DE102020216047B3

DE102020216047B3 - Process and forming machine for the production of shaped parts from round material

Info

Publication number: DE102020216047B3
Application number: DE102020216047.3A
Authority: DE
Inventors: Peter Storz; Frank Kern; Jörg Pfeiffer
Original assignee: Wafios AG
Current assignee: Wafios AG
Priority date: 2020-12-16
Filing date: 2020-12-16
Publication date: 2022-05-12
Anticipated expiration: 2040-12-17

Abstract

Ein Verfahren zur Herstellung von geraden oder gebogenen Formteilen aus Rundmaterial (105) umfasst die Schritte: Einziehen von Rundmaterial (105) von einem Materialvorrat (107) und Fördern des eingezogenen Rundmaterials durch eine Richteinrichtung (120); Richten des durch die Richteinrichtung geförderten Rundmaterials mittels eines rotierenden Richtrotors (122) zur Erzeugung von gerichtetem Rundmaterial; Fördern des gerichteten Rundmaterials zu einer der Richteinheit in einer Durchlaufrichtung (102) nachgeschalteten Längenmesseinrichtung (170) und einer der Längenmesseinrichtung nachgeschalteten Schnitteinrichtung (130), wobei mit der Längenmesseinrichtung die Länge des durchlaufenden Rundmaterials repräsentierende Signale erzeugt werden und die Schnitteinrichtung (130) auf Basis dieser Signale zum Abtrennen eines Abschnitts vorgebbarer Länge von dem gerichteten Rundmaterial gesteuert wird. Es erfolgt ein Dämpfen von Schwingungen des gerichteten Rundmaterials in einem zwischen der Richteinheit (120) und der Längenmesseinrichtung (170) liegenden Dämpfungsabschnitt (166), wobei im Dämpfungsabschnitt über eine Eingriffslänge (EL) eines oder mehrere Dämpfungselemente (165-1, 165-2, 165-3) an dem durchlaufenden Rundmaterial (105) angreifen.A method for producing straight or curved shaped parts from round material (105) comprises the steps: drawing in round material (105) from a material supply (107) and conveying the drawn-in round material through a straightening device (120); straightening the round material conveyed by the straightening device by means of a rotating straightening rotor (122) to produce straightened round material; Conveying the straightened round material to a length measuring device (170) downstream of the straightening unit in a throughput direction (102) and to a cutting device (130) downstream of the length measuring device, with the length measuring device generating signals representing the length of the round material passing through and the cutting device (130) on the basis of these signals for separating a section of predeterminable length from the straightened round material. Vibrations of the straightened round material are damped in a damping section (166) located between the straightening unit (120) and the length measuring device (170), with one or more damping elements (165-1, 165-2 , 165-3) act on the continuous round material (105).

Description

ANWENDUNGSGEBIET UND STAND DER TECHNIKFIELD OF APPLICATION AND PRIOR ART

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von geraden oder gebogenen Formteilen aus Rundmaterial sowie eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Umformmaschine.The invention relates to a method for producing straight or curved shaped parts from round material and a forming machine suitable for carrying out the method.

Umformmaschinen zur Verarbeitung von Rundmaterial aus Draht oder Rohr sind computernumerisch gesteuerte Werkzeugmaschinen, die mit Hilfe geeigneter Werkzeuge aus Draht oder Rohr in einem automatischen Herstellungsprozess kleinere oder größere Serien von Formteilen mit vorgebbarer, teilweise komplexer Geometrie überwiegend durch Umformen erzeugen können.Forming machines for processing round material made of wire or tube are computer-numerically controlled machine tools that can produce smaller or larger series of molded parts with a definable, sometimes complex geometry in an automatic manufacturing process using suitable tools made of wire or tube, mainly by forming.

Drähte und Rohre liegen heutzutage unmittelbar nach ihrer Herstellung meist in Form von aufgewickelten Materialvorräten (coils) vor und müssen normalerweise im Zuge der Weiterverarbeitung gerichtet werden. Das Richten (straightening) ist ein Fertigungsverfahren aus der Gruppe der Umformverfahren und dient dazu, das langgestreckte Material vor der Weiterverarbeitung in eine gerade Form, d.h. in einen krümmungsfreien bzw. möglichst krümmungsarmen Zustand, zu versetzen. In einem automatisierten Richtprozess wird hierzu das Material von einem Materialvorrat kommend durch eine Richteinheit gefördert und die Richteinheit erzeugt aus dem Material durch plastisches Umformen in einer Richtoperation gerichtetes Rundmaterial.Nowadays, wires and tubes are mostly available in the form of coiled material stocks (coils) immediately after their manufacture and usually have to be straightened in the course of further processing. Straightening is a manufacturing process from the group of forming processes and is used to convert the elongated material into a straight shape, i.e. into a state that is free of curvature or has as little curvature as possible, before further processing. In an automated straightening process, the material coming from a material supply is conveyed through a straightening unit and the straightening unit produces straightened round material from the material by plastic forming in a straightening operation.

Im Bereich der Umformmaschinen werden je nach Anforderungen unterschiedliche Typen von Richteinheiten verwendet, vor allem Richteinheiten mit einem oder mehreren Rollenrichtapparaten oder Richteinheiten mit einem rotierend angetriebenen Richtrotor, der gelegentlich auch als Richtflügel bezeichnet wird.In the field of forming machines, different types of straightening units are used depending on the requirements, especially straightening units with one or more roller straighteners or straightening units with a rotary driven straightening rotor, which is sometimes also referred to as a straightening blade.

Mittels eines Rollenrichtapparates ist es möglich, eindimensionale Ausgangskrümmungen eines Materials zu verändern und ggf. zu beseitigen. Als Werkzeuge eines Rollenrichtapparates dienen Richtrollen, die achsparallel zueinander in zwei Reihen versetzt angeordnet sind. Durch die Zustellung der Rollen senkrecht zur Durchlaufrichtung werden im Material während seines Durchlaufs wechselnde Biegungen in einer Ebene erzeugt. Um auch in einer zweiten Ebene zu richten, sind häufig zwei Rollenrichtapparate mit zueinander orthogonalen Drehachsen hintereinandergeschaltet. Rollenrichtapparate können für unterschiedliche Materialquerschnitte verwendet werden und relativ materialschonend arbeiten.Using a roller straightening device, it is possible to change and, if necessary, eliminate one-dimensional initial curvatures of a material. The tools used in a roller straightening apparatus are straightening rollers, which are arranged offset in two rows with their axes parallel to one another. By infeeding the rollers perpendicularly to the direction of flow, changing bends are generated in the material during its flow in one plane. In order to also straighten in a second plane, two roller straighteners with mutually orthogonal axes of rotation are often connected in series. Roller straighteners can be used for different material cross-sections and are relatively gentle on the material.

Im Gegensatz zum Rollenrichten prägt das rotierende Richten, d.h. das Richten mit einem rotierenden Richtrotor, dem Material Wechselbiegungen mit umlaufender Biegeachse bzw. mit umlaufender Biegeebene auf. Die Anzahl der Wechselbiegungen ergibt sich aus der Durchlaufgeschwindigkeit des Richtgutes und der Drehzahl des Richtrotors. Das rotierende Richten ist auf die Verarbeitung von Rundmaterial beschränkt, zur Materialschonung werden bei Bedarf zusätzliche Maßnahmen wie Schmierung etc. getroffen. Die erzielbare Richtgüte ist systematisch besser als bei Rollenrichtapparaten, da in allen Ebenen gerichtet wird.In contrast to roller straightening, rotating straightening, i.e. straightening with a rotating straightening rotor, imparts alternating bends to the material with a circumferential bending axis or bending plane. The number of alternating bends results from the throughput speed of the straightened material and the speed of the straightening rotor. The rotating straightening is limited to the processing of round material, additional measures such as lubrication etc. are taken to protect the material if necessary. The straightening quality that can be achieved is systematically better than with roller straighteners, since all levels are straightened.

Ein automatisierter Richtprozess im Durchlaufverfahren wird beispielsweise in Richt- und Abschneidemaschinen realisiert, die gelegentlich auch schlicht als Richtmaschinen bezeichnet werden und dafür konzipiert sind, Drähte oder andere durch Richten bearbeitbare Materialien, wie Rohre, zu richten und auf eine gewünschte Länge abzuschneiden. Auf diese Weise können beispielsweise glatte Runddrähte verarbeiten werden, um beispielsweise gerichtete Drahtstäbe zur Herstellung von Käfigen, Einkaufswagen, Zäunen, Drahtkörben oder dergleichen zu erhalten.An automated through-feed straightening process is implemented, for example, in straightening and cutting machines, which are sometimes also simply referred to as straightening machines and are designed to straighten wires or other materials that can be straightened, such as pipes, and to cut them to a desired length. In this way, for example, smooth round wires can be processed in order to obtain, for example, oriented wire rods for the production of cages, shopping carts, fences, wire baskets or the like.

