intended separation point can be accelerated, for example via the gripping device, whereby a tensile force can be applied to the wire and the wire at the wire longitudinal position with a tapered wire cross section is separated. The speed of the section of the wire lying in the transport direction before the forming units or before the intended separation point can preferably remain constant. Following the second forming step, the forming units can be braked and moved back against the transport direction, so that the process can be carried out again. The speed of movement of the forming units, the transport speed of the wire and the movement distance of the forming units can be adjusted to the desired wire length.
Nach dem Zugtrennen kann das abgetrennte Stück Draht der Greifeinrichtung entnommen werden und bspw. zu einem Hairpin geformt werden.After tensile separation, the severed piece of wire can be removed from the gripping device and, for example, formed into a hairpin.
Zur weiteren Ausgestaltung des Verfahrens können auch die im Zusammenhang mit der Vorrichtung beschriebenen Maßnahmen dienen, die nachfolgend beschrieben werden.For further embodiment of the method, the measures described in connection with the device can also be used, which are described below.
Erfindungsgemäß ist insbesondere die Durchführung des Verfahrens mittels einer Ausführungsform der nachfolgend beschriebenen Vorrichtungen.The implementation of the method according to the invention is in particular by means of an embodiment of the devices described below.
Die eingangs genannte Aufgabe wird auch durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des nebengeordneten Anspruchs gelöst. Die Vorrichtung zum (bezogen auf die Seitenflächen) gratfreien Abtrennen eines Drahtes mit mehrkantigem, insbesondere vierkantigem (bspw. rechteckigem), Querschnitt zeichnet sich durch die nachfolgend beschriebenen Merkmale aus.The object mentioned above is also achieved by a device having the features of the independent claim. The device for (with respect to the side surfaces) burr-free separation of a wire with polygonal, in particular four-edged (for example, rectangular), cross-section is characterized by the features described below.
Die Vorrichtung weist eine erste Umformeinheit zum Umformen des Drahtes mit zwei einander in einer ersten Ebene gegenüberliegenden und durch einen Werkzeugantrieb entlang einer ersten Bewegungsachse aufeinander zu bewegbaren Umformabschnitten auf. Beim Umformen des Drahtes sind die Umformabschnitte der ersten Umformeinheit stets voneinander beabstandet, so dass mittels der Umformabschnitte der Drahtquerschnitt von zwei gegenüberliegenden Seiten her zu einem verjüngten Drahtquerschnitt verjüngt werden kann. Die Vorrichtung weist weiter eine zweite Umformeinheit zum Umformen des Drahtes mit zwei einander in einer zweiten Ebene gegenüberliegenden und durch einen Werkzeugantrieb entlang einer zweiten Bewegungsachse aufeinander zu bewegbaren Umformabschnitten auf. Beim Umformen des Drahtes sind die Umformabschnitte der ersten Umformeinheit stets voneinander beabstandet, so dass mittels der Umformabschnitte der bereits verjüngte Drahtquerschnitt von zwei weiteren gegenüberliegenden Seiten her zu weiter verjüngter Form verjüngt werden kann. Die Vorrichtung weist zudem eine, vorzugsweise den Umformeinheiten entlang der Drahtlängsrichtung nachgeordnete, Greifereinheit zum Zugtrennen des Drahtes auf. Mittels der Greifereinheit kann der Draht eingespannt werden, so dass, bspw. durch Relativbewegung zwischen Greifereinheit und Draht, ein Zugtrennen des Drahtes erfolgen kann. Bei der Vorrichtung weisen die Umformabschnitte der ersten Umformeinheit und/oder die Umformabschnitte der zweiten Umformeinheit eine größere Breite auf als die durch diese Umformabschnitte jeweils umgeformten Drahtseiten. Hiermit wird eine gleichmäßige Umformung des Drahtes an der Drahtlängsposition (Trennstelle) gewährleistet. Zudem besteht hiermit die Möglichkeit, mit nur einem Umformabschnitt Drähte mit unterschiedlichen Querschnitten zu bearbeiten, deren Seitenlängen kürzer sind als die Breite der Umformabschnitte.The device has a first forming unit for forming the wire with two forming sections opposite each other in a first plane and movable toward each other along a first movement axis by a tool drive. When forming the wire, the forming sections of the first forming unit are always spaced apart from each other so that the wire cross section can be tapered from two opposite sides to form a tapered