DE2916031A1

DE2916031A1 - Verfahren und vorrichtung zum spanlosen abtrennen von abschnitten von profilstaeben o.dgl.

Info

Publication number: DE2916031A1
Application number: DE19792916031
Authority: DE
Inventors: Horst Ing Grad Knaebel
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1979-04-20
Filing date: 1979-04-20
Publication date: 1980-10-30
Also published as: FR2454349A1; GB2047585A

Description

Patentingenieur Walter Kci3obutzki · Wa.'dstraSe 6 ■ 5419 Helferskirchen

12. April 1979 K 105

Ing. (grad.) Horst Knäbel, Kantstr. 25, 4005, Meerbusch-Büderich

Verfahren und Vorrichtung zum spanlosen Abtrennen von Abschnitten von Profilstäben oder dal.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum spanlosen Abtrennen von Abschnitten, insbesondere Rohlingen, von Profilstäben oder dgl. sowie auf eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Insbesondere bei der Herstellung von Gesenkschmiedestücken und Fließpreßteilen werden sogenannte Rohlinge ver- und bearbeitet, die von Stäben oder Knüppeln großer Länge abgetrennt wurden. Während diese Rohlinge früher überwiegend abgesägt wurden, werden dieselben heute fast ausnahmslos durch einen Schervorgang abgetrennt. Das Abscheren hat gegenüber dem Sägen den wirtschaftlichen Vorteil, daß höhere Abtrennleistungen erzielt werden und keine WerkstoffVerluste auftreten. Dem steht jedoch der nicht unbeachtliche Machteil gegenüber, daß die abgescherten Rohlinge keine ebene Trennflächen aufweisen, daß die Lage der Trennflächen nicht genau senkrecht zur Achse des Rohlings verläuft und daß in den Trennflächen Rißbildung auftreten kann. Zusätzlich wird beim Abscheren der Querschnitt des Rohlings bzw. des Stabes im nahen Bereich der Trennfläche verformt.

Aufgrund umfangreicher, z.B. im "Industrie-Anzeiger, 97. Jg., Nr. 69 v. 29.8.1975, S. 1538 - 1544 und Kurt Lange "Lehrbuch der Umformtechnik, Bd. II, 1974, S. 614-629, veröffentlichter Untersuchungen wurde festgestellt, daß durch besondere Wahl von Messerform, Größe des Scherspaltes, Schergeschwindigkeit, Temperatur und Werkstückeinspannung sowie durch überlagerte axiale Druckspannung die Lage und die Ebenheit der Trennfläche erheblich verbessert werden kann. Eine unerwünschte Verformung des Querschnittes tritt Jedoch nach wie vor auf.

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Patentingenieur Walter Koßobuizki · Wdldstreße 6 · 5419 Helferskirchen

Aus der DE - OS 19 25 750 ist ein Verfahren insbesondere zum Abtrennen kurzer Stücke oder Preßlinge von einer langen Stange unter Verwendung eines Trennwerkzeuges mit einem ortsfesten Abschnitt und einem gegenüber diesem beweglichen Trennstempel bekannt, bei dem der Trennstempel vorübergehend einer auf die Stange gerichteten Schlagwirkung solcher Stärke ausgesetzt wird, daß er zumindest die für den Abtrennvorgang erforderliche Energie aufnimmt und bei dem die Bewegung des Trennstempels sofort nach Beendigung des Abtrennvorganges gestoppt wird. Trotz hoher Trenngeschwindigkeit, kleinem Scherspalt, besonderer Werkstückabstützung und Begrenzung des Trennstempelhubes weisen die Trennflächen nicht die geforderte Lage und Ebenheit auf. Eine zu große Verformung des Stangenquerschnittes durch den Trennvorgang ist hier ebenfalls nicht ausgeschlossen. Es kommt weiterhin noch hinzu, daß die bekannten Trennverfahren einen hohen Energieaufwand benötigen und für das Abtrennen von Abschnitten, deren Länge gleich oder kleiner als der Durchmesser des Stabes oder der Stange ist, ungeeignet sind. Die bekannten Vorrichtungen arbeiten darüberhinaus geräuschvoll und erfordern daher besondere Maßnahmen zur Schallisolierung.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum spanlosen Abtrennen von Abschnitten, insbesondere Rohlingen, von Profilstäben oder dgl. zu schaffen, die die angestrebte Ebenheit und Lage der Trennflächen sicherstellen, eine nachteilige Verformung des Querschnittes ausschließen, einen geringen Energieaufwand erfordern, zum Abtrennen verhältnismäßig kurzer Abschnitte eingesetzt werden können und geräuscharm arbeiten.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren vorgeschlagen, daß der Profilstab und der abzutrennende Abschnitt in unmittelbarem Abstand getrennt kraft- und/oder formschlüssig gehalten und durch Torsion trennbar sind. Dieses Verfahren ergibt eine rotationssymmetrische und saubere Trennfläche. Durch die rotationssymmetrische Krafteinleitung tritt keine nennenswerte Verformung des Querschnittes und

