DE1248601B - Einer Draht oder Stangen verarbeitenden Einrichtung vorgeordnete Reduzier- und Vorzieheinrichtung - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

Int. Cl.:

B 21 c

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

DeutscheKl.: 7b-3/30

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

1248 601
Sch36122Ib/7b
17. November 1964
31. August 1967

Die Erfindung betrifft eine einer Draht oder Stangen verarbeitenden Einrichtung vorgeordnete Reduzier- und Vorzieheinrichtung mit einer horizontalen Schlittenbahn für einen ersten Schlitten mit einer Reduzierdüse und einen zweiten Schlitten mit einem Werkstückgreifer, die einerseits gegenläufig zueinander und andererseits bei gleichbleibendem Abstand voneinander in beiden Richtungen der Werkstückachse zusammen frei verschiebbar sind, und mit einem mechanischen Kraftantrieb für die 'gegenläufige Verschiebung der Schlitten, der mit diesen eine kräftegeschlossene Einheit bildet.

Bekannt sind Vorzieheinrichtungen mit Lenkersystemen, bei denen mindestens ein Teil der Lenker auf Biegung beansprucht wird. Bei den vielfach recht großen zu bewältigenden Kräften müssen diese Lenker sehr kräftig dimensioniert werden, da bekanntlich Biegebeanspruchungen einen größeren Querschnitt der betreffenden Maschinenteile erfordern als einfache Zug- oder Druckbeanspruchungen. Die kräftige Dimensionierung der betreffenden Lenker bedingt nicht nur höhere Kosten bei der Herstellung der Vorzieheinrichtung, sondern hat auch den Nachteil, daß die bewegten Massen verhältnismäßig groß sind, was einer raschen und möglichst kräftefreien Folgebewegung der beiden Schlitten beim Arbeiten der Einrichtung abträglich ist. Eine weiterhin bekannte Einrichtung weist zwar kleinere Massen auf, hat aber statt dessen einen aufwendigen hydraulischen Antrieb. Bei einer außerdem bekannten Einrichtung ist ein mechanischer Antrieb vorgesehen, bei dem ebenfalls auf Biegung beanspruchte Lenker benutzt werden, die dementsprechend große Massen haben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Beibehaltung eines mechanischen Antriebs der Schlitten die bewegten Massen möglichst gering zu halten.

Bei der Lösung dieser Aufgabe ist davon ausgegangen worden, daß die geringstmöglichen Abmessungen für die kraftübertragenden Lenker dann gegeben sind, wenn diese nicht auf Biegung, sondern nur auf Zug oder Druck beansprucht werden. Insbesondere war anzustreben, daß vor allem beim Arbeitshub nur eine Zugbeanspruchung der Lenker gegeben wäre.

Zur Lösung der vorgenannten Aufgabe ist die eingangs in allgemeiner Form beschriebene Reduzier- und Vorzieheinrichtung erfindungsgemäß gekennzeichnet durch eine Ausbildung des mechanischen Kraftantriebs als zwei, ein Hebelsystem bildende, gelenkig miteinander verbundene Stangen, deren Einer Draht oder Stangen verarbeitenden
Einrichtung vorgeordnete Reduzier- und
Vorzieheinrichtung

Anmelder:

Schumag Schumacher Metallwerke G. m. b. H.,
Aachen

Als Erfinder benannt:
Johann Greven, Aachen;
Hans Mostert, Eupen (Belgien)

äußere Enden an den Schlitten angelenkt sind, und deren Verbindungsgelenk horizontal frei beweglich über eine Pendelstange, eine horizontale Kulisse od. dgl. mit einem Kurbeltrieb verbunden ist.

