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Verfahren und Vorrichtung zur optimierten Schnittverteilung beim Aufteilen
von Stangen in Pressbolzen Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren
zum Abtrennen von Pressbolzen vorgeschriebener Länge aus nacheinander zu einer Trennvorrichtung
zugeführten Stangen, und ferner zu einer Abtrennanlage zur Durchführung dieses Verfahrens.
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Bei der Erzeugung von Profilen durch Strangpressen wird das Vormaterial
in Form von sogenannten Pressbolzen oder Pressbarren in den Rezipienten der Strangpresse
eingesetzt. Diese Pressbolzen werden aus sogenannten Guss-Strängen oder Strangguss-Stangen,
die mehrere Meter, z.B. 4-7 m Länge, erreichen können, abgeschnitten. Die Länge
der einzelnen Pressbolzen wird in Abhängigkeit des Materialbedarfs (Länge, Querschnitt)
des momentan ausgepressten Profils gewählt. Die günstigste Bolzenlänge kann sich
demnach beim Wechseln auf ein anderes Strangpress-Profil ändern. Um die beim Strangpressen
entstehenden Materialabfälle zu reduzieren, können aber auch, hauptsächlich in der
Anfangsphase des Pressens eines Auftrags bestimmter Profile, Längenanpassungen von
aufeinander folgenden Pressbolzen zweckmässig werden, insbesondere um bei gegebener
optimaler Auspresslänge der Profile den Pressrest schrittweise auf ein zulässiges
Minimum zu reduzieren.
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Für das Ablängen der Gusstränge sind zwei verschiedene Verfahren bekannt:
1. Mit einer Säge wird der Guss-Strang -in kaltem Zustand in Pressbolzen der verlangten
Länge unterteilt. Danach werden die Pressbolzen beim Durchgang durch einen Anwärmofen
auf Presstemperatur erhitzt. Diese warmen Bolzen werden dann in die Strangpresse
geladen und verpresst.
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2. Beim anderen Verfahren wird der Guss-Strang vor dem Unterteilen
in einem Ofen angewärmt. Beim Ofenausgang wird der Strang in warmen Zustand abgeschert.
Danach werden die warmen Pressbolzen in die Presse geladen und verpresst.
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Bei den bisher angewandten Verfahren zum Ablängen der Guss-Stränge
können Probleme auftreten: Nur in den seltensten Fällen ist die Gusstranglänge ein
ganzzahliges Vielfaches der Bolzensollänge derart, dass der Strang sich in eine
Anzahl Bolzen restlos unterteilen lässt.
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In den meistens Fällen entsteht nach Abtrennen einer bestimmten Anzahl
Bolzen der Sollänge am Ende des Gusstranges ein kürzeres Reststück. Es besteht aber
dann die Möglichkeit, einen Pressbolzen der Sollänge durch Zusammensetzen dieses
Reststückes mit einem aus dem Anfang des nächsten Stranges abgeschnittenen Komplementärstück
zu bilden. Solche zusammengesetzten Pressbolzen lassen sich-wie einteilige Pressbolzen
verpressen. Diese vorbekannte Arbeitsmethode führt jedoch in der Praxis zu Schwierigkeiten,
sobald entweder das Reststück oder aber das benötigte Komplementärstück eine bestimmte
kritische Länge lk unterschreitet.
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Diese Schwierigkeiten können sowohl bereits beim Abtrennvorgang wie
auch später beim Weiterbefördern auftreten: Zum Beispiel kann sich beim Abscheren
das kurze Reststück in der Schere verklemmen und ist dann schwer zu entfernen.
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Ferner kann sich das Reststück beim Abtrennvorgang so verformen, dass
seine Stirnfläche sich nicht mehr satt an die Stirnfläche des Komplementärstückes
anlegen kann, was bsi den aus so zusammengesetzten Bolzen erzeugten Profilen zu
Qualitätseinbussen führt, wie sie etwa durch Lufteinschlüsse entstehen können. Abgesägte
oder abgescherte kurze Reststücke können beim mechanisierten Fördern Schwierigkeiten
bereiten, weil sie zum Umkippen neigen oder auch weil sie auf üblichen Fördermitteln,
wie etwa Rollgänge, Kettenförderer oder.Querförderer, sich verklemmen oder nach
unten durchfallen können.
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Wenn die Reststücke zu kurz ausfallen oder zu stark deformiert sind,
als dass sie noch verpresst werden könnten, müs-
sen sie von Hand
entfernt und dem Abfall übergeben werden und verursachen dadurch zusätzliche Kosten.
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Dasselbe gilt sinngemäss für die Komplementärstücke, so dass ein Reststück,
das gegenüber der Bolzensolllänge um einige cm,- z.B. etwa 5 oder 10 cm, zu kurz
ist, ebenfalls Probleme verursacht, weil es sich nicht nach dem Normalablauf ergänzen
lässt.
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Diese Komplikationen führen dazu, dass das Unterteilen von Guss-Strängen
im Bereich der Strangenden oft Ueberwachung oder manuelle Eingriffe durch den Bedienungsmann
erfordert.
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Damit wird das Mechanisieren des Ablängens erschwert und personalgebunden.
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Sowohl für das Reststück wie auch für das Komplementärstück besteht
also eine kritische Länge die nicht unterschritten werden darf. Als Richtwert für
diese kritische Länge gilt etwa der halbe Bolzendurchmesser, wobei sich dieser Richtwert
je nach Anlagenteil und -fabrikat nach unten oder oben verschieben kann.
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In der Fig. 1, a bis d, sind beispielsweise einige Fälle dargestellt,
die in der Praxis beim Abtrennen nach bisheriger Praxis auftreten können. Mit Pfeil
F ist die Materialflussrichtung und mit Pfeil T die Abtrennstelle angedeutet. In
diesen Beispielen wurden die Verluste durch Sägespäne, die sich beim Abtrennen mit
einer Säge ergeben, nicht berücks ichtigt.
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Beispiel a) Es wird dabei angenommen, dass 600 cm lange runde Guss-Stränge
mit 241 mm Durchmesser (einer der normierten Durchmesser) vorliegen, für welche
in einer bestimmten Anlage die kritische Länge bei etwa 120 mm liegt. Bei diesen
Stangen sind Fuss und Kopf, die vom Stranggiessen herrühren, bereits entfernt worden,
so dass sie an beiden Enden glatte Stirnflächen aufweisen.
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Für einen bestimmten Auftrag sind aus diesen Strängen 70 cm lange
Pressbolzen abzutrennen.
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Aus dem ersten Strang S1 lassen sich 8 Pressbolzen B1 bis B8 (= total
560 cm) abtrennen und es verbleibt ein Reststück r9 von 40 cm Länge (Fig. la). Aus
dem zweiten Strang S2 vird dann ein Komplementärstück c9 von 30 cm abgetrennt, das
mit dem Reststück r9 den zusammengesetzten Pressbolzen B9 bildet (Fig. lb).
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Der Strang S2 ist jetzt nur noch 600 - 30 = 570 cm lang.
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Daraus lassen sich wieder 8 Pressbolzen B10 bis B17 abtrennen und
es verbleibt ein Rest rk von 10 cm (Fig. lc).
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Dieses zu kurze und also kritische Reststück ist unbrauchbar und muss
entfernt und zum Abfall bzw. Wiedereinschmelzen zugeführt werden.
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Bei diesem Beispiel wird man beim dritten Strang so vorgehen wie beim
ersten und es wird beim vierten Strang, also generell bei jedem zweiten Strang immer
wieder ein unbrauchbares Reststück von 10 cm Länge entstehen.
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In ähnlicher Art lässt sich für andere Stangen- und/oder Bolzenlängen
errechnen, dass bereits beim ersten, oder aber z.B.
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beim dritten oder vierten Strang ein unzulässig kurzes Reststück entstehen
kann.
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Beispiel b) Für einen weiteren Auftrag beträgt die optimale Bolzenlänge
67,5 cm. Dann kann man aus dem ersten 600 cm langen Strang 8 Bolzen B1 bis B8 (=total
540 cm) abtrennen und es verbliebt ein Reststück r9 von 600 - 540 = 60 cm, das ein
Komplementärstück ck von 7,5 cm Länge verlangen würde (Fig. ld).
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Ein solches Komplementärstück liegt jedoch unter der kriti-
schen
Länge von 12 cm und bringt die obenerwähnten Schwierigkeiten mit sich. Man ist jetzt
in einem Fall, wo bei jedem Strang ein Reststück von 60 cm für den normalen Ablauf
unbrauchbar ist.
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Man kann sich auch Fälle vorstellen, bei welchen einige Male zweiteilige
Bolzen zusammengesetzt werden können und erst jeweils z.B. beim 5. oder 6. Strang
ein Reststück entsteht, das ein Komplementärstück unter der kritischen Länge verlangen
würde.
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Bereits diese wenigen Beispiele zeigen, dass die in der Praxis bisher
angewandte Trennmethode mit vielen Nachteilen behaftet ist, indem immer wieder spezielle
Eingriffe zum Entfernen der unbrauchbaren Reststücke erforderlich sind und Abfallprobleme
entstehen.