wire cross section by means of the forming sections. The apparatus further comprises a second forming unit for forming the wire with two forming sections opposite each other in a second plane and movable towards each other by a tool drive along a second movement axis. When forming the wire, the forming sections of the first forming unit are always spaced apart from each other so that the already tapered wire cross section can be tapered from two further opposite sides to a further tapered form by means of the forming sections. The device also has a, preferably downstream of the forming units along the wire longitudinal direction, gripper unit for tensile separation of the wire. By means of the gripper unit, the wire can be clamped, so that, for example, by relative movement between the gripper unit and wire, a tensile separation of the wire can be done. In the apparatus, the forming sections of the first forming unit and / or the forming sections of the second forming unit have a greater width than the wire sides respectively formed by these forming sections. This ensures a uniform deformation of the wire at the wire longitudinal position (separation point). In addition, there is the possibility to work with only one forming section wires with different cross-sections whose side lengths are shorter than the width of the forming sections.
Hinsichtlich der Vorteile dieser Vorrichtung wird auf die diesbezüglichen Ausführungen im Zusammenhang mit dem Verfahren verwiesen.With regard to the advantages of this device, reference is made to the relevant explanations in connection with the method.
Im Rahmen einer bevorzugten Ausgestaltung können die Umformabschnitte der ersten Umformeinheit in einer (ersten) Ebene gemeinsam mit der ersten Bewegungsachse angeordnet sein und/oder die Umformabschnitte der zweiten Umformeinheit können in einer (zweiten) Ebene gemeinsam mit der zweiten Bewegungsachse angeordnet sein. Dies trägt dazu bei, dass das Drahtmaterial nicht geschert, sondern verformt wird, wie oben beschrieben. Schergrate können somit vermieden werden. Damit, dass die Umformabschnitte sich in einer Ebene einander gegenüberliegend angeordnet sind kann gemeint sein, dass die jeweiligen Werkzeugspitzen in einer Ebene liegen, in der auch die jeweilige Bewegungsachse der Umformabschnitte liegt. Die Werkzeugspitzen der Umformabschnitte der ersten Umformeinheit können also in der ersten Ebene liegen und die erste Bewegungsachse der Umformabschnitte liegt ebenso in dieser Ebene. Entsprechend können die Werkzeugspitzen der Umformabschnitte der zweiten Umformeinheit in der zweiten Ebene liegen und die zweite Bewegungsachse der Umformabschnitte liegt ebenso in dieser zweiten Ebene.In a preferred embodiment, the forming sections of the first forming unit can be arranged in a (first) plane together with the first movement axis and / or the forming sections of the second forming unit can be used in a (second) plane together with the be arranged second movement axis. This contributes to the wire material not being sheared but deformed as described above. Burrs can thus be avoided. So that the forming sections are arranged opposite one another in a plane, it can be meant that the respective tool tips lie in a plane in which the respective movement axis of the forming sections lies. The tool tips of the forming sections of the first forming unit can therefore lie in the first plane and the first axis of movement of the forming sections is also in this plane. Accordingly, the tool tips of the forming sections of the second forming unit can lie in the second plane and the second axis of movement of the forming sections is also in this second plane.
In vorteilhafter Weise können die voranstehend beschriebene erste Ebene und zweite Ebene kongruent zueinander sein. Anders ausgedrückt können die Umformabschnitte der ersten Umformeinheit und die Umformabschnitte der zweiten Umformeinheit alle in einer gemeinsamen Ebene angeordnet sein. Hiermit ist eine genaue Umformung des Drahtes an exakt derselben Drahtlängsposition gewährleistet, da Positionierungsfehler vermieden werden, wie oben beschrieben.Advantageously, the above-described first level and second level may be congruent with each other. In other words, the forming sections of the first forming unit and the forming sections of the second forming unit can all be arranged in a common plane. This ensures accurate deformation of the wire at exactly the same wire longitudinal position, since positioning errors are avoided, as described above.
