DE1214071B - Einrichtung an Pressen fuer die Warm- oder Kaltmassivumformung von Metallteilen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

B231

Deutsche Kl.: 49i-4

Nummer: 1214071

Aktenzeichen: H 448551 b/49 i

Anmeldetag: 13. Februar 1962

Auslegetag: 7. April 1966

Es sind selbsttätig arbeitende Warm- und Kaltumformmaschinen bzw. Pressen bekannt, welche, vom Draht- oder Stabmaterial aus Eisen oder Nichteisenmetall ausgehend, in einem selbsttätig ablaufenden Arbeitszyklus durch Umformung der Rohlinge Massenteile herstellen. Bei diesen Maschinen ist ein angetriebenes Schermesser vorgesehen, welches von der Stange oder dem Draht die Werkstoffmenge abschert, welche das fertige Stück unter Einschluß des Werkstoffabfalles erfordert. Dieser entsprechend abgescherte Rohling wird dann in einer oder mehreren Umformstufen zum vorgesehenen Erzeugnis umgeformt. Bei den Warmumformmaschinen wird das Stab- oder Drahtmaterial während des Zuführens in die Maschinen durch Öl-, Gas- oder Induktionsheizung auf Schmiedetemperatur erwärmt. Es handelt sich in der Regel bei dem Draht- oder Stangenmaterial um Walzerzeugnisse. Bei der Anwendung von Kaltpressen kommt gezogenes Material zur Anwendung. Das zur Verfügung stehende Rohmaterial ist auf Grund seiner Vorbehandlung meist nicht völlig einheitlich im Querschnitt, es sind also Querschnittstoleranzen vorhanden. Dabei können zwei Hauptgruppen unterschieden werden, nämlich:

a) auftretende Toleranzen innerhalb des gleichen Stabes bzw. Drahtes,

b) Toleranzen der einzelnen aufeinanderfolgend zur Verarbeitung kommenden Stangen oder Drähte, welche meist größer als die unter a) erwähnten sind, weil die einzelnen Rohmaterial-Stangen bzw. Drahtringe nicht immer auf der gleichen Herstellungsmaschine bzw. durch das gleiche Werkzeug gewalzt oder gezogen worden sind.

In vielen Fällen können die bekannten Pressen bzw. Umformmaschinen die unter a) erwähnten Toleranzen ohne Nachregulierung aufnehmen, d. h., daß die herzustellenden Teile wiederum gewisse Toleranzen zulassen. In den meisten Fällen verbietet sie auch die ausschließliche Verwendung des teueren, gezogenen Materials mit Gütegarantie. Kommen aufeinanderfolgend jeweils neue Stangen bzw. Drähte zur Verarbeitung, so ist bei deren Verarbeitung die Abscherlänge zu korrigieren, um die eventuell vorhandenen größeren Werkstoffmengendifferenzen nach unten oder oben auszugleichen. Dies bedingt, daß vom Bedienungsmann nach dem Stangen- bzw. Drahtbundwechsel die ersten aus der Maschine anfallenden Stücke kontrolliert werden müssen.

In diesem Zusammenhang ist zur Gewährleistung zufriedenstellender Rohlingsabmessungen beispielsweise bekannt, Prüflinge, also Fertigteile, die aus Einrichtung an Pressen für die Warm- oder
Kaltmassivumformung von Metallteilen

Anmelder:

Friedrich Bernhard Hatebur, Basel (Schweiz)

Vertreter:

Dipl.-Ing. H. Wiemuth, Patentanwalt,
Düsseldorf-Oberkassel, Hansa-Allee 159

Als Erfinder benannt:

Hans Huber, Binningen bei Basel (Schweiz)

einer Presse anfallen, zu messen oder zu wiegen, um nach den festgestellten Werten die den gewünschten Bedingungen entsprechende Äbscherlänge einzustellen, die der Rohling zur Gewährleistung des gewünschten Volumens aufweisen muß.

Dieses nachträgliche Nachmessen oder Nachwiegen von anfallenden Einzelstücken ist zeitraubend, so daß an eine Anwendung dieser Prüf methode zur Abscherlängeneinstellung etwa bei automatisch arbeitenden Schrauben- oder Mutternpressen mit einem Ausstoß von mehr als 100 Stück je Minute, wie er heute gefordert wird, nicht gedacht werden kann.

