DE3021568A1 - Verfahren und maschine zum entschlacken und entgraten der kanten brenngeschnittener blechteile - Google Patents
Verfahren und maschine zum entschlacken und entgraten der kanten brenngeschnittener blechteileInfo
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Description
Nürnberg, 06.06.1980 Dipl.-Ing. Dr. techn. Ernst Linsinger, A-4662 Steyrermühl
Verfahren und Maschine zum Entschlacken und Entgraten der
Kanten brenngeschnittener Blechteile
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum
Beseitigen des Brenngrates an den Kanten brenngeschnittener Blechteile, bei dem die über die Blechebene vorstehenden
Schlackenperlen u.dgl."in kreisender Bewegung parallel zur Blechebene weggebrochen werden, sowie auf ein Werkzeug
zum Durchführen dieses Verfahrens.
In der Massenfertigung von Maschinen, Apparaten, Fahrzeugen u.dgl. gibt es einen zunehmenden Bedarf an
kaltverformten Blechteilen verschiedenster Gestalt, die überwiegend aus ebenen Blechtafeln herausgeschnitten
und anschließend durch Pressen verformt werden. Dabei sind kleinere Teile gestanzt, große Teile jedoch nach
Schablonen brenngeschnitten. Das Brennschneiden, eine an sich sehr wirtschaftliche Methode, hat nun den Nachteil,
daß die Schnittflächen nicht sauber ausfallen und daß an den unteren Seitenflächenkanten der auf dem Ausbrennrost
liegenden Blechteile ein Grat entsteht, der die 'weitere Verarbeitung, sei es durch Kaltverformen oder '
Verschweißen mit anderen Teilen, behindert. Solche Grate müssen daher entfernt werden, wobei das Problem der
Gratbeseitigung in zwei unterschiedliche Teilaufgaben zerfällt, da eingehende Untersuchungen erkennen ließen,
daß unter dem Sammelbegriff Grat zwei ähnliche, aber nicht idente Erscheinungen verstanden werden. Im engeren
Sinn ist unter Grat ein über die Sollform des Blechteiles, also über die Blechebene und über die Seitenfläche
hinausragender unerwünschter Auswuchs gemeint, wie er beispielsweise auch durch Verquetschen beim Schneiden
mit einer Schere oder einem Schlagmesser entsteht.
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Unabhängig davon können sich aber auch Schlackenperlen ansetzen, die von erkalteter Schlacke (blasigem Eisenoxyd)
gebildet werden. Zur Beseitigung des Grates sind demnach sowohl die Schlackenperlen als auch der echte
metallische Grat zu entfernen, was bisher in einem Arbeitsgang nicht möglich ist und außerdem wenigstens
größtenteils händisch z.B. durch Schleifen durchgeführt werden muß. Maschinell ist bisher allein ein Wegbrechen
leicht anhaftender Schlackenperlen erreichbar, wozu ein Werkzeug mit tellerförmigem Schlagkopf dient, in dessen
Ümfangsbereich Brechplatten angeordnet sind. Ein Entfernen
des Grates ist mit diesem bekannten Werkzeug also unmöglich, genauso wie mit bekannten Glättwerkzeugen, die durch
Rollen die Oberfläche eines Bleches od.dgl. glattwalzen. Der naheliegende Gedanke, den metallischen Grat spanabhebend
durch Fräsen od.dgl. zu brechen, scheitert an seiner praktischen Verwirklichung wegen der unregelmäßigen
Konturen der Blechteiie, die geradlinig, unter verschiedenen Winkellagen zu einer gedachten Hauptachse, oder auch
gekrümmt verlaufen und zudem noch Löcher aller möglichen Variationen begrenzen können, da das Fräswerkzeug bei einer
Üblichen Vorschubbewegung gegenüber dem Werkstück unmöglich derartige Konturen bearbeiten kann.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Weg aufzuzeigen, der in einem Arbeitsgang ein vollständiges
Entschlacken und Entgraten der Kanten brenngeschnittener Blechteile mit sich bringt und ohne die Notwendigkeit
irgendeiner händischen Bearbeitung rein maschinell durchführbar ist.
Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß zusätzlich zum Entschlacken durch Wegbrechen der ßchlackenperlen
u.dgl. noch zum Entgraten des verbleibenden metallischen Grates die wegen dieses Grates scharfen Kanten durch
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Verschlagen gebrochen werden, wobei das Verschlagen ebenfalls in kreisender Bewegung durchgeführt wird.
Entsprechend· Untersuchungen ließen erkennen, daß es tatsächlich genügt, die Schlackenperlen für ein gewünschtes
Entschlacken einfach wegzubrechen· was an und für sich bei relativ langsamer Bewegung geschehen
könnte, doch mit zunehmender Relativgeschwindigkeit effektvoller wird. Zusätzlich haben aber nun intensivste
Untersuchungen die grundlegende Erkenntnis gebracht, daß es für praktische Bedürfnisse vollauf auereicht, die
metallischen Grate durch Verschlagen zu brechen. Dadurch eröffnet sich die Möglichkeit einer maschinellen, wirtschaftlichen Entschlackung und Entgratung, wobei durch die·
kreisende Bewegung beim Wegbrechen und Verschlagen auch bei geradlinigem Vorschub alle Konturen bearbeitet
werden können, mögen diese in der Blechebene wie immer verlaufen.
In Weiterbildung der Erfindung ist ein Werkzeug zum Durchführen dieses Verfahrens mit einem tellerförmigen,
in seinem Umfangsbereich Brechplatten od.dgl. aufweisenden
rotierenden Schlagkopf und einem Auflager für das Aufsetzen auf die Werkstückoberfläche dadurch gekennzeichnet, daß
der Schlagkopf mit vorzugsweise balligen, gegen Rückstellkraft axial beweglichen Schlagkörpern bestückt ist, welche
Schlagkörper über die durch die Schneidkanten der Brechplatten od.dgl. bestimmte Ebene vorragen, und d,aß als Auflager
ein in axialer Richtung justierbares Kopierglied, beispielsweise ein den Schlagkopf umgebender, mit Kopierelementen,
wie Kopierpilzen, Kopierkufen u.dgl. ausgestatteter Kopiertopf dient. Nach Aufsetzen des Werkzeuges
wird dessen Schlagkopf entsprechend der Vorschubbewegung über die Blechebene hinweggeführt. Dabei brechen die umfangsseitig
angeordneten Brechplatten zunächst die Schlackenperlen weg und es verbleibt nur mehr der metallische Grat
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«η dtn Kanten, Diese Kanten werden nun durch die Schlagkörper des Schlagkopfes, die beispielsweise gehärttte
Kugeln oder Kugelköxper sein können, verschlagen, wobt i dtr Schlageffekt durch die Relativbewegung der mit
dem Schlagkopf schnell rotierenden Schlagkörper gegenüber de» sich in Vorschubrichtung langsam vorwärtsbewegenden Werkstück entsteht. Die Schlagkörper stehen
in zugestellter Lage des Bearbeitungsgerätes gegenüber den Brechplatten nach unten vor und liegen damit tiefer
als die obere Begrenzungsfläche des Werkstückes. Beim Aufschlagen an eine scharfe Kante wird die Wucht des
Schlagkörpers in Formänderungsarbeit umgesetzt und der metallische Grat verquetscht. Bei Jede* Eingriff
des Schlagkopfes im Zuge der Relativbewegung gegenüber de« Werkstück werden also die im Eingriffsbereich
stehenden Schlackenperlen durch die Brechplatten weggebrochen und der metallische Grat durch die Schlagkörper
verquetscht. Die Zustellung des Werkzeuges kann dtbei
zweckBäßig durch ligtngtwicht oder durch einen doppeltwirkenden hydraulischen Zylinder erfolgen, wobei das al»
Auflager wirkende Kopierglied dafür sorgt, daß der Schlagkopf der Werkstückoberfläche exakt nachfolgt und gegenüber dem Werkstück immer die für tin ordnungsgemäßes