Es gibt auch Umformmaschinen in Form von Biegemaschinen, die zunächst gerichtete Rundmaterialstäbe vorgebbarer Länge als Zwischenprodukt erzeugen und diese dann zu gebogenen Formteilen umformen. Ein Beispiel in Form einer Zweikopf-Biegemaschine ist in der DE 10 2016 205 048 B3 gezeigt.There are also forming machines in the form of bending machines, which initially produce straight rods of round material of predetermined length as an intermediate product and then form them into bent molded parts. An example in the form of a two-head bending machine is in DE 10 2016 205 048 B3 shown.

Die WO 03/084695 A1 offenbart eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Richten von Halbzeug, wobei ein selbstzentrierender Richtrotor Mittel zur Schwingungsdämpfung aufweist. Dazu ist der Richtrotor mittels wenigstens eines elastischen Drehlagers gelagert, das wenigstens einen Schwingungsdämpfer an einem Lagerbock angeordnet aufweist.the WO 03/084695 A1 discloses a device and a method for straightening semi-finished products, a self-centering straightening rotor having means for vibration damping. For this purpose, the straightening rotor is mounted by means of at least one elastic pivot bearing, which has at least one vibration damper arranged on a bearing block.

Eine z.B. aus der DE10 2018 205 610 A1 bekannte Richtmaschine hat eine Einzugseinrichtung zum Einziehen des zu richtenden Rundmaterials von einem Materialvorrat, eine mit einem rotierend antreibbaren Richtrotor ausgestattete Richteinrichtung zum Richten des von der Einzugseinrichtung in einen Arbeitsbereich der Richteinrichtung geförderten Rundmaterials und eine der Richteinrichtung nachgeschaltete Schnitteinrichtung zum Abtrennen eines Abschnitts vorgebbarer Länge von dem gerichteten Rundmaterial zur Erzeugung des gerichteten Formteils. Das Material liegt dabei auf einer Spule (coil) vor, wird mittels Schubwalzen der Einzugseinrichtung vom Materialvorrat abgespult und in die Richteinrichtung geführt, wo das noch mit Spannungen und Biegungen versehene Rundmaterial geradgerichtet wird. Im Anschluss daran wird das nun gerichtete Material von Zugwalzen der Einzugseinrichtung aus der Richteinrichtung gezogen und in Richtung eines sogenannten Anbaus gefördert. Ist bei dem gerichteten Materialabschnitt die gewünschte Länge erreicht, so wird der Abschnitt mit Hilfe der Schnitteinrichtung abgeschnitten und fällt in eine Sammelmulde.An example from the DE10 2018 205 610 A1 known straightening machine has a feed device for drawing in the round material to be straightened from a material supply, a straightening device equipped with a straightening rotor that can be driven in rotation for straightening the round material conveyed by the feed device into a working area of the straightening device, and a cutting device downstream of the straightening device for separating a section of a predetermined length from the straightened round material to produce the straightened molded part. The material is on a spool (coil), is unwound from the material supply by means of push rollers of the feed device and fed into the straightening device, where the round mate, which is still provided with tension and bends rial straightened. Following this, the now straightened material is pulled out of the straightening device by pull rollers of the infeed device and conveyed in the direction of a so-called extension. When the desired length of the straightened section of material has been reached, the section is cut off with the aid of the cutting device and falls into a collection trough.

Der Schnitt, mit dem das gerichtete Formteil vom Material abgetrennt wird, muss zum richtigen Zeitpunkt bzw. an der richtigen Stelle des geförderten Drahts erfolgen, um die gewünschte Länge mit der gewünschten Genauigkeit zu erhalten. Hierzu besitzen entsprechende Umformmaschinen ein Messsystem zum Ermitteln der Länge des bewegten Rundmaterials und zum Erzeugen von Signalen, die die Länge repräsentieren und die von einer Steuereinrichtung zur Ansteuerung der Schnitteinrichtung verarbeitet werden. Eine bekannte Längenmessmethode arbeitet mit Hilfe eines Messrades, dessen Umfang in Abrollkontakt mit dem durchlaufenden Rundmaterial steht.The cut that separates the straightened molded part from the material must be done at the right time and place on the wire being fed to get the desired length with the desired accuracy. For this purpose, corresponding forming machines have a measuring system for determining the length of the moving round material and for generating signals which represent the length and which are processed by a control device for controlling the cutting device. A well-known length measuring method works with the help of a measuring wheel, the circumference of which is in rolling contact with the round material passing through.

Die Erfinder haben festgestellt, dass es bei gattungsgemäßen Umformmaschinen manchmal Probleme bei der Einhaltung enger Längentoleranzen geben kann.The inventors have found that there can sometimes be problems in maintaining narrow length tolerances in the case of generic forming machines.

AUFGABE UND LÖSUNGTASK AND SOLUTION

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Umformmaschine zur Herstellung von geraden oder gebogenen Formteilen aus Rundmaterial bereitzustellen, die als Zwischenprodukt oder als Endprodukt gerichtete Rundmaterialstücke mit hoher Richtgüte und mit engen Längentoleranzen herstellen können.It is an object of the invention to provide a method and a forming machine for producing straight or curved shaped parts from round material, which can produce straightened pieces of round material with high straightening quality and narrow length tolerances as an intermediate product or as an end product.

Diese Aufgabe wird gemäß einer Formulierung der Erfindung gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 1 sowie durch eine Umformmaschine mit den Merkmalen von Anspruch 6 gelöst. Der Wortlaut sämtlicher Ansprüche wird durch Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht.According to one formulation of the invention, this object is achieved by a method having the features of claim 1 and by a forming machine having the features of claim 6 . The wording of all claims is incorporated into the description by reference.

Das Verfahren und die Umformmaschine sind für die Herstellung von geraden oder gebogenen Formteilen aus Rundmaterial, d.h. aus Draht oder Rohr mit kreisrundem Querschnitt, ausgelegt. Als Endprodukt kann ein gerichtetes bzw. gerades Formteil vorgebbarer Länge vorliegen, wie dies beispielsweise bei Richt- und Abschneidemaschinen der Fall ist. Es ist auch möglich, dass ein gerichtetes Rundmaterialstück als Zwischenprodukt erzeugt und dieses dann in der Umformmaschine weiterverarbeitet wird, wie dies beispielsweise bei manchen Mehrkopf-Biegemaschinen der Fall ist, die gerichtete Formteile vorgegebener Länge zu gebogenen Formteilen weiterverarbeiten.The process and the forming machine are designed for the production of straight or curved shaped parts from round material, i.e. from wire or tube with a circular cross-section. The end product can be a directional or straight molded part of a predetermined length, as is the case, for example, with straightening and cutting machines. It is also possible that a straightened piece of round material is produced as an intermediate product and then processed further in the forming machine, as is the case, for example, with some multi-head bending machines that further process straightened molded parts of a specified length into bent molded parts.

Bei dem Verfahren wird Rundmaterial von einem größeren Materialvorrat, z.B. einem Coil, eingezogen. Das eingezogene Rundmaterial wird durch eine Richteinrichtung hindurch gefördert. Hierzu hat die Umformmaschine eine Einzugseinrichtung. Das durch die Richteinrichtung hindurch geförderte Rundmaterial wird durch diese mithilfe eines rotierenden Richtrotors gerichtet, um gerichtetes Rundmaterial zu erzeugen, also Rundmaterial, welches im Wesentlichen frei von Krümmungen ist. Durch das rotierende Richten werden dem Rundmaterial Wechselbiegungen mit umlaufenden Biegeachsen aufgeprägt, wodurch eine besonders hohe Güte hinsichtlich der Geradheit erzielbar ist.In the process, round material is drawn in from a larger material supply, e.g. a coil. The drawn-in round material is conveyed through a straightening device. The forming machine has an infeed device for this purpose. The round material conveyed through the straightening device is straightened by it with the aid of a rotating straightening rotor in order to produce straightened round material, ie round material which is essentially free of curvature. The rotating straightening imparts alternating bends with circumferential bending axes to the round material, which means that a particularly high level of straightness can be achieved.

Das gerichtete Rundmaterial wird dann zu einer der Richteinheit in einer Durchlaufrichtung nachgeschalteten Längenmesseinrichtung und danach zu einer der Längenmesseinrichtung nachgeschalteten Schnitteinrichtung gefördert. Mithilfe der Längenmesseinrichtung werden Signale erzeugt, die die Länge des durchlaufenden Rundmaterials repräsentieren. Die Schnitteinrichtung wird dann auf Basis dieser Signale angesteuert, um einen Abschnitt bzw. einen Rundmaterialstab mit möglichst genau der vorgegebenen Länge von dem gerichteten Rundmaterial abzutrennen.The straightened round material is then conveyed to a length measuring device downstream of the straightening unit in a throughput direction and then to a cutting device downstream of the length measuring device. The length measuring device generates signals that represent the length of the round material passing through. The cutting device is then controlled on the basis of these signals in order to cut off a section or a rod of round material with the specified length as precisely as possible from the straightened round material.