Zur Vermeidung dieser Nachteile sehen andere bekannte Pressen bereits ein selbsttätiges Abtasten des jeweiligen Durchmessers des zur Verarbeitung kommenden Stangen- oder Drahtmaterials im Bereich des abzuscherenden Endes, unmittelbar vor dem Abscheren, vor. Die Abtastvorrichtung veranlaßt dabei gleichzeitig erne Einstellung der Abscherlänge, welche dem zu verpressenden Werkstoffvolumen entspricht.

Diese bekannte, eine automatische Einstellung der Länge vor dem Schnitt erlaubende Vorrichtung ist nur bei der Verarbeitung eines Stangenmaterials mit einem kreisrunden Querschnitt brauchbar, da nur ein solcher genaue Tastwerte und somit eine genaue Einstellung der Abscherlänge veranlassen kann. Abweichungen vom kreisrunden Querschnitt führen hier zwangläufig zu Fehleinstellungen.

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Es sind ferner Prüfgeräte zum Überwachen der Arbeitstakt der Maschine wirkenden Meßvorrichiung

Fertigung aufeinanderfolgender Prüflinge mittels ausgeht.

eines Fühlorgans zur Feststellung des Gewichtes be- Aufbauend auf der an sich bekannten Möglichkeit

kannt. Sie dienen im einzelnen der Bestimmung des der Druckbestimmung und Ausnutzung wird diese

Streuwertes, d. h. des Unterschiedes zwischen. den 5 Aufgabe dadurch gelöst, daß die Meßeinrichtung ein

Meßwerten der sich am stärksten unterscheidenden an sieh bekannter Druckmesser ist,, der den Vef-

Prüflinge einer Gruppe. Dabei wird der Streuwert formungsenddruck auf das im Preßwerkzeug ein-

mit einem Sollwert verglichen und ein Warnzeichen geschlossene Werkstück mißt und der mit einem an

gegeben, sofern der Streuwert den festgelegten sich bekannten Ist-Sollwert-Vergleichsgerät in Ver-

Wert überschreitet, wobei der .Überscfeaß gemessen io bindung steht,

wird. Durch einen derartigen Druckmesser des Verfor-

Das Warnzeichen veranlaßt dann die Korrektur mungsenddruckes entfällt ein mechanisches Messen

der Fabrikationsmittel. Die bekannten Prüfgeräte der Abmessungen des Rohlings, also eine Maß-

dieser Art dienen in erster Linie dem Wiegen von nähme, deren Zeitbedarf bei sehr schnell arbeitenden

FüUmengen für Packungen und der entsprechenden 15 Pressen nicht zur Verfugung steht und deren Ge-

Ein- und Nachstellung der Füllmaschine, wobei vor nauigkeit davon abhängt, mit welcher Genauigkeit

allem an loses Schüttgut zu denken ist. die Abtastvorrichtung die Abmessungen des Stan-

Wie bereits erwähnt wurde, kann das Messen des gen- oder Drahtmaterials zu erfassen vermag, im

Gewichtes nicht mit der erforderlichen Geschwindig- Gegensatz zu einer bekannten Vorrichtung, die·

keit durchgeführt werden, die bei Anwendung eines 20 einen kreisförmigen Stangenquersdhnitt voraussetzt,

derartigen Prüfgerätes an Pressen mit einem sehr ; läßt die Einrichtung mach der Erfindung auch

hohen Ausstoß an Fertigstücken pro Minute erfor- die Anwendung - unregelmäßiger Stangenqner-

derlich· wäie. Es eignet sich daher für solche Pressen schnitte zu.

noch weniger als die bereits erläuterten anderen be- Ebenso verzichtet die Erfindung auf einen Wiegekannten Einrichtungen, sofern diese die Abscher- 25 Vorgang, dessen Geräte föir den robusten Pressenlänge eines Rohlings bestimmen,, dessen Verpressen ,-: betrieb zu empfindlich sind rand der ebenfalls zuviel in einem geschlossenen Gesenk erfolgt und bei dem Zeit erfordert, um bei einer sehr schnell arbeitenden nicht mit einem Werkstoffüberschuß gearbeitet wer- Presse bei jedem Rohling vorgenommen werden zu den kann oder soll. können.