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Diese Nachteile und Schwierigkeiten sollen nun durch die vorliegende
Erfindung beseitigt werden, deren Aufgabe darin besteht, kritische Kurzstücke beim
Aufteilen von sukzessiv einer Trennvorrichtung zugeführten Stangen in Bolzen vorgeschriebener
Länge vollständig zu vermeiden.
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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass man aus den Stangen neben
Bolzen der vorgeschriebenen Länge L bei Uebergängen von der einen zu einer nächsten
Stange noch mindestens zwei kürzere Abschnitte aus der einen und mindestens zwei
Komplementärstücke aus einer nächsten Stange abtrennt und einen dieser Abschnitte
mit mindestens einem Komplementärstück zu einem mehrteiligen Bolzen zusammensetzt,
wobei mindestens einer der besagten Abschnitte vorübergehend in eine abseitige Warteposition
verschoben wird, und wobei die Länge der als einzelne Abschnitte bzw. Komplementärstücke
auftretenden Kurzstücke mindestens so gross wie eine vorgegebene Länge 1 ist.
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Diese vorgegebene Länge 1 ist jedenfalls grösser als die kritische
Länge lk, worunter die Länge eines Abschnittes verstanden wird, die nicht mehr zulässig
ist, da sonst die im Zusammenhang mit der bisherigen Trennmethode aufgezählten Schwierigkeiten
auftreten würden. Diese kritische Länge lk hängt von der Beschaffenheit des Materials
ab, z.B. wenn das Abtrennen durch Warmscheren erfolgt, darf sich das abgetrennte
Stück nicht unzulässig verformen oder in der Schere umkippen, - und ferner auch
von den zur Verfügung stehenden Fördermitteln, z.B. wenn ein Rollgang vorhanden
ist, darf das Stück darauf nicht umkippen oder zwischen den Rollen durchfallen.
Auch die Bauart einer Warmschere kann die kritische Länge beeinflussen. Im allgemeinen
liegt diese kritische Länge für Rundstangen bei etwa einem halben Durchmesser, bei
Flachstangen bei etwa einer Hälfte des Höhenmasses der liegend zur Abtrennvorrichtung
zugeführten Stange. Je nach Art der An lage, insbesondere deren Fördermittel, kann
diese kritische Länge lk bis zu 3/4, sogar bis zu 4/4 des Stangenhöhenmasses, bzw.
-durchmessers betragen.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung verfährt man
derart, dass man aus einer Stange soweit Bolzen der vorgeschriebenen Länge L abtrennt
bis am Stangenende ein Restteil R entsteht, dessen Länge mindestens so gross ist
wie zweimal die vorgegebene Längen 1 (R a 21), jedoch nicht länger ist als zwei
vorgeschriebene Bolzenlängen minus zwei vorgegebene Längen (R A; 2L - 21) ist, d.h.
2L - 21 ;y R ;r 21 diesen Restteil in zwei Abschnitte unterteilt, die mindestens
so lang wie die vorgegebene Länge 1, jedenfalls länger als die kritische lk sind,
den einen dieser Abschnitte in eine Warteposition verschiebt, den anderen Abschnitt
mit einem aus der nachfolgenden Stange abgetrennten Komplementärstück
zu
einem zweiteiligen Bolzen der vorgeschriebenen Länge zusammensetzt, und diesen der
Weiterverarbeitung zuführt, dann den erstgenannten Abschnitt aus seiner Warteposition
zurückholt und mit eineR weiteren aus der nachfolgenden Stange abgetrennten Komplementärstück
zu einem zweiten zweiteiligen Bolzen der vorgeschriebenen Länge zusammensetzt. Darauf
können aus der zweiten Stange wieder einstückige Bolzen der vorgeschriebenen Länge
abgetrennt werden, bis wieder ein Restteil der besagten Länge entsteht, usw..
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Diese Arbeitsmethode ist im Rahmen der Erfindung die einfachste, da
sie auch die einfachste Vorrichtung verlangt. Man kommt aber nicht aus dem Rahmen
der Erfindung, wenn man die Reihenfolge des Abtrennens ändert und zum Beispiel die
Abschnitte aus der Stangen länge irgendwo zwischen zwei einteiligen Bolzen abtrennt,
sodass am Stangenende nur noch ganze Bolzen der vorgeschriebenen Länge entstehen,
bzw. aus dem nachfolgenden Strang zunächst ein einteiliger Bolzen der Sollänge und
erst später Komplementärstücke abtrennt.
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Solche Arbeitsarten bedeuten aber, dass mehrere Stücke in eine Warteposition
zu überführen sind, und machen zusätzliche Wartepositionen erforderlich. Sie sind
daher weniger vorteilhaT. Ebenfalls ist es möglich, die zusammengesetzten Bolzen
aus mehr als zwei Bolzenteilen, z.B. aus drei Bolzenteilen zu bilden, aber auch
dann sind zusätzliche Wartepositionen erforderlich. Trotzdem und wie die bevorzugte
Methode gestatten solche Verfahrensvarianten das Entstehen von kritischen Kurz stücken
und die damit verbundenen Schwierigkeiten zu vermeiden, so dass sie ebenfalls die
gestellte Aufgabe lösen.
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Was die Unterteilung des Restteils R anbelangt, so wird dieser am
einfachsten etwa in dessen Mitte vorgenommen, wodurch zwei Abschnitte praktisch
gleicher Länge erzeugt werden, die auch ohne weitere Kontrolle beide genügend lang
sind. Diese
Unterteilung kann aber auch so durchgeführt werden,
dass zwei Abschnitte von deutlich unterschiedlicher Länge entstehen.
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Wesentlich ist aber dann, dass keiner davon kürzer als die kritische
Länge, bzw. eine Komplementärstück verlangen würde, das kürzer als die kritische
Länge wäre, was aber bei der ungleichen Unterteilung eine zusätzliche Kontrolle
bedeutet.
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Das bevorzugte Abtrennverfahren wird nachstehend an hand der Fig.
2 (a-f) und des Beispiels 1 näher erläutert.
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Beispiel 1 Um den Vergleich mit der oben anhand von Beispiel a und
Fig.l dargelegten Erörterung der bisherigen Abtrennweise ::u erleichtern, wird wieder
angenommen, dass 600 cm lange, runde Gusstränge mit normiertem 241 mm Durchmesser
vorliegen, aus welchen für einen bestimmten Auftrag 70 cm lange Pressbolzen abzutrennen
sind. Bei diesem Durchmesser liegt in einer bestimmten Anlage die kritische Länge
lk bei 12 cm und die vorgegebene Länge 1 wird bei 15 cm festgelegt.
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Aus dem ersten Strang werden jetzt 7 Bolzen B1 bis B7 (= total 490
cm) abgetrennt (Fig. 2a). Es verbleibt ein Restteil R vom 600 - 490 = 110 cm, der
in zwei Abschnitte vom 55 cm unterteilt wird. Der eine, am einfachsten der erste
dieser Abschnitte, al, wird in eine Warteposition seitlich verschoben (Fig. 2b).
Der zweite Abschnitt a2 wird mit einem aus dem nächsten Strang abgetrennten Komplementärstück
cl von 70 -55 = 15 cm zu einem zweiteiligen Bolzen B8 zusammengesetzt (Fig. 2c).
Dann wird der erstgenannte Abschnitt al aus seiner Warteposition zurückgeholt (Fig.
2d) und ebenfalls mit einem aus dem nächsten Strang (S2) abgetrennten Komplementärstück
c2 von 15 cm Länge zu einem zweiten 70 cm langen zweiteiligen Pressbolzen B9 zusammengesetzt.
(Fig. 2e).
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Im Anschluss daran weist der zweite Strang eine Länge von 600 - (2x15)
= 570 cm auf. Es lassen sich daraus wieder 7 Bolzen (= total 490 cm) B10 bis B16
abtrennen (Fig. 3f) und es Verbleibt ein Restteil vom 570 - 490 = 80 cm, der in
zwei Abschnitte vom 40 cm Länge unterteilt wird, wobei der eine davon in die Warteposition
gelangt. Diese Abschnitte können nacheinander, wie schon beschrieben, mit aus dem
dritten Strang abgetrennten 30 cm langen Komplementärstücken zu 70 cm langen zweiteiligen
Bolzen zusammengesetzt werden.
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Um Wiederholungen zu vermeiden und die Uebersicht zu erleichtern wird
nachstehend dieses Vorgehen tabellarisch zusammengefasst. Dabei wird gesetzt: A
= Anfangslänge der Stange An = dito nach Abtrennen der Komplementärstücke L = Bolzenlänge
B = Anzahl einteiliger Bolzen R = Restteil, wird unterteilt in zwei Abschnitte al
und a2 gleicher Länge.
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C = Anteil der nächsten Stange für die beiden Komplementärstücke cl
und c2.
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wobei R = A - B x L C = 2L - R, (da C + R = 2L) An = A - C In der
Tabelle ist in den Kolonnen a bzw. c auch die Länge der einzelnen Abschnitte bzw.
