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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Profilieren eines
fortschreitend positionierten Materialbandes, insbesondere zum
Ausbilden von zueinander parallelen Querwellen in einem
Blechband, wobei das Band schrittweise vorwärts durch einen
Arbeitsbereich der Vorrichtung bewegt wird, der sich zwischen
einer Halteeinrichtung und einem unteren Bett befindet, das
einen Stempel mit einer nach oben gerichteten formgebenden
Fläche trägt. Eine teilweise ähnliche Maschine ist aus der
vorveröffentlichten GB-A-566598 bereits bekannt.
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Auf diese Weise betrifft die Erfindung eine Technik,
welche zum Profilieren dünner Materialbänder dient,
beispielsweise dünner Metallstreifen, um in gleichmäßigen
Abständen zueinander parallele, aneinander angrenzende
Querwellen oder Falzen zu erzeugen, welche sich quer zur
Längsachse des Streifens erstrecken. Diese Technik kann
beispielsweise für die Herstellung von Streifen von
Metallnägeln oder ähnlichen Befestigungselementen verwendet
werden, d.h. von in einem gemeinsamen Metallstreifen
ausgebildeten Metallnägeln, verwendet werden, wobei den
einzelnen Nägel ein bestimmtes Profil gegeben wird
(beispielsweise eine V-Form) und jeder Nagel mit einem
angrenzenden Nagel durch Zwischenschaltung von schmalen
Streifen verbunden ist, welche sich zwischen den langen Seiten
der einander benachbarten Nägel erstrecken. Nagelstreifen
dieser Art werden hauptsächlich für Nagelschießmaschinen für
industrielle Zwecke verwendet. Diese Nagelschießmaschinen sind
derart konstruiert, daß sie einen einzigen Nagel bei einem
jeweiligen Nagelvorgang von dem Nagelstreifen abtrennen können.
Ein Beispiel für Metallnagelstreifen der vorgenannten Art ist
in der schwedischen Patentanmeldung mit der Seriennummer
8504557-3 beschrieben.
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Die Erfindung basiert damit auf einer Technik, mittels
welcher das Materialband (der Metallstreifen) wellenförmig oder
auf ähnliche Weise durch plastische Deformation des
Materialbandes profiliert wird, insbesondere durch Biegen des
Materialbandes oder -streifens in aufeinanderfolgenden,
stufenweisen Biegeschritten mit Hilfe eines
Biegepressenelements mit einer Formgebungskante, welche sich
quer zu der Längsachse des Bandes auf einer Seite davon
erstreckt, beispielsweise eine Biegekante und ein Stempel oder
Formgebungsbett, welches abstützend gegen die andere Seite des
Bandes anliegt und gegen welches das Biegepressenelement eine
formgebende Biegeschlagkraft ausübt (Biegepressenkraft).
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In dem momentanen Zeitpunkt der Formung einer Querwelle
oder einer ähnlichen Falz, d.h. zu dem exakten Zeitpunkt, in
welchem das Formwerkzeug schlagartig in Eingriff mit dem Band
(oder Streifen) gebracht wird, um das Bandmaterial plastisch zu
deformieren, wird der Vorwärts-Vorschub des Bandes
vorübergehend gestoppt und das Band stationär festgehalten. Um
zu gewährleisten, daß das Bandmaterial aufgrund des Eingreifens
des Formgebungswerkzeugs an der exakt richtigen Stelle des
Bandes deformiert oder geknickt wird, um die beabsichtigte
Profilform des Bandes zu erhalten, beispielsweise einen Knick
oder eine Wellenform, welche in dem Band von dem
Formgebungswerkzeug ausgebildet wird, war es herkömmlicherweise
in der Praxis notwendig, das Band fest auf beiden Seiten an
derjenigen Stelle festzuhalten, an welcher das
Formgebungswerkzeug mit dem Band in Eingriff gelangen soll. Zu
diesem Zweck wurde der stromabwärtige Abschnitt des Bandes
(d.h. derjenige Bandabschnitt, welcher bereits profiliert
wurde) stationär durch eine entsprechende Einrichtung,
beispielsweise ein Niederhalte-Werkzeug, festgehalten, welches
die profilierte Fläche des Bandes (Grundkonfigurationen)
festhielt und das Band fest gegen den Stempel bzw. das
Formgebungsbett hielt. Wenn der stromaufwärtige Abschnitt des
Bandes (d.h. der ebene, nicht profilierte Abschnitt des Bandes)
nun mit hoher Steifigkeit festgehalten wurde und damit
unbeweglich war, konnte in der Praxis eine unerwünschte
Spannung oder übermäßige Dehnung des Bandmaterials aufgrund des
schlagartigen Eingriffs des Formwerkzeugs mit dem Band nicht
vermieden werden, wonach dann die Deformation des Bandmaterials
in der Formgebungsausnehmung des Stempels/Formgebungsbettes
erfolgte.