Das genannte Hebelsystem ist aus einfachen Maschinenelementen zusammengesetzt, so daß der konstruktive Aufwand gering ist. Das Hebelsystem besteht im wesentlichen nur aus zwei gelenkig miteinander verbundenen Stangen, deren äußere Enden an den Schlitten angelenkt sind. Dieses Hebelsystem hat nur sehr kleine bewegte Massen. Ganz besonders klein können die bewegten Massen gehalten werden, wenn die Arbeitsweise so gewählt wird, daß die Stangen beim Arbeitshub auf Zug beansprucht werden. Aber auch eine Beanspruchung auf Druck bedingt bei weitem noch keine so großen Massen, wie eine Beanspruchung auf Biegung, wie sie bei den obengenannten bekannten Einrichtungen gegeben ist, erfordern würde. Auch ist der konstruktive Aufwand des erfindungsgemäß vorgesehenen Hebelsystems wesentlich geringer als bei der obengenannten bekannten Einrichtung mit aufwendigem hydraulischem Antrieb. Auch die genannte Pendelstange bringt praktisch keine Vergrößerung der bewegungswirksamen Massen mit sich, da sie beim Schwenken um ihren Verbindungspunkt mit dem Kurbeltrieb nur mit einem Teil ihrer Masse wirksam wird. Eine horizontale Kulisse bedingt demgegenüber überhaupt keine Vergrößerung der hier zu betrachtenden bewegten Massen. Durch Versuche wurde festgestellt, daß die erfindungsgemäße Einrichtung nicht nur konstruktiv sehr einfach, sondern auch robust und wenig störanfällig ist. Etwaige Reparaturen können von einem Schlosser durchgeführt werden, ohne daß ein Elektrotechniker bzw. Hydraulikfachmann erforder-

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lieh ist. Außerdem besteht noch der Vorteil, daß nicht nur die verwendeten Teile, sondern auch etwaige Ersatzteile geringe Herstellungskosten haben.

Bei der Ausführungsart der erfindungsgemäßen Einrichtung mit Pendelstange ist eine zweckmäßige Ausbildung gekennzeichnet durch vertikal in an den Schlitten angeordneten Gleitführungen verschiebbare Gleitsteine, an denen die äußeren Enden der Stangen angelenkt sind, und durch an den Gleitsteinen im Anlenkungspunkt der Kniehebelstangen zusätzlich angelenkte nach unten gerichtete Stangen, deren untere Enden am Maschinenrahmen angelenkt sind.

Hierdurch sind die Schlitten und die Schlittenbahn von vertikalen Kräften entlastet. Vertikale Kraftkomponenten in den das genannte Hebelsystem bildenden, gelenkig miteinander verbundenen Stangen werden über die betreffenden Anlenkungen von den zusätzlich, angelenkten, nach unten gerichteten Stangen aufgenommen. Die verhältnismäßig große Länge dieser Stangen bewirkt, daß deren Schrägstellung bei einer horizontalen Verschiebung der beiden Schlitten sich in engen Grenzen hält. Arbeiten die das Hebelsystem bildenden, gelenkig miteinander verbundenen Stangen beim Arbeitshub mit Druckkräften, wirken die zusätzlich angelenkten Stangen als Zugstangen. Arbeiten die das Hebelsystem bildenden, gelenkig miteinander verbundenen Stangen beim Arbeitshub dagegen mit Zugkräften, wirken die zusätzlich angelenkten Stangen als Druckstangen.

Bei der Ausführungsart der erfindungsgemäßen Einrichtung mit Kulisse ist eine vorteilhafte Ausbildung gekennzeichnet durch eine im Verbindungsgelenk der das Hebelsystem bildenden, gelenkig miteinander verbundenen Stangen angebrachte Rolle zum rollenden Zusammenwirken mit den auf- und abbewegbaren horizontalen Kulissenbahnen.

Zweckmäßig hat die Kulisse eine oberhalb der Rolle und eine unterhalb der Rolle liegende Bahn, so daß die Rolle sowohl einer Aufwärtsbewegung wie auch einer Abwärtsbewegung der Kulisse folgt. In jeder Höhenlage der Kulisse ist die freie horizontale Verschiebbarkeit der beiden Schlitten, ohne daß deren Stellung zueinander geändert wird, gewährleistet. Es rollt bei dieser Verschiebung die Rolle entlang der genannten Kulisse. Bei der Veränderung der Höhenlage der Kulisse ändert sich auch der Abstand der beiden Schlitten voneinander, und zwar unabhängig davon, welche horizontale Verschiebung die Rolle auf der Kulisse gerade gehabt hat. Beim Auf- und Abbewegen der Kulisse auf die das Hebelsystem bildenden, gelenkig miteinander verbundenen Stangen übertragene vertikale Kraftkomponenten müssen bei dieser Ausführungsart der erfindungsgemäßen Einrichtung von der Schlittenbahn aufgenommen werden.