In zweckmäßiger Weise können die erste Umformeinheit und die zweite Umformeinheit derart angeordnet sein, dass die erste Bewegungsachse und die zweite Bewegungsachse orthogonal zueinander orientiert sind. Dabei können die erste Bewegungsachse und die zweite Bewegungsachse einander schneiden. Damit kann ein mehrkantiger oder vierkantiger (bspw. rechteckiger) Draht an den jeweils einander gegenüberliegenden Seitenflächen bearbeitet werden, wobei gute Umformeigenschaften erreicht werden können. Die Umformeinheiten können an einem Rahmen oder einem Gehäuse befestigt sein. Die so befestigten Umformeinheiten können eine Umformeinheit bilden.Conveniently, the first forming unit and the second forming unit may be arranged such that the first movement axis and the second movement axis are orthogonal to each other. In this case, the first movement axis and the second movement axis can intersect each other. Thus, a polygonal or four-edged (for example, rectangular) wire can be machined on the respectively opposite side surfaces, wherein good forming properties can be achieved. The forming units may be attached to a frame or a housing. The forming units thus fastened can form a forming unit.
Im Konkreten können die erste Umformeinheit und/oder die zweite Umformeinheit jeweils eine mit dem Werkzeugantrieb gekoppelte Gewindewelle aufweisen/aufweist, die zwei Gewindeabschnitte mit im Betrag gleichen, jedoch gegenläufig orientierten Gewindesteigungen aufweist, wobei jeweils ein Umformabschnitt mit einem Gewindeabschnitt gekoppelt ist. Hiermit ist eine konstruktiv einfache und stabile Ausgestaltung einer Umformeinheit mit zueinander synchronisierten Umformabschnitten (gleiche Geschwindigkeit, gleiche Verfahrwege, aber entgegengesetzte Richtungen) geschaffen.Specifically, the first forming unit and / or the second forming unit may each comprise / has a threaded shaft coupled to the tool drive having two threaded sections with equal but counter-oriented thread pitches, one forming section each being coupled to a threaded section. This is a structurally simple and stable design of a forming unit with mutually synchronized Umformabschnitten (same speed, same travels, but opposite directions) created.
Als Gewindewelle kann eine Kugelrollspindel eingesetzt werden, die günstige Reibungseigenschaften aufweist. Die Gewindewelle kann mittels Lagerböcken gelagert und bspw. an einer Grundplatte der Umformeinheit gelagert sein. Die Umformabschnitte eines Umformwerkzeugs können, bspw. einstückig, mit einem Schaft verbunden sein, über den das Umformwerkzeug an einer Werkzeughalteplatte befestigt sein kann. Die Werkzeughalteplatten können jeweils mit einem Laufkörper verbunden sein, an oder in dem eine mit der Gewindewelle korrespondierende Mutter, bspw. eine Spindelmutter, eingesetzt ist. Der Werkzeugantrieb, bspw. ein Elektromotor, kann vorzugsweise mittels einer Kupplung mit der Gewindewelle gekoppelt sein.As a threaded shaft, a ball screw can be used, which has favorable friction properties. The threaded shaft can be mounted by means of bearing blocks and, for example, be mounted on a base plate of the forming unit. The forming sections of a forming tool can, for example, be integrally connected to a shaft via which the forming tool can be fastened to a tool holding plate. The tool holding plates can each be connected to a running body, on or in which a nut corresponding to the threaded shaft, for example a spindle nut, is inserted. The tool drive, for example an electric motor, can preferably be coupled to the threaded shaft by means of a coupling.