Entschlacken und Entgraten notwendige Lage beibehält. Der Zustelldruck muß dabei natürlich ausreichend größer
sein als die Summe der Rückstellkräfte aller im Schlagkopf eingebetteter Schlagkörper. Die Umfangsgeschwindigkeit des Schlagkopfes ist wesentlich höher als dit Vorschubgeschwindigkeit des Werkstückes gegenüber dta Bearbeitungsgerät. Bei richtiger Wahl der einzelnen Geschwindigkeiten werden nun alle Konturen.wirksam bestrichen, welche Winkellage oder welchen Verlauf diese
Konturen relativ zur Vorschubrichtung auch immer aufweisen mögen, denn die kreisförmig rotierenden ScJilag-
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körper streichen über jede Kontur hinweg, die Seitenflächen
von Ausnehmungen liegen ebenso wie außenliegende Seitenflächen im Wirkungsbereich der Schlagkörper. Selbstverständlich
bestreicht jedes Werkzeug nur eine Bahn, dessen Breite durch den Flugkreisdurchmesser der Brechplatten
bzw. der Schlagkörper gegeben ist. um breitere Flächen einwandfrei bearbeiten zu können, mUbte daher bei
Verwendung eines einzigen Werkzeuges dieses mehrmals über die Blechoberfläche hinwegfahren, besser werden
aber mehrere über die Werkstückbreite verteilte und gegeneinander entsprechend versetzt angeordnete Werkzeuge
verwendet. Die Bahnbreite eines Schlagkopfes, in der der
Schlageffekt jeweils optimal ausgenützt werden kann, bestimmt dabei die Zahl der Werkzeuge bzw. den jeweiligen
Versatz einee einzelnen Werkzeuges beim mehrfachen.Hin-
und Herfahren über die Blechoberfläche.
Günstig ist es, wenn erfindungsgemäß das Maß, um das die Schlagkörper vorragen, wähl- bzw. einstellbar ist,
da sich dieses Maß je nach Schlaggeschwindigkeit, Festigkeit des Werkstoffes und Masse der Schlagkörper für das
Erreichen eines optimalen Effektes beim Verschlagen des Grates ändert.
Um zu verhindern, daß auf der Werkstückoberfläche unzulässige Eindrücke entstehen bzw. um bei der axialen Hubbewegung
für die Schlagkörper eine Stoßdämpfung zu erreichen, ist erfindungsgemäß die Hubbewegung der Schlagkörper durch
einen einstellbaren und/oder federnden Anschlag begrenzt.
Eine günstige Konstruktionslösung für die Halterung und Justierung der Schlagkörper ergibt sich, wenn erfindungsgemäß
jeder Schlagkörper am äußeren Ende eines vorzugsweise radial zur Schlagkopfachse verlaufenden Schwinghebels
sitzt, den eine vorgespannte Feder in Richtung zum Werkstück, gegen einen justierbaren Anschlagbund drückt und
dessen Hub in Richtung vom Werkstück ein justierbarer, stoßgedämpfter Anschlagbolzen begrenzt.
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In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt, und zwar zeigen
Fig. 1 eine Maschine zum Beseitigen des Brenngrates brenngeschnittener Blechteile mit erfindungsgemäßen
Werkzeugen im Längsschnitt nach der Linie I-I der Fig. 2,
Fig. 2 den Grundriß dieser Maschine und Fig. 3 den Querschnitt nach der Linie III-III der Fig. 1,
Fig. 4 ein Werkzeug dieser Maschine schematisch in
größerem Maßstab,
Fig. 5 die Lage des Schlagkopfes eines Werkzeuges vor
Fig. 5 die Lage des Schlagkopfes eines Werkzeuges vor
Einlauf des Werkstückes,
Fig. 6 den Schlagkopf eines Werkzeuges im Schnitt nach
Fig. 6 den Schlagkopf eines Werkzeuges im Schnitt nach
der Linie VI-VI der Fig. 7 in größerem Maßstab und Fig. 7 dieses Werkzeug in Stirnansicht.
Ein Portal 1 aus zwei Ständern 2, 3 und einem Querhaupt 4 ist einem Rollentisch 5 ortsfest zugeordnet.