Andere bekannte Pressen sind zur Vermeidung 30 Im einzelnen ist die Einrichtung nach der Erfinder Schwierigkeiten, die sich bei dem Versuch er- ι dung gekennzeichnet durch' zwei elektronisch vom geben, die Abscherlänge laufend nach- bzw. einzu- Ist-Sollwert-Vergleichsgerät beeinflußte Hubmagnete, stellen; mit Einrichtungen ausgestattet worden, die die über gegensirmig wirkende Ratschengetriebe den Preßvorgang derart steuern, daß das Werkstück eine Schneckenwelle und ein als Schraubmutter ausunabhängig von Mengen- oder Gewichtsdifferenzen 35 gebildetes Schneckenrad eine Verstellspindel axial genau ausgeformt wird. Hierbei hat man schon auf verschieben, deren Endteil den VorschubaascMag die Druckmessung zurückgegriffen und den Meßwert bildet.

zur Einhaltung der erforderlichen Bedingungen her- Damit ist eine besonders robuste und betriebsangezogen, sichere Einrichtung geschaffen, die den Gegeben-. ■-■ So sieht eine bekannte Presse mit einem beim 40 heiten an einer Presse in bezug auf die auftretenden Verpressen in das Werkstück eindringenden Loch- Kräfte, Erschütterungen, und Temperaturen Rechstempel vor, daß dieser in Abhängigkeit vom kon- nung trägt.

stant gehaltenen Preßdruek mehr oder weniger weit Es sei noch darauf hingewiesen, daß im Fall der in den Werkstoff eindringt. Es wird also selbsttätig Anordnung einer Einrichtung mach' der Erfindung die Eialochtiefe verändert. Auf diese Weise werden 45 weitere Regelgeräte vorgesehen sein können, welche die Außenkonturen des Werkstückes genau aus- teilweise bei anderen Maschinen vorhanden sind. So geformt, und die Werkstoff Veränderungen erscheinen ist es möglich, beim Erreichen der eingestellten im Lochbutzen. Beim nachfolgenden, abschließen- Maximalpreßkraft Vorsorge zu treffen, daß die Maden Lochen ist dann lediglich der den Lochboden schute beispielsweise über eine elektro-pneumatisch bildende Werkstoff auszustanzen oder auszubohren. 50 gesteuerte Kupplung und Bremse augenblicklich Diese bekannte Vorrichtung ist nur brauchbar, wenn stillgesetzt wird.

ein Werkstück mit einem zentrischen Loch gepreßt In der Zeichnung ist ein Alisführungsbeispiel gewird. Nach einem nicht vorveröffentlichten Vor- maß der Erfindung dargestellt
schlag wird die Druckgröße im sich ändernden Ge- Da die Maschine nach dem Ausführungsbeispiel senkspalt gemessen und eine bestimmte Druckgröße 55 in ihrem wesentlichen Aufbau den bekannten Presfür die erwünschte Maßgröße des Werkstückes be- sen entspricht, sei nachstehend auf eine detaillierte stimmt und zu Steuerzwecken ausgenutzt. Ferner dsl Beschreibung verzichtet, lediglich im einzelnen die die Verformungsdruckmessung ebenfalls bekannt,; Arbeitsweise unter besonderer Herausstellung deraber noch nicht zum Steuern von derartigen Vor- jenigen Merkmale beschrieben, welche gemäß der gangen ausgenutzt worden. 60 Erfindung gegenüber den bekannten Pressen zusatz-.

Aufgabe der Erfindung ist es, die aufgezeigten lieh vorgesehen sind, eine Änderung erfahren haben

Nachteile zu .umgehen und eine Einrichtung an Pres- oder für das Verständnis der Arbeitsweise von Besen für die Warm- oder Kaltmassivumformung von. deutung sind.

Metallteilen im geschlossenen Gesenk zur fortlaufen- Das Stab- oder Drahtmaterial wird durch die

den selbsttätigen Längeneinstellung des Stangen- 65 Einzugrollen la und 2b im Rhythmus der Presse

oder Drahtvorschubanschlages für das Abscheren ■■/ gegen den einstellbaren Materialanschlag, der als

von Rohlingen gleichen Volumens zu schaffen, wo- Anschlagstange 3 ausgebildet ist, vorgesehen. Das"

bei die Einrichtung von den Ergebnissen einer im zwischen der Anschlagstange 3 und dem feststehen-

Claims (1)

1. 5 - 6

   den Messer 4 befindliche Materialstück wird danach Es ist auch möglich, eine Handverstellung vor-VQm beweglichen, angetriebenen Schermesser 5 ab- zunehmen. Hierzu ist es notwendig, den Kupplungsgeschert und vor die Matrize 6 gebracht. knopf 18 herauszuziehen, um so die Kupplung 15'

   Der in seiner Länge einstellbare Preßstempel 7 zu lösen, mit dem Ergebnis, daß mittels des Handführt den Abschnitt in die Matrize 6 ein, welche 5 rades 19 eine Verstellung der Ansehiagstange 3 er-

   nach hinten durch den Auswerfer 8 verschlossen ist. folgen kann.