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Die Erfindung löst hauptsächlich die Aufgabe, eine solche
Streckung (Dehnung) des Bandmaterials zu verhindern, wenn das
Band einer schlagartigen Formgebungskraft durch das
Formgebungswerkzeug ausgesetzt wird.
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Diese Aufgabe wird mit einer Vorrichtung der eingangs
erwähnten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die
Halteeinrichtung die Form einer über dem Arbeitsbereich
angeordneten, relativ zum Bett bewegbaren Zusatzplatte hat und
einen Schlagmechanismus trägt, der hin- und hergehend auf den
Stempel zu und von ihm weg bewegt werden kann und dazu
ausgebildet ist, in einen verformenden oder formgebenden
Schlagkontakt mit dem Band und der formgebenden Fläche des
Stempels gebracht zu werden; daß der Schlagmechanismus an der
Zusatzplatte angebracht ist und ein an der Platte befestigtes
und von dieser nach unten gerichtetes Schlagwerkzeug aufweist;
daß ein Haltestempel axial entlang des Schlagwerkzeugs bewegbar
ist, auf einem an der Platte befestigten Führungselement
gelagert ist und in einer nach außen ragenden Stellung mittels
Federn, die zwischen der Platte und dem Haltestempel wirken, in
Vorwärtsrichtung vorgespannt ist; daß eine geneigte
Rampenfläche vorhanden ist, um das Materialband schräg nach
unten zum Verformungsbereich auf der formgebenden Fläche des
Stempels zu führen; und daß in der Nähe der Rampenfläche ein
federnd nachgebender, das Band stützender Körper angebracht
ist, der in einer Richtung quer zur Ebene der Rampenfläche
federnd nachgeben kann, wenn das Band infolge von Kräften, die
während eines Profilierungsvorgangs durch den Schlagmechanismus
auf das Band ausgeübt werden, über den Körper gedehnt wird.
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Die Grundkonzeption der Vorrichtung zum Profilieren ist
die, daß das Materialband (der Metallstreifen) in Richtung des
Profilierortes (der Formgebungsstelle) auf der formgebende
Fläche in einem Winkel zu dieser Stelle bewegt wird. Der
stromaufwärtige Abschnitt des Materialbandes oder
Metallstreifens erstreckt sich auf diese Weise in einem Winkel
über den elastisch nachgiebigen Stützkörper und herunter zu der
formgebende Fläche des Stempels entlang der nach unten
geneigten Rampenoberfläche. Weil der Stützkörper elastisch
nachgiebig aufgrund einer Streckkraft abgestützt ist, welche
auf das Band oder den Streifen ausgeübt wird, wenn das
Formgebungswerkzeug mit dem Band in Eingriff gelangt und damit
beginnt, dieses zu deformieren, ist es möglich, das Band nach
vorne um eine erforderliche Wegstrecke zu ziehen, um das zuvor
beschriebene Strecken des Bandes zu vermeiden, wobei das Band
entweder stromaufwärts des Stützkörpers festgehalten werden muß
oder stark gebremst werden muß (in dem Moment, in welchem die
Deformation des Bandes erfolgt).