Auf einem in Führungen 6, 7 des Portals 1 höhenverstellbaren Block 8 sind in vier Gruppen Bearbeitungswerkzeuge
gelagert. In Ruhestellung ist der Block 8 samt den Werkzeugen 9 hochgezogen, der Durchlaß durch die Maschine ist
frei. Mit Hilfe der Gewindespindeln 10, 11 wird bei Inbetriebnahme
der Block 8 mit allen Werkzeugen 9 gegen einen Anschlag 12 abgesenkt, der entsprechend der Dicke des jeweils
zu bearbeitenden Bleches 13 justiert ist (Fig. 4). Jedes Werkzeug 9 ist mit einem Schlagkopf 14 ausgestattet,
der mit nach unten über die Stirnfläche vorragenden, gegen Rückstellkraft mit axialem Hub beweglichen Schlagkörpern
und umfangsseitig mit Brechplatten 16 bestückt ist, wobei die Schneidkanten der Brechpiatten 16 einen Flugkreis
definieren, der größer ist als der dazu konzentrische, von den unteren Scheiteln der Schlagkörper 15 definierte.
Der Anschlag 12 ist nun so eingestellt, daß die Brechplatten 16 annähernd das Blech 13 berühren. Damit auch
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bei welliger Blechoberfläche immer die gleiche Lage zwischen Schlagkopf und Blech eingehalten wird, stützt
sich jedes Werkzeug 9 über justierbare Kopierelemente, beispielsweise Kopierpilze 17, die mit den Brechplatten
16 fluchten, auf der Blechoberfläche ab. Die unteren Scheiteln der gegen Vorspannung gefederten Schlagkörper
15 liegen demgegenüber um ein wählbares Maß tiefer, das je Schlagkopfdrehzahl, Vorschubgeschwindigkeit, Festigkeit
des Werkstoffes und Masse der Schlagkörper voreingestellt wird.
Wird nun ein Blech 13 unter den in Betriebsstellung so justierten Schlagköpfen 14 durchgeschoben, dann
streichen zunächst die Brechplatten 16 mit hoher Geschwindigkeit über die Kanten des Werkstückes und brechen dabei
die Schlackenperlen weg. Anschließend schlagen die Schlagkörper 15 an die Kanten des Bleches an, sie klettern auf
und gleiten über die Oberfläche, bis sie am Ende des sich vorschiebenden Bleches oder anderen Konturen, z.B.
ausgebrochenen Löchern, wieder ablaufen. Damit werden unabhängig von der Durchlaufrichtung alle Kanten, sie
mögen verlaufen wie immer, sowohl durch die Brechplatten als auch durch die Schlagkörper bestrichen. Es werden
daher nicht nur die Schlackenperlen weggebrochen, sondern durch Verschlagen auch die Kanten entgratet, wobei zur
Beeinflussung des Schlageffektes die Kopierpilze 17 gegenüber den Schlagkörpern 15 axial verstellbar und
auch der Hub der Schlagkörper selbst einstellbar ist.
Das Werkstück 13 wird durch angetriebene Walzenpaare 18, 19, 20, 21 vorgeschoben. Die unteren Walzen
19, 21 sind im Rollentisch 5 eingebettet, die oberen Walzen 18, 20 sind in einem Treibrahmen 22 gelagert, der
über Schwenkhebel 23, 24 am Block 8 hängt. Federn 25 drücken den Treibrahmen 22 in Ruhe gegen den Anschlag
Beim Absenken des Blockes 8 über die vom Motor 27 ange-
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triebenen Gewindespindeln 10, 11 hebt der Treibrahmen
vom Anschlag 26 ab und durch die Federbelastung drücken die oberen Treibwalzen 18, 20 auf das Blech 13,
so daß sich durch den Antrieb der Walzenpaare der Werkstückvorschub ergibt. Alle oberen Walzen 18, 20 werden
synchron durch einen im Treibrahmen 22 eingebauten Motor 28 angetrieben und synchron dazu versetzt ein im Rollentisch
5 montierter Motor 29 die unteren Walzen 19, 21 in Umlauf.