Nach den Beobachtungen der Erfinder kann es bei derartigen Umformmaschinen immer wieder zu Problemen mit der Einhaltung enger Längentoleranzen kommen, ohne dass die Ursachen dafür unmittelbar ersichtlich sind. Aufwändige Analysen haben ergeben, dass ein wesentlicher Beitrag zu den gelegentlichen Problemen bei der Einhaltung der Länge darin liegt, dass das Rundmaterial beim rotierenden Richten durch den rotierenden Richtrotor in Schwingungen versetzt wird. Diese Schwingungen können negative Auswirkungen auf die Längenmessung haben, die beispielsweise mit einem Messrad durchgeführt werden kann. Dies führt dann wiederum zu unerwünschten Fehlern bzw. Schwankungen bei der Stablänge des Rundmaterials.According to the observations of the inventors, problems with compliance with narrow length tolerances can occur again and again with such forming machines, without the causes for this being immediately apparent. Extensive analyzes have shown that a significant contribution to the occasional problems in maintaining the length is that the round material is set in motion by the rotating straightening rotor in order to oscillate. These vibrations can have negative effects on the length measurement, which can be carried out with a measuring wheel, for example. This in turn leads to undesirable errors or fluctuations in the bar length of the round material.

Gemäß dem Vorschlag der Erfinder lassen sich erhebliche Verbesserungen bei den Längentoleranzen dadurch erzielen, dass die Schwingungen in einem zwischen der Richteinheit und der Längenmesseinrichtung liegenden Dämpfungsabschnitt mithilfe einer geeigneten Schwingungsdämpfungseinrichtung gedämpft werden. Dazu greifen im Dämpfungsabschnitt über eine Eingriffslänge eines oder mehrere Dämpfungselemente an dem durchlaufenden Rundmaterial an. Es scheint wichtig zu sein, dass die Einwirkung der Dämpfungselemente (eines oder mehrere) nicht nur punktuell, sondern insgesamt über eine bestimmte Eingriffslänge erfolgt, die typischerweise einem Vielfachen des Durchmessers des Rundmaterials entspricht. Die Eingriffslänge kann z.B. mindestens dem Zehnfachen oder mindestens dem Fünfzigfachen des Durchmessers entsprechen. Sie sollte z.B. aus Bauraumgründen auch nicht zu lang sein, so dass die Eingriffslänge meist höchstens dem Hundertfachen des Durchmessers entsprechen sollte.According to the proposal of the inventors, significant improvements in the length tolerances can be achieved in that the vibrations in a damping section located between the straightening unit and the length measuring device are damped using a suitable vibration damping device. For this purpose, one or more damping elements act on the continuous round material in the damping section over an engagement length. It seems to be important that the impact of the damping elements (one or more) is not only selective, but overall over a certain engagement length takes place, which typically corresponds to a multiple of the diameter of the round material. The engagement length can, for example, be at least ten times or at least fifty times the diameter. It should also not be too long, for example for reasons of space, so that the engagement length should usually correspond to a maximum of one hundred times the diameter.

Zu diesen Erkenntnissen haben unter anderem Vergleiche mit herkömmlichen Umformmaschinen geführt, bei denen zwischen der Richteinheit und der Längenmesseinrichtung andere Einrichtungen am Rundmaterial angreifen. So gibt es beispielsweise Richt- und Abschneidemaschinen, bei denen unmittelbar hinter der Richteinrichtung ein Paar von achsparallel drehenden Zugwalzen angeordnet ist, die zur Einzugseinrichtung der Richtmaschine gehören und das gerichtete Material aus der Richteinrichtung herausziehen. Die Untersuchungen der Erfinder haben gezeigt, dass durch ein solches Zugwalzenpaar die Schwingungen des Rundmaterials zwar meist geringfügig verringert, aber nicht so stark abgedämpft werden, dass sich systematisch spürbare Verbesserungen bei den Längentoleranzen ergeben. Es wird angenommen, dass dies deshalb so ist, weil beim Anpressen der Zugwalzen in einer einzigen Ebene senkrecht zur Durchlaufrichtung nur eine Linienberührung zwischen den Umfangsflächen und dem durchlaufenden Rundmaterial stattfindet. Dadurch kann allenfalls die axiale Lage eines Schwingungsknotens in der durch die Zugwalzen-Drehachsen aufgespannten Ebene festgelegt werden, wobei jedoch viele auf der Seite des Richtrotors erzeugte Schwingungskomponenten über den Ort des Schwingungsknotens hinweg auf den Bereich der nachfolgenden Längenmesseinrichtung übertragen werden können. Greifen dagegen Dämpfungselemente (eines oder mehrere) insgesamt über eine gewisse axiale Eingriffslänge am Rundmaterial schwingungsdämpfend an, so können Schwingungskomponenten unterschiedlicher Wellenlängen gedämpft werden, so dass eventuelle zur Längenmessung noch übertragene Schwingungsanteile die Messung nicht mehr stören können.Among other things, comparisons with conventional forming machines, in which other devices act on the round material between the straightening unit and the length measuring device, have led to these findings. For example, there are straightening and cutting machines in which a pair of axially parallel rotating pull rollers is arranged directly behind the straightening device, which belong to the feed device of the straightening machine and pull the straightened material out of the straightening device. The investigations of the inventors have shown that the vibrations of the round material are usually slightly reduced by such a pair of draw rollers, but are not dampened to such an extent that there are systematically noticeable improvements in the length tolerances. It is believed that this is so because when the pull rollers are pressed in a single plane perpendicular to the direction of passage, there is only line contact between the peripheral surfaces and the round material being passed through. In this way, the axial position of an oscillation node can be determined in the plane spanned by the axes of rotation of the pull rollers, although many oscillation components generated on the side of the straightening rotor can be transmitted beyond the location of the oscillation node to the area of the downstream length measuring device. If, on the other hand, damping elements (one or more) act in a vibration-damping manner over a certain axial engagement length on the round material, vibration components of different wavelengths can be damped so that any vibration components that are still transmitted for the length measurement can no longer disturb the measurement.

Nach den Beobachtungen der Erfinder bringt allerdings die Anbringung einer herkömmlichen Führungsbuchse zwischen einem rotierenden Richtrotor und der Längenmesseinrichtung keine signifikante Dämpfung der Schwingungen. Diese erstreckt sich zwar über eine gewisse axiale Länge. Es wird aber angenommen, dass keine brauchbare Schwingungsdämpfungswirkung vorliegt, weil zwischen der Innenwand der Führungsbuchse und dem durchlaufenden Rundmaterial ein gewisses Spiel bleiben muss, um die Führungsfunktion zu gewährleisten. Dieses Spiel reicht bei einer koaxial zur Durchlaufachse des Rundmaterials angeordneten Führungsbuchse offenbar aus, um einen Großteil der auf Seiten des Richtrotors erzeugten Schwingungen zur Längenmesseinrichtung durchzulassen. Die Führungsbuchse ist kein Dämpfungselement, das über eine Eingriffslänge schwingungsdämpfend am Rundmaterial angreift und dieses dauerhaft kontaktiert.However, according to the inventors' observations, the attachment of a conventional guide bushing between a rotating straightening rotor and the length measuring device does not significantly dampen the vibrations. Although this extends over a certain axial length. However, it is assumed that there is no useful vibration damping effect because a certain amount of play must remain between the inner wall of the guide bush and the round material passing through in order to ensure the guide function. In the case of a guide bushing arranged coaxially to the through-feed axis of the round material, this play is evidently sufficient to allow a large part of the vibrations generated on the side of the straightening rotor to pass through to the length-measuring device. The guide bushing is not a damping element that acts on the round material over an engagement length in a vibration-damping manner and makes permanent contact with it.

Messbare Verbesserungen ergaben sich bei der Verwendung von Führungsbuchsen allerdings dadurch, dass eine Führungsbuchse nicht koaxial zur Durchlaufachse des Rundmaterials angeordnet wurde, sondern exzentrisch dazu, also mit einem seitlichen Versatz in der Weise, dass das durchlaufende Rundmaterial durch die versetzte Führungsbuchse geringfügig quer zur Durchlaufrichtung ausgelenkt wird und dadurch unter elastische Spannung gesetzt wird. Eine ausreichend stark exzentrisch angeordnete Führungsbuchse, die dauerhaft über eine gewisse axiale Eingriffslänge am Rundmaterial angreift und dieses seitlich etwas auslenkt, kann somit als Schwingungsdämpfungseinrichtung genutzt werden. Allerdings wird eine derartige Führungsbuchse erhöhten Verschleiß zeigen und es können Verletzungen am Rundmaterial verursacht werden, so dass diese Variante derzeit nicht als vorteilhaft angesehen wird.Measurable improvements resulted from the use of guide bushes, however, because a guide bush was not arranged coaxially to the throughput axis of the round material, but eccentrically to it, i.e. with a lateral offset in such a way that the round material passing through is slightly deflected transversely to the throughput direction due to the offset guide bush is placed under elastic tension. A sufficiently strongly eccentrically arranged guide bushing, which engages the round material permanently over a certain axial engagement length and deflects it somewhat laterally, can thus be used as a vibration damping device. However, a guide bush of this type will show increased wear and injuries can be caused to the round material, so that this variant is currently not considered to be advantageous.