Komplementärstücke angegeben.
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Tabelle I A = 600 cm, L 3 70 cm, 6L 3 420 cm, 7L = 490 cm Stange
A,An B R a C c Nr. cm Anzahl cm cm cm cm 1 600 7 110 55 30 15 2 570 7 80 40 60 30
3 540 7 50 25 90 45 4 510 6 90 45 50 25 5 550 7 60 30 80 40 6 520 6 100 ' 50 40
20 7 560 8 - - - -Zu dieser Tabelle ist folgendes zu bemerken: a) Die Stange Nr.
7 mit Länge An = 560 cm lässt sich in 8 Bolzen restlos unterteilen, worauf der Vorgang
bei Stange Nr. 1 wieder beginnt. Es-wäre aber auch möglich, aus der Stange Nr. 7
nur 7 einteilige Bolzen abzutrennen und den anfallenden 70 cm langen Restteil zwecks
Bildung von zwei zusammengesetzten Bolzen aufzuteilen.
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b) Bei allen Stangen sind die Abschnitte a, bzw. Komplementärstücke
c mindestens so lang wie die vorgegebene Länge 1. Die kürzesten Stücke entstehen
als 15 cm lange Komplementärstücke beim Uebergang von Stange Nr. 1 zu Stange Nr.
2. Es wäre auch möglich gewesen, aus Stange Nr. 1 8 Bolzen abzutrennen, was zu einem
Restteil von 40 cm und daher zu zwei längeren Abschnitten von 20 cm Länge geführt
hätte. Für die beiden Komplementärstücke wären aus der Stange Nr. 2 100 cm benötigt
gewesen, worauf diese eine An-Länge von 500 cm aufgewiesen hätte.
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Nach Abtrennen von 6 Bolzen wäre man wieder auf einem Restteil von
80 cm angelangt, wie bei Stange Nr. 2 der Tabelle.
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c) Bei den aufeinanderfolgenden Stangen verschiebt sich die Lage der
Trennstellen gegenüber der vorderen Stirnfläche der Stangen, so dass die Länge der
Restteile entsprechend variert.
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Beispiel 2 In der nachstehenden Tabelle II wird im Vergleich zum Beispiel
b und Fig. ld angenommen, dass aus Stangen von 600 cm Länge 67,5 cm lange Bolzen
abgetrennt werden. Die Bezeichnungen sind wie bei Tabelle I. Wie bei Beispiel 1
liegt die vorgegebene Länge 1 bis 15 cm. Auch beträgt bei jedem Uebergang die Länge
der einzelnen Abschnitte a und Komplementärstücke c die Hälfte der in der Tabelle
aufgeführten Werte von R und C.
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Tabelle II A 3 600cm, L = 67,5cm 6L = 405cm, 7L = 472,5cm, 8L = 540cm
Stange A,An B R C Nr. cm Anzahl cm cm 1 600 8 60 75 2 525 7 52,5 82,5 3 517,5 7
45 90 4 510 6 105 30 5 570 7 97,5 37,5 6 562,5 7 90 45 7 555 7 82,5 52,5 8 547,5
7 75 60 9 540 7 67,5 67,5 10 532,5 7 60 75 11 525 7 52,5 82,5 (wie bei Stange Nr.
2)
Diese Tabelle II zeigt, dass mit der erfindungsgemässen Arbeitsweise
Restteile entstehen, bzw. Komplementärlängen benötigt werden, die wenn unterteilt,
Rest bzw. Komplementärstücke ergeben, deren Länge mindestens so gross ist wie die
vorgegebene Länge 1, jedenfalls grösser als die kritische Länge (alk) ist. Im Gegensatz
zum Beispiel b treten hier keine langen unbrauchbaren Reststücke mehr auf.
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Da bei Stange Nr. 9 der Restteil die Sollänge von 67,5 cm aufweist,
ist es auch möglich, dieser Restteil als einteiliger Bolzen weiter zu befördern.
Der Abtrennvorgang wird dann mit der Situation von Stange 1 fortgesetzt.
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Die Bedingungen der bevorzugten Ausführungsform, wo der Stangenrestteil
R in zwei Abschnitte al und a2, vorzugsweise gleicher Länge, unterteilt wird und
zwei aus der nächsten Stange abgetrennte Komplementärstücke c benötigt werden, die
zusammen einem Stangenanteil C entsprechen, sind in der Figur 3-1 veranschaulicht,
wo auch mit Pfeil T die Trennstelle und mit Pfeil F die Materialflussrichtung angedeutet
sind.
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In dieser Figur ist unter a vor der Trennstelle eine Strecke 2L entsprechend
zwei Bolzenlängen L eingetragen und an den Enden dieser Strecke 2L die kritische
Länge lk und die vorgegebene Länge 1, wobei 1 lk, eingezeichnet.
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In dieser Figur 3-1 sind zunächst gezeigt: b: einen bereits kritischen
und daher unzulässigen kurzen Restteil Rk der Länge Rk = 21k, der wenn unterteilt
zu zwei kritischen Abschnitten der kritischen Länge a = lk führen würde. Alle Restteile
der Länge 21k und kürzer sind unbrauchbar.
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c: einen ebenfalls bereits kritischen und daher unzulässigen langen
Restteil Rk der Länge 2L - 21k, der für die Komplementärstücke den Stangenteil Ck
- 21k beansprucht, was
zwei kritischen Komplementärstücken Ck der
Länge ck = lk entsprechen würde. Alle Restteile der Länge 2L - 21k und länger sind
unbrauchbar.
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Restteile, deren Länge sich aber innerhalb dieser Grenzwerte befindet,
lassen sich erfindungsgemäss aufteilen und weiterverarbeiten. Als zulässiger Bereich
gilt also 2L - 21k Ds R r 21k (1) Vorteilhafterweise verfährt man mit der vorgegebenen
Länge 1 i lk welche gegenüber lk einen Sicherheitszuschlag aufweist. Demnach sind
in der Figur ferner gezeigt: d: einen zulässigen kurzen Restteil R der Länge R =
21, welcher, wenn unterteilt, zu zwei zulässigen Abschnitte der Länge 1 führt.
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e: einen zulässigen, langen Restteil der Länge R = 2L - 21, der nach
Aufteilen für die Komplementärstücke den Stangenanteil C = 21 beansprucht, was zwei
zulässigen Komplementärstücken c der Länge 1 entspricht.
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In bezug auf diese vorteilhafterweise vorgegebene Länge 1 ergibt sich
für die zulässige Restteillänge der Vorzugsbereich: 2L - 21 # R # 21 (2) Aus dieser
Darstellung ist ferner ersichtlich, dass in bezug auf die Mitte der Strecke 2L,
d h. auf den Abstand L von der Trennstelle T, und wie unter f näher gezeigt, dieser
Bereich syntmetrisch ist, so dass es sich auch wie folgt formulieren lä#st: L +
v # R ) L - v (3) (wo v = L - 21) R R = L L'v v (R im Bereich L + v) (4) Restteile,
deren hintere Stirnfläche innerhalb dieses Bereichs 3 bzw. 4 fällt und deren Länge
also im Bereich 2
liegt, können bei der praktischen Durchführung
des Verfahrens wie an Hand der Beispiele 1 und 2 gezeigt mit einem guten Sicherheitsabstand
gegenüber der kritischen Länge lk auf geteilt und weiter verarbeitet werden.
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Dabei kommt beim schrittweisen Verschieben der Stange die hintere
Stirnfläche eines kurzen Restteils in der Nähe der unteren Grenze L - v, diejenige
eines langen Restteils in der Nähe der oberen Grenze L + v zu liegen. Um dies bei
aufeinanderfolgenden Stangen zu gewährleisten muss v mindestens so gross sein wie
L/2, und also die Weite des Bereichs nach Formel 3 mindestens so gross wie eine
Bolzenlänge L sein.
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Dies hat zur Folge, dass die Länge eines kürzeren Restteils R bzw.
C-Anteils aus der nächsten Stange höchstens L/2 und folglich die Länge der einzelnen
Abschnitte bzw. Komplementärstücke höchstens L/4 betragen kann.
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Das erfindungsgemässe Verfahren, auch in der bevorzugten Ausführungsform,
kann konsequent bei jedem Uebergang von einem Strang-zu einem nächsten Strang vorgenommen
werden. Dies führt aber dazu, dass bei jedem Uebergang immer wieder zwei zusammengesetzte
Bolzen gebildet werden, welche für die Qualität der Profile doch nicht so günstig
wie einteilige Bolzen sein können.
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Es ist deshalb erstrebenswert, die Anzahl der zusammenge setzten Bolzen
so weit als möglich zu reduzieren.
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Vorteilhafterweise wird daher das erfindungsgemässe Verfahren mit
der konventionellen bisherigen Abtrennmethode unter Bildung eines einzigen zweiteiligen
Bolzens pro Uebergang kombiniert, wodurch es bei gleichzeitiger vollständiger Vermeidung
von kritischen Reststücken bzw. Komplementärstücken möglich wird, die Gesamtanzahl
der zweiteiligen Bolzen zu reduzieren.