Die Walzenpaare 18, 20, 19, 21 ziehen zwar das Werkstück 13 durch die Maschine, sind aber insbesondere
bei großen Blechstärken nicht so ohne weiteres imstande, das vom Einlaufrollgang .31 mit seinen über den Motor 34
angetriebenen Einlaufrollen 32, 33 herangebrachte Blech
zu erfassen. Deshalb sind den Walzenpaaren 18, 20, 19, zusätzlich Einlaufwalzenpaare 35, 36, 37, 38 vorgeordnet,
von denen die unteren Walzen 36, 38 im Rollentisch gelagert und durch den Motor 39 antreibbar sind. Die
oberen Walzen 35, 37 sind unabhängig davon in einem Hilfsrahmen 40, der in den Ständern 2, 3 lotrecht geführt
und über einen Hydraulikzylinder 41 druckbeaufschlagbar ist, gelagert und werden durch den Motor 42 in Umlauf
versetzt. Ein auf den Einlaufrollgang 31 aufgelegtes
Werkstück wird durch die Rollen 32, 33 bis zu einem im Bereich der Einlaufwalzen 35, 37, 36, 38 montierten,
nicht dargestellten Anschlag vorwärtsgeschoben, der die Bewegung des Werkstückes stoppt. Die Einlaufwalzenpaare
sind zu diesem Zeitpunkt noch offen. Das Anstoßen des Werkstückes an den Anschlag bewirkt das Absenken der
oberen Walzen 35, 37 und gleichzeitig deren Anlaufen. Das Werkstück wird zwischen den Walzenpaaren 35, 37, 36,
eingespannt und in Durchlaufrichtung vorgeschoben. Im
weiteren Verlauf übernehmen die Walzenpaare 18, 20, 19,
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den Vorschub des Werkstückes und stoßen es schließlich auf den Auslaufrollgang 43» der über einen Motor
44 antreibbar ist. Dort wird es durch einen weiteren, ebenfalls nicht dargestellten Endanschlag gestoppt und
abgenommen.
Die bei der Bearbeitung der Werkstücke anfallenden Schlacken und Späne gelangen durch die Öffnungen zwischen
den unteren Walzen des Rolltisches 5 in einen Spänetrichter 45 und von dort in einen quer ausfahrbaren Behälter
46.
Zur Befestigung eines jeden Werkzeuges 9 am Block enthält dieser einen Lenkerbock 47» an dem das Werkzeug
mittels Parallellenkern 48 hängt. Anschläge 49 begrenzen dabei die Hubbewegung des Werkzeuges 9. Es wird in Betriebsstellung
durch Eigengewicht oder auch durch einen doppeltwirkenden Zylinder gegen das Werkstück 13 gedrückt.
Kopierglieder steuern dabei die Höhenlage der einzelnen Werkzeuge, so daß die Lage der Brechplatten
und der Schlagkörper 15 gegenüber der Werkstückoberfläche konstant bleibt, auch wenn diese wellig ist.
Jedes Werkzeug ist mit einem tellerförmigen Schlagkopf 14 ausgerüstet, in dem die Brechplatten 16 entlang
eines Kreises fest eingebaut sind. Zur Halterung der Schlagkörper 15 sind im Schlagkopf 14 gelenkig eingehängte
Schwinghebel 50 vorgesehen, die etwa radial zur Schlagkopfachse liegen und außen die balligen Schlagkörper 15
tragen. Eine Andrückfeder 51 drückt den Schwinghebel 50 gegen einen Anschlagbund 52 eines Anschlagbolzens 53,
dessen Lage gegenüber der Schlagkopfstirnfläche durch
Hubbegrenzungsmuttern 54 justiert werden kann. Der Weg jedes Schwinghebels 50 wird durch einen Dämpfungsbolzen
55 begrenzt, dessen Höhenlage durch die Einstellmutter einstellbar ist. Der Dämpfungsbolzen 55 steht zur Stoßdämpfung
unter der Wirkung einer vorgespannten Feder 57.
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Als Kopierglied ist am Gehäuse des Werkzeuges 9 ein Kopiertopf 58 höheneinstellbar befestigt, der den Schlagkopf
14 umgibt und an seiner Stirnseite Kopierpilze 17 aufweist.