Bei bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass Dämpfungselemente (eines oder mehrere) unter Erzeugung von quer zur Durchlaufrichtung wirkenden Querkräften am Rundmaterial angreifen und das Rundmaterial ohne Erzeugung einer plastischen Verformung lokal quer zur Durchlaufrichtung elastisch auslenken. Die elastische Auslenkung in Querrichtung scheint sehr wirksam zu sein, um den Bereich des Richtrotors, in welchem die Schwingungen entstehen, ausreichend stark vom nachgeschalteten Bereich der Längenmesseinrichtung zu entkoppeln, wo die Messung stattfindet.In preferred embodiments, provision is made for damping elements (one or more) to act on the round material, generating transverse forces acting transversely to the direction of passage, and to elastically deflect the round material locally transversely to the direction of passage without generating plastic deformation. The elastic deflection in the transverse direction appears to be very effective in sufficiently decoupling the area of the straightening rotor in which the vibrations occur from the downstream area of the length measuring device, where the measurement takes place.

Die Auslenkung ist vorzugsweise nur so stark, dass das Rundmaterial lediglich im elastischen Bereich belastet wird und keine bleibende Verformung auftritt. Andererseits ist die Auslenkung groß genug, um zu erreichen, dass das Rundmaterial über eine gewisse Länge unter Spannung steht. Eine derartige Dämpfung hat sich als äußerst wirksames Mittel zur Schwingungsdämpfung herausgestellt.The deflection is preferably only so strong that the round material is loaded only in the elastic range and no permanent deformation occurs. On the other hand, the deflection is large enough to ensure that the round material is under tension over a certain length. Such damping has proven to be an extremely effective means of damping vibrations.

Eine besonders wirksame Schwingungsdämpfung ergibt sich bei manchen Ausführungsformen dadurch, dass im Dämpfungsabschnitt mehrere, d.h. mindestens zwei Dämpfungselemente an in Durchlaufrichtung axial gegeneinander versetzten und abwechselnd auf gegenüberliegenden Seiten des Rundmaterials liegenden Stellen an das durchlaufende Rundmaterial angedrückt werden. Das Rundmaterial kann durch die leicht angedrückten Dämpfungselemente elastisch in eine Schlangenlinienform mit mindestens zwei in einem Abstand zueinander liegenden, gegensinnigen Krümmungen gebracht und somit über eine gewisse Eingriffslänge unter Spannung gesetzt werden. Dadurch kann eine sehr wirksame Schwingungsentkopplung erzielt werden. Vorzugsweise sind drei oder mehr derartiger Dämpfungselemente vorgesehen, z.B. drei oder vier oder fünf.In some embodiments, particularly effective vibration damping results from the fact that in the damping section several, ie at least two, damping elements are pressed against the round material passing through at points that are axially offset from one another in the direction of passage and lie alternately on opposite sides of the round material. The round material can be stretched elastically into a serpentine shape with at least two at a distance by the lightly pressed damping elements Nander lying, opposite curvatures are brought and thus placed under tension over a certain engagement length. As a result, a very effective vibration decoupling can be achieved. Preferably three or more such damping elements are provided, eg three or four or five.

Besonders schonend für das durchlaufende Rundmaterial werden derartige Ausführungsformen dann, wenn als Dämpfungselement drehbar gelagerte Rollen verwendet werden, die die quer zur Durchlaufrichtung wirkenden Kräfte, insbesondere Auslenkungskräfte, einbringen und dann über einen gewissen Umfangsabschnitt am Rundmaterial angreifen. Die Dämpfungselemente können jedoch in dem zum Kontakt mit Rundmaterial vorgesehenen Bereich auch als leicht gekrümmte Gleitflächen ausgebildet sein, müssen sich also nicht unbedingt drehen können. Such embodiments are particularly gentle on the round material passing through when rotatably mounted rollers are used as the damping element, which introduce the forces acting transversely to the direction of passage, in particular deflection forces, and then act on the round material over a certain circumferential section. However, the damping elements can also be designed as slightly curved sliding surfaces in the area intended for contact with round material, so they do not necessarily have to be able to rotate.

Eine besonders einfache und wirkungsvolle Möglichkeit zur Schwingungsdämpfung besteht darin, zum Dämpfen der Schwingungen einen herkömmlichen Rollenrichtapparat mit drei oder mehr achsparallel drehbaren Rollen zu verwenden, die an in Durchlaufrichtung gegeneinander axial versetzten Stellen von abwechselnd gegenüberliegenden Seiten am Rundmaterial angreifen, wobei die Rollen vorzugsweise zur Vermeidung plastischer Verformung des Rundmaterials nur im elastischen Bereich des Rundmaterials quer zur Durchlaufrichtung zugestellt werden. Die Zustellung der Rollen erfolgt somit so, dass der Rollenrichtapparat nicht im klassischen Sinne als „Richtapparat“ fungiert, der das durchlaufende Rundmaterial durch Einbringen plastischer Verformungen richtet. Vielmehr sollen plastische Verformungen gerade vermieden werden und stattdessen als primäre Funktion die Schwingungsdämpfungsfunktion erzielt werden.A particularly simple and effective way of damping vibrations is to use a conventional roller straightening apparatus with three or more axially parallel rotatable rollers to dampen the vibrations, which act on the round material from alternately opposite sides at points that are axially offset from one another in the direction of passage, the rollers preferably to avoid plastic deformation of the round material can only be infed in the elastic area of the round material transversely to the throughput direction. The rolls are fed in such a way that the roll straightener does not function as a "straightener" in the classic sense, which straightens the round material passing through by introducing plastic deformations. Rather, plastic deformations are to be avoided and instead the vibration damping function is to be achieved as the primary function.

Die Rollen könnten theoretisch aktiv angetrieben werden. Dies ist jedoch nicht nötig und vorzugsweise auch nicht vorgesehen, so dass es sich um passive Rollen handelt und auf Rollenantriebe verzichtet werden kann. Die Aufgabe ist es, das Rundmaterial zu beruhigen bzw. zu führen und nicht, es zu fördern. Die Rollen können unabhängig voneinander um gleiche oder ungleiche Beträge zugestellt werden. Eine Zustellung, ist ggf. nicht bei allen Rollen vorgesehen.The rollers could theoretically be actively driven. However, this is not necessary and preferably also not provided, so that the rollers are passive and roller drives can be dispensed with. The task is to calm or guide the round material and not to promote it. The rolls can be fed independently by equal or unequal amounts. A delivery may not be provided for all rolls.

Da sich herkömmliche Rollenrichtapparate mit einstellbaren Rollen als äußert geeignet zur Schwingungsdämpfung herausgestellt haben, schlägt die Erfindung somit auch eine neue und vorteilhafte Verwendungsmöglichkeit vor, nämlich die Verwendung eines Rollenrichtapparats mit drei oder mehr abwechselnd auf gegenüberliegenden Seiten einer Durchlaufachse angeordneten Rollen als Schwingungsdämpfungseinrichtung zum Dämpfen von Schwingungen von gerichtetem Rundmaterial in einem zwischen einer vorgeschalteten Richteinheit mit rotierbarem Richtrotor und einer nachgeschalteten Längenmesseinrichtung einer Umformmaschine liegenden Dämpfungsabschnitt. Für diese Art der Verwendung, werden die Rollen durch radiale Zustellung so eingestellt, dass sie das Rundmaterial an axial versetzten Stellen kontaktieren und dadurch insgesamt über eine Eingriffslänge an dem durchlaufenden Rundmaterial angreifen. Vorzugsweise greifen die Rollen unter Erzeugung von quer zur Durchlaufrichtung wirkenden Querkräften an und lenken das Rundmaterial ohne Erzeugung einer plastischen Verformung lokal quer zur Durchlaufrichtung elastisch aus.Since conventional roller straighteners with adjustable rollers have proven to be extremely suitable for vibration damping, the invention thus also proposes a new and advantageous application, namely the use of a roller straightener with three or more rollers arranged alternately on opposite sides of a throughput axis as a vibration damping device for damping vibrations straightened round material in a damping section located between an upstream straightening unit with a rotatable straightening rotor and a downstream length measuring device of a forming machine. For this type of use, the rollers are adjusted by radial infeed in such a way that they contact the round material at axially offset points and thus act on the round material that is running through over a total engagement length. Preferably, the rollers act while generating transverse forces acting transversely to the direction of passage and elastically deflect the round material locally transversely to the direction of passage without generating plastic deformation.