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Diese kombinierte Arbeitsweise soll nachstehend an hand von Fig. 3-II
ner erläutert werden:
In dieser Figur 3-II ist ein nicht zu unterteilendes
Reststück mit r und ein zu unterteilender Restteil mit R bezeichnet.
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Wichtig wird jetzt, dass die Reststücke r eine zulässige Länge erhalten.
Deshalb ist unter g auch ab Abstand L von der Trennstelle T, und zwar beidseitig
davon, die vorgegebene Länge 1 eingetragen.
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Die an Hand von Figur 3-1 ausgestellte Formel R = L + v gilt auch
hier weiter, jedoch mit der Beschränkung v = 1, so dass diese Formel jetzt lautet
R = L + 1 Die Figur 3-II zeigt unter h: ein kurzes Reststück, dessen Länge grösser
als 1 ist.
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i: ein langes Reststück, dessen Länge kürzer als L - 1 ist.
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Reststücke deren Länge im Bereich L - 1 > r # 1 (6) liegt werden
in bekannter Art mit einem Komplementärstück c zur Bildung eines einzigen zusammengesetzten
Bolzens pro Uebergang zusammengesetzt und der Weiterverarbeitung weitergefördert.
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Ferner ist gezeigt mit j: ein kurzer Restteil R der Länge L - 1 k:
ein langer Restteil R der Länge L + 1 Resteile, deren hintere Stirnfläche im Bereich
L + 1 > R > L - 1 (7) d.h. im Bereich R = L + 1 (8) liegt werden wie an Hand
von Figur 3-1 erläutert aufgeteilt und jeder Abschnitt davon wird mit einem aus
dem nächsten
Strang abgetrennten Komplementärstück zusammengesetzt,
derart, dass in solchen Fällen zwei zusammengesetzte Bolzen pro Uebergang gebildet
werden.
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An Hand der Darstellungen von h bis k ist ersichtlich, dass wenn 1
zuwächst, der für das Entstehen von Reststücken der Länge-L - v > r > 1 zur
Verfügung stehende Raum immer kleiner wird, und ab 1 = 1/2 L total verschwindet,
so dass jeder Restteil unter Bildung von zwei zusammengesetzten Bolzen verarbeitet
wird.
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Im weiteren kommt, wenn die vorgegebene Länge 1 grösser als ein Drittel
der Bolzenlänge L gewählt wird (1<1 # L/3), dass ein Restteil entstehen kann,
dessen hintere Stirnfläche sich entweder bei der Grenze L - 1 befindet und folglich
dessen Länge kürzer als 2/3 L ist, so dass nach der Aufteilung die Abschnitte kürzer
als 1/3 L, also kürzer als 1 sind, oder aber sich bei der Grenze L + 1 befindet,
wobei dann der Restteil länger als 4/3 L ist und nach dem Aufteilen die Abschnitte
länger als 2/3 L sind, so dass dann Komplementärstücke benötigt werden, die kürzer
als 1/3 L, d.h. kürzer als die vorgewählte Länge 1 sind.
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Solange solche kurze Abschnitte bzw. Komplementärstücke noch länger
als die kritische Länge 1k sind können solche Werte von 1 > 1/3 L noch in Kauf
genommen werden, weil im Laufe eines Auftrages solche Fälle relativ selten auftreten,
wie an Hand der Beispiele ersichtlich.
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Wenn aber Wert darauf gelegt wird, dass die Länge der Kurzstücke nie
unterhalb der vorgegebenen Länge liegt, dann wird zweckmässigerweise die vorgegebene
Länge 1 nicht grösser als 1/3 L gewählt: 1 4 1/3 L (9)
Da die Anzahl
der zweiteiligen Bolzen reduziert wird je kleiner 1 ist, wird vorzugsweise als obere
Grenze von 1 der Wert 0,28 L eingehalten, d.h.
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1 4 0,28 L ( 10) Nach unten muss jedenfalls nach wie vor 1 > lk
sein. Für die in der Praxis meistens auftretenden Bolzenformate kommt man zu guten
Ergebnissen wenn die untere Grenze der vorgegebenen Länge 1 bei 0,15 L, vorzugsweise
bei 0,2 L, liegt, d.h.: 1 @ 0,15 L 11 -vorzugsweise 1 > 0,2 L 12 Gegebenenfalls
kann es auch zweckmässig sein, 1 > 0,25 L zu wählen.
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Die kombinierte Arbeitsweise nach Fig. 3-II weist also gegenüber der
Arbeitsweise nach Fig. 3-1 den Vorteil auf, dass man mit grösseren Werten der vorgegebenen
Länge, d.h. bis 1/3 L statt bis 1/4 L arbeiten und damit umsomehr von der kritischen
Länge lk Abstand nehmen kann. Dies bedeutet mit anderen Worten, dass man mit längeren
Reststücken und Abschnitten, bzw. Komplementärstücken operieren kann, was je nach
den zur Verfügung stehenden Fördermitteln der Abtrennanlage und den Stangendurchmesser
von entscheidender Bedeutung sein kann.
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Es ist ferner ersichtlich, dass sowohl der Bereich L + v 9 R @ L -
v von Fig. 3-1 wie auch der Bereich L+l /> R # von Fig. 3-II in seiner Mitte
auch den Wert R = L einschliesst. Wenn einmal ein Restteil R gerade die passende
Bolzensollänge aufweist, wird dieser Restteil zweckmässigerweise nicht aufgeteilt,
sondern als einteiliger Bolzen zur Weiterverarbeitung weggefördert. Dabei kann wie
in Fig. 3-11 unter n gezeigt, ein bestimmter Toleranzbereich t*t (13)
beispielsweise
mit t § 5 mm, vorzugsweise t ( 2,5 mm, gegebenenfalls t # 1,5 mm ber#cksichtigt
werden.
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Infolgedessen ist der Restteil R zweckmässigerweise aufzuteilen, wenn
er eine solche Länge aufweist, dass seine hintere Fläche in der Arbeitsweise nach
Fig. 3-II in die Bereiche (L + v) # R a (L + t) sowie <L - t) a R # (L - v) 14
und in der Arbeitsweise nach Fig. 3-II in die Bereiche (L + 1) a R 2 (L + t) sowie
(L - t) # R 2S <L - 1) 15 fällt, wie in der Fig. 3-II unter gezeigt.
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Bei schrittweise Fortschreiten der aufeinanderfolgenden Stangen, jeweils
um eine Bolzenlänge L, wird in der kombinierten Arbeitsweise bei den Stangenenden
die hintere Stirnfläche von Fall zu Fall entweder in den Bereich 6, oder in den
Bereich 7 oder noch in den Toleranzbereich 13 fallen, was möglich ist, da zwischen
der unteren Grenze 1 und der ober--sten Grenze L + 1 der Abstand L vorhanden ist.
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Nicht zu unterteilende Reststücke mit einer Länge kürzer als 1, entstehen
nie, weil zum Zeitpunkt der vorangehenden Abtrennoperation die hintere Stirnfläche
der Stange im Bereich (L + 1) bis (L + t) zu liegen kommt und dann der Restteil
in zwei Abschnitte unterteilt wird.
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Von diesen verschiedenen Richtlinien wird, wie später erläutert, bei
der Anlage zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens Nutzen gezogen.
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Die beschriebene bevorzugte Abtrennmethode sowie die kommt binierte
Arbeitsweise ist dann besonders vorteilhaft, wenn die Stangen in einem neben der
Strangpresse angeordneten
Durchlaufofen auf die für das Strangpressen
erforderliche Temperatur aufgeheizt werden und die Pressbolzen mittels einer im
Anschluss daran angebauten Warmschere aus den Strängen abgetrennt werden. Bei solchen
Anlagen ist es zum Warmhalten der Stange möglich, nach dem Abtrennen eines Bolzens,
die Stange in den Ofen zurückzufahren.
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Bei einer für eine solche Anlage vorgesehenen Weiterentwicklung der
Erfindung wird der in der Warteposition nach der Warmschere befindliche Abschnitt
nach dem Entfernen der ersten zweiteiligen Bolzen aus dieser Warteposition zurückgeholt
und zum Warmhalten in den Ofen zurückgeschoben. Wenn das Verpressen des ersten zweiteiligen
Bolzen abgeschlossen ist und im weiteren Charge benötigt wird, dann werden Abschnitt
und Stange vorgeschoben und an der Stange das benötigt Komplementärstück abgetrennt.
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Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Vorrichtung zur Durchführung
des erfindungsgemässen Verfahrens, und somit auf eine Abtrennanlage mit einer durch
eine Säge, eine Warmschere oder dgl. gebildete Abtrennstation, einer Fördervorrichtung
für die Zufuhr der nacheinander aufzuteilenden Stangen zur Abtrennstation und einer
weiteren Förderforrichtung für die Abfuhr der abgetrennten Stücke.
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Im wesentlichen sind erfindungsgemäss in einer solchen Abtrennanlage
im Materialfluss gesehen nach der Abtrennstation, d.. im Bereich des Abfuhrförderers
Mittel zum vorübergehenden Entfernen und Zurückbringen von abgetrennten Stücken
vorgesehen.