Zur Befestigung des Schlagkopfes 14 an der Arbeitsspindel 59 der Werkzeuge 9 dient eine Schnellspannvorrichtung
60, die über eine durch die Arbeitsspindel 59 hindurchgeführte und mit einem Lösehebel 61 zusammenwirkende
Lösestange 62 betätigbar ist. Zur gemeinsamen und gleichzeitigen Betätigung der Schnellspannvorrichtungen 60
aller Werkzeuge 9 lagern die Lösehebel 61 entsprechend der Werkzeuggruppen im Block 8 auf Lösewellen 63 und
sind miteinander durch Zugstangen 64 verbunden, die durch einen hydraulischen Lösezylinder 65 verschiebbar sind.
Durch Beaufschlagung des Lösezylinders 65 werden somit die Lösehebel 61 über das gesamte Gestänge verschwenkt
und betätigen damit gleichzeitig die Lösestangen 62 aller Werkzeuge 9. Bei einem Werkzeugwechsel können daher
alle Schlagköpfe 14 auf einmal von den Arbeitsspindeln 59 gelöst und gemeinsamen auf eine entsprechende Palette
abgelegt werden. Auf ähnliche Weise können dann in umgekehrter Reihenfolge neue oder instand gesetzte Schlagköpfe
14 wieder gleichzeitig gespannt werden.
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Claims (3)
- DIPL.-INQ. H. STEHMANN* DIPL.-PHY8. DR. K. SCHWEINZER**D-eSOO NORNiSHQ 70 ■ ES8iNWilN8TAAS8E 4-· · TSUSFON 0·11/ί·3737Ο ■ TSLEX 08/83135Nürnberg, 06.06.1980Dipl.-Ing. Pr. techn. Ernst tinsinger, A-4662 steyrermühX Patentansprüche :Verfahren au» Beseitigen des Brenngrates an den Kanten brenngeschnittener Blechteile, bei dem die über die Blechebsne vorstehenden Schlackenperlen ti* dgl. in kreisender Bewegung parallel aur Blechebene weggebrochen werdenv d.ad.u.yofr gekennzeichnet t flaj »usfttzllch zu» Entschlacken durch Vegbreehen der Sohlacjcenperlen u. dgl. noch zu» Entgraten des verbleibend«! *«t»llisehen Orates die wegen dieses grates scharfen Kante» durch Verschlagen gebrochen werden, wobei das Versehlagen ebenfall· in kreisender Bewegung durchgeführt wird,
- 2. Werkzeug au* Durchführen des Verfahrens nach Ansprucht, mit einen teiltrforalgen, in seines Umfangabereich Brechplatte» od. dgl. aufweisenden rotierendenden Schlagkopf und eine» Auflager für das Aufsetzen auf die Werkstückoberfläche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlagkopf (14) »it vorzugsweise balligen, gegen Rückstellkraft axial beweglichen Schlagkörpern (J5) bestückt ist, welche Schlagkörper (15) über die durch die Schneidkanten der Brechplatten (16) od. dgl. bestimmte Ebene vorragen, und daß als Auflager ein in axialer Richtung justierbares Kopierglied, beispielsweise ein den Schlagkopf umgebender, mit Kopierelementen, wie Kopjarpilzen (17), Kopierkufen u. dgl. ausgestatteter Kopiertopf (58) dient.
- 3. Werkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnetf daß das Maß, um das die Schlagkörper (15) vorragen, wähl- bzw. einstellbar ist.030064/0623PATENTANWALT VON 1930 BIS 1980 *·* ZUQELA88ENER VEHTHSTER VOR DEM EUROPÄISCHEN PATENTAMT' . ... BADWerkzeug nach Anspruch 2 oder 3t dadurch jeKtnn- dafl die Hufcbewegung dtr flohiagkörper (1S)durch einen einstellbaren und/oder federnden Anschlag (55) begrenzt iat.5, Werkzeug nach einen der Ansprüche 2 bis 4, dadurch Hekennietchnet, da» jeder achltgfcörper (15) am »ujir·» gnde eine« vorzugiweiae radial zur SchUgkopfachf· v^rlautenden SchwinghebeXa (50) fitzt, den «ine vorgespannte Feder (51) in Richtung zu« Werkitttck (13) gegen einen justierbaren Aneofeiaginind (52) drückt u*4 dessen ^h in Jtictttuni το« Werkstöck ein justier>areri stoflgediitpiter AnsohlagbQlzei) (55) begrenzt,030064/0623
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