Figurenlistecharacter list

Weitere Vorteile und Aspekte der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die nachfolgend anhand der Figuren erläutert sind.

1 zeigt eine Übersichtsdarstellung einer Richt- und Abschneidemaschine gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
2 zeigt schematisch Schwingungen des Rundmaterials hinter dem rotierenden Richtrotor; und
3 zeigt eine schematische Darstellung einer Schwingungsdämpfungseinrichtung, die einen besonders eingestellten Rollenrichtapparat unter Vermeidung plastischer Verformungen zur Schwingungsdämpfung verwendet.

Further advantages and aspects of the invention result from the claims and from the description of exemplary embodiments of the invention, which are explained below with reference to the figures.

1 Figure 12 shows an overview of a straightening and cutting machine according to an embodiment of the invention;
2 shows schematically vibrations of the round material behind the rotating straightening rotor; and
3 shows a schematic representation of a vibration damping device that uses a specially adjusted roller straightening apparatus while avoiding plastic deformations for vibration damping.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELEDETAILED DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS

1 zeigt eine seitliche Übersichtsdarstellung einer Ausführungsform einer als Richt- und Abschneidemaschine konfigurierten Umformmaschine 100 zum Herstellen von gerichteten Formteilen mit vorgebbarer Länge aus einem drahtförmigen metallischen Rundmaterial 105. Die im Folgenden auch schlicht als „Richtmaschine“ 100 bezeichnete Werkzeugmaschine ist zum Herstellen von gerichteten Stäben aus glattem Stahldraht mit kreisrundem Querschnitt ausgelegt. Solche gerichteten Drahtstäbe können z.B. zur Herstellung von Käfigen, Einkaufswagen, Zäunen, Drahtkörben oder dergleichen verwendet werden. 1 shows a lateral overview of an embodiment of a forming machine 100 configured as a straightening and cutting machine for producing straightened molded parts with a definable length from a wire-like metallic round material 105 Steel wire designed with a circular cross-section. Such straightened wire rods can be used, for example, to produce cages, shopping carts, fences, wire baskets or the like.

Die Stäbe sollen mit engen Längentoleranzen bzw. mit sehr geringen Längenfehlern hergestellt werden. Sind die gerichteten Stahlstäbe zu kurz, so kann dies bei der Herstellung von netzartigen Strukturen zu unverbundenen Stellen zwischen Längs- und Querstäben und damit zur Schwächung der Konstruktion führen. Sind die Stäbe zu lang, können sich z.B. Probleme bei der Handhabung der Stäbe ergeben. Die Richtmaschine ist in der Lage, bei hohem Materialdurchsatz große Stückzahlen solcher gerichteten Elemente mit sehr kleinem Längenfehler im Bereich von Promille oder darunter herzustellen.The bars are to be manufactured with narrow length tolerances or with very small length errors. If the straightened steel rods are too short, this can lead to unconnected areas between the longitudinal and transverse rods during the production of net-like structures and thus to a weakening of the con lead construction. If the sticks are too long, problems can arise when handling the sticks, for example. The straightening machine is able to produce large quantities of such straightened elements with a very small length error in the range of one thousandth or less at a high material throughput.

Das drahtförmige Rundmaterial 105 liegt zunächst auf einer großen Drahtspule (coil) 107 vor und wird mit Hilfe einer Einzugseinrichtung 110 von diesem Materialvorrat abgezogen und in die Richtmaschine 100 hineingefördert. Die Einzugseinrichtung 110 hat an der Eingangsseite der Richtmaschine 100 zwei Paare von Schubwalzen 112-1, 112-2, die den Draht vom Materialvorrat abziehen und in Richtung der in Durchlaufrichtung 102 nachgeschalteten Richteinrichtung 120 fördern. Die in dieser Anmeldung verwendeten relativen Positionsangaben „vor“ und „hinter“ an der Durchlaufstrecke des Rundmaterials beziehen sich auf diese Durchlaufrichtung oder Vorschubrichtung.The wire-shaped round material 105 is initially present on a large wire spool (coil) 107 and is drawn off from this material supply with the aid of a feed device 110 and conveyed into the straightening machine 100 . On the input side of the straightening machine 100, the feed device 110 has two pairs of push rollers 112-1, 112-2, which pull the wire from the material supply and convey it in the direction of the straightening device 120 downstream in the throughput direction 102. The relative position information “before” and “after” used in this application on the throughput section of the round material relates to this throughput direction or feed direction.

Die Richteinrichtung 120 dient zum Geraderichten des von den Schubwalzen in den Arbeitsbereich der Richteinrichtung 120 geförderten Rundmaterials und hat zu diesem Zweck einen um die Durchlaufachse drehbar gelagerten Richtrotor 122, der mithilfe eines nicht dargestellten Drehantriebs rotierend angetrieben wird und mehrere mit axialem Abstand hintereinander angeordnete und radial gegeneinander versetzten Durchführungsöffnungen für das durchlaufende Material aufweist. Im Richtrotor können z.B. Richtwerkzeuge in Form von Richtsteinen, Richtbacken oder Richtrollen verbaut sein. Solche rotierenden Richtsysteme sind an sich bekannt und werden daher hier nicht näher erläutert.The straightening device 120 is used to straighten the round material conveyed by the push rollers into the working area of the straightening device 120 and for this purpose has a straightening rotor 122 which is mounted so that it can rotate about the throughput axis and which is driven in rotation with the aid of a rotary drive (not shown) and has several axially spaced one after the other and arranged radially has mutually offset feed-through openings for the material passing through. In the straightening rotor, for example, straightening tools in the form of straightening stones, straightening jaws or straightening rollers can be installed. Such rotating straightening systems are known per se and are therefore not explained in more detail here.

Unmittelbar hinter der Richteinrichtung 120 ist eine später noch im Detail beschriebene Schwingungsdämpfungseinrichtung 160 angeordnet, die über einen Dämpfungsabschnitt 166 gewisser axialer Länge auf das Rundmaterial 105 einwirkt und den Bereich des rotierenden Richtrotors 122 schwingungsmäßig von den in Durchlaufrichtung nachfolgenden Komponenten entkoppelt.Directly behind straightening device 120 is a vibration damping device 160, which will be described in detail later.

Mit Abstand hinter der Schwingungsdämpfungseinrichtung 160 ist eine Schnitteinrichtung 130 angebracht, die zum Abtrennen von Abschnitten vorgebbarer Länge von dem gerichteten Rundmaterial vorgesehen ist, um dadurch die gerichteten Formteile vorgebbarer Länge zu erzeugen. Die Schnitteinrichtung 130 ist für einen Geradschnitt in einer senkrecht zur Durchlaufachse orientierten Schnittebene ausgelegt und weist dazu hinter einer Abschneidebuchse 132 ein vertikal bewegliches Schneidmesser 135 auf, mit dem der Draht zu einem vorgebbaren Zeitpunkt in der Schnittebene durchtrennt wird. Der Drahtvorschub wird für den Schnitt kurzzeitig angehalten.A cutting device 130 is mounted at a distance behind the vibration damping device 160 and is provided for cutting off sections of a predeterminable length from the straightened round material, in order thereby to produce the straightened shaped parts of a predeterminable length. The cutting device 130 is designed for a straight cut in a cutting plane oriented perpendicularly to the throughput axis and for this purpose has a vertically movable cutting blade 135 behind a cutting bushing 132 with which the wire is severed at a predeterminable time in the cutting plane. The wire feed is stopped briefly for the cut.

An der Auslaufseite der Richtmaschine 100 befindet der sogenannte Anbau 140 mit einer horizontalen Führungsrinne 145, in die die gerichteten Abschnitte des Rundmaterials hineingeschoben werden. Ist die eingestellte Länge erreicht, so wird der Draht abgeschnitten und der abgelängte Rundstab fällt in eine Sammelmulde 148. Dieser Grundaufbau kann für unterschiedliche Längen genutzt werden.On the outlet side of the straightening machine 100 is the so-called attachment 140 with a horizontal guide channel 145 into which the straightened sections of the round material are pushed. When the set length is reached, the wire is cut off and the round rod that has been cut to length falls into a collection trough 148. This basic structure can be used for different lengths.