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Patentingenieur Waiter KoöobutzKi · Waidstrsße ö · 5419 Heiferskirchen

keine Verfestigung in der Trenn- bzw. Scherzone auf. Die geringeren örtlichen Druckbeanspruchungen ermöglichen auch das Abtrennen von Abschnitten, deren Länge kürzer als der Durchmesser des Profilstabes ist. Der für das Torsionsscheren erforderliche Energieaufwand ist bedeutend geringer als für das sogenannte Schubscheren. Darüberhinaus entfällt hier der Entspannungsschlag, da der Widerstand beim Torsions-Schervorgang geringer ist und allmähxich abnimmt.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist der Torsion eine Abscherkraft überlagert, die aus der Torsion abgeleitet sein kann. Dadurch wird die Spannung in der Randzone der Scherebene erhöht und damit die Einleitung des Abtrennvorganges begünstigt. Der Abtrennvorgang bzw. die Torsion erfolgt mit hoher Winkelgeschwindigkeit, was die Qualität der Trennflächen verbessert. Wenn die Torsion nur über einen bestimmten, von der Querschnittsgröße des Profilstabes beeinflußbaren Winkel erfolgt, kann der weitgehend abgetrennte Abschnitt noch am Profilstab verbleiben.

Die erfindungsgemäßen Merkmale einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens sind aus den Ansprüchen 6-13 ersichtlich.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in einer Zeichnung in vereinfachter Weise dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Dabei zeigen

Fig. 1 einen Schnitt durch eine Vorrichtung gemäß der Erfindung und

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Vorrichtung der Fig. 1.

Die in der Zeichnung abgebildete Vorrichtung 1 dient zum Abtrennen eines Abschnittes von einem Profilstab und besteht im wesentlichen aus zwei Teilen 2,3, von denen das Teil 3 ortsfest angeordnet ist und beispielsweise von einem nicht gezeichneten Maschinenständer abgestützt wird. An einer freien

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Patentingenieur Walter Ko3obutzki · Waldstratie 6 · 5419 Helferskirchen

Stirnfläche weist das Teil 3 im dargestellten Beispiel eine Ausnehmung 4 auf, in der das Teil 2 mit einem abgesetzten Bund drehbar gelagert ist. Die Teile 2,3 weisen jeweils eine durchgehende Öffnung 6,7 auf, die zumindest in der Grundstellung des Teiles 2 miteinander fluchten und jeweils eine ringförmige Halterung 8,9 aufnehmen.