Im Rahmen einer bevorzugten Ausgestaltung können die Umformeinheiten und/oder die Greifereinheit auf einer (gemeinsamen) Aufnahmeplatte angeordnet und befestigt sein. Hiermit ist eine modulartige Einheit gebildet, die als Einheit handhabbar ist und bspw. in eine längsgetaktete Anlage eingebunden werden kann.In a preferred embodiment, the forming units and / or the gripper unit can be arranged and fastened on a (common) receiving plate. Hereby, a modular unit is formed, which can be handled as a unit and, for example, can be integrated into a longitudinally controlled system.
Die Aufnahmeplatte kann Bohrungen zur Befestigung von Komponenten und/oder Aussparungen zum Greifen der Aufnahmeplatte aufweisen. Die Umformeinheiten können mittels eines Rahmens oder mittels eines Gehäuses an der Aufnahmeplatte befestigt sein. Die Greifereinheit kann mittels eines Werkzeughalters an der Aufnahmeplatte befestigt sein.The receiving plate may have holes for attachment of components and / or recesses for gripping the receiving plate. The forming units can be attached by means of a frame or by means of a housing to the receiving plate. The gripper unit can be attached by means of a tool holder on the receiving plate.
In vorteilhafter Weise kann die Aufnahmeplatte mittels einer Führung entlang der Drahtlängsrichtung verschieblich geführt sein, wobei an der Aufnahmeplatte ein Motorantrieb angekoppelt sein kann, mittels dem die Aufnahmeplatte in Drahtlängsrichtung antreibbar ist. Hiermit kann die Aufnahmeplatte und somit die Umformeinheiten und die Greifereinheit mit oder relativ zu dem Draht bewegt werden. Ein Umformen kann somit am bewegten Draht erfolgen. Durch Relativbewegung der Aufnahmeplatte bzw. der Greifereinheit relativ zum Draht kann ein Zugtrennen realisiert werden. Die Führung kann Schienen und mit den Schienen korrespondierende Wägen aufweisen, an denen die Aufnahmeplatte befestigt ist. Der Motorantrieb kann einen Antriebsmotor, bspw. ein Elektromotor aufweisen. Der Antriebsmotor kann bezüglich Vorschub, Frequenz, Amplitude, Beschleunigung, Geschwindigkeit, Position und/oder Drehmoment entsprechend angesteuert werden.Advantageously, the receiving plate can be guided displaceably by means of a guide along the wire longitudinal direction, wherein a motor drive can be coupled to the receiving plate, by means of which the receiving plate can be driven in the wire longitudinal direction. Hereby, the receiving plate and thus the forming units and the gripper unit can be moved with or relative to the wire. Forming can thus take place on the moving wire. By relative movement of the receiving plate or the gripper unit relative to the wire, a tensile separation can be realized. The guide may include rails and carriages corresponding to the rails to which the receiving plate is attached. The motor drive can have a drive motor, for example an electric motor. The drive motor can be controlled accordingly with respect to feed, frequency, amplitude, acceleration, speed, position and / or torque.
Allgemein können die Umformabschnitte jeweils eine sich zum freien Ende hin verjüngende, bspw. konisch zulaufende oder angefaste, Werkzeugspitze aufweisen. Man könnte auch von schneidenförmigen Werkzeugspitzen sprechen.In general, the forming sections can each have a tool tip that tapers towards the free end, for example, tapered or chamfered. One could also speak of cutting tool tips.
Im Konkreten können die Umformabschnitte einer Umformeinheit, insbesondere der ersten Umformeinheit, eine Werkzeugspitze mit einem ersten Keilwinkel aufweisen und die Umformabschnitte der anderen Umformeinheit, insbesondere der zweiten Umformeinheit, können eine Werkzeugspitze aufweisen, deren Keilwinkel jedenfalls unmittelbar an der Werkzeugspitze kleiner ist als der erste Keilwinkel. Somit können der gewünschten Umformung entsprechende Umformabschnitte bereitgestellt werden, wobei die verbleibende Materialdicke des Drahtes beim Umformen mit der ersten Umformeinheit größer ist als beim Umformen mit der zweiten Umformeinheit.Specifically, the forming sections of a forming unit, in particular the first forming unit, a tool tip with a first Have wedge angle and the forming sections of the other forming unit, in particular the second forming unit, may have a tool tip whose wedge angle is at least directly to the tool tip smaller than the first wedge angle. Thus, corresponding forming sections can be provided for the desired forming, wherein the remaining material thickness of the wire during forming with the first forming unit is greater than during forming with the second forming unit.