Eine allgemeine vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Einrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß an dem einen Schlitten der Werkzeughalter vor und die Gleitführung für den Gleitstein hinter dem anderen Schlitten, beides in Drahtlaufrichtung gesehen, angeordnet und Werkzeughalter und Gleitführung starr miteinander verbunden sind.

Bei dieser Weiterbildung führt eine Annäherungsbewegung der beiden Schlitten zu einer Vergrößerung des Abstandes zwischen Werkzeughalter und dem Werkstückgreifer am anderen Schlitten. Somit wird bei dieser Ausbildung sowohl in der im Werkzeughalter vorhandenen Ziehdüse wie auch in den das 601

Hebelsystem bildenden, gelenkig miteinander verbundenen Stangen beim Arbeitshub mit Zugkräften gearbeitet. Im Gegensatz dazu arbeitet die obengenannte bekannte Einrichtung gemäß der deutschen Patentschrift 899 305 in der Weise, daß das Werkstück beim Reduziervorgang durch die Ziehdüse bzw». Reduzierdüse gedrückt wird. Die heutige Auffassung geht aber dahin, daß ein Reduziervorgang, bei dem das Werkstück durch die Reduzierdüse gezogen wird, ίο vorzuziehen ist. Insofern hat die genannte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Einrichtung einen doppelten Vorteil.

Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Einrichtung besteht noch in folgendem. Die beiden,. das Hebelsystem bildenden, gelenkig miteinander verbundenen Stangen, deren äußere Enden an den Schlitten angelenkt sind, bilden ein Kniehebelsystem. Ein solches Kniehebelsystem vermittelt auf einfache Weise die Transformation von verhältnismäßig kleinen zugeführten Kräften in verhältnismäßig sehr große abgegebene Kräfte, wobei gleichzeitig die zugeführten Kräfte und die abgegebenen Kräfte andere Richtungen, vorzugsweise zueinander senkrechte Richtungen haben.
Eine zweckmäßige Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Einrichtung ist dann gegeben, wenn bei jedem Reduzierbeginn die beiden, das Hebelsystem bildenden, gelenkig miteinander verbundenen Stangen je·:' weils eine etwa gestreckte Lage haben. Dies hat den Vorteil, daß das Reduzieren zunächst mit einer sehr, geringen gegenseitigen Bewegung zwischen Werkstückgreifer und Reduzierdüse beginnt. Wenn dann im weiteren Verlauf dieser Bewegungen das Kniegelenk etwas nach unten bewegt ist und die beiden gelenkig miteinander verbundenen Stangen einen gewissen Winkel miteinander bilden, beschleunigt sich die Annäherungsbewegung zwischen den beiden Schlitten bzw. die Entfernungsbewegung zwischen Werkstückgreifer und Reduzierdüse immer mehr und mehr. Man erhält auf diese Weise einen angemessen raschen Reduziervorgang, der jedoch jedesmal weich einsetzt. Dies ist für ein stoßfreies Arbeiten der erfindungsgemäßen Einrichtung von besonderem Vorteil.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die nachstehende Beschreibung bezieht sich auf dieses Ausführungsbeispiel und dient zugleich der weiteren allgemeinen Erläuterung der Erfindung. In der Zeichnung zeigen

Fig. 1 und 2 schematisch in Seitenansicht die Hauptteile der erfindungsgemäßen Einrichtung mit Pendelstange in zwei verschiedenen Arbeitsstellungen und

F i g. 3 und 4 Kräftediagramme, die auf diese Arbeitsstellungen bezogen sind.

Rechts von der in den F i g. 1 und 2 dargestellten Einrichtung hat man sich eine nicht gezeichnete nachgeschaltete Verarbeitungsmaschine zu denken. Das Werkstück, das vor seinem Durchlauf durch die Reduzierdüse 2 und V und nach diesem Durchlauf mit 1 bezeichnet ist, möge eine Laufrichtung gemäß dem Pfeil 3 haben. Bei der Arbeitsstellung gemäß F i g. 1 hat sich zwischen der Vorzieheinrichtung und der rechts zu denkenden nachgeschalteten Verarbeitungsmaschine der größtmögliche Werkstückvorrat gebildet. Bei der Arbeitsstellung gemäß F i g. 2 ist dieser Werkstückvorrat der kleinstmögliche. Um den Werkstückvorrat über denjenigen der Arbeitsstellung

Claims (2)

der F i g. 1 hinaus nicht noch zu vergrößern, was zu Stauchungen des Werkstückes zwischen dem Gerät und der Verarbeitungsmaschine führen würde, ist in an sich bekannter Weise ein nicht gezeichneter Endanschlag vorgesehen, bei dessen Betätigung die Greifbacken des Werkstückgreifers 4 in eine Daueröffnungsstellung kommen, so daß der weiterlaufende Kurbeltrieb 5 ohne Wirkung bleibt. Nachdem die Verarbeitungsmaschine den Werkstückvorrat abgearbeitet hat, ist die Arbeitsstellung gemäß F i g. 2 erreicht. Bei dieser wird ein anderer Endanschlag betätigt, der die rhythmische Greifbewegung des Werkstückgreifers 4 wieder in Gang setzt, bis nach einiger Zeit wieder die Arbeitsstellung gemäß F i g. 1 erreicht ist. Die Werkstückentnahme durch die Verarbeitungsmaschine kann praktisch kräftefrei erfolgen, und zwar unabhängig davon, ob die eine oder die andere der genannten Arbeitsstellungen oder eine Zwischenstellung gegeben ist, und auch unabhängig davon, ao ob bei arbeitendem Werkstückgreifer 4 währenddessen Reduziervorgänge erfolgen oder ob bei nicht arbeitendem Werkstückgreifer währenddessen keine Reduziervorgänge erfolgen. Die Reduziervorgänge erfolgen bei arbeitendem Werkstückgreifer praktisch unabhängig davon, ob die Arbeitsstellung gemäß F i g. 1 oder gemäß F i g. 2 oder ob eine Zwischenstellung gegeben ist. Die Einleitung der Reduzierkräfte in das System erfolgt folgendermaßen. Der Kurbeltrieb 5 möge in den in F i g. 1 und 2 dargestellten Stellungen jeweils seine Arbeitsphase haben. Auf die im Punkt 7 angelenkte Pendelstange 6 wird dann eine Zugkraft ausgeübt, die sich über das Gelenk 8 als Zugkraft auf die Stangen 9 und 10 überträgt. Das Gelenk 8 wird dabei nach unten bewegt. Die Zugkräfte in den Stangen 9 und 10 wirken auf die Gelenke 11 und 12, auf die Gleitsteine 13 und 14 und auf die zusätzlich angelenkten Stangen 15 und 16, welch letztere oben über die Gelenke 11 und 12 an den äußeren Enden der Stangen 9 und 10 und unten über die Gelenke 17 und 18 am Geräterahmen angelenkt sind. Die Gleitsteine 13 und 14 übertragen auf die Gleitführungen 19 und 20, die an den Schlitten 21 und 22 sitzen, nur horizontal gerichtete Kräfte. Alle Vertikalkomponenten werden von den Stangen 15 und 16 aufgenommen. Der Kreis der Vertikalkräfte schließt sich über die Gelenkstellen 17 und 18 und die ebenfalls am Geräterahmen befindliche Lagerstelle 23 für den Kurbeltrieb 5. Je nach Arbeitsstellung (Fig. 1 oder 2) sind die Horizontalkomponenten der Kräfte in den Stangen 9 und 10 etwas unterschiedlich groß. Dieser Unterschied wird bereits weitgehend ausgeglichen dadurch, daß auch die Stangen 15 und 16 in den betreffenden Schrägstellungen Horizontalkomponenten aufnehmen. Im einzelnen sind diese Kräfteverhältnisse ersichtlich aus den Diagrammen in F i g. 3 und 4. Das Diagramm in