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Weitere Einzelheiten der erfindungsgem&ssen Vorrichtung siollen
anhand der in den nachstehenden Figuren schematisch veranschaulichten Ausführungsbeispiele
näher erläutert werden.
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Es zeigen: Fig. 4: Im Grundriss eine neben einer Strangpresse angeordneten
Anlage zum Abtrennen von Pressbolzen aus Stangen in kaltem Zustand mittels einer
Säge, mit eingegliedeter Vorrichtung zum Verschieben von Abschnitten in eine Warteposition.
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Fig. 5: Eine Ansicht einer Ausführungsform der in der An Lage nach
Fig. 4 eingebaute Vorrichtung zum Verschieben von Abschnitten in eine Warteposition.
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Fig. 6: Eine Abwandlung einer Vorrichtung nach Fig. 4.
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Fig. 7: Im Grundriss eine neben einer Strangpresse angeordnete Anlage
zum Abtrennen von Pressbolzen aus Stangen in warmem Zustand mittels einer Warmschere,
mit eingegliederter Vorrichtung zum Verschieben von Abschnitten in eine Warteposition.
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Fig. 8: In Ansicht eine in einer Anlage nach Fig. 7 eingebaute Vorrichtung
zum Verschieben von Abschnitten in eine Warteposition.
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Fig. 9: a bis d: eine Messeinrichtung in verschiedenen Ausführungsformen.
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Fig.10: Ein Operationsablaufschema.
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In einer Anlage herkömmlicher Art nach Fig. 4 befindet sich ein Magazin
10 f#r die zu verarbeitenden Stangen 12. Dieses Magazin ist üblicherweise durch
leicht geneigte Balken 14 mit einer nicht gezeigten Vorrichtung zum Vereinzeln von
Stangen und Arretierungen 16 gebildet, damit die Stangen, wenn durch die Arretierungen
einzeln freigegeben, unter eigenem Gewicht einer Fördervorrichtung 18 übergeben
werden können. In Abwandlung davon kann das Stangenmagazin auch als Mehretagenmagazin
ausgebildet sein, wobei die Stangen in mehreren Etagen übereinander gelagert sind
und mittels einer nicht gezeigten Hebe- bzw. Absenkvorrichtung der Fördervorrichtung
18 zugeführt werden. Durch letztere werden die Stangen zum Abtrennen von einzelnen
Bolzen 20, bzw. Bolzenteilen schrittweise zu einer Säge 22 geführt, indem sie z.B.
durch einen mittels eines Spindels 24 angetriebenen Stosser 26 oder durch sonst
an sich bekannte Mittel vorwärtsgeschoben werden.
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Durch weitere Transportvorrichtungen 28, 30 und 32 werden die abgetrennten
Bolzen zu einem Durchlaufofen 34, z.B. einem Induktionsofen zugeführt, wo sie auf
die für das Strangpressen erforderliche Temperatur erhitzt werden. Zu gegebener
Zeit werden die Bolzen aus dem Ofen 34 genommen und mit der Uebergabevorrichtung
36 der Strangpresse 38 zugeführt. Diese besteLlt im wesentlichen aus dem Druckzylinderteil
40 mit Pressstempel 42, dem Jochteil 44 für die Matrize und dem Aufnehmerteil 46
zur Aufnahme des zu verpressenden Bolzens. Vor dessen Eintritt befindet sich üblicherweise
noch eine entfernbarer Bolzenladevorrichtung 48, auf welcher der presswarme Bolzen
gelegt wird, bevor er durch den Stempel 42 in den Aufnehmer gestossen wird.
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Eine solche Anlage ist nun erfindungsgemäss in Materialflussrichtung
gesehen nach der Säge 22, d.h. au#f der Transportstrecke zwischen der Säge 22 und
der Strangpresse 38, vorzugsweise zwischen der Säge und dem Ofen 34, z.B. kurz nach
der
Säge 22, mit einer Vorrichtung 50 versehen, mit welcher abgetrennte Bolzenteile
aus der normalen Materialflussspur in eine Warteposition und davon zurück in die
normale Materialflussspur verschoben werden können.
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Eine Ausführungsart für eine solche Vorrichtung 50 ist in Draufsicht
in der Fig. 4 und in Frontansicht in der Fig. 5 veranschaulicht.
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Diese Vorrichtung 50 besteht aus einem quer zur normalen Förderrichtung
auf Laufschienen 52 verschiebbaren Wagen 54 mit zwei Aufnahmeschalen 56 und 58,
die wahlweise in die normale Spur gebracht werden können, und selber, wenn erwünscht,
mit angetriebenen Laufrollen 60 für die Weiterförderung der Bolzen oder Bolzenteile
in deren Längsrichtung ausgerüstet werden können. Für diese Weiterförderung können
aber auch Stösser vorgesehen werden.
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Bei einer Betriebsart, bei der einteilige Bolzen abtrennt werden und
nach Möglichkeit beim Uebergang von einer Stange zur nächsten nur ein einziger zweiteiliger
Bolzen gebildet wird, wie oben anhand von Fig. 3-II, h) und i) erläutert, befindet
sich und verbleibt z.B. Aufnahmeschale 56 in der normalen Spur und übernimmt nach
und nach vorübergehend die ein- bzw. zweiteiligen Bolzen.
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Handelt es sich aber darum, aus einem Stangenrestteil einen Abschnitt
(al) abzutrennen, der in eine Warteposition zu verschieben ist, so wird dieser Abschnitt
einer der Schalen, z.B. ebenfalls der Aufnahmeschale 56 übergeben, worauf der Wagen
54 derart verschoben wird, dass jetzt die Aufnahmeschale 58 in der normalen Spur
steht. Dieser Aufnahmeschale 58 wird nun das Reststück der Stange (= Abschnitt a2)
sowie der Anfang der nächsten Stange zugeführt, aus der ein erstes Komplementärstück
(cl) abgetrennt wird, worauf der somit gebildete zweiteilige Bolzen auf der normalen
Spur waLter-
transportiert wird (vgl. Fig. 5). Danach wird der
Wagen 54 zurückgeschoben, wodurch der erstgenannte Abschnitt al aus seiner Warteposition
wieder in die normale Spur zurückgebracht wird. Dann wird aus der genannten nächsten
Stange wieder. ein Komplementärstück (c2) auf der Schale 56 abgetrennt, wodurch
ein zweiter zweiteiliger Bolzen gebildet wird, der zum Ofen und zur Strangpresse
weiterbefördert werden kann.
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Darauf können wieder in bekannter Art einteilige und einzelne zweiteilige
Bolzen abgetrennt und weiterbefördert, und zwar so lange, bis die Notwendigkeit
auftaucht, nacheinander zwei zweiteilige Bolzen zu bilden und der verschiebbare
Wagen 54 deshalb wieder in Betrieb zu setzen ist, usw..
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Eine ähnliche Schiebevorrichtung kann aber auch wie mit 62 angedeutet
an dem vor dem Ofen 34 befindlichen Längsförderer 32 angebaut werden, wo die zweiteiligen
Bolzen dann zusammengesetzt werden. Ebenfalls ist es möglich, eine ähnlich wirkende
Vorrichtung wie mit 64 angedeutet am Querförderer 30 anzubringen, wobei dann die
Verschiebung der Abschnitte in ihre Warteposition und daraus zurück durch eine Bewegung
in deren Längsrichtung zu erfolgen hat.
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Der mit zwei Aufnahmeschalen ausgerüstete Wagen 54 kann aber auch
wie in Fig. 6 gezeigt auf Querschienen 52 verschoben werden, die sich vom Bereich
der Fördervorrichtung 18 und Säge 22 bis vor den Durchlaufofen 30 erstrecken, und
somit den Querförderer 30 ersetzen.
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In weiteren Ausführungsformen des verschiebbaren Wagens können die
Aufnahmeschalen übereinander angeordnet sein, wobei dann die Verschiebung des Wagens
in vertikaler Richtung zu erfolgen hat.
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Im Weiteren ist es möglich für die Warteposition einen weiteren in
der Verlängerung des Förderers 28 eingebauten Längs-
förderer 66
vorzusehen. Zu einer solchen Warteposition und davon zurück werden die Abschnitte
in ihrer LAngsrichtung verschoben. Trotzdem kann dabei in bezug auf die normale
Spur von einer abseitigen Warteposition gesprochen werden.
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Ferner ist es möglich, die Abschnitte mit einer Zange zu fassen und
vorübergehend in eine Warteposition in ausreichendem Abstand oberhalb oder sonst
abseits der normalen Spur zu heben, bzw. zu verschieben.