Sowohl bei dem erfindungsgemäßen Verfahren als auch bei der Vorrichtung kann es vorgesehen sein, dass die verbleibende Materialdicke in der jeweiligen Bewegungsrichtung bei dem ersten Umformschritt größer ist als bei dem zweiten Umformschritt (verbleibende Materialstärke bspw. weniger als 0,2 mm) .Both in the method according to the invention and in the device it can be provided that the remaining material thickness in the respective direction of movement in the first forming step is greater than in the second forming step (remaining material thickness, for example, less than 0.2 mm).
Somit kann die erste Umformeinheit für eine Umformung mit geringerer Eindringtiefe dienen (Eindringtiefe jeweils bspw. ca. 0,5mm). Auf diese Weise kann der Draht bspw. von seinen gegenüberliegenden Schmalseiten her tailliert werden. Eine solche Umformung kann als „Coining“ (Prägen) bezeichnet werden. Die zweite Umformeinheit kann für eine Umformung mit höherer Eindringtiefe dienen (verbleibende Materialstärke zwischen den Werkzeugspitzen in Endlage bspw. ca. 0,2mm). Wenngleich bei dieser Umformung kein Trennen, sondern nur eine Verformung des Materials erfolgt, könnte man eine solche Umformung auf Grund der höheren Eindringtiefe der Umformabschnitte als „Cutting“ bezeichnen.Thus, the first forming unit can be used for forming with a smaller penetration depth (penetration depth in each case, for example, approximately 0.5 mm). In this way, the wire can, for example, be waisted from its opposite narrow sides. Such a transformation can be referred to as "coining". The second forming unit can be used for forming with a higher penetration depth (remaining material thickness between the tool tips in the end position, for example, about 0.2 mm). Although in this forming no separation, but only a deformation of the material takes place, one could call such a transformation due to the higher penetration depth of Umformabschnitte as "cutting".
In zweckmäßiger Weise können die Umformabschnitte der anderen Umformeinheit, insbesondere der zweiten Umformeinheit, eine Werkzeugspitze aufweisen, die einen durchgehenden Keilwinkel aufweist. Dies erlaubt eine kostengünstige Fertigung eines solchen Umformabschnitts.Conveniently, the forming sections of the other forming unit, in particular the second forming unit, a tool tip having a continuous wedge angle. This allows a cost-effective production of such a forming section.
Alternativ hierzu können die Umformabschnitte der anderen Umformeinheit, insbesondere der zweiten Umformeinheit, eine Werkzeugspitze aufweisen, die mehrere Abschnitte mit unterschiedlichen Keilwinkeln aufweist, wobei der Keilwinkel am freien Ende der Werkzeugspitze kleiner ist als ein sich an der vom freien Ende abgewandten Seite anschließender Keilwinkel. Durch einen solchen Keilwinkel am freien Ende wird ein Eindringen des Umformabschnitts in den Draht erleichtert, wobei durch den anschließenden (größeren) Keilwinkel eine größere Umformung erfolgen kann. Zwischen dem Keilwinkel am freien Ende und dem sich anschließenden (größeren) Keilwinkel kann der Umformabschnitt einen geradlinigen Verlauf aufweisen. Dies dient der Stabilität des Umformwerkzeuges, sorgt für eine maßgerechte Öffnung (bestimmter Eintrittswinkel) beim Eindringen in den Drahtwerkstoff und verhindert die Gratbildung.Alternatively, the forming sections of the other forming unit, in particular the second forming unit, having a tool tip having a plurality of sections with different wedge angles, wherein the wedge angle at the free end of the tool tip is smaller than a subsequent to the side facing away from the free end wedge angle. By such a wedge angle at the free end of penetration of the forming section is facilitated in the wire, which can be done by the subsequent (larger) wedge angle a larger transformation. Between the wedge angle at the free end and the subsequent (larger) wedge angle, the forming section can have a straight course. This serves the stability of the forming tool, ensures a proper opening (certain entrance angle) when penetrating the wire material and prevents burr formation.