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Der Stützkörper kann die Form einer elastisch nachgiebigen
Rolle haben. Die erforderliche Federkonstante für die
Nachgiebigkeit hinsichtlich von durch das Materialband (den
Metallstreifen) aufgebrachten Kräften kann mit einer Rolle
erreicht werden, welche ihrerseits nicht aus einem elastisch
nachgiebigen Material hergestellt sein muß, jedoch auf Federn
gelagert ist oder in einer in der Rampenfläche oder der Nähe
der besagten Fläche ausgebildeten Ausnehmung aufgehängt ist.
Alternativ kann die Rolle aus einem elastisch nachgiebigen
Material hergestellt sein, wobei in diesem Fall die Rolle nicht
notwendigerweise auf Federn montiert sein muß oder in der
vorgenannten Ausnehmung aufgehängt sein muß, vorausgesetzt daß
die Eigenschaften hinsichtlich der Nachgiebigkeit des
Materials, aus welchem die Rolle hergestellt ist, ausreichend
für eine elastischen Kompression des Stützkörpers selbst sind,
um das Materialband oder den Metallstreifen in dem
erforderlichen Maß in Axialrichtung unter Spannung zu halten.
Alternativ kann eine Kombination von diesen Merkmalen verwendet
werden, gemäß welcher die Rolle zugleich auf Federn gelagert
oder an diesen aufgehängt ist und aus einem elastischen
Material hergestellt ist, welches die vorgenannten
Eigenschaften aufweist.
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Bei den derzeitigen Maschinen oder Anordnungen dieser Art
neigt das profilierte Materialband dazu, bei der
Aufwärtsbewegung des Vorderendes des Schlagmechanismus weg von
dem Stempel nach Beendigung des Profilier-Arbeitstaktes haften
zu bleiben und unnötig hoch von dem Bett und dem Stempel
abgehoben zu werden, bevor es von dem Schlagmechanismus
losgelöst wird; im Extremfall muß das Materialband von Hand
abgelöst werden. Eine derartige Erscheinung führt zu einer
Unterbrechung des Bearbeitungsvorgangs, weil ein negatives
Beeinflussen oder sogar ein Verhindern des schrittweisen
Vorschubs des profilierten Materialbandes zum Einnehmen der
Bereitschaftsstellung für den nachfolgenden Arbeitshub des
Schlagmechanismus erfolgt.
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Diese Komplikation kann wirksam durch Vorsehen einer
Begrenzungseinrichtung ausgeräumt werden, die in dem Bereich
oberhalb jenes Teils des Betts angeordnet ist, über welchen der
profilierte Abschnitt des Bandes von der formgebenden Fläche
des Stempels kommend hinweggeführt wird, wobei die
Begrenzungseinrichtung ausgebildet ist, das Ausmaß zu
begrenzen, um welches das Band vom Bett abgehoben werden kann,
wenn zum Beispiel der Schlagmechanismus sich vom Stempel weg
zurückbewegt.
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Der Verformungsbereich weist vorzugsweise eine im Stempel
befindliche Einkerbung mit einer Flankenfläche auf, die einen
spitzen Winkel mit einer angrenzenden Fläche der Rampe bildet,
wobei die Rampenfläche und der Stützkörper im Verhältnis
zueinander so positioniert und dimensioniert sind, daß das Band
gezwungen ist, einen bogenförmigen Weg über die Rampenfläche
und den Körper zu nehmen, wenn das Schlagwerkzeug mit dem Band
und der formgebenden Einkerbung in Eingriff gebracht wird.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten
Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum
Profilieren beschrieben und schematisch unter Bezugnahme auf
die Zeichnung erläutert, wobei die einzige Figur einen
Teilschnitt der Vorrichtung in ihrer vertikalen Erstreckung
zeigt.
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Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, weist die Anordnung
ein Bett in Form eines unteren Befestigungsbettes (1) auf,
welches auf eine flache Stützfläche montiert ist. In dem oberen
Teil des Bettes oder der Basis 1 ist eine nach oben offene
Ausnehmung 2 ausgebildet, in welcher ein Stempel 3 mit einer
nach oben gerichteten formgebenden Fläche 4 untergebracht ist.