   Nach erfolgter Umformung läuft der Preßstempel 7 In der Zeichnung ist mit 20 ein Verstellkeil bein seine Ausgangslage zurück, und der Auswerfer 8 zeichnender im Preßschlitten 21 lagert. Der Verstellstößt das Preßteil entweder in eine Ausfallrutsehe, keil erlaubt es, die Einfahrlänge des Preßstempels 7 welche im Ausführungsbeispiel mit 46 bezeichnet ist, ίο in die Matrize 6 zu verändern. Dies bedeutet, daß öder verbringt es tei mehrstufigen Querförderpressen durch Änderung der Einfahrlänge der Preßraum der in die Querförderzangen, welche es zur nächsten Matrize geändert werden kann, was nicht zur ge-Preßstufe weiterführen. Hinter dem Preßstempel 7 schützten Erfindung gehört, sondern nur eine weiist der Druckgeber 9 eingebaut. Der Druckgeber 9 tere Möglichkeit zur Ausnutzung des gemessenen kann aus einem geeichten Druckstück mit aufgekleb- 15 Druckes aufzeigt. Er läßt sich somit in Abhängigkeit ten Dehnmeßstreifen, einer Meßdose oder sonstigen vom Preßdruck vergrößern oder verkleinern, und bekannten Druckgebern bestehen. Einzelheiten sind zwar derart, daß der Preßraum innerhalb bestimmin der Zeichnung nicht dargestellt, weil es sich bei ter Toleranzen die für das umzuformende Werkdem Druckgeber um ein an sich bekanntes Maschi- stück nötige Materialmenge aufzunehmen vermag, nenelement handelt. Beim Umformen des Draht- ao Während durch die Längenverstellung der Anschlagabschnittes durch den Preßstempel 7 mißt der stange 3 die Menge des Ausgangsmaterials eine Druckgeber 9 die dafür nötige Umformkraft bei Änderung erfährt, erfolgt mittels der Verstellung des jedem Pressenhub und gibt ein entsprechendes Signal Preßstempels 7 eine Veränderung des Matrizenpreßauf das Ist-Sollwert-Vergleichsgerät 10, welches zwei raumes, wodurch in beiden Fällen erreicht ist, daß Einstellmöglichkeiten aufweist. Diese sind durch den 25 Matrizenraum und zur Verformung kommende Einstellknopf 11 für das Einstellen der Größe der Werkstoffmenge einander innerhalb gewisser ToIe-Preßkraft und den Einstellknopf 12 für das Einstellen ranzen genau entsprechen. Die Verstellung des Verdes zulässigen Toleranzbereiches der Preßkraft an- stellkeils 20 kann in der gleichen Weise erfolgen wie gedeutet. Bei richtig eingestellter Maschine wird die die Verstellung des Spindelschaftes 15, wie sie im vom Druckgeber 9 gemessene Preßkraft somit inner- .30 Zusammenhang mit diesem im einzelnen beschrieben halb der an den Einstellknöpfen 11 und 12 ein- ist. Eine Lösungsmöglichkeit im einzelnen ist beigestellten Werte des Vergleichsgerätes 10 liegen. spielsweise damit gegeben, daß ein Spindelschaft 15

   Wird nun der Maschine ein Drahtstück oder ein unmittelbar an der Verstellmutter 20' angreift und Stababschnitt zugeführt, dessen Materialvolumen der Spindelschaft mittels einer Elektronik über Hubeine Preßkraft ergibt, welche oberhalb bzw. unter- 35 magnete und Ratschenräder eingestellt wird. Bei halb der an dem Vergleichsgerät 10 eingestellten Mehrstufenpressen können die Verstellkeile hinter Werte liegt, dann wird ein elektrischer Impuls auf den einzelnen .Preßstempeln durch eine Mehrkanaleinen der Zugmagnete 13 α oder 13 b gegeben. Aus elektronik gesteuert werden.

