DE3021568C2

DE3021568C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Entschlacken und Entgraten der Kanten brenngeschnittener Blechteile

Info

Publication number: DE3021568C2
Application number: DE3021568A
Authority: DE
Inventors: Ernst Dipl.-Ing. Dr. 4662 Steyrermühl Linsinger
Original assignee: LINSINGER MARGARETHE 4662 STEYRERMUEHL AT; Linsinger Margarethe 4662 Steyrermuehl
Current assignee: LINSINGER MARGARETHE 4662 STEYRERMUEHL AT
Priority date: 1979-06-26
Filing date: 1980-06-07
Publication date: 1984-03-22
Also published as: ATA445479A; AT371745B; US4357817A; DE3021568A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Beseitigen des Brenngrales 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 eine Vorrichtung 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 Blechtafel 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 Gratbeseiiigung in zwei unterschiedliche Teüaufgaben zerfällt, da eingehende Untersuchungen erkennen ließen, daß unter dem Sammelbegriff Grat zwei ähnliche, aber nicht identische Erscheinungen verstanden werden. Im engeren Sinn ist unter Grat ein über die Sollform des Blechteiles, also über die Blechebene und über die Seitenfläche

ίο hinausragender unerwünschter Auswuchs gemeint, wie er beispielsweise auch durch Verquetschen beim Schneiden mit einer Schere oder einem Schlagmesser entsteht

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 von Hand ζ. B. durch Schleifen durchge- fitItt-t iirorrlon mit R KjIj)Ci-¹Ktnoil »et kirKor oli^in ein

Wegbrechen leicht anhaftender Schlackenperlen erreichbar, wozu ein Werkzeug mit tellerförmigem Schlagkopf dient, in dessen Umfangsbereich Brechplatten angeordnet sind. Ein Entfernen des Grates ist mit diesem bekannten Werkzeug also unmöglich, genauso wie mit bekaruaen 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 Blechieile, 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.

Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß zusätzlich zum Entschlacken durch Wegbrechen.der Schlackenperlen u.dgl. noch zum Entgraten des verbleibenden metallischen Grates die wegen dieses Grates scharfen Kanten durch Verschlagen gebrochen werden, wobei das Verschlagen ebenfalls in kreisender Bewegung durchgeführt wird. Entsprechende 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 Erkenntnis gebracht, daß es für praktische Bedürfnisse vollauf ausreicht, 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.

In Weiterbildung der Erfindung ist eine Vorrichtung b5 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 daß 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 an den Kanten. Diese Kanten werden nun durch die Schlagkörper des Schlagkopfes, die beispielsweise gehärtete Kugeln oder Kugeikörper sein können, verschlagen, wobei _rder Schlageffekt durch die Relativbewegung der mit dem Schlagkopf schnell rotierenden Schlagkörper gegenüber dem sich in Vorschubrichtung iangsam 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 jedem Eingriff des Schlagkopfes im Zuge der Relativbewegung gegenüber dem 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 dabei zweckmäßig durch Eigengewicht oder durch einen doppeltwirkenden hydraulischen Zylinder erfolgen, wobei das als Auflager wirkende Kopierglied dafür sorgt, daß der Schlagkopf der Werkstückoberfläche exakt nachfolgt und gegenüber dem Werkstück immer die für'ein Ordnung«, jemäßes 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 äst wesentlich höher als die Vorschubgeschwindigkeit des Werkstückes gegenüber dem 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 Schlagkörper 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, müßte daher bei Verwendung eines einzigen Werkzeuges dieses mehrmals über die Blechoberfläche hinWegfahren, besser werden aber mehrere über die Werkstückbreite verteilte und gegeneinander entsprechend vorsetzt 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 eines 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 ίο Hubbewegung der Schiagkörper 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

In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt und zwar zeigt

F i g. 1 eine Vorrichtung zum Beseitigen des Brenngrates brenngeschnittener Blechteile mit erfindungsgemäßen Werkzeugen im Längsschnitt nach der Linie I-I derFig.2,

F i g. 2 den Grundriß dieser Maschine und Fig.3 den Querschnitt nach d?r Linie 111—111 der Fig. 1,

F i g. 4 ein Werkzeug dieser Maschine schematisch in größerem Maßstab,

F i g. 5 die Lage des Schlagkopfes eines Werkzeuges vor Einlauf des Werkstückes,

F i g. 6 den Schlagkopf eines Werkzeuges im Schnitt nach der Linie VI-VI der Fig.7 in größerem Maßstab und

F i g. 7 dieses Werkzeug in Stirnansicht Ein Portal 1 aus zwei Ständern 2, 3 und einem

Querhaupt 4 ist einem Rollentisch 5 ortsfest zugeordnet.

