DE3414233A1

DE3414233A1 - Verfahren und vorrichtung zur erzielung genauer laengen an durch abscheren von stahl-stab- und knueppelmaterial sich ergebenden abschnitten zur verwendung als rohling fuer die massivumformung

Info

Publication number: DE3414233A1
Application number: DE19843414233
Authority: DE
Inventors: Dieter 5090 Leverkusen Volksheimer
Original assignee: Eumuco AG fuer Maschinenbau
Current assignee: Eumuco AG fuer Maschinenbau
Priority date: 1982-10-28
Filing date: 1984-04-14
Publication date: 1985-10-24
Also published as: FR2562825A2; DE3414233C2; FR2562825B2

Description

VON KREISLER SCHÖNWALD "EISWOLD FUES VONKREISLER KELLER SELTING WERFER

PATENTANWÄLTE

Dr.-Ing. von Kreisler t 1973 Dr.-Ing. K. W. Eishold 11981

Dr.-Ing. K. Schönwald

Dr. J. F. Fues

Dipl.-Chem. Alek von Kreisler

Dipl.-Chem. Carola Keller

Dipl.-Ing. G. Selting

Dr. H.-K. Werner

Sch/Ru

DEICHMANNHAUS AM HAUPTBAHNHOF

D-5000KÖLN1 τ 3. O₄. 1984

Eumuco Aktiengesellschaft für Maschinenbau, Josefstraße 10, 50 90 Leverkusen 1

Verfahren und Vorrichtung zur Erzielung genauer Längen an durch Abscheren von Stahl-Stab- und Knüppelmaterial sich ergebenden Abschnitten zur Verwendung als Rohling für die Massivumformung

Zusatz zu P 32 39 899.9

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erzielung genauer Längen an durch Abscheren von Stahl-Stab- und Knüppelmaterial sich ergebenden Abschnitten zur Verwendung als Rohling für die Massivumformung.

Rohlinge für die Massivumformung werden überwiegend durch Abscheren von Stahl-Stab- oder Knüppelmaterial hergestellt, da dies ein werkstoffverlustfreier Trennvorgang ist. Außerdem ist die Mengenleistung wesentlich größer als bei den übrigen Trennverfahren, wie Sägen, Brennen, Brechen u.dgl.

Telefon: (0221) 13 1041 · Telex: 8882307 dopa d ■ Telegramm: Dompatent Köln

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Aus Kostengründen wird angestrebt, möglichst Knüppel, d.h. Material aus der Vorwalzstraße, zu verarbeiten. Beim Einsatz üblicher Scheranlagen treten dabei jedoch Volumenschwankungen bis etwa _+ 4 % auf. Da solche Schwankungen bei nachfolgenden Fertigungsschritten zu Störungen, wie fehlerhaft geformten Teilen, übermäßigem Werkzeugverschleiß, Werkzeug- und Maschinenüberlastung .u.dgl., führen können, ist es ein Gebot, die Volumenschwankungen auszuschalten. Die beim Scherschneiden auftretende Volumenstreuung an den abgeschnittenen Blöckchen wird also durch die große Toleranz des Halbzeuges (Knüppel) einerseits und durch Einflüsse der Maschine und des Werkzeuges andererseits verursacht.

Bei der Einstellung der Längen der abzuscherenden Abschnitte ist es bekannt, den Knüppel od.dgl. mittels eines Rollganges durch die Schere bis an den Anschlag an der Auslaufseite derselben zu transportieren, wobei der Vorschub durch die angetriebenen Rollen des Rollganges bewirkt wird. Um den Knüppel vorschieben zu können, wird im allgemeinen die Rollebene des Rollganges so weit angehoben, daß der Knüppel reibungsfrei zwischen dem Niederhalter - Gegenlager bzw. dem Untermesser in den Arbeitsraum der Schere einlaufen kann. Durch Kontaktschluß zwischen Anschlag und Knüppel wird dann der Scherhub ausgelöst. Vor dem Schnitt wird der Niederhalter betätigt und der Rollgang wird abgesenkt, um ihn vor durch den Schervorgang verursachten Schlagen des Knüppels zu schützen. Ferner wird der Anschlag während des Schnittes zurückgefahren, um ein Verklemmen der abgescherten Abschnitte zwischen Anschlag und Messer zu verhindern. Hierbei ist nicht zu vermeiden, daß es beim Absenken des Rollganges zu Lageveränderungen des Knüppels od.dgl. auch in Knüppelachsrichtung kommen kann.