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Für eine genaues Ablängen von einzelnen einteiligen Bolzen bzw. solzenteilen
sei es Abschnitte aus einem Stangenrestteil oder Komplementärstücke, wird zweckmässigerweise
die Stange, gegebenenfalls mit dem davor liegenden Bolzenteil bis zu einem an sich
bekannten, ein- und ausschwenkbaren, auf einer Laufschiene 68 verschiebbaren und
dort richtig eingestellten Anschlag 70 vorgeschoben, worauf der Abtrennvorgang vorgenommen
wird. In bekannter Art ist es auch möglich, für den Abtrennvorgang die Stange mittels
einer Haltevorrichtung festzuhalten, nachdem die Stange schrittweise mit einer anderen
jeweils um eine Bolzenlänge hin- und herfahrbaren Vorrichtung, z.B. einer Zange,
bei offener Haltevorrichtung vorgeschoben wurde.
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Für die Durchführung der erfindungsgemässen Massnahmen muss aber zusätzlich
festgestellt bzw. ermittelt werden können, welche Länge der Stangenrestteil bzw.
Reststück nach Abtrennnen einer gewissen Anzahl einzeiliger Bolzen aufweist, bzw.
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aufweisen wird, damit zum richtigen Zeitpunkt entschieden werden kann,
wie das Abtrennprogramm am Stangenende vorzunehmen ist. Hierzu ist eine besondere
Messeinrichtung 72 angeordnet, die vorzugsweise in Verbindung mit dem Siosser 26
arbeitet und weiter unten. näher erläutert ist.
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In eine Anlage nach Fig. 7 werden aus einem Magazin 10 die Stangen
12 über eine Fördervorrichtung 18 zu einem z.B.
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elektrisch oder durch Flammen beheizbaren und gegebenenfalls mit einer
inneren Fördervorrichtung ausgerüstetem Durchlaufofen 34 zugeführt, wo sie auf die
für das Strangpressen notwendige Temperatur erhitzt werden. In Anschluss an diesen
Durchlaufofen ist eine Warmschere 74 angeordnet mit welcher aus den Stangen einteilige
Bolzen 20 bzw. zusammenzusetzende Bolzenteile abgetrennt werden, die der Strangpresse
38 zugeführt werden.
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In einer solchen Anlage ist im Anschluss an die Warmschere 74 erfindungsgemäss
eine Vorrichtung 50 angeordnet, mit welcher Bolzenteile vorübergehend in eine Warteposition
verschoben werden können.
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Die:;e in Fig. 8 abgebildete Vorrichtung 50 besteht aus einem auf
einer Laufschiene 52 fahrbaren Wagen 54, der mit zwei Aufnahmeschalen 56 und 58
ausgerüstet ist, wobei diese wahlweise vor den Austritt der Warmschere 74 verfahrbar
sind und eine davon als Warteposition benützt werden kann. Die Funktionsweise dieses
verschiebbaren Wagens 54 ist ähnlich wie beim Wagen 54 nach Fig. 5 beschrieben.
Für die Uebergabe der Bolzen aus einer der Schalen zur Strangpresse 38 ist die angedeutete
schwenkbare Bolzenladevorrichtung 76 vorgesehen.
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Die Uebergabe der ein- oder mehrteiligen Bolzen von den Aufnahmeschalen
56 und 58 auf die Ladevorrichtung 76 erfolgt durch Verschieben in achsialer Richtung,
durch Ueberrollen oder durch eine mechanische Greifvorrichtung Ebenfalls vorhanden
bei der Anlage nach Fig. 7 und 8 ist ein auf Laufschienen 68 verschiebbarer und
einstellbarer Anschlag 70 sowie eine weiter unten näher erläuterte einstellbare
Messvorrichtung 72.
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Im weiteren kann der Anschlag 70 auch als Stosser ausgebildet sein,
damit ein in der Warteposition befindlicher Abschnitt in den Ofen zurückgeschoben
werden kann bis der nächste Bolzen benötigt wird. Es kann dazu aber auch ein gesonderter
Stosser vorgesehen sein.
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Sowohl für den Fall des Kalt- wie auch des Warmabtrennens wurden in
den Figuren 4 bis 8 verschiebbare Vorrichtungen gezeigt und beschrieben, die mit
zwei Aufnahmeschalen ausgerüstet sind, wovon eine davon als Warteposition benützt
werden kann, wie für die bevorzugte Ausführunqsform des erfindungsgemässen Verfahrens
erforderlich. Sollte es aber erwünscht sein eine grössere Anzahl Wartepositionen
zu Verfügung zu haben, dann besteht die Möglichkeit, den verschiebbaren Wagen mit
zusätzlichen Aufnahmeschalen zu versehen, oder auch eine gesonderte Warteposition
vorzusehen, zu der die Abschnitte oder Bolzenteile mittels eines auch einschaligen
Wagens oder durch sonstige Mittel überführt werden und davon zu gegebener Zeit auch
wieder zurückgeholt werden.
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In der Fig. 9 -ist das Prinzip einer in Zusammenhang mit den Figuren
4 und 7 erwähnten Messeinrichtung 72 zum Auslösen der zur Durchführung des erfindungsgemässen
Verfahrens notwendigen Schritte gezeigt.
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Diese Messeinrichtung besitzt zwei gegen einen Nullpunkt P aus- und
zueinander verschiebbare Begrenzer 80 und 82, welche im jeweils gewünschten Abstand
v oder 1 vom Nullpunkt P einstellbar sind und somit den früher definierten Bereich
L + v, oder L + 1 begrenzen.
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Im weiteren ist die Messvorrichtung bevorzugt mit zwei weiteren ebenfalls
einstellbaren Begrenzern 84 und 86. versehen, welche den Toleranzbereich L + t bestimmen.
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Mit dieser Anordnung werden an der Messeinrichtung durch die Begrenzer
80 und 84 bzw. 86 und 82 die Bereiche (L + 1) bis (L + t) und (L - t) bis (L - 1)
gebildet, die für das Aufteilen eines Restteils in zwei Abschnitte massgebend sind.
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Zusammen mit dieser Messvorrichtung wirkt ein Fühler 88.
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Es besteht die Möglichkeit, die Messvorrichtung an einem mitbewegtell
Bestandteil der Stangenvorschubvorrichtung, z.B. am Tr#i'jer des Stossers 26 anzubringen
und den Kühler 88 in dem Sinne ortsfest zu montieren, dass er nur noch auf die jeweils
gewünschte Bolzensolllänge L einstellbar ist.
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.Am besten ist aber die Messvorrichtung ortsfest angeordnet und der
Fühler 88 mit einem mitbewegten Bestandteil der Stangenvorschubvorrichtung, z.B.
mit dem Stosser 26 gekoppelt, derart, dass er dessen Lage und damit die Lage der
hinteren Stirnfläche einer Stange wiedergibt. Der Nullpunkt P der Messvorrichtung
72 ist dann ebenfalls verschiebbar, damit er dem jeweils gewünschten Wert der Bolzensolllänge
L angepasst werden kann.
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Auch ist es möglich, der Fühler 88 mit einem weiteren nicht dargestellten
z.B. optischen oder mechanischen Fühler zu koppeln, welcher die Lage der hinteren
Stirnfläche unmittelbar abtastet.
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Als Fühler und Begrenzer kommen z.B. an sich bekannte Mittel in Betracht,
die auf elektromechanischem Weg wie Schalter, oder auf kapazitivem, oder induktiven
oder noch optoelektrischem Weg aufeinander wirken.
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Wie in der Fig. 9a gezeigt, können die Begrenzer in der Reihenfolge
80, 84,86, 82 bei Verschub des Fühlers 88 in der Material.flussrichtun( gemäss Pfeil
F die Befehle cin-aus-ein-
aus erteilen, derart, dass wenn bei
für einen bestimmten Abtrennvorgang stillstehender Stange der die Lage der hinteren
Stirnfläche dieser Stange angebender Fühler 88 in einem der Bereiche 74-78 oder
80-76 liegt, die Einrichtung die Vorgänge zum Aufteilen eines Restteils auslöst.
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In den in Fig. 9}), 9c und 9d dargestellten Ausführungsvarianten der
Vorrichtung werden die variablen Bereiche (L + 1) bis (L + t) und (L - t) bis (L
- 1) durch materielle Mittel verkörpert, und z.B. durch jeweils über zwei Begrenzer
gespannte Bänder 90, (Fig. 9b) oder durch in der Art einer Blende 92 arbeitende
aufeinänderschiebbare Lamellen, deren Ende als Bereich#;grenzen wirken (Fig. 9c)
, oder noch durch -inbezug auf die Spur des Fühlers 88 querverschiebbaren Flächen
in Form von rechteckigen Trapezen 94 (Fig. 9d) gebildet.
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In dieser Art können für jeden Bereich z.B. für einen elektrischen
Fühler 8& je eine in ihrer Länge veränderliche Kontaktfläche bzw. für einen
mit einer Photozelle versehenen Fühler 88 je ein( ausdehnbare Blendenfläche gebildel
werden.
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Wenn einmal der bei einem Abtrennvorgang stillstehende Fühler #8 im
elektrischen oder optischen Kontakt mit einem der Bänder 90, Blenden 92 bzw. trapezförmigen
Flächen 94 steht löst die Einrichtung die Vorgänge zum Aufteilen eines Restteiles
aus.
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Andere Mittel zur Bildung der in Rede stehenden veränderlichen Bereiche
sind im Rahmen der Erfindung möglich.