   den Zugmagneten 13 α und 13 & ragen die Magnet- In der Zeichnung ist auch noch eine Variationskolben 113 α und 113 b, an deren gabelförmigen 40 möglichkeit zu erkennen. Es ist nämlich auch mög-Köpfenll4a und 114 & die Schwenkhebelpaare 115 α lieh, die Eindringtiefe des Auswerfers 8, also dessen und 115 & angelenkt sind, deren freies Ende hintere Totpunktlage, variabel zu gestalten, wobei wiederum an dem Spindelschaft 15 angelenkt ist. dessen Verstellung wiederum in der gleichen Weise Zwischen den Hebelpaaren 115 a und 115 b sitzen erfolgen kann, wie sie im Zusammenhang mit der schwenkbar die Ratschenhebel 116« und 116 b, 45 Anschlagstange 3 beschrieben wurde. Die Zeichnung deren Enden in die Verzahnung 117 a und 117 b der läßt erkennen, daß der Auswerfer 8 in seiner hinte-Ratschenräder 118 α und 118 b eingreifen und diese ren Totpunktlage mehr oder weniger weit in die mitnehmen, und zwar jeweils bei einander entgegen- Matrize hineinragen und somit den Matrizenraum gesetzten Schwenkrichtungen. Über die insgesamt verkleinern bzw. vergrößern kann,
   mit 14 a und 14 & bezeichneten Ratschengetriebe 50 Handelt es sich um Mehrstufenpressen, so können drehen die Zugmagnete 13 α und 13 & den Spindel- die beschriebenen Verstellvorrichtungen durch eine schaft 15 in der einen oder anderen Richtung, so Mehrkanal-Elektronik gesteuert werden. Damit bedaß über die auf dem Spindelschaft 15 sitzende steht die Möglichkeit, in der ersten Stufe druck-Schnecke 16 das Schneckenrad 17 in Drehung ver- abhängig die Abscherlänge des Rohlings zu bestimsetzt wird, welches mittels eines nicht dargestellten 55 men und in den folgenden Stufen druckabhängig die Gewindes auf der Anschlagstange 3 angeordnet ist. Größe des Matrizenpreßraumes zu verändern, sei Bei der Drehung des Schneckenrades 17 in der einen es durch Änderung der Eindringtiefe des Preßoder anderen Richtung wird die Anschlagstange 3 stempeis, sei es durch Veränderung der hinteren vor- oder zurückgestellt. Damit wird die Abscher- Totpunktlage des Auswerfers,
   länge und somit das Materialvolumen des Draht- 60

   Stückes oder des Stangenabschnittes verändert. Die Patentansprüche:
   Abscherlänge wird verkürzt, wenn der Druckgeber 9

   einen Preßdruck mißt, welcher oberhalb des am 1. Einrichtung an Pressen für die Warm- oder

   Einstellknopf 12 des Vergleichsgerätes 10 eingestell- Kaltmassivumformung von Metallteilen im ge-

   ten Toleranzbereiches liegt. Mißt hingegen der 65 schlossenen Gesenk, zur fortlaufenden, selbst-

   Druckgeber9 eine unterhalb der Preßkrafttoleranz tätigen Längeneinstellung des Stangen- oder

   liegende Preßkraft, so wird eine längere Abscher- Drahtvorschubanschlages für das Abscheren von

   länge eingestellt. Rohlingen gleichen Volumens, ausgehend von

   den Ergebnissen einer im Arbeitstakt der Maschine wirkenden Meßvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßvorrichtung ein an sich bekannter Druckmesser (9) ist, der den Verformungsenddruck auf das im Preßwerkzeug (6,7) eingeschlossene Werkstück mißt und der mit einem an sich bekannten Ist-Sollwert-Vergleichsgerät (10) in Verbindung steht.

   2. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch zwei elektronisch vom Ist-Sollwert-Vergleichsgerät (10) beeinflußte Hubmagnete

   (13 a, 13 b), die über gegensinnig wirkende Ratschengetriebe (14 a, 14&), über eine Schneckenwelle (15,16) und über ein als Schraubmutter ausgebildetes Schneckenrad (17) eine Verstellspindel axial verschieben, deren Endteil den Vorschubanschlag (3) bildet.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Deutsche Patentschriften Nr. 1105 254, 1055 324, 1020464;
   . Zeitschrift »Stahl und Eisen«, 16. 4.1959, S. 496.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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