Über dem Bett 1 und der formgebenden Fläche 4 des Stempels 3
ist ein Formgebungs- oder Arbeitsbereich 5 vorgesehen, in
welchen ein Materialband 6 mittels einer Vorschubeinrichtung
(nicht dargestellt) derart schrittweise zugeführt wird, daß das
Materialband zumindest in die engere Nähe der formgebenden
Fläche 4 gerät, gegen welche das Materialband zu der
gewünschten Profilform unter Zusammenwirken mit dem Stempel 3
mittels des nach unten gerichteten Formwerkzeugs eines
Schlagmechanismus 7 deformiert wird. Der bereits profilierte
Bereich des Metallstreifens, welcher sich stromabwärts des
Formstempels 3 befindet, ist in der Zeichnung mit 6'
bezeichnet. Das schrittweise Fördern des Materialbandes 6,6'
durch den Formgebungs- oder Arbeitsbereich 5 wird daher in
Richtung der Pfeile A bewirkt.
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Bei der dargestellten Anordnung ist auch eine
Halteeinrichtung 8 vorgesehen, welche über dem Arbeitsbereich 5
und dem Bett 1 angeordnet ist und welche in Vertikalrichtung
nach oben und nach unten mittels einer nicht dargestellten
Antriebseinrichtung bewegt werden kann (entsprechend dem nach
beiden Richtungen gerichteten Pfeil B), um den
Schlagmechanismus in eine Position und von dieser Position weg
bewegen zu können, in welcher das Formwerkzeug 11 mit dem
ebenen Metallabschnitt des Materialbandes 6 in Eingriff gerät,
welches schrittweise zwischen dem Schlagmechanismus und dem
Stempel 3 vorwärtsbewegt wird.
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Der Schlagmechanismus 7 ist auf der Unterseitenfläche 9
der Halteeinrichtung 8 angebracht, welche die Form einer oberen
Befestigungsplatte hat, welche relativ zu dem Bett 1 bewegt
werden kann. Der Schlagmechanismus 7 weist ein Schlagelement
auf, welches an der Halteeinrichtung in Form einer Platte 8
angebracht ist und die Form eines Biegepressenelements 10
aufweist, welches sich ausgehend von der Unterseite der Platte
8 nach unten erstreckt. In Vertikalrichtung des
Biegepressenelements 10 gesehen ist eine vorne angeordnete,
untere Formkante 11 vorgesehen, mittels welcher das
Materialband 6 unter Zusammenwirken mit dem untergreifenden
Stempel 3 in die gewünschte, profilierte Form deformiert wird,
gemäß diesem Beispiel in eine V-förmige Wellen- oder
Sägezahnstruktur. Der Schlagmechanismus 7 weist auch einen
Haltestempel in Form eines mit einer Feder vorgespannten
Niederhalte-Werkzeugs 12 auf, welches derart angeordnet ist,
daß es in Vertikalrichtung entlang einer Seite des
Biegepressenelements 10 bewegt werden kann. Das Niederhalte-
Werkzeug ist mittels einer Führungseinrichtung 13 an die Platte
8 montiert. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel hat die
Führungseinrichtung die Form von Führungsstangen 13, welche
sich ausgehend von der Unterseitenfläche 9 der Platte 8 nach
unten erstrecken und in die zugehörigen Bohrungen 14
eindringen, welchen in dem Niederhalte-Werkzeug 12 ausgebildet
sind.