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Der Ablauf eines in der erfindungsgemässen Abtrennanlage durchgeführten,
kombinierten Abtrennvorgangs beim Uebergang von einer Stange zu einer nächsten Stange
sowie die sunktionsweise der Messvorrichtung 72 sind in der Figur 10 dargestellt.
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Mit Pfeil F ist die Materialflussrichtung angegeben und mit Pfeil
T die Abtrennstelle lokalisiert. Auf beiden Seiten von T ist eine Bolzenlänge L
eingezeichnet.
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Auf der Ausgangsseite ist mit B ein einteiliger Bolzen, mit z.-B.
ein. zusammengesetzter Bolzen und mit c ein Komplementärstück bezeichnet. Ein Reststück
ist mit r und ein Restteil mit R angedeutet, dieser Restteil R wird in zwei Abschnitte
al und a2 unterteilt, S bedeutet die nächste Stange.
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In der Figur sind ferner unten angedeutet: - der verschiebbare Anschlag
70 - die Vorrichtung 50 zum Verschieben von Abschnitten in eine Warteposition -
die Messeinrichtung 72, deren Nullpunkt P auf den Abstand L vor der Trennstelle
T eingestellt ist und deren Abgrenzer in Abständen + 1 bzw. + t zum Nullpunkt eingestellt
sind und somit die Arbeitsbereiche der Einrichtung bestimmen.
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- die Steuerungsvorrichtung 96 - die Trennvorrichtung 22 oder 74 sowie
deren Verkopplungen untereinander.
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Im Hinblick auf die verschiedenen auftretenden Situationen wird nach
der kombinierten Abtrennmethode für die Uebergänge von einer Stange auf die nächstfolgende
die Anlage wie folgt betrieben: Fall I Länge des Reststücks r im Bereich L - 1 >
r 2 1; es wird pro Uebergang ein einziger zusarsmengesetzter Bolzen gebildet; Darstellungen
a und b a) Position des Anschlags 70 im Abstand L von der Trennstelle (kurz: Anschlag
bei L), Stangenende bis zum Anschlag vor-
geschoben; Abtrennen
und Wegbefördern des Bolzens B. Länge des Reststückes r: beispielsweise etwas kleiner
als L - 1, also ausserhalb des Bereichs L + 1. Aufgrund der Feststellung der Messvorrichtung
gibt die damit gekoppelte Steuerungsvorrichtung keinen besonderen Befehl ab.
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b) Fortsetzung von a), Anschlag weiterhin bei L; Reststück r durch
die nächste Stange S bis zum Anschlag vorgeschoben; Abtrennen des Komplementärstücks
c unter Bildung eines zusammengesetzten Bolzen ZB, der wegbefördert wird.
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Fall TI Länge des Restteils R im Bereich L + 1. 2¢ R Bs L - 1, mit
Ausnahme von R = L + t, d.h. hintere Stirnfläche des Resstteils in einem Bereich
(L + 1) bis (L + t) oder (L - t) bis (L - 1); es werden pro Uebergang zwei zusammengesetzte
Bolzen gebildet.
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Darstellungen c, d und e Jeweils Anschlag bei L, Stangenende bis zum
Anschlag vorgeschoben; Abtrennen des Bolzens B, der weggeführt wird. Durch die Messvorrichtung
ermittelte Länge des Restteils R: bei c: R = L-+ 1 bei d: R = L - 1 bei e: R innerhalb
des Bereichs L + 1 R @¢ L - li beispielsweise etwas kleiner als L + 1.
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Da in diesem Fall der Restteil aufzuteilen ist löst die mit der Messeinrichtung
72 gekoppelte Steuervorrichtung nach Wahrnehmung dieser Situation, d.h. dieser Länge
des Restteils eine Verschiebung des Anschlags #70 in Richtung auf die Trennstelle,
vorzugsweise um den Betrag L - R/2, aus, was jede weitere Längenkontrolle überflüssig
macht. Ferner wird für die Schiebevorrichtung 50 den Weg für die Verschiebung frei
gegeben.
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Darstellung f (Fortsetzung von c, d oder e, insb. von e).
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Anschlag bei L - R/2; Restteil bis zum Anschlag vorgeschoben; Abtrennen
des Abschnitts al; nach erfolgtem Abtrennvorgang und Rückfahren des Anschlags in
die Position Anschlag bei L" wird die freigegebene Schiebevorrichtung 50 auf Signal
der Trennvorrichtung seitlich verschoben, womit der Abschnitt al in die Warteposition
gelangt.
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Darstellung g (Fortsetzung von Anschlag bei L; Abschnitt a2 durch
die nächste Stange S bis zum Anschlag vorgeschoben; Abtrennen des Komplementärstücks
cl; Abführen des zusammengesetzten Bolzens ZB1 = a2 + cl.
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Darstellung h (Fortsetzung von g) Abschnitt al durch Zurückschieben
der Vorrichtung 50 aus seiner Warteposition zurückgeholt; Anschlag bei L; Abschnitt
al durch die nächste Stange S bis zum Anschlag vorgeschoben; Abtrennen eines zweiten
Komplementärstücks c2. Abführen des zweiten zusammengesetzten Bolzens ZB2 = al +
c2.
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Fall III Länge des Restteils R im Bereich L t t. Dieser Restteil wird
als einteiliger Bolzen weiterbefördert.
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Darstellung i Anschlag bei L, Stangenende bis zum Anschlag vorgeschoben;
Abtrennen des Bolzens B, der weggeführt wird. Die Messvorrichtung stellt die Länge
des Restteils R = L + t fest, worauf die Steuerungsvorrichtung den Befehl erteilt:
Beim nächsten Vorwärts schritt der Stange ~Anschlag weg
Darstellung
j (Fortsetzung von i) Der Weg ist für das Weiterbefördern von Restteilen R = L t
t frei.
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Fall IV Abtrennen von einteiligen Bolzen.
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Darstellung -k (Fortsetzung von b, h oder j) Anschlag bei L; Stange
bis zum Anschlag vorgeschoben; Abtrennen eines einteiligen Bolzens und Wiederholen
dieses Vorgehens ohne Eingreifen der Messvorrichtung 72 bis wieder ein Reststück
nach Fall 1. oder ein Restteil nach Fall II bzw. III entsteht.
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Die Darstellung m zeigt sehr schematisch die wesentlichsten Kopplungen
zwischen Messvorrichtung 72, Trennstelle 22 oder 74, Steuervorrichtung 96, Schiebevorrichtung
50 und Anschlag 70 zur Durchführung der unter Fall II, Darstellugnen f-h, erwähnten
Schritte. Insbesondere muss die Trennvorrichtung 22,74 mit der Messvorrichtung 72
über die Steuerungsvorrichtung 46 gekoppelt sein, damit auf Grund der Feststellungen
der Messvorrichtung 2 die Schiebevorrlchtung 50 und der Anschlag 70 zu dem jeweiLs
zutreff>nden Zeitpunkt verschoben werden.
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Wenn in Abweichung vom geschilderten Ablauf konsequent bei jedem Uebergang
mehrere mehrteilige, insbesondere zwei zweiteilige Bolzen gebildet werden, dann
müssen in Anwendung der Lehre von Figur 3-I an der Messvorrichtung die Begrenzer.
in einem solchen Abstand v vom Nullpunkt eingestellt werden der grösser als 0,5
L, jedoch nicht grösser als L - 1, jedenfalls kleiner als L - lk ist, damit keine
Kurzstücke der kritischen'Länge oder darunter entstehen.
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In beiden Fällen, d.h. entweder wenn konsequent für jeden Uebergang
zwei (oder mehr) zusammengesetzte Bolzen gebildet werden, oder aber diese Arbeitsweise
mit der Bildung eines einzigen zusammengesetzten Bolzens pro Vebergang kombiniert
ist, kann man den vorgegebenen Wert 1 in genügendem Abstand von der kritischen Länge
lk wählen, dass die Kurzstücke nie nahezu kritisch ausfallen.
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Dieser Sicherheitsabstand zwischen 1 und lk kommt besonders dann zum
Tragen, wenn ein Warmscheren im Anschluss an einen Durchlaufofen vorgenommen wird
und die Lage der hinteren Stirnfläche des Reststücks bzw. des Restteils nicht, oder
aber aus sonstigen Gründen schlecht zu ermitteln ist und diese Ermittlung auf indirekten
Weg am hinteren Ende einer anstossenden.weiteren Stange stattfindet, deren Länge
gemessen und mitberücksichtigt wird. Obwohl man dabei auch die Wärmeausdehnungen
der Stange im Durchlaufofen ebenfalls mitberücksichtigen kann, so sind die dabei
auftretenden Toleranz-Abweichungen ohne Einfluss, da sie durch einen genügend gross
gewählten vorgegebenen l-Wert aufgefangen werden, und sie sich auch nicht addieren,
da die Ermittlung der Länge eines Rests bei jedem Stangenende frisch erfolgt.