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Da die Volumenschwankungen im Gesamtsystem der Schere, nämlich Vorschub des Materials, Niederhaitor und Anschlag, verursacht werden,- hat man vorgeschlagen, daß nach dem Einfädeln des Knüppels od.dgl. in den Arbeitsraum der Schere die Scherebene unverändert bleibt. Der Vorschub des Knüppels erfolgt mit konstanter Vorschubkraft zwangsweise. Ferner wird der Knüppel unter einer _Niederhaltewirkung vorbestimmter Größe an Niederhalter Gegenlager während dieses Vorschubvorganges gedrückt gehalten. Die Fixierung des Knüppels wird durch eine Niederhaltekraft höherer Größe vorgenommen. Da der Knüppel u.dgl. beim Heranfahren an den Anschlag zuverlässig und zwangsweise gehalten und geführt wird, werden die sonstigen Störquellen, z.B. Lageveränderung des Knüppels od.dgl., beim Absenken des Rollganges, das veränderliche Eigengewicht des zu scherenden Knüppels, die Reibzahl zwischen der angetriebenen Rolle und dem Knüppel, mit Sicherheit ausgeschaltet. Der Knüppel bleibt beim Heranfahren an den Anschlag kontrolliert und einwandfrei geführt. Auf diese Weise läßt sich eine Volumentoleranz deutlich unter +_ o,5 % herabdrücken. Es ist die Voraussetzung für ein Genau- und Gratlosschmieden geschaffen. Die Folge sind wesentlich geringere MaßSchwankungen der Teile, was die Herstellung von einbaufertigen Funktionsflächen ohne Nacharbeit ermöglicht. Es ergibt sich eine Gewichtseinsparung beim Schmieden ohne Gratspalt gegenüber dem Schmieden mit Grat. Man erzielt eine höhere Dauerfestigkeit für das geschmiedete Teil.

Es hat sich gezeigt, daß beim Scherschneiden links und rechts neben der Scherebene noch eine plastische Verformung durch die aufsetzenden Messer entsteht, die sowohl am Blöckchenende als auch am gegenüberliegenden Stangenende deutlich erkennbar ist. Die plastische Verfor-

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mung erfolgt in Querrichtung bzw. Radialrichtung der Stange, wodurch auch das Material in Achsrichtung verdrängt wird mit der Folge, daß eine Längung entsteht. Beim Scherschnitt bewegt sich deshalb sowohl das Blöckchen als auch die Stange in axialer gegensätzlicher Richtung. Die plastische Verformung ist jedoch „nicht konstant, sie ist vielmehr werkstoff- und festigkeitsabhängig. Da es sich bei den Knüppeln um thermisch unbehandeltes Material aus der Vorwalzstraße handelt, sind innerhalb einer Knüppellänge auch unterschiedliche Gefügezustände und damit Festigkeiten nachweisbar. Sofern die plastische Verformung in Schermessernähe festigkeitsabhängig unterschiedliche Größenordnung aufweist, hat dies zur Erreichung einer möglichst volumenkonstanten Zerteilung negative Auswirkungen.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile einer auftretenden plastischen Verformung bei den abzuscherenden Blöckchen durch eine verbesserte Arbeitsweise und einen weiteren Aufbau der Vorschübeinrichung zu eliminieren.

Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß die Einstellung der Hubbegrenzung des axialbeweglichen Knüppels mit der die zwangsweise konstante Vorschubkraft aufbringenden Vorschubeinrichtung gekoppelt wird und daß der vorgeschobene Knüppel in seiner Scherposition in Achsrichtung festgehalten wird.

Auf diese Weise läßt sich der Einfluß unterschiedlicher plastischer Verformung beim Schnitt bei der Einstellung der Abschnittslänge ausschalten. Eine unterschiedliche

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plastische Verformung hat bei der Art des Festhaltens des,Knüppels bzw. des Knüppelendes entsprechende Rückstellbewegungen zur Folge mit der Wirkung, daß die Abschnittslänge zwar eine größere Toleranz erfährt, jedoch die Volumenkonstanz der abzuscherenden Blöckchen um den Einfluß der plastischen Verformung verbessert wird.