Um die gewünschte Länge der gerichteten Elemente mit hoher Genauigkeit zu erreichen, ist eine Längenmesseinrichtung 170 zur Ermittlung der Länge des Rundmaterials und zum Erzeugen von Signalen vorgesehen, die die Länge des durchlaufenden Materials repräsentieren. Die Signale werden von einer computerbasierten Steuereinrichtung 150 der Richtmaschine zum Ansteuern der Schnitteinrichtung 130 verarbeitet, um einen positionsrichtigen Schnitt zu erzeugen. Werkstücknahe Komponenten der Längenmesseinrichtung 170 sind im Zwischenraum zwischen der Schwingungsdämpfungseinrichtung 160 und der Schnitteinrichtung 130 angeordnet.In order to achieve the desired length of the directed elements with high accuracy, a length measuring device 170 is provided for determining the length of the round material and for generating signals which represent the length of the material passing through. The signals are processed by a computer-based control device 150 of the straightening machine to control the cutting device 130 in order to produce a cut in the correct position. Components of the length measuring device 170 close to the workpiece are arranged in the space between the vibration damping device 160 and the cutting device 130 .

Die Längenmesseinrichtung weist ein Messrad 172 auf, dessen Umfang so auf das durchlaufende Rundmaterial 105 gedrückt wird, dass das Messrad vom Rundmaterial angetrieben wird und mit diesem mitläuft. Die Welle des Messrades überträgt die Drehbewegung auf einen Drehgeber, dessen Gebersignale von der Steuereinheit 150 für eine indirekte Längenmessung verarbeitet werden. Um einen Schlupf zwischen dem Messrad und dem bewegten Rundmaterial zu unterbinden, wird ein Laufrad von der Gegenseite gegen das Rundmaterial gepresst, wodurch das Rundmaterial zwischen dem Messrad 172 und dem Laufrad eingespannt wird.The length measuring device has a measuring wheel 172, the circumference of which is pressed onto the round material 105 passing through in such a way that the measuring wheel is driven by the round material and runs along with it. The shaft of the measuring wheel transmits the rotary motion to a rotary encoder, whose encoder signals are processed by the control unit 150 for an indirect length measurement. In order to prevent slippage between the measuring wheel and the moving round material, a running wheel is pressed against the round material from the opposite side, as a result of which the round material is clamped between the measuring wheel 172 and the running wheel.

Anhand von 2 wird nun eine von den Erfindern erkannte Problematik bei derartigen Umformmaschinen erläutert. 2 zeigt schematisch einen Ausschnitt mit einigen Komponenten einer solchen Umformmaschine, wobei gleiche oder ähnliche Komponenten wie in 1 aus Gründen der Übersichtlichkeit mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet werden.Based on 2 A problem identified by the inventors in such forming machines will now be explained. 2 shows schematically a section with some components of such a forming machine, with the same or similar components as in 1 are denoted by the same reference numerals for the sake of clarity.

Die Umformmaschine aus 2 hat eine Richteinheit 120, die mit einem drehbar gelagerten Richtrotor 122 ausgestattet ist, der in Betrieb der Umformmaschine um eine koaxial zur Durchlaufachse 108 des Rundmaterials liegende Drehachse gedreht wird. Im Richtrotor befinden sich an axial zueinander versetzten Stellen Richtwerkzeuge, die abwechselnd auch radial zur Durchlaufrichtung versetzt angeordnet sind. Durch das rotierende Richten mit einem solchen Richtrotor werden Biegungen in allen Ebenen erzeugt, wodurch eine hohe Richtgüte erreicht werden kann.The forming machine off 2 has a straightening unit 120 which is equipped with a rotatably mounted straightening rotor 122 which, during operation of the forming machine, is rotated about an axis of rotation lying coaxially to the through-feed axis 108 of the round material. In the straightening rotor, there are straightening tools at points that are axially offset from one another, which are also alternately arranged in a radially offset manner with respect to the throughput direction. Rotating straightening with such a straightening rotor creates bends in all planes, which means that a high level of straightening quality can be achieved.

Mit Abstand hinter der Richteinheit 120 ist eine Längenmesseinrichtung 170 angeordnet, die nur schematisch dargestellt ist und beispielsweise mit einem Messrad oder einem Lasermesssystem ausgestattet sein kann.A distance behind the straightening unit 120 is a length measuring device 170, which is shown only schematically and can be equipped, for example, with a measuring wheel or a laser measuring system.

Zwischen der Richteinheit 120 und der Längenmesseinrichtung 170 ist in diesem Ausführungsbeispiel ein Zugwalzenpaar 114 mit zwei achsparallel drehenden Zugwalzen vorgesehen. Die Drehachsen liegen in einer gemeinsamen Ebene, die senkrecht zur Durchlaufachse orientiert ist. Die aktiv angetriebenen Zugwalzen weisen an ihren Umfangsflächen annähernd halbrunde Umfangsrillen auf, die dem Querschnitt des durchtretenden Rundmaterials angepasst sind. Zwischen den Zugwalzen wird das Rundmaterial eingeklemmt und durch gegenläufige Drehung der Zugwalzen in Richtung Längenmesseinrichtung 170 gezogen. Das Zugwalzenpaar gehört zur Einzugseinrichtung und ist gelegentlich zusätzlich zu vor der Richteinheit 120 angeordneten Schubwalzen vorgesehen, um Material von der Auslaufseite durch den Richtrotor hindurch zu ziehen. Dies kann z.B. bei relativ dünnen Rundmaterialien zweckmäßig sein.In this embodiment, between the straightening unit 120 and the length measuring device 170 there is a pair of pull rollers 114 with two pull rollers rotating axially parallel. The axes of rotation lie in a common plane, which is oriented perpendicularly to the axis of passage. The actively driven pull rollers have approximately semi-circular circumferential grooves on their circumferential surfaces, which are adapted to the cross-section of the round material passing through. The round material is clamped between the draw rollers and pulled in the direction of the length measuring device 170 by rotating the draw rollers in opposite directions. The pair of pull rollers is part of the infeed device and is occasionally provided in addition to push rollers arranged in front of the straightening unit 120 in order to pull material through the straightening rotor from the outlet side. This can be useful for relatively thin round materials, for example.

Durch den schnell rotierenden Richtrotor 122 wird das durchlaufende Rundmaterial im Bereich dahinter in Schwingungen versetzt, was durch die mit gestrichelten Linien dargestellten, zeitversetzt unterschiedlichen Verläufe des Rundmaterials hinter der Richteinheit 120 veranschaulicht wird. Im Bereich der Zugwalzen 114 ist eine schwingungsbedingte seitliche Auslenkung aus der Durchlaufachse 108 unterbunden, da die Umfangflächen der Zugwalzen dort an gegenüberliegenden Seiten in einem Linienkontakt zum Rundmaterial stehen. Dadurch bildet sich in diesem axial schmalen Kontaktbereich ein Schwingungsknoten der Schwingung. Durch das Festhalten des Rundmaterials im Bereich der Zugwalzen 114 werden somit Schwingungskomponenten mit bestimmten Wellenlängen unterbunden. Dennoch gibt es auch im Bereich hinter den Zugwalzen, also im Bereich der Längenmesseinrichtung 170, noch erhebliche Schwingungen des Rundmaterials 105. Diese beeinträchtigen nach den Beobachtungen der Erfinder die Längenmessung je nach Ausmaß der Schwingungen so stark, dass es zu Fehlmessungen kommen kann, die zu den nicht tolerierbaren Längentoleranzen bei den später abgetrennten Rundmaterialstäben führen können.The rapidly rotating straightening rotor 122 causes the round material passing through to oscillate in the area behind it, which is illustrated by the different, time-delayed courses of the round material behind the straightening unit 120 shown with dashed lines. In the area of the pull rollers 114, a vibration-induced lateral deflection from the through-feed axis 108 is prevented, since the peripheral surfaces of the pull rollers are in linear contact with the round material on opposite sides. As a result, a vibration node of the vibration is formed in this axially narrow contact area. By holding the round material in the area of the pull rollers 114, vibration components with specific wavelengths are thus suppressed. Nevertheless, there are still considerable vibrations in the round material 105 in the area behind the draw rollers, i.e. in the area of the length measuring device 170. According to the inventors’ observations, these affect the length measurement depending on the extent of the vibrations so severely that incorrect measurements can occur, which lead to can lead to the intolerable length tolerances in the later cut round material rods.

Es ist unmittelbar ersichtlich, dass deutlich stärkere Schwingungen auftreten können, wenn der Runddraht zwischen der Richteinheit mit rotierendem Richtrotor und der Längenmesseinrichtung völlig frei schwingen kann.It is immediately apparent that significantly stronger vibrations can occur if the round wire can oscillate completely freely between the straightening unit with rotating straightening rotor and the length measuring device.