Zur weiteren Ausgestaltung der Vorrichtung können auch die im Zusammenhang mit dem Verfahren beschriebenen Maßnahmen dienen. For further embodiment of the device can also serve the measures described in connection with the method.
Teil der vorliegenden Erfindung ist auch ein Drahtstück, das von einem Draht, insbesondere durch Anwendung eines beschriebenen Verfahrens und/oder unter Verwendung einer beschriebenen Vorrichtung abgetrennt wurde. Ein derartiges Drahtstück umfasst einen durch plastisches Umformen geschaffenen verjüngten Abschnitt, der gegenüber einer ursprünglichen Außenseite des Drahtes in einer radialen Drahtrichtung nach innen versetzt ist. Der verjüngte Abschnitt geht in eine durch Zugtrennen geschaffene Bruchfläche über, die eine durch diesen Trennvorgang bedingte Oberflächenstruktur aufweist.Part of the present invention is also a piece of wire which has been separated from a wire, in particular by use of a described method and / or using a device described. Such a piece of wire comprises a tapered portion created by plastic forming, which is offset inwardly from an original outside of the wire in a radial wire direction. The tapered section merges into a fracture surface created by draft separation, which has a surface structure due to this separation process.
Der verjüngte Abschnitt weist eine erste nach radial innen abfallende Fläche und eine zweite nach radial innen abfallende Fläche auf. Der Übergang der ersten abfallenden Fläche zur Bruchfläche ist dabei durch eine erste Übergangskante gebildet und der Übergang der zweiten abfallenden Fläche zur Bruchfläche ist durch eine zweite Übergangskante gebildet.The tapered portion has a first radially inwardly sloping surface and a second radially inwardly sloping surface. The transition of the first sloping surface to the fracture surface is formed by a first transition edge and the transition of the second sloping surface to the fracture surface is formed by a second transition edge.
Die erste Übergangskante und die zweite Übergangskante sind geradlinig ausgebildet.The first transition edge and the second transition edge are rectilinear.
Die erste Übergangskante und die zweite Übergangskante sind orthogonal zueinander angeordnet.The first transition edge and the second transition edge are arranged orthogonal to each other.
Der Abstand der beiden ersten Übergangskanten zueinander ist größer als der Abstand der beiden zweiten Übergangskanten zueinander.The distance between the two first transition edges to each other is greater than the distance between the two second transition edges to each other.
Das Drahtstück kann einen rechteckigen ursprünglichen Querschnitt aufweisen.The piece of wire may have a rectangular original cross-section.
Das Drahtstück kann insbesondere Kupfer umfassen. Insbesondere einen Kupferkern mit isolierender Beschichtung umfassen oder aus diesem bestehen.The piece of wire may in particular comprise copper. In particular, comprise or consist of a copper core with insulating coating.
Vorzugsweise ist der verjüngte Abschnitt, in den oben beschriebenen ersten und zweiten Umformschritten geschaffen worden.Preferably, the tapered portion has been created in the first and second forming steps described above.
Die ersten und zweiten abfallenden Flächen erstrecken sich von der ursprünglichen Außenseite bis zur Bruchfläche. Dabei ist es möglich, dass die ersten und/oder die zweiten abfallenden Flächen Bereiche mit unterschiedlicher Steigung aufweisen. Es ist also möglich, dass das Rate mit der die Flächen entlang der Drahtlängsrichtung gesehen nach radial innen Abfallen örtlich variiert.The first and second sloping surfaces extend from the original outside to the fracture surface. It is possible that the first and / or the second sloping surfaces have areas with different pitch. It is thus possible that the rate at which the surfaces as viewed along the wire longitudinal direction varies radially inwardly from falling locally.