Die in der Zeichnung nur angedeuteten Halterungen 8,9 weisen ebenfalls in der Grundstellung des Teiles 2 miteinander fluchtende Durchstecköffnungen 10,11 auf, in die ein in diesem Beispiel kreisförmigen Querschnitt aufweisender Profilstab von der freien Seite 13 des Teiles 3 derart eingesteckt wird, daß er, wie dargestellt, um ein vorgegebenes Maß in die Halterung 8 des Teiles 2 ragt. Die Halterungen 8,9 haben die Aufgabe, einerseits ein axiales Verschieben des Profilstabes 12 zu gestatten, andererseits den Profilstab 12 jedoch zumindest in einer Richtung gegen jegliche Verdrehung zu sperren, wobei die sperrenden Verdrehrichtungen der beiden Halterungen 8,9 einander entgegengesetzt sind bzw. wirken. Zur Erfüllung dieser Aufgabe sind die Halterungen 8,9 in Abhängigkeit von der Querschnittsform des Profilstabes 12, beispielsweise als Spannbacken, Freilauf oder Profilring ausgebildet.

Wie in Fig. 2 besonders deutlich gezeichnet, sind in diesem Ausführungsbeispiel die Drehachse 14 des Teiles 2 und die Achsen 15 der Halterungen 8,9 unter Beibehaltung ihrer Parallelität gegeneinander versetzt, also exzentrisch zueinander angeordnet. Die Lage bzw. Richtung dieser Exzentrizität kann beliebig sein, wird jedoch in Abhängigkeit vom Querschnitt und der Form des Profilstabes 12 gewählt. Die Exzentrizität ist jedoch auf keinen Fall größer als der größte Radius des Profilstabquerschnittes, so daß sich die Achsen 15 der Halterungen 8,9 stets innerhalb des Profilquerschnittes befinden.

Diese exzentrische Anordnung der Halterungen 8,9 macht eine besondere Ausbildung derselben erforderlich. Jede Halterung 8,9

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Patentingenieur Walter Kcbobutzki · Wa:dstra3e 6 · 5419 Helferskirchen

weist im gezeichneten Ausführungsbeispiel ein Scherelement auf, die einstückig mit den Halterungen 8,9 ausgebildet sind und von denen in Fig. 2 nur das Scherelement 16 der Halterung S angedeutet ist. Diese Scherelemente 16 erstrecken sich nur über einen Teil der Innenflächen der Halterungen 8,9. Die restliche Innenfläche der Halterungen 8,9 dient der Übertragung des Torsionsrtiomentes und ist zweckmäßiger Weise als Freilauf ausgebildet. Die Scherelemente 16 sind in bezug auf die Scherebene gegenüberliegend angeordnet, d.h., wenn sich das Scherelement 16, wie in Fig. 2 gezeigt, bei der Halterung 8 des Teiles 2 "oben"befindet, ist das Scherelement in der Halterung "unten" vorgesehen.

Für den Abtrennvorgang wird das Teil 2, indem beispielsweise an den -mit einem Pfeil 2a, 2b (Fig. 2) gekennzeichneten Stellen Kräfte mit hoher Winkelgeschwindigkeit eingeleitet werden, entgegen dem Uhrzeigersinn um einen vorgegebenen Winkel gedreht. Dies hat nun zur Folge, daß der in der Halterung 8 des Teiles 2 befindliche Abschnitt 17 des Profilstabes 12 gegenüber dem in der Halterung 9 des Teiles 3 befindlichen Profilstab 12 verdreht und damit einer Torsion ausgesetzt wird. Durch die vorerwähnte Exzentrizität verändert aber die Halterung 8 ihre Achse gegenüber der Halterung 9, so daß über die in die Halterung 8,9 eingesetzten Scherelemente 16 zusätzliche Scherkräfte auf den Profilstab 12 im Bereich der Trennfuge zwischen dem Teil 2 und dem Teil 2 bzw. zwischen der Halterung 8 und der Halterung 9 einwirken. Durch die einander überlagerten Torsionsund Scherkräfte wird der Abschnitt 17 von dem Profilstab 12 abgetrennt. Die dabei entstehenden Trennflächen des Abschnittes 17 und des Profilstabes 12 sind eben und verlaufen senkrecht zur Achse des Profilstabes 12 bzw. Abschnittes 17. Eine die weitere Verarbeitung des Abschnittes 17 beeinträchtigende Verformung tritt dabei nicht auf. Beim weiteren Vorschieben des Profilstabes 12 wird der Abschnitt 17 ausgeworfen oder an eine Weiterverarbeitungseinrichtung abgegeben.