Schwingungsbedingte Längenmessfehler und dadurch verursachte Längenschwankungen bei den abgetrennten Rundstäben werden bei der Ausführungsform von 1 durch eine Schwingungsdämpfungseinrichtung 160 vermieden, die in Durchlaufrichtung des Rundmaterials 105 zwischen den Richteinheit 120 und der Längenmesseinrichtung 170 angeordnet ist. Als Schwingungsdämpfungseinrichtung 160 wird im Beispielsfall ein herkömmlicher Rollenrichtapparat 160 verwendet. Dessen Richtrollen sind jedoch nicht wie bei herkömmlichen Rollenrichtapparaten eingestellt, um durch Erzeugen von plastischen Verformungen in einer Biegeebene das durchlaufende Rundmaterials umzuformen und dadurch zu richten. Stattdessen ist der Richtapparat so eingestellt, dass plastische Verformungen des gerichteten Materials zuverlässig vermieden werden, so dass die Richtgüte des Rundmaterials hinter der Dämpfungseinrichtung derjenigen vor der Schwingungsdämpfungseinrichtung entspricht.Vibration-related length measurement errors and the resulting length fluctuations in the severed rods are in the embodiment of 1 avoided by a vibration damping device 160, which is arranged in the direction of passage of the round material 105 between the straightening unit 120 and the length measuring device 170. In the example, a conventional roller straightening apparatus 160 is used as the vibration damping device 160 . However, its straightening rollers are not adjusted as in conventional roller straightening apparatus, in order to reshape and thereby straighten the continuous round material by generating plastic deformations in a bending plane. Instead, the straightening apparatus is adjusted in such a way that plastic deformation of the straightened material is reliably avoided, so that the straightening quality of the round material behind the damping device corresponds to that in front of the vibration damping device.

In 3 ist eine vergrößerte schematische Darstellung der Schwingungsdämpfungseinrichtung 160 gezeigt. Der als Schwingungsdämpfungseinrichtung genutzte Rollenrichtapparat 160 weist mindestens drei Richtrollen 165-1, 165-2 und 165-3 auf, die in einem Basiselement 164 um achsparallele Drehachsen drehbar gelagert sind. Die Richtrollen sind abwechselnd auf gegenüberliegenden Seiten der Durchlaufachse 108 angeordnet. Die Durchlaufachse 108 ist diejenige Achse, entlang derer das Rundmaterial in Durchlaufrichtung läuft, wenn keine Querkräfte darauf wirken. Die Rollen könnten jeweils individuell oder über einen gemeinsamen Drehantrieb angetrieben werden. Im Beispielsfall sind die Rollen jedoch passiv, es gibt keinen Rollenantrieb, wodurch eine konstruktiv einfache, robuste und kostengünstige Lösung vorliegt. Die Richtrollen sind in Axialrichtung, also parallel zur Durchlaufachse gegeneinander versetzt angeordnet, wobei in Durchlaufrichtung gesehen die Richtrollen an abwechselnd gegenüberliegenden Seiten am durchlaufenden Rundmaterial 105 angreifen.In 3 an enlarged schematic representation of the vibration damping device 160 is shown. The roller straightening apparatus 160 used as a vibration damping device has at least three straightening rollers 165-1, 165-2 and 165-3, which are mounted in a base element 164 so as to be rotatable about axis-parallel axes of rotation. The straightening rollers are arranged alternately on opposite sides of the through-feed axis 108 . The throughput axis 108 is that axis along which the round material runs in the throughput direction when no transverse forces are acting on it. The rollers could each be driven individually or via a common rotary drive. In the example, however, the rollers are passive, there is no roller drive, resulting in a structurally simple, robust, and inexpensive solution. The straightening rollers are offset from one another in the axial direction, ie parallel to the throughput axis, with the straightening rollers acting on alternately opposite sides of the round material 105 passing through, as seen in the throughput direction.

Der Richtapparat ist in der Weise einstellbar, dass die Radialposition der Richtrollen 165-1, 165-2 und 165-3, also die Position in Radialrichtung zur Durchlaufachse 108, stufenlos entweder automatisiert oder manuell eingestellt werden können. Im Beispielsfall mit horizontalen Drehachsen verlaufen die Zustellrichtungen (Pfeile) vertikal. Es können auch mehr als drei Richtrollen vorgesehen sein, beispielsweise fünf Rollen, so dass auf einer Seite drei und auf der anderen Seite jeweils dazwischen liegenden zwei Richtrollen angebracht sind.The straightening apparatus can be adjusted in such a way that the radial position of the straightening rollers 165-1, 165-2 and 165-3, ie the position in the radial direction to the throughput axis 108, can be steplessly adjusted either automatically or manually. In the example with horizontal rotary axes, the infeed directions (arrows) are vertical. More than three straightening rollers can also be provided, for example five rollers, so that three straightening rollers are fitted on one side and two straightening rollers lying between them on the other side.

Wenn die Richtrollen 165-1, 165-2 und 165-3 ihre maximale zurückgezogen Positionen mit größtem Abstand zur Durchlaufachse 108 einnehmen, kann das Rundmaterial ohne Berührung mit den Richtrollen koaxial zur Durchlaufachse 108 durchgeführt werden. Bei Verwendung als Richtapparat werden die Richtrollen so weit aufeinander zu in Richtung der Durchlaufachse zugestellt, dass das generell in Durchlaufrichtung durchlaufende Rundmaterial beim Vorbeilaufen an den abwechselnd angreifenden Richtrollen plastisch verformt wird und in einer Biegeebene einen Richteffekt eintritt.When the straightening rollers 165-1, 165-2 and 165-3 are in their maximum retracted positions with the greatest distance from the through-feed axis 108, the round material can be fed through coaxially to the through-feed axis 108 without touching the straightening rollers. When used as a guide ap ready, the straightening rollers are advanced so far towards each other in the direction of the throughput axis that the round material generally running through in the throughput direction is plastically deformed when passing the alternately acting straightening rollers and a straightening effect occurs in a bending plane.

Im Beispielsfall werden die Richtrollen 165-1, 165-2 und 165-3 jedoch nur so weit in Richtung Durchlaufachse zugestellt, dass das durchlaufende Rundmaterial zwar kontaktiert und leicht verformt wird, jedoch lediglich im elastischen Bereich, also ohne bleibende (plastische) Verformung.In the example, however, the straightening rollers 165-1, 165-2 and 165-3 are only advanced so far in the direction of the throughput axis that the round material passing through is in contact and slightly deformed, but only in the elastic range, i.e. without permanent (plastic) deformation.

Die Zustellung der passiven Rollen kann z.B. so erfolgen, dass sie bei langsamem Drahtvorschub so lange zugestellt werden, bis ihre Umfangsflächen das Rundmaterial gerade berühren. Diese Kontaktposition wird daran erkennbar, dass die Rolle zu drehen beginnt, weil sie vom durchlaufenden Rundmaterial mitgenommen wird. Eine weitere Zustellung über die Kontaktposition hinaus kann sehr gering sein, sie beträgt in der Regel nur einen Bruchteil des Rundmaterialdurchmessers und kann z.B. im Bereich von einem oder wenigen Zehntelmillimetern liegen. Das Rundmaterial sollte nur leicht unter Spannung gesetzt, aber nicht plastisch verformt werden.The infeed of the passive rolls can be done, for example, so that they are infeed with slow wire feed until their peripheral surfaces just touch the round material. This contact position can be recognized by the fact that the roller begins to rotate because it is carried along by the round material that is passing through. A further infeed beyond the contact position can be very small, it is usually only a fraction of the diameter of the round material and can, for example, be in the range of one or a few tenths of a millimeter. The round material should only be slightly tensioned, but not plastically deformed.

Der wellenförmige Verlauf des mehrfach in gegensinnige Richtungen elastisch gebogenen Rundmaterials ist in 3 stark schematisiert dargestellt. Die Auslenkung ist im den meisten praktischen Fällen mit dem Auge nicht zu erkennen.The wavy course of the round material, which is elastically bent several times in opposite directions, is in 3 shown in a highly schematic manner. In most practical cases, the deflection cannot be seen with the naked eye.