Teil der Erfindung ist auch ein aus einem der eben beschriebenen Drahtstücke geformter Hairpin.Part of the invention is also formed from one of the pieces of wire just described hairpin hairpin.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren näher erläutert, wobei gleiche oder funktional gleiche Elemente ggf. lediglich einmal mit Bezugszeichen versehen sind. Es zeigen:
-
1 eine Vorrichtung zum gratfreien Abtrennen eines Drahtes in einer schematischen perspektivischen Ansicht; -
2 eine Umformeinheit der Vorrichtung aus1 in Alleinstellung in einer perspektivischen Ansicht; -
3 die Umformabschnitte der Umformeinheiten der Vorrichtung aus1 an einem Draht in einer schematischen perspektivischen Ansicht; -
4 einen Abschnitt des Drahtes aus3 nach dem ersten Umformschritt und dem zweiten Umformschritt in einer perspektivischen Ansicht in Alleinstellung; -
5 die Umformabschnitte der zweiten Umformeinheit nach einem Verjüngen des Drahtquerschnitts durch Eintauchen in den Draht (Endposition) in einer geschnittenen Ansicht; -
6 ein Umformabschnitt der ersten Umformeinheit der Vorrichtung aus1 in mehreren Ansichten; -
7 ein Umformabschnitt der zweiten Umformeinheit der Vorrichtung aus1 in mehreren Ansichten; -
8 eine Trennstelle eines Drahtes nach dem Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei beide resultierenden Drahtstücke gezeigt sind; -
9 eine weitere Trennstelle eines Drahtes nach dem Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei nur ein Drahtstück gezeigt ist und der Draht einen runden Querschnitt aufweist; und -
10 einen Hairpin;
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1 a device for burr-free cutting of a wire in a schematic perspective view; -
2 a forming unit of the device1 alone in a perspective view; -
3 the forming sections of the forming units of the device1 on a wire in a schematic perspective view; -
4 a section of thewire 3 after the first forming step and the second forming step in a perspective view in isolation; -
5 the forming sections of the second forming unit after a tapering of the wire cross section by immersion in the wire (end position) in a sectional view; -
6 a forming section of the first forming unit of the device1 in several views; -
7 a forming section of the second forming unit of the device1 in several views; -
8th a separation point of a wire after carrying out the method according to the invention, wherein both resulting wire pieces are shown; -
9 a further separation point of a wire after carrying out the method according to the invention, wherein only one piece of wire is shown and the wire has a round cross-section; and -
10 a hairpin;
Die erste Umformeinheit
Durch Befestigung der Umformeinheiten
Die Aufnahmeplatte
Der Draht
Wie bereits angedeutet, dient die Vorrichtung
Die erste Umformeinheit
Die zweite Umformeinheit
Die Greifeinheit
Die Umformabschnitte
Wie anhand
Die erste Umformeinheit
Die Gewindewelle
Die zweite Umformeinheit
Die Umformabschnitte
Im Allgemeinen weisen die Umformabschnitte
Die Umformabschnitte
Die erste Umformeinheit
Die Umformabschnitte
Alternativ hierzu können die Umformabschnitte
Das Verfahren zum gratfreien Abtrennen des Drahtes
Danach erfolgt ein Umformen des Drahtes
Die Umformeinheiten
Der erste Umformschritt und der zweite Umformschritt erfolgen am entlang der Drahtlängsrichtung
Anschließend erfolgt ein Zugtrennen des Drahtes
Beim Umformen des Drahtes
Die Umformabschnitte
Der Draht
Zum Zugtrennen wird der Draht
Nach dem Abreißen des Drahtabschnittes (Drahtstab) wird der abgetrennte Teil des Drahtes
Nach dem Zugtrennen fährt die als Einheit
Die Rücklaufgeschwindigkeit bzw. der Rücklaufweg der Einheit
Der oben genannte abgetrennte Drahtabschnitt bildet ein Drahtstück
Die in
Die Drahtstücke
In radialer Drahtrichtung R einwärts geht der jeweilige verjüngten Abschnitt
Da der verjüngte Abschnitt
Die ersten abfallenden Flächen
Die ersten Übergangskanten
Claims (21)
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