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In der dargestellten Lage des Schlagmechanismus 7, in
welcher das Biegepressenelement aus dem Eingriff mit dem
Materialband oder Metallstreifen 6 herausbewegt wurde, wird das
Niederhalte-Werkzeug 12 vorne in einer nach unten gerichtete
Lage vorgespannt gehalten, in welcher die geriffelte
(sägezahnförmige) Unterseitenfläche 15 des Werkzeugs leicht
über die Ebene der Formkante 11 des Biegepressenelements 10
hinausragt. Die Unterseitenfläche 15 des Biegepressenelements
10 ist so "vor" der Formkante 11 angeordnet und kommt daher mit
der V-förmigen Riffelung des bereits gepreßten Bereichs 6' des
Materialbandes in Kontakt, bevor die Formkante 11 mit dem
stromaufwärtigen, ebenen Bereich des Materialbandes in Kontakt
kommt, wenn der Schlagmechanismus 7 nach unten in seine
Profilierposition bewegt wird. In dem dargestellten
Ausführungsbeispiel wird das Niederhalte-Werkzeug 12 mittels
einer Schubfederanordnung 16 nach vorne vorgespannt gehalten,
welche auf den Führungsstangen 13 gehalten werden und zwischen
dem Niederhalte-Werkzeug 12 und der Unterseitenfläche der
Platte 8 angeordnet ist.
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Um das Maß zu begrenzen, um welches der profilierte
Materialband-Abschnitt 6' sich in vertikaler Richtung von der
oberen Fläche des Bettes 1 wegbewegen kann, ist über dem Bett
in einem kurzen Abstand davon eine Begrenzungseinrichtung 17
vorgesehen, deren Unterseitenfläche 18 dem profilierten
Materialband-Abschnitt 6' zugewandt ist und verhindert, daß
dieser Abschnitt sehr weit abgehoben wird.
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Um das hereinkommende, ebene Materialband 6 bzw. den
Metallstreifen während des Profiliervorganges federnd unter
Spannung zu halten, ist das Bett 1 in der Zeichnung gesehen auf
der rechten Seite des Schlagmechanismus 7 mit einem federnd
nachgebenden, das Band stützenden Körper 20 versehen, welcher
in dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel die
Form einer elastisch federnden oder mit einer Feder gespannten
Rolle aufweist. Hier wird angenommen, daß der dargestellte
Stützkörper eine elastisches Material aufweist, beispielsweise
Polyurethan-Gummi, welches einen Grad von elastischer
Kompressibilität aufweist, welcher ausreicht, um denjenigen
Grad von Nachgiebigkeit zu gewährleisten, welcher ausreicht, um
den Streifen unter einer geeigneten Spannung zu halten, wenn
der Stützkörper der von dem Materialband 6 aufgebrachten Last
ausgesetzt ist, wenn das Materialband aufgrund der von der
Formkante 11 während des Formvorgangs aufgebrachten Biegekraft
über den Stützkörper 20 gespannt wird, wobei die Formkante mit
einer formgleichen oder ähnliche Ausnehmung 21 des Stempels 3
zusammenwirkt, um wie in diesem Fall einen V-förmigen Knick in
dem Materialband zu erzeugen.
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Um die elastische Nachgiebigkeit des Stützkörpers 20 gegen
die von dem ebenen Materialbandabschnitt 6 (wenn dieser über
dem Stützkörper 20 gespannt wird) ausgeübte Kraft zu erhöhen,
kann der Stützkörper 20 auf eine Federeinrichtung montiert sein
oder elastisch federnd in einer Ausnehmung 19 aufgenommen sein,
welche speziell für diesen Zweck ausgebildet ist.
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Das Spannen des ebenen Materialbandabschnitts 6 über dem
Stützkörper 20 (bei beginnendem Eingriff der Formkante 11 mit
dem entsprechenden Teil des Materialbands 6 zwecks Deformierung
desselben in der Einkerbung 21) wird durch eine geneigte
Rampenfläche 22 gesteuert, welche sich ausgehend von der
Ausnehmung, in welcher der Stützkörper 20 untergebracht ist, zu
der in der formgebende Fläche 4 vorgesehenen Einkerbung 21 nach
unten erstreckt.