Diese Art der Zustellung bewirkt einerseits, dass das durchlaufende Rundmaterial 105 über eine axial gemessene Eingriffslänge EL an mehreren Stellen, z.B. drei Stellen, von abwechselnd gegenüberliegenden Seiten mechanisch kontaktiert wird. Außerdem üben die abwechselnd angeordneten Richtrollen 165-1, 165-2 und 165-3 Querkräfte auf das Rundmaterial aus, die zu der wechselnden Auslenkung beim Durchlaufen führen. Dadurch wird das Rundmaterial im Bereich zwischen den Richtrollen unter Spannung gesetzt, die das Rundmaterial 105 fest gegen die mit umlaufenden Nuten versehenen Richtrollen drücken. Diese Spannungen wirken über die gesamte Eingriffslänge EL. Die axiale Erstreckung der Eingriffslänge ist u.a. vom Durchmesser des Rundmaterials abhängig und kann z.B. im Bereich von 50 mm bis zu 500 mm liegen, insbesondere im Bereich von 100 mm bis 300 mm. Es hat sich gezeigt, dass dadurch eine sehr effektive Schwingungsdämpfung für Schwingungskomponenten unterschiedlicher Wellenlängen erzielbar ist, so dass das durchlaufende Rundmaterial 105 nach Austritt aus der Dämpfungseinrichtung und beim Einlaufen in die Längenmesseinrichtung 170 ruhig bzw. beruhigt und praktisch schwingungsfrei läuft. An dem ruhig durchlaufenen Rundmaterial können dann die Längenmessungen mit hoher Genauigkeit vorgenommen werden.On the one hand, this type of delivery means that the continuous round material 105 is mechanically contacted over an axially measured engagement length EL at several points, e.g. three points, from alternately opposite sides. In addition, the alternately arranged straightening rollers 165-1, 165-2 and 165-3 exert transverse forces on the round material, which lead to the alternating deflection as it passes through. As a result, the round material is placed under tension in the area between the straightening rollers, which press the round material 105 firmly against the straightening rollers provided with circumferential grooves. These stresses act over the entire engagement length EL. The axial extent of the engagement length depends, among other things, on the diameter of the round material and can be, for example, in the range from 50 mm to 500 mm, in particular in the range from 100 mm to 300 mm. It has been shown that very effective vibration damping for vibration components of different wavelengths can be achieved in this way, so that the continuous round material 105 runs quietly or calmly and practically vibration-free after exiting the damping device and entering the length measuring device 170 . The length measurements can then be carried out with a high level of accuracy on the round material that is passed through smoothly.

Bei Versuchen haben die Erfinder einen Rollenrichtapparat verwendet, der fünf achsparallel drehbare Rollen aufwies, die axial und in Bezug auf das Rundmaterial auf abwechselnd gegenüberliegenden Seiten angeordnet waren. In Versuchsreihen wurden gerichtete Formteile mit einer nominellen Schnittlänge von 1500 mm erzeugt, wobei die Längenmessung einmal ohne zwischengeschalteten Rollenrichtapparat und einmal mit zwischengeschaltetem Rollenrichtapparat und entsprechender Schwingungsdämpfung zwischen rotierenden Richtrotoren und Längenmesseinrichtung durchgeführt wurden. Bei den Messserien ohne Rollenrichtapparat lag die Längentoleranz bei ca. ± 2 mm. Bei Verwendung eines Rollenrichtapparats zur Schwingungsdämpfung konnte die Längentoleranz auf ± 0,1 mm reduziert werden. Dies belegt die Wirksamkeit der Schwingungsdämpfung in Bezug auf die Einhaltung höchster Qualitätskriterien hinsichtlich der Längentoleranz.In tests, the inventors used a roller straightening apparatus which had five axis-parallel rotatable rollers which were arranged axially and on alternately opposite sides in relation to the round material. In a series of tests, straightened moldings were produced with a nominal cutting length of 1500 mm, with the length measurement being carried out once without an intermediate roller straightener and once with an intermediate roller straightener and corresponding vibration damping between the rotating straightening rotors and the length measuring device. In the measurement series without a roller straightener, the length tolerance was approx. ± 2 mm. When using a roller straightener to dampen vibrations, the length tolerance could be reduced to ± 0.1 mm. This proves the effectiveness of the vibration damping in terms of compliance with the highest quality criteria with regard to length tolerance.

Es sind zahlreiche Varianten möglich. Beispielsweise ist bei anderen Ausführungsformen anstelle des Messrades eine berührungslos arbeitende, z.B. optische Längenmesseinrichtung vorgesehen, z.B. gemäß der Patentanmeldung DE 10 2010 014 384 A1 der Anmelderin. Diese beschreibt eine Richt- und Abschneidemaschine mit einem berührungslos arbeitenden Messsystem, das bei einer Ausführungsform ein Lasermesssystem umfasst, welches nach dem Laser-Dopplerprinzip arbeitet.Numerous variants are possible. For example, in other embodiments, instead of the measuring wheel, a non-contact, eg optical, length measuring device is provided, eg according to the patent application DE 10 2010 014 384 A1 the applicant. This describes a straightening and cutting machine with a non-contact measuring system which, in one embodiment, includes a laser measuring system which works according to the laser Doppler principle.

Bei der Umformmaschine kann es sich anstelle einer Richt- und Abschneidemaschine auch um eine Biegemaschine handeln, insbesondere um eine Biegemaschine, die dafür konfiguriert ist, zunächst gerichtete Rundmaterialstäbe vorgebbarer Länge als Zwischenprodukt zu erzeugen und diese dann zu gebogenen Formteilen umzuformen. Ein Beispiel in Form einer Zweikopf-Biegemaschine ist in der DE 10 2016 205 048 B3 gezeigt.Instead of a straightening and cutting machine, the forming machine can also be a bending machine, in particular a bending machine that is configured to initially produce straightened rods of round material of a predetermined length as an intermediate product and then to form them into bent molded parts. An example in the form of a two-head bending machine is in DE 10 2016 205 048 B3 shown.

Claims

A method for producing straight or curved shaped parts from round material (105), comprising the following steps: drawing in round material (105) from a material supply (107) and conveying the drawn-in round material through a straightening device (120); straightening the round material conveyed by the straightening device by means of a rotating straightening rotor (122) to produce straightened round material; Conveying the straightened round material to one of the straightening units in a throughput direction (102). connected length-measuring device (170) and a cutting device (130) connected downstream of the length-measuring device, with the length-measuring device generating signals representing the length of the round material passing through and the cutting device (130) being controlled on the basis of these signals in order to cut off a section of a predetermined length from the straightened round material , characterized by damping of vibrations of the straightened round material in a damping section (166) located between the straightening unit (120) and the length measuring device (170), wherein in the damping section over an engagement length (EL) one or more damping elements (165-1, 165-2 , 165-3) act on the continuous round material (105).

procedure after claim 1 , characterized in that damping elements (165-1, 165-2, 165-3 act with the generation of transverse forces acting transversely to the direction of passage and elastically deflect the round material without generating a plastic deformation locally transversely to the direction of passage.

procedure after claim 1 or 2 , characterized in that in the damping section (166), a plurality of, in particular three or more, damping elements (165-1, 165-2, 165-3) are attached to the round material passing through at points which are axially offset from one another in the direction of passage and are located alternately on opposite sides of the round material (105) are pressed.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that rotatably mounted rollers are used as damping elements.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that a roller straightening apparatus (160) with three or more axis-parallel rotatable rollers (165-1, 165-2, 165-3) is used to dampen the vibrations, which are offset from one another in the direction of passage act on the round material (105) from opposite sides, the rollers (165-1, 165-2, 165-3) being advanced transversely to the direction of passage such that the round material (105) is only deformed in the elastic range, avoiding plastic deformation.

Forming machine (100) for producing straight or curved shaped parts from round material (105), comprising: a feed device (110) for drawing in round material (105) from a material supply (107); a straightening device (120) with a rotatably drivable straightening rotor (122) for straightening the round material conveyed by the intake device (1100) into the straightening device (120); a cutting device (130) downstream of the straightening device (120) for cutting off a section of predeterminable length from the straightened round material to produce a straightened molded part; a length measuring device (170) for generating signals representing the length of the round material; and a control device (150) for controlling the cutting device (130) on the basis of signals from the length measuring device (170), characterized by a vibration damping device (160) which, in the direction of passage (102) of the round material (105), is installed between the straightening unit (120) and the Length measuring device (170) is arranged and which has one or more damping elements (165-1, 165-2, 165-3), which are designed overall to act on the continuous round material (105) over an engagement length (EL).

forming machine claim 6 , characterized in that the damping elements are set up to act on the round material (105) passing through, generating transverse forces acting transversely to the direction of passage and to elastically deflect the round material transversely to the direction of passage without generating plastic deformation.

forming machine claim 6 or 7 , characterized in that in the damping section (166) several, in particular three or more, designed to press against the round material damping elements (165-1, 165-2, 165-3) on axially offset in the direction of passage and alternately on opposite sides of the round material lying positions are arranged.

forming machine claim 8 , characterized in that the damping elements are designed as rotatably mounted rollers (165-1, 165-2, 165-3).

Forming machine according to one of Claims 6 until 9 , characterized in that the vibration damping device (160) has a roller straightening device (160) with three or more axially parallel rotatable rollers (165-1, 165-2, 165-3) which are arranged at points offset from one another in the direction of passage on opposite sides attack on the round material (105), wherein the rollers (165-1, 165-2, 165-3) can be delivered transversely to the direction of passage that the round material (105) while avoiding plastic Deformation is only deformable in the elastic range.

Use of a roller straightening apparatus (160) with three or more rollers (165-1, 165-2, 165-3) arranged alternately on opposite sides of a throughput axis (108) as a vibration damping device (160) for damping vibrations of straightened round material in one between one upstream straightening unit (120) with a rotatable straightening rotor (122) and a downstream length measuring device (170) of a forming machine (100) lying damping section (166).