Vorrichtungsmäßig ist der Aufbau der Knüppelschere gemäß der Erfindung so gestaltet, daß anstelle einer Anschlagvorrichtung für die Knüppelstange eine ortsfest gelagerte, den Knüppel erfassende Zange angeordnet ist, deren Zangenbacken in axialer Richtung unter Federwirkung stehen. Mit dieser ortsfesten Zange wird der vorgeschobene Knüppel in seiner Scherposition festgehalten. Die Zangenbacken an der ortsfesten Zange'stehen unter der Wirkung von Rückstellfedern. Diese Rückstellfedern nehmen die während des Scherschnittes auftretende axiale Bewegung der Stange auf.

Die axial bewegliche Vorschubzange wird mit einer stufenlos einstellbaren Hubbegrenzungsvorrichtung ausgerüstet, mit der die abzuscherende Blöckchenlänge eingestellt- werden kann. Auch an der beweglichen Vorschubzange sind Vorspannungen zweckmäßig, die ein spielfreies Greifen in der Ausgangslage ermöglichen.

Die Rückstellfedern üben eine Doppelfunktion aus. Sie sorgen einerseits dafür, daß die Stange sich beim Scherschnitt axial ausgleichen kann, um danach wieder die Ursprungslage zu erreichen. Darüber hinaus bewerkstelligen die Rückstellfedern, daß die ortsfeste Zange mit Bezug zum Gesamtsystem in spielfreier Ausgangslage das Stangenmaterial erfaßt.

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Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels nachstehend erläutert.

Die einzige Figur zeigt eine hydraulisch angetriebene Knüppelschere mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Erzielung genauer AbSchnittslängen, in Seitenansicht, teilweise geschnitten und im Schema.

Bei der dargestellten Knüppelschere 1 sind zwischen zwei Ständern 2 ein Antriebszylinder 3 und ein unterer Messerhalter 4, der das untere Schermesser 5 trägt, angeordnet, wobei diese Teile eine feste Baueinheit bilden. Der Messerhalter 4 dient zugleich als Niederhalter Gegenlager. Der Antriebszylinder 3 weist einen Antriebskolben 6 auf, der mit einem oberen Messerhalter 7 ausgerüstet ist, der das obere Messer 8 trägt. In dem Antriebskolben 6 ist ein weiterer Antriebskolben 6a für den Niederhalter 9 angeordnet. An dem unteren Messerhalter 4 ist eine Gegenhaltervorrichtung 4a angeordnet, die im unteren Teil als Zylinder ausgebildet ist und mit dem feststehenden Kolben 4b zusammenwirkt.

An der Einlaufseite der Schere ist eine Vorschubeinrichtung 14 angeordnet, die Klemmbacken 15 und 16 aufweist, die den Knüppel 11 zwischen sich erfassen. Die Klemmbacken 15 und 16 werden durch eine Kolben-Zylinder-Einheit 17 in Verbindung mit einem Gestänge 18 gegen den Knüppel 11 in Spannstellung gebracht. Die Klemmbacken 15,16 bilden hierbei eine Zange, die den Knüppel 11 mit konstanter Kraft festklemmt. Mit 20 ist eine Stütze für die Vorschubeinrichtung 14 bezeichnet.

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Die Knüppelschere hat keine Anschlagvorrichtung für das vordere Ende der Knüppelstange· Statt dessen ist die Vorschubeinrichtung mit weiteren Funktionen ausgestattet. Zunächst weist die Vorschubeinrichtung eine zusätzliche Zange 30 auf, die im Prinzip ortsfest angeordnet ist. Sie kann bei 31 auf einer Achse gelagert sein. Die ortsfeste Zange 30 besitzt Klemmbacken 32 und ~~33, wobei die Klemmbacken 32,33 unter der Wirkung von Rückstellfedern 34 und 35 stehen. Die Rückstellfedern können ihr Widerlager an einem bügeiförmigen Teil 36 haben, der Teil der Halterung 3 7 für die axialbewegliche Vorschubzange 14 sein kann. Die Betätigung der Backen 32,33 der ortsfest gelagerten Zange 30 erfolgt zweckmäßig hydraulisch oder pneumatisch.

Die axialbewegliche Vorschubzange 14-18 erhält vorteilhaft eine stufenlos einstellbare Hubbegrenzungsvorrichtung 39 mit einem Stellmotor 40, mit der die abzuscherende Blöckchenlänge eingestellt werden kann. Die Klemmbacken 15,16 an der beweglichen Vorschubzange 14 sind zweckmäßig ebenfalls mit Federvorspannung 41,42 versehen, die ein spielfreies Greifen in der Ausgangslage ermöglichen.