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Versuche haben gezeigt, daß zu dem Zweck, eine
zufriedenstellende V-förmige Riffelung in dem Materialband oder
Metallstreifen 6 zu erzielen, es zweckdienlich ist, den
hereingeförderten Metallstreifen über einer flachen
Rampenfläche zu strecken oder zu spannen, wie über der Rampe
22, welche so ausgerichtet ist, daß deren geometrische
Erstreckung sich mit der horizontalen Ebene 23 in einem
bestimmten Winkel schneidet, wobei dieser Winkel von der Dicke
des Materialbandes 6 und der Länge der gewinkelten Glieder des
V-förmigen Profils abhängt und bevorzugt bei 20º bis 40º liegt.
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Unter Berücksichtigung der Betriebsweise, in welcher die
Profilieranordnung arbeitet, wird angemerkt, daß das
Niederhalte-Werkzeug 12 den profilierten Materialbandabschnitt
6' in festem Halteeingriff mit der entsprechenden, profilierten
formgebende Fläche 4 des Stempels 3 kommt, bevor die Formkante
11 des Biegepressenelements 10 mit demjenigen Teil des ebenen
Materialbandes 6 in Eingriff gelangt, welcher über der
formgebenden Einkerbung 21 angeordnet ist. Infolgedessen wird
im dem Moment der tatsächlichen Deformierung der bereits
profilierte Materialbandabschnitt 6' wirksam mittels des
Niederhalte-Werkzeugs 12 nach unten festgehalten, während der
ebene Materialbandabschnitt 6 um ein vorbestimmtes Maß entlang
der Rampe 22 gezogen wird (entsprechend der elastischen
Nachgiebigkeit des Stützteils 20), während der ebene
Materialbandabschnitt 6 gleichzeitig mittels einer nicht
dargestellten Metallband-Vorschubeinrichtung festgehalten wird
und verhindert wird, daß er sich in dem Bereich 24 in Richtung
des Pfeils A bewegen kann.
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Nachdem der nach unten gegen das Materialband 6 (den
Metallstreifen) gerichtete Arbeitstakt des Stempels 3 beendet
ist, um eine Wellenstruktur in dem Materialband oder Steifen zu
erzeugen, führt der Schlagmechanismus 7 eine Rückwärtsbewegung
aus, in welcher das Biegepressenelements von dem Bett/Stempel
hochgehoben wurde, um das Band von dem Stempel 3 freizugeben
und eine schrittweise Vorwärtsförderung um jeweils einen
Schritt durch den Formgebungsbereich 5 hindurch zu erlauben und
so die Bereitschaftstellung für den nächsten Arbeitstakt des
Schlagmechanismus 7 einzunehmen. Wenn der Schlagmechanismus
sich vertikal von dem Stempel wegbewegt, wird das Band oder der
Streifen automatisch von der formgebende Fläche 4 mittels einer
Federkraft abgehoben, welche von dem gekrümmten, ebenen
Streifenabschnitt aufgebracht wird, welcher sich von dem neu
deformierten Teil des Bandes über die Rampe 22 und den
Stützkörper 20 erstreckt, welcher dazu neigt, wieder seine
ebene, gerade Lage einzunehmen. Das Materialband 6 oder der
Metallstreifen wird so von der formgebende Fläche 4 mittels
einer dem Band innewohnenden "Rückstellungskraft" abgehoben und
muß daher nur nach vorne über eine Wegstrecke gefördert werden,
welche einer der Größe der Riffelung oder ähnlichen zu
formenden Falz entspricht. Eine Dehnung des Materialbandes im
Bereich der Riffelung bei der Deformierung des Bandes durch
Eingriff mit der Formkante 11 des Biegepressenelements 10 wird
dadurch vermieden, daß die Formkante 11 präzise mit demjenigen
Teil des Materialbandes in Eingriff gelangt, welcher genau die
Bodenkante der Riffelung darstellt, welche nach dem Biegen
dieses Materialbandstücks in die Einkerbung 21 entsteht. Auf
diese Weise gelangt die Formkante 11 des Biegepressenelements
10 mit dem Materialband an genau der Stelle in Eingriff, an
welcher sich die Biegekante der entstehenden Riