DE19756665A1 - Verfahren zum Abscheiden von Drahtstücken vorgegebener Länge von einem Draht sowie Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abschneiden von Drahtstücken vorgegebener Länge von einem Draht, der von ei­ ner Drahtvorschubeinrichtung zugeführt wird, und von dem in einer Schneideinrichtung von wenigstens zwei gegenüberlie­ genden, etwa in einer gemeinsamen Schneidebene angeordneten Schneidmessern während der Vorschubbewegung nacheinander Drahtstücke abgeschnitten werden, wobei die Schneidmesser von einem Messerantriebsmotor in rotierende gegenläufige Schneidbewegung gebracht werden, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens mit einer Schneidein­ richtung mit wenigstens zwei gegenüberliegenden, etwa in ei­ ner gemeinsamen Schneidebene angeordneten drehbaren Schneid­ messern, die mit einem Messerantriebsmotor verbunden sind.

Im Bausektor werden beispielsweise Armierungsgitter in großem Maße zur Herstellung von Stahlbetonkonstruktionen eingesetzt. Diese Armierungsgitter werden üblicherweise in sogenannten Gitterschweißanlagen aus einzelnen Stahldraht­ stücken hergestellt. Dabei werden beispielsweise in Längs­ richtung einer solchen Gitterschweißanlage parallel neben­ einander eine Mehrzahl von Drahtstücken taktweise in die Schweißanlage zugeführt und mit quer dazu einzeln oder dop­ pelt zugeführten Querdrahtstücken verschweißt.

Der für diese Zwecke verwandte Draht wird aus Walzdraht her­ gestellt, dessen Oberfläche vorher durch Umformung profi­ liert wird, wobei diese Profilierungen zur besseren Veranke­ rung der daraus entstehenden Armierungsgitter im Beton die­ nen. Der benötigte Draht wird dabei üblicherweise in von den Gitterschweißanlagen unabhängigen vorgeschalteten Drahtzieh­ anlagen umgeformt und in einer Schneideinrichtung in Draht­ stücke mit der jeweils erforderlichen Länge abgeschnitten. Darüber hinaus werden auch in vielen anderen Bereichen der Drahtindustrie Schneideinrichtungen eingesetzt, die nach ähnlichem Prinzip arbeiten, wie für Armierungsgitter be­ schrieben wurde.

Dabei werden bisher Schneideinrichtungen eingesetzt, die zwei zueinander gegenläufige Messer aufweisen, die sich auf Kreisbahnen oder komplizierteren Bahnkurven bewegen. Die Messer werden über geeignete Getriebe und einen Motor ange­ trieben und müssen aus dem Stillstand taktweise beschleunigt werden, um zum Schnittzeitpunkt die an die Drahtgeschwindig­ keit angepaßte Relativgeschwindigkeit zu erreichen. Für den Schnitt selbst müssen im System ausreichend große Schwung­ massen eingesetzt werden, um die erforderlichen Schnittkräf­ te aufzubringen. Daraus resultieren relativ hohe Antriebs­ leistungen, die entweder direkt oder mit ständig laufendem Motor mit einer Schaltkupplung auf die Messer übertragen werden, woraus dann im 1000stel Sekundenbereich der Start und der Weg-Zeit-Verlauf der Beschleunigung bis zum Schnitt gesteuert werden muß, um Schneidtoleranzen in einer Größen­ ordnung von ±1 bis 2 mm zu gewährleisten. Dieses bekannte Verfahren weist neben der Notwendigkeit der Verwendung lei­ stungsstarker Motoren und einer aufwendigen Motorsteuerung vor allem den wesentlichen Nachteil auf, daß verfahrensbe­ dingt die Drahtvorschubgeschwindigkeit auf maximal 2 m/s be­ grenzt ist, obwohl es grundsätzlich möglich wäre, Drahtvor­ schubeinrichtungen einzusetzen, die wesentlich höhere Vor­ schubgeschwindigkeiten erreichen können.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine Lösung zu schaf­ fen, mit der das Abschneiden von Drahtstücken vorgegebener Länge von einem Draht mit wesentlich größerer Drahtzuführge­ schwindigkeit zuverlässig und toleranzgenau möglich ist.

Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren der eingangs bezeich­ neten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zunächst die Zuführgeschwindigkeit des Drahtes zur Schneideinrichtung be­ stimmt und in Abhängigkeit von dieser der Messerantriebsmo­ tor mit konstanter Geschwindigkeit betrieben wird, derart, daß die Schneidmesser vom Messerantriebsmotor kontinuier­ lich mit einer zur Zuführgeschwindigkeit synchronen Umfangs­ geschwindigkeit gedreht werden, und daß abhängig vom Umfang des Flugkreises der Schneidmesser und der vorgegebenen Länge des abzuschneidenden Drahtstückes der Draht pro Abschneide­ zyklus einmal in die Schneidmesserebene bewegt wird.

Erfindungsgemäß wird somit ein Verfahren vorgeschlagen, das in Abkehr vom bisherigen Stand der Technik sozusagen eine "fliegende Schere" verwendet, bei der die Schneidmesser wäh­ rend des gesamten Verfahrens kontinuierlich in Drehbewegung versetzt werden. Dabei ist durch entsprechende Motorsteue­ rung zur Erreichung eines einwandfreien Schnittergebnisses selbstverständlich gewährleistet, daß die Umfangsgeschwin­ digkeit der Schneidmesser der Zuführgeschwindigkeit des Drahtes entspricht, um keine Relativbewegung zwischen den Schneidmessern und dem Draht eintreten zu lassen. Je nach der vorgegebenen Länge des abzuschneidenden Drahtstückes und des Umfanges des Flugkreises der Schneidmesser wird der zu­ geführte Draht zu einem Zeitpunkt in die Schnittebene der Messer bewegt, so daß sich beispielsweise bei einem Flug­ kreis von 750 mm auf einfache Weise Drahtstücke mit einer Länge von 750 mm, 1.500 mm und anderen ganzzahligen Vielfa­ chen von 750 mm realisieren lassen. Die Bewegung des Drahtes in die Schnittebene erfolgt zwischen zwei Durchgängen der Messer durch die Schnittposition und ist zeitlich nicht kri­ tisch. Das erfindungsgemäße Verfahren ist, da die Messer nicht jedes Mal neu beschleunigt werden müssen, sondern kon­ tinuierlich umlaufen, auch apparativ wesentlich einfacher, da ein wesentlich leistungsschwächerer Motor verwandt werden kann (beispielsweise bis 10 kW), außerdem ist die Steuerung wesentlich einfacher und die Schneidgenauigkeit ist wesent­ lich höher, da keine zeitkritische Auslösung eines Vorgangs oder Beschleunigung durchgeführt werden muß. Die Längentole­ ranz des geschnittenen Drahtstückes hängt nur vom Synchron­ lauf der Messergeschwindigkeit zur Drahtgeschwindigkeit ab. Dieser Synchronlauf ist durch eine geeignete Erfassung der Drahtgeschwindigkeit einfach zu realisieren. Es handelt sich dabei um eine reine Drehzahlregelung. Mit diesem Verfahren lassen sich ohne weiteres Drahtvorschubgeschwindigkeiten von 6 m/s und mehr realisieren.

In vorteilhafter Ausgestaltung ist vorgesehen, daß in Fäl­ len, in denen die vorgegebene Länge des abzuschneidenden Drahtstückes kein ganzzahliges Vielfaches des Umfanges des Flugkreises der Schneidmesser ist, die Schneidmesser inner­ halb des Abschneidezyklusses eine gewisse Voraus- oder Nach­ eilung ausführen. Dies kann beispielsweise auf einfache Wei­ se mittels eines Überlagerungsgetriebes erreicht werden, wo­ bei dieses Überlagerungsgetriebe von einem Planetengetriebe gebildet sein kann, das dann mit einem zusätzlichen Motoran­ trieb ausgerüstet ist. Für diese Zwischenbeschleunigung der Messer steht dabei ein ausreichender Zeitraum während des gesamten Abschneidezyklusses zur Verfügung. Durch den Ein­ satz eines Überlagerungsgetriebes wird der Antrieb der Mes­ ser für den Synchronlauf und damit die Längentoleranz nicht beeinflußt. Die Vor- oder Nacheilung kann mit ausreichendem zeitlichen Abstand vom Schnittzeitbereich als reine Weg- bzw. Winkelsteuerung unabhängig vom zeitlichen Verlauf durchgeführt werden.

Zur Lösung der eingangs gestellten Aufgabe sieht die Erfin­ dung auch eine Vorrichtung zur Durchführung des vorbeschrie­ benen Verfahrens vor, die durch eine Einrichtung zur Ermitt­ lung der Zuführgeschwindigkeit des Drahtes, welche mit dem Messerantriebsmotor verbunden ist, der die Schneidmesser kontinuierlich mit zur Zuführgeschwindigkeit synchroner Um­ fangsgeschwindigkeit antreibt, und durch eine Einrichtung zum Herausbewegen des Drahtes aus der Schneidmesserebene ge­ kennzeichnet ist.

Vorteilhaft weist die Vorrichtung zwischen dem Messeran­ triebsmotor und den Schneidmessern ein erstes Getriebe und ein zweites Überlagerungsgetriebe auf, um ggf. die Zwischen­ beschleunigung während eines Abschneidezyklusses durchführen zu können.

Dabei ist in besonders vorteilhafter Weise das Überlage­ rungsgetriebe als Planetengetriebe ausgebildet, welches mit einem eigenen Motorantrieb versehen ist.

Die Verbindung zwischen dem Messerantriebsmotor und den Schneidmessern erfolgt vorteilhaft über wenigstens eine als Schwungmasse ausgebildete Riemenscheibe.

Um den zugeführten Draht aus der Schneidmesserebene heraus­ bewegen zu können, ist weiterhin vorgesehen, daß die Ein­ richtung zum Herausbewegen des Drahtes aus der Schneidmes­ serebene von einem quer zur Drahtzuführrichtung verfahrbaren Rollenpaar gebildet ist.

Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung bei­ spielsweise näher erläutert. Diese zeigt in:

Fig. 1 eine vereinfachte Seitenansicht auf eine erfindungs­ gemäße Schneidvorrichtung zum Abschneiden von Draht­ stücken,

Fig. 2 eine Seitenansicht auf die Vorrichtung nach Fig. 1 und

Fig. 3 eine Draufsicht auf die Vorrichtung nach Fig. 1.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Abschneiden von Draht­ stücken vorgegebener Länge von einem Draht weist zunächst eine allgemein mit 1 bezeichnete Schneideinrichtung auf, die zwei gegenüberliegende, etwa in einer gemeinsamen Schneid­ ebene angeordnete drehbare Schneidmesser 2, 2a aufweist. Das Schneidmesser 2 ist dabei an einem Schneidmesserarm 3 befe­ stigt, während das Schneidmesser 2a an einem Schneidmesser­ arm 3a befestigt ist. Der Schneidmesserarm 3 ist seinerseits drehfest an einer Welle 4 befestigt, während der Schneidmes­ serarm 3a drehfest an einer Welle 4a befestigt ist. Beide Wellen 4, 4a sind mit einer 1 : 1 Übersetzung derart mitein­ ander verbunden, daß diese bei gleicher Drehgeschwindigkeit in entgegengesetzte Richtung gedreht werden. Dazu ist auf der Welle 4 bzw. der Welle 4a jeweils ein in Eingriff mit­ einander stehendes gleichgroßes Zahnrad 5 bzw. 5a angeord­ net. Die Welle 4a ist mit der Abtriebswelle eines Planeten­ getriebes 13 verbunden. Das Gehäuse des Planetengetriebes 13 ist drehfest mit einer als Schwungmasse ausgebildeten Zahn­ riemenscheibe 6 verbunden, die über einen Zahnriemen 7 mit einer weiteren Zahnriemenscheibe 8 verbunden ist, die dreh­ fest mit der Abtriebswelle eines Messerantriebsmotors 9 ver­ bunden ist. Wird also die Abtriebswelle des Motors 9 in Drehbewegung gesetzt, so werden die beiden Schneidmesser 2, 2a in entgegengesetzter Richtung mit gleicher Drehgeschwin­ digkeit angetrieben und beschreiben einen Flugkreis mit ei­ nem vorgegebenen Umfang.

Der Schneideinrichtung 1 wird von einer nicht dargestellten Drahtzuführeinrichtung kontinuierlich ein mit dem Bezugszei­ chen 10 angedeuteter Draht zugeführt, von dem mittels der Schneideinrichtung 1 Drahtstücke vorgegebener Länge abge­ schnitten werden sollen. Dazu weist die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Einrichtung zur Ermittlung der Zuführge­ schwindigkeit des Drahtes 10 auf, diese Einrichtung ist beim dargestellten Ausführungsbeispiel von einem Rollenpaar 11 gebildet, durch welches der zugeführte Draht 10 hindurchge­ führt wird und mittels dessen die Drahtzuführgeschwindigkeit bestimmt werden kann. Diese Drahtzuführgeschwindigkeit wird von dem Rollenpaar 11 auf elektronischem oder mechanischem Wege als Steuerungsgröße dem Messerantriebsmotor 9 übermit­ telt, der dann derart gesteuert wird, daß seine Abtriebs­ drehgeschwindigkeit unter Berücksichtigung der Übersetzungs­ verhältnisse (Riemenscheiben 6, 8) derart ist, daß die Um­ fangsgeschwindigkeit der Messer 2, 2a mit der Drahtzuführge­ schwindigkeit synchronisiert ist, d. h. mit dieser überein­ stimmt, um eine Relativbewegung zwischen dem abzuschneiden­ den Draht 10 und den Schneidmessern 2, 2a zu vermeiden.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist darüber hinaus auch noch eine Einrichtung zum Herausbewegen des Drahtes 10 aus der Schneidmesserebene auf, diese Einrichtung ist beim dar­ gestellten Ausführungsbeispiel von einem quer zur Drahtzu­ führrichtung verfahrbaren Rollenpaar 12 gebildet.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 weist neben dem Zahnrie­ mentrieb 6, 7, 8 noch ein Überlagerungsgetriebe auf, das in der Zeichnung mit 13 bezeichnet ist und beim Ausführungsbei­ spiel von dem vorerwähnten Planetengetriebe gebildet ist, auf dessen Gehäuse die Riemenscheibe 6 angeordnet ist. Die Eintriebswelle des Planetengetriebes 13 ist mit einem eige­ nen Motorantrieb 14 verbunden. Dieser Servoantrieb steuert die Vor- bzw. Nacheilung der Messer, wie nachfolgend erläu­ tert wird.

Mit einer solchen Vorrichtung läßt sich das erfindungsgemäße Verfahren folgendermaßen durchführen:

Während des gesamten Schneidvorgangs wird die Zuführge­ schwindigkeit des Drahtes ständig erfaßt und der Motor 9 ständig nachgeregelt, um Geschwindigkeitsschwankungen im Drahtvorschub auszugleichen, so daß die Umfangsgeschwindig­ keit der Messer 2, 2a der Zuführgeschwindigkeit des Drahtes 10 entspricht. Die Messer werden dabei mit dieser Geschwin­ digkeit kontinuierlich angetrieben, so daß die Messer sich einmal pro Umdrehung in der Schneidebene treffen und den Draht 10 abschneiden, wenn er sich in der Schneidebene be­ findet. Es würden somit bei dieser Arbeitsweise ständig Drahtstücke abgeschnitten, deren Länge exakt dem Umfang des Flugkreises der Schneidmesser 2, 2a entspricht. Da dieser Umfang des Flugkreises aber beispielsweise 750 mm beträgt und häufig längere Drahtstücke gewünscht werden, ist es mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung zunächst auf einfachste Weise möglich, ganzzahlige Vielfache dieses Flugkreisumfan­ ges für die abzuschneidenden Drahtstücke zu realisieren.

Dazu dient nämlich das Rollenpaar 12, mit dem es möglich ist, den zugeführten Draht 10 aus der Schneidebene getaktet herauszubewegen. Soll beispielsweise ein Drahtstück abge­ schnitten werden, dessen Länge doppelt so lang ist wie der Flugkreis der Schneidmesser 2, 2a, so wird das Rollenpaar 12 so gesteuert, daß der Draht außerhalb der Schnittebene ge­ führt wird. Soll ein Drahtstück der Länge n * Flugkreisum­ fang geschnitten werden, so wird nach dem n-1ten Durchgang der Messer durch den Schnittbereich der Draht in die Schnittebene geschwenkt. Beim n-ten Durchgang der Messer durch den Schnittbereich erfolgt dann der Schnitt. Danach wird der Draht durch das Rollenpaar bis zum nächsten Schnitt wieder aus der Schnittebene geführt.

Ist es dagegen erforderlich, Drahtstücke mit einer Länge ab­ zuschneiden, die kein ganzzahliges Vielfaches des Flugkreis­ umfanges darstellen, so wird das Überlagerungsgetriebe (Pla­ netengetriebe 13 mit Motorantrieb 14) eingesetzt. Während des Abschneidezyklus, also ausreichend lange nach dem letz­ ten Abschneidevorgang und gleichermaßen ausreichend lange vor dem nächsten Abschneidevorgang, wird dann über den Mo­ torantrieb 14 eine Vor- oder Nacheilung der Messer überla­ gert. Diese Überlagerung entspricht einer zusätzlichen Dre­ hung um einen bestimmten Winkel an den Messerwellen 4, 4a. Durch ein festes Übersetzungsverhältnis zum Motor 14 ist da­ her am Motor 14 ein bestimmter Drehwinkel zu fahren. Die Weg-Zeit-Funktion der Regelung ist dabei ohne Einfluß auf die Schnittoleranzen. Dabei ist besonders vorteilhaft, daß sich die für den Schnitt erforderliche Schwungmasse im Syn­ chronantrieb befindet und mit konstanter Drehzahl rotiert und die bei der Überlagerung dynamisch zu beschleunigenden Massen und Rotationsträgheiten klein gehalten werden können. Daraus resultiert das hohe Geschwindigkeitspotential der Vorrichtung.

Auf ähnliche Weise ist es ggf. auch möglich, eine gewisse höhere Umfangsgeschwindigkeit der Schneidmesser gegenüber der Synchrongeschwindigkeit mit dem Draht (beispielsweise 3-4%) einzustellen, was unter bestimmten Bedingungen wün­ schenswert ist, um ggf. ein besseres Schnittbild zu errei­ chen. Darüber hinaus sind selbstverständlich auch weitere Abwandlungen des dargestellten Ausführungsbeispieles mög­ lich, ohne den Grundgedanken der Erfindung zu verlassen. So können die Getriebe 6, 7, 8 bzw. 13 auch auf andere Weise realisiert werden und auch die Einrichtungen zur Bestimmung der Drahtzuführgeschwindigkeit und zum Herausbewegen des Drahtes aus der Schneidebene können auf einfache Weise an­ ders verwirklicht werden und dergl. mehr.

Claims (7)

1. Verfahren zum Abschneiden von Drahtstücken vorgegebener Länge von einem Draht, der von einer Drahtvorschubeinrichtung zu­ geführt wird, und von dem in einer Schneideinrichtung von wenigstens zwei gegenüberliegenden, etwa in einer gemeinsa­ men Schneidebene angeordneten Schneidmessern während der Vorschubbewegung nacheinander Drahtstücke abgeschnitten wer­ den, wobei die Schneidmesser von einem Messerantriebsmotor in rotierende gegenläufige Schneidbewegung gebracht werden, dadurch gekennzeichnet,
daß zunächst die Zuführgeschwindigkeit des Drahtes zur Schneideinrichtung bestimmt und in Abhängigkeit von dieser der Messerantriebsmotor mit konstanter Geschwindigkeit be­ trieben wird, derart, daß die Schneidmesser vom Messeran­ triebsmotor kontinuierlich mit einer zur Zuführgeschwindig­ keit synchronen Umfangsgeschwindigkeit gedreht werden, und
daß abhängig vom Umfang des Flugkreises der Schneidmesser und der vorgegebenen Länge des abzuschneidenden Drahtstückes der Draht pro Abschneidezyklus einmal in die Schneidmesser­ ebene bewegt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in Fällen, in denen die vorgegebene Länge des abzu­ schneidenden Drahtstückes kein ganzzahliges Vielfaches des Umfanges des Flugkreises der Schneidmesser ist, die Schneid­ messer innerhalb des Abschneidezyklusses, aber außerhalb ei­ nes Zeitbereiches vor und nach dem Schnitt eine Voraus- oder Nacheilung ausführen.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einer Schneideinrichtung mit wenigstens zwei gegenüber­ liegenden, etwa in einer gemeinsamen Schneidebene angeordne­ ten drehbaren Schneidmessern, die mit einem Messerantriebs­ motor verbunden sind, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (11) zur Ermittlung der Zuführgeschwindig­ keit des Drahtes (10), welche mit dem Messerantriebsmotor (9) verbunden ist, der die Schneidmesser (2, a) kontinuier­ lich mit zur Zuführgeschwindigkeit synchroner Umfangsge­ schwindigkeit antreibt, und durch eine Einrichtung (12) zum Herausbewegen des Drahtes (10) aus der Schneidmesserebene.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3 zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Messerantriebsmotor (9) und den Schneidmes­ sern (2, 2a) ein erstes Getriebe (6, 7, 8) und ein zweites Überlagerungsgetriebe (13) vorgesehen ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Überlagerungsgetriebe als Planetengetriebe (13) aus­ gebildet ist, welches mit einem eigenen Motorantrieb (14) versehen ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Messerantriebsmotor (9) und den Schneidmes­ sern (2, 2a) wenigstens eine Schwungmasse (6) angeordnet ist, die vorzugsweise als Riemenscheibe ausgebildet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Herausbewegen des Drahtes (10) aus der Schneidmesserebene von einem quer zur Drahtzuführrich­ tung verfahrbaren Rollenpaar (12) gebildet ist.