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Patentingenieur Walter KcßooutzKi · Wa:dstraße 6 5419 Helferskirchen

In Abänderung des erläuterten Ausführungsbeispieles kann die Exzentrizität zwischen der Drehachse 14 des Teiles 2 und der Achse 15 der Halterungen 8,9 "Null" sein. Das Abtrennen des Abschnittes 17 erfolgt dann nur durch Torsionskräfte. Der Querschnitt der zu teilenden Profilstäbe 12 kann beliebig gewählt werden. Die Halterungen 8,9 müssen diesem Querschnitt jedoch angepaßt sein.

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Leerseite

Claims

Patentingenieur Walter KoßooutzKi · Waidstraße 6 ■ 5419 Helferskirchen

12. April 19 79 K 105

Ing. (grad.) Horst Knäbel, Kantstr. 25, 4005 Meerbusch-Büderich

Verfahren und Vorrichtung zum spanlosen Abtrennen von Abschnitten von Profilstäben oder dgl.

Patentansprüche

/ 1Λ Verfahren zum spanlosen Abtrennen von Abschnitten, insbesondere Rohlingen, von Profilstäben oder dgl., dadurch gekennzeichnet,

daß der Profilstab und der abzutrennende Abschnitt in unmittelbarem Abstand getrennt kraft- und/oder formschlüssig gehalten und durch Torsion trennbar sind.

2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß der Torsion eine Abscherkraft überlagert ist.

3. Verfahren nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Abscherkraft aus der Torsion abgeleitet wird.

4. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet,

daß die Torsion nur über einen bestimmten Winkel erfolgt.

5. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet,

daß die Torsion mit hoher Winkelgeschwindigkeit erfolgt.

6. Vorrichtung zum spanlosen Abtrennen von Abschnitten, insbesondere Rohlingen, von Profilstäben oder dgl., insbesondere nach Anspruch 1,

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Patentingenieur Walter Ko3obutzki · Waldstrai3e 6-5419 Helferskirchen

gekennzeichnet durch zwei voneinander getrennte und relativ gegeneinander verdrehbare Vorrichtungsteile (2,3) mit je einer kraft- und/ oder formschlüssigen Halterung (8,9) für den Profilstab (12) und den abzutrennenden Abschnitt (17), wobei die beiden Halterungen (8,9) unmittelbar aneinander anliegen.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen (15) der beiden Halterungen (8,9) koaxial zur Drehachse (14) der beiden Vorrichtungsteile (2,3) angeordnet sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen (15) der beiden Halterungen (8,9) exzentrisch zur Drehachse (14) der beiden Vorrichtungsteile (2,3) angeordnet sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Exzentrizität größer als "Null" und gleich oder kleiner als der größte Radius des Profilstab-Querschnittes ist.

10. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 6-9, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterungen (8,9) in an sich bekannter Weise als Spannbacken, Freilauf, Profilring oder dgl. ausgebildet sind.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil der Halterungen (8,9) als Scherelemente (16) ausgebildet ist.

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Patentingenieur Walter Koßobutzki · WalasiraSe 6 · 5419 Helferskirchen

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Scherelemente (16) in Abhängigkeit von der Exzentrizität über einen Winkel von 30 bis 27O erstrecken.

13. Vorrichtung nach den Ansprüchen 11 und 12, dadurch gekennzeichr 't, daß die Halterungen (8,9) die Scherelemente (16) in bezug auf die Scherebene gegenüberliegend aufnehmen.

14. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 11 - 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterungen (8,9) und die Scherelemente (16) einstückig ausgebildet sind.

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