*o \uf einem in Führungen 6, 7 des Portals 1 höhenverstellbaren Block 8 sind in vier Gruppen Bearbeitungswerkzeuge 9 gelagert In Ruhestellung ist der Block 8 samt den Werkzeugen 9 hochgezogen, der Durchlaß durch die Maschine ist frei. Mil 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 15 und umfangsseitig mit Brechplatten 16 bestückt ist, wobei die Schneidkanten der Brechplatten 16 einen Fl-.-gkreis 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. Lamit auch bei welliger Blechoberfläche immer die gleiche Lage zwischen Schlagkopf und Blech eingehalten wird, stützt sich jedes Werk?eug 9 über justierbare Kopierelemente, beispielsweise Kopierpilze 17, die mit den Brechplatten 16 fluchten, auf der Blechoberfläche ab. Die unleren Scheitel der gegen Vorspannung geiedertun 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 sowohl durch die Brechplaüen, als auch durch die Schlagkörper bestrichen. Es werden daher nicht nur die Schiackenperlen 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 ;s».

Das Werkstück 13 wird durch angetriebene Walzenpaare 18, 19, 20, 21 vorgeschoben. Die unteren Waben 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 26. Beim Absenken des Blockes 8 über die vom Motor 27 angetriebenen 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 M aschine, 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, 21 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, 38 eingespannt und in Durchlaufrichtung vorgeschoben. Im weiteren Verlauf übernehmen die Walzenpaare 18, 20, 19, 21 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

ίο 8 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 16 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 balligin Schlagkörper 15 tragen. Eine Andrückfeder 51 drückt ^en Schwinghebel 50 gegen einen Anschlagbund 52 eines Anschlagbolzens 53, dessen Lage gegenüber der Schlagkopfstirnfläche durch Hubbegrenzungsmut-

jo tern 54 justiert werden kann. Der Weg jedes Schwinghebels 50 wird durch einen Dämpfungsbolzen

55 begrenzt, dessen Höhenlage durch die Einstellmutter

56 einstellbar ist. Der Dämpfungsbolzen 55 steht zur Stoßdämpfung unter der Wirkung einer vorgespannten Feder 57.

Als Kopierglied ist am Gehäuse des Werkzeuges 9 ein Kopieriopf 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 betäligbar 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 versc^u iebbar sind. Durch Beaufschlagung des Lösezylinders 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 auf einmal von den Arbeitsspindefn 59 gelöst und gemeinsam auf eine entsprechende Palette abgelegt werden. Auf ähnliche Weise können dann in umgekehrter Reihenfolge neue oder instand gesetzte Schlagköpfe 14 wieder gleichzeitig gespannt werden.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. 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, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zum Entschlacken durch Wegbrechen der Schlackenperlen u.dgl. noch zum Entgraten des verbleibenden metallischen Grates die wegen dieses Grates scharfen Kanten durch Verschlagen gebrochen werden, wobei das Verschlagen ebenfalls in kreisender Bewegung durchgeführt wird.

2. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1, 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

(14) mit vorzugsweise baüigcn, gegen Rückstellkraft axial beweglichen Schlagkörpern (15) 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 Kopierpilzen (17), Kopierkufen u. dgl. ausgestatteter Kopiertopf (58) dient.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnei. daß das Maß. um das die Schlagkörper (15) vorragen, wähl- bzw. einstellbar ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß ilie Hj'bbewegung der Schlagkörper (15) durch einen einstellbaren und/oder federnden Anschlag (55) begrenzt ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Schlagkörper

(15) am äußeren Ende eines vorzugsweise radial zur Schlagkopfachse verlaufenden Schwinghebels (50) sitzt, den eine vorgespannte Feder (51) in Richtung zum Werkstück (13) gegen einen justie^rbaren Anschlagbund (52) drückt und dessen Hub in Richtung vom Werkstück ein justierbarer, stoßgedämpfter Anschlagbolzen (55) begrenzt.