F i g. 3 gehört zur Arbeitsstellung in F i g. 1. Das Diagramm in F i g. 4 gehört zur Arbeitsstellung in F i g. 2. F i g. 3 und 4 zeigen die Kraftkomponenten in ihrer Richtung und Größe. Die eingeleitete Zugkraft als Komponente 36 in F i g. 1 bewirkt Zugkräfte in den Stangen 9 und 10, die in F i g. 1 und 3 als Kornponente 27 und 28 dargestellt sind. Die Komponente 27 wird wiederum in zwei Komponenten 25 und 26 aufgeteilt. Die Komponente 28 wird in die beiden Komponenten 24 und 29 aufgeteilt. Die horizontalen Komponenten 24 und 25 werden für den Reduziervorgang benötigt. Dagegen müssen die Komponenten 26 und 29 unwirksam gemacht werden durch die Stangen 15 und 16. Das Diagramm F i g. 3 zeigt, daß die horizontalen Komponenten 24 und 25 verschieden groß sind. Die Komponente 24 ist geringfügig größer als die Komponente 25. Die Komponente 24 ist entgegengesetzt der Durchlaufrichtung 3 des Drahtes 1 gerichtet. Die Kraftdifferenz wirkt sich also entgegengesetzt der Drahtdurchlaufrichtung 3 aus. Da diese sehr klein ist, wird sie größtenteils vom Gleitwidersfand in den Führungen verbraucht. Sie gibt aber die Gewähr, daß niemals ein Schub in Drahtdurchlaufrichtung 3 durch das Antriebssystem eintritt. Zum Folgenden siehe F i g. 2 und 4. Die eingeleitete Zugkraft als Komponente 37 bewirkt Zugkräfte in den Stangen 9 und 10, die als Komponenten 33 und 34 dargestellt sind. Die Komponente 33 wird wiederum in zwei Komponenten 31 und 32 aufgeteilt. Die Komponente 34 wird ebenfalls in zwei Komponenten 30 und 35 aufgeteilt. Die horizontalen Komponenten 30 und 31 werden für den Reduziervorgang benötigt. Dagegen werden die Komponenten 32 und 35 unwirksam gemacht durch die Stangen 15 und 16. Das zur F i g. 2 gehörende Diagramm F i g. 4 zeigt in gleicher Weise wie F i g. 3, daß die Horizontalkomponenten 30 und 31 verschieden groß sind. Die Richtung der Kraftdifferenz ist ebenfalls entgegengesetzt der Durchlaufrichtung 3. Das Diagramm zeigt, daß die Kraftdifferenz in F i g. 4 etwas größer ist als in Fig. 3. Das ist eine Folge der Stellung des gesamten Antriebssystems, wie in F i g. 2 dargestellt. Der Unterschied der beiden Kraftdifferenzen in F i g. 3 und 4 ist sehr gering und unbedeutend für die sichere Arbeitsweise, jedoch ist die Beibehaltung der Richtung entgegengesetzt der Durchlaufrichtung 3 des Drahtes 1 von großer Wichtigkeit. Patentansprüche:

1. Einer Draht oder Stangen verarbeitenden Einrichtung vorgeordnete Reduzier- und Vorzieheinrichtung mit einer horizontalen Schlittenbahn für einen ersten Schlitten mit einer Reduzierdüse und einen zweiten Schlitten mit einem Werkstückgreifer, die einerseits gegenläufig zueinander und andererseits bei gleichbleibendem Abstand voneinander in beiden Richtungen der Werkstückachse zusammen frei verschiebbar sind, und mit einem mechanischen Kraftantrieb für die gegenläufige Verschiebung der Schlitten, der mit diesen eine kräftegeschlossene Einheit bildet, gekennzeichnet durch eine Ausbildung des mechanischen Kraftantriebs als zwei, ein Hebelsystem bildende, gelenkig miteinander verbundene Stangen (9, 10), deren äußere Enden (11, 12) an den Schlitten (21, 22) angelenkt sind und deren Verbindungsgelenk (8) horizontal frei beweglich über eine Pendelstange (6), eine horizontale Kulisse od. dgl. mit einem Kurbeltrieb (5) verbunden ist.

2. Einrichtung mit Pendelstange nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch vertikal in an den Schlitten (21, 22) angeordneten Gleitführungen