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Wenn es in Abwandlung der in Fig. 9 g und h-veranschaulichten Arbeitsmethode
erwünscht ist, den zusammengesetzten Bolzen nicht gleich zwischen Trennstel:le und
Anschlag, sondern an einer weiteren Stelle der Abtrennanlage zu bilden, dann können
aus der Stange S die Komplementärstücke jedes für sich allein abgelängt und abgetrennt
werden. Hierzu ist der Anschlag 70 ebenfalls in Richtung auf die'Trennstelle z.B.
um den Betrag R/2, zu verschieben Diese Aufgabe kann ebenfalls der mit der Messvorrichtung
gekoppelten Steuerungsvorrichtung überlassen werden.
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Ein derartiges Vorgehen kann inlbesondere dann erwünscht sein, wenn
ein Warmscheren im Anschluss an einen Durchlauf-
ofen vorgenommen
wird. Es ist dann möglich, für den zweiten zusamengesetzten Bolzen zuerst das Komplementäzstück
c2 abzutrennen und auf die freie Aufnahmeschale zu legen und erst dann den ersten
Abschnitt aus seiner Warteposition zurückzuholen, indem bei der Uebergabe auf die
Bolzenladevorrichtung 78 zunächst das Komplenlentärstück c2 und erst nachher der
Abschnitt al hinter c2 verschoben wird.
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Damit wird erreicht, dass das wärmere Komplementärstück c2 den Kopf
des zweiten zusammengesetzten Bolzens bildet, was an sich erwünscht sein kann.
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Diese gegebenenfalls erwünschte Reihenfolge der Bolzenteile al - c2-inbezug
auf die Pressrichtung lässt sich insbesondere in einer Anlage nach Fig. 7 und 8
auch mit einer Schiebevorrichtung 50 erreichen, bei der die Aufnahmeschalen 56 -
58 gemeinsam auf einer Drehplattform auf dem Schiebewagen 54 montiert sind.
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Beim Abtrennvorgang gelangen auf eine Aufnahmeschale die Bestandteile
in der Reihenfolge (cl - a2) bzw. (c2 - al), mit den Abschnitten a2 bzw. al nach
vorne, wie mit den Darstellungen g und h von Fig. 10 gezeigt. Dann wird die Gruppe
der Aufnahmeschalen um 1800 gedreht, damit die Bestandteile cl bzw. c2 nach vorne
liegen, worauf der jeweils gebildete zusammengesetzte Bolzen weiterbefördert wird.
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Ein solche D#-ehbewegun#j, die gegebenenfalls auch bei Kaltsägen erwünscht
sein kann, kann in einer Anlage nach Fig. 4 stattfinden, wenn der Wagen zunächst
aus dem Bereich des Hauptförderers 28 seitlich herausgefahren worden ist. In eine
Anordnung nach Fig. 6 kann die Drehbewegung beim Verschieben zwischen Säge 22 und
Ofen 30 und bei einer Anordnung nach Fig. 7 - 8 unterwegs zwischen Warmschere 74
und Ladevorrichtung 76 stattfinden.
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Im weiteren, wenn Anpassungen der Bolzenlänge am Anfang eines Auftrags
oder auch später erforderlich sind, genügt es, die Messvorrichtung 72 entsprechend
zu verschieben und ihren Nullpunkt P auf den neuen L-Wert einzustellen.
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Mit dem nachstehenden Ausführungsbeispiel soll gezeigt werden, wie
ein kombinierter Abtrennvorgang nach Fig. 10 vor sich geht.
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Beispiel 3 Es wird wie bei den früheren Beispielen wieder angenommen,
dass 600 cm langen Stangen mit 241 mm Durchmesser vorliegen, von denen jetzt nach
der kontinuierlichen Arbeitsmethode nach Fig. 10, 73 cm lange Bolzen abzutrennen
sind. Die kritische Länge liegt bei etwa 12 cm und es wird eine vorgegebene Länge
L von 15 cm, (entsprechend 0,62 D, bzw.
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0,21 L) festgelegt.
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Die sich daraus ergebende Aufteilung ist in der nachstehenden Tabelle
III angegeben, wo A, An, B, R und C die gleiche Bedeutung wie bei Tabelle I besitzen
und in den Kolonnen r und c die Längen der nicht aufgeteilten Reststücke bzw. der
entsprechenden Komplementärstücke angegeben sind. Die Länge der beim Aufteilen der
Restteile entstehenden einzelnen Abschnitte bzw. der entsprechenden Komplementärstücke
ergibt sich einfach durch Halbieren der in Kolonnen R und C angegebenen Werte.
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Auch hier werden durch Sägespäne entstehende Längenverluste nicht
berücksichtigt. Ein solches Aufteilungsprogramm lässt sith durch Warmscheren erreichen.
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Tabelle III A = 600 cm, L = 73 cm, 2L = 146 cm, 6L = 438 cm, 7L =
511 cm, 8L = 584 cm Stange A,An; B R r C c 2-teilige Nr. cm Anzahl cm cm cm cm Bolzen,
(einteil.) Anzahl 1 600 8 -- 16 -- 57 1 2 543 7 -- 32 -- 41 1 3 559 7 -- 48 -- 25
1 4 575 7 64 -- 82 -- 2 5 518 6 80 -- 66 -- 2 6 534 7 -- 23 -- 50 1 7 550 7 -- 39
-- 34 1 8 566 7 55 -- 91 -- 2 9 509 6 71 -- 75 -- 2 10 525 6 87 -- 59 -- 2 11 541
7 -- 30 -- 43 1 12 557 7 -- 46 -- 27 1 13 573 7 62 -- 84 -- 2 14 516 6 78 -- 68
-- 2 15 532 7 -- 21 -- 52 1 16 548 7 -- 37 -- 36 1 usw.
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Da die beiden für Tabelle III gesetzten Ausgangswerte 600 u.
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73 cm keinen gemeinsamen Teiler haben, wird rein rechnerisch erst
bei der 74. Stange der Zustand von Stange NO. 1 wieder erreicht.
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Bereits am Beispiel der in der Tabelle III aufgeführten 16 ersten
Stangen lässt sich folgendes bemerken:
1. Das kürzeste Kurzstück
ist bei Stange Nr. 1 als nicht zu unterteilendes 16 cm langes Reststück entstanden.
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2. Angenommen, die vorgegebene Länge wäre statt bei 15 cm bei 20 cm
(entsprechend 0,83 D, bzw. 0,27 L) festgelegt worden, wäre dieses 16 cm lange Reststück
nicht entstanden.
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Die Anlage hätte aus Stange Nr. 1 nur 7 einteilige Bolzen statt 8
abgetrennt und es wäre ein aufzuteilender Restteil von 89 cm entstanden, was für
die Komplementärstücke 57 cm aus der Stange Nr. 2 beansprucht hätte; somit hätte
die Länge des kürzesten Kurzstücks 57 cm : 2 = 28,5 cm betragen. Anschliessend hätte
Stange Nr. 2 ebenfalls eine. Länge von 543cm, wie die Stange Nr. 2 der Tabelle III
aufgewiesen.
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3. Man kann sich auch vorstellen, dass am Anfang des Auftrages die
im Hinblick auf ein minimaler Pressrest günstigste Bolzenlänge noch nicht vorbekannt
war und dass man zunächst in der Optimierungsphase die Strangpresse sukzessiv mit
je einem Bolzen von 77, 75 und 74 cm Länge beschickte, bis beim vierten Bolzen die
richtige Bolzenlänge mit 73 cm vorlag.
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Hierzu wird aus der ersten Stange 4 + 2 + 1 = 7 cm mehr benötigt,
als wenn von Anfang an 73 cm lange Bolzen abgetrennt werden.
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Folglich werden nach Abtrennen der Komplementärstücke alle Stangen
von der zweiten weg in ihrer Länge An 7 cm kürzer.
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Die Stange Nr. 5 erhält dann eine Länge An von 511 cm und lässt sich
genau in 7 einteilige Bolzen aufteilen, nachdem nach Abtrennen von 6 Bolzen ein
Restteil von 73 cm entsteht, der sich als einteilige Bolzen verwenden lässt.
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Für die sechste Stange liegt dann die gleiche Lage wie für Stange
Nr. 1 der Tabelle III, d.h. eine Anfangslänge von 600 cm vor.
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In ähnlicher Art bleiben aus irgendwelchen Enden stammende L#ngsabweichungn
der zu Verfugung stehenden Stangen ohne Einfluss. In jedem Fall ist es möglich,
Stangen unterschiedlicher Länge aufzuteilen, ohne dass dabei unerwünschte Kurzstücke
entstehen.
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Ebenfalls bleiben in gleicher Art die beim Abtrennen durch Sägen die
dem Sägespalt entsprechenden Längenverluste ohne Einfluss auf den Ablauf des Abtrennprozesses.
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Dies bringt den weiteren Vorteil mit sich, dass in der Giesserei die
Stangen mit den grössten Längen gegossen werden können, die auf den jeweiligen Stranggiessanlagen
möglich sind. Man braucht sich dabei auch nicht darum zu kümmern, ob später im Presswerk
die Strangguss-Stangen mit Längenverlusten abgesägt oder-ohne Längenverluste warm
abgeschert werden.
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