Die Rückstellfedern an der ortsfest angebrachten Zange 30 nehmen die während des Scherschnittes auftretende axiale Bewegung der Stange auf. Die Stange kann sich beim Scherschnitt axial ausgleichen, um danach wieder die Ursprungslage zu erreichen. Die unterschiedlichen plastischen Verformungen haben lediglich entsprechende Rückstellbewegungen der ortsfesten Zange zur Folge.

Ebenso ermöglichen die Rückstellfedern an der Vorschubzange ein spielfreies Greifen in der Ausgangslage.

Nach erfolgtem Rückzug des beweglichen Messers 8 drücken die Rückstellfedern die Stange wieder in die Ursprungsposition vor. Erst nachdem diese Rückstellbewegung erfolgt ist, schließt die axial bewegliche Vorschubzange 14 und, nachdem die ortsfeste Zange 30 geöffnet hat, fährt der bewegliche Zangenvorschub mit der Stange 11 in die Scherposition. Danach schließt die .... ortsfeste Zange 30 und die bewegliche Vorschubzange öffnet und fährt in ihre Ausgangslage zurück.

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Claims

Ansprüche

Verfahren zur Erzielung genauer Längen an durch Abscheren von Stahl-Stab- und Knüppelmaterial sich ergebenden Abschnitten zur Verwendung als Rohlinge für die Massivumformung, bei dem der Anfang des Knüppels od.dgl. durch die Schere unter kurzzeitigem Anheben von der Scherebene an der Auslaufseite der Schere mittels eines Rollganges transportiert wird, worauf der Knüppel od.dgl. mittels eines Niederhalters gegen ein Gegenlager gepreßt wird und der Scherhub ausgelöst wird, wobei nach dem Einfädeln des Knüppels od.dgl. in den Arbeitsraum der Schere die Scherebene unverändert bleibt, der Vorschub des Knüppels mit konstanter Vorschubkraft zwangsweise erfolgt, der Knüppel unter einer Niederhaltewirkung vorbestimmter Größe an das Niederhaltegegenlager während dieses Vorschubvorganges gedrückt gehalten wird und die Fixierung des Knüppels durch eine Niederhaltekraft höherer Größe vorgenommen wird, nach P 32 39 899.9, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellung der Hubbegrenzung des axial beweglichen Knüppels mit der die zwangsweise konstante Vorschubkraft aufbringenden Vorschubeinrichtung gekoppelt ist und der vorgeschobene Knüppel in seiner Scherposition in Achsrichtung festgehalten wird.

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2. Vorrichtung zur Erzielung genauer Längen an durch Abscheren von Stahl-Stab- und Knüppelmaterial sich ergebenden Abschnitten zur Verwendung als Rohlinge für die Massivumformung, bei der der Knüppel od.dgl. mittels eines angetriebenen Rollganges durch den Arbeitsraum der Schere transportiert wird, wobei

- zum Einfädeln der Rollgang angehoben und danach wieder abgesenkt wird und der Scherhub ausgelöst wird, nachdem der Knüppel durch den Niederhalter gegen das Niederhalter-Gegenlager fixiert wurde, wobei als weitere Transportvorrichtung eine Vorschubeinrichtung mit konstanter Vorschubkraft auf Scherebene vorgesehen ist, nach P 32 39 899.9, dadurch gekennzeichnet, daß für die Knüppelstange eine ortsfest gelagerte, den Knüppel erfassende Zange (30) angeordnet ist, deren Zangenbacken (32,33) in axialer Richtung unter Federwirkung (34,35) stehen.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die axial bewegliche Vorschubzange (14) eine stufenlos einstellbare Hubbegrenzungsvorrichtung (39) mit Stellmotor (40) aufweist, mit der die abzuscherende Länge der Blöckchen einstellbar ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die ortsfeste Zange (30) an einer Achse (31) schwenkbar aufgehängt ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Backen (15,16) der beweglich gelagerten Vorschubzange (14) unter Federwirkung (41,42) stehen.

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Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5 dadurch gekennzeichnet, daß die Widerlager der Rückstellfeder (34,35) für die Backen (32,33) der ortsfest gelagerten Zange (30) durch die Halterung (36,37) der axial beweglichen Vorschubzange (14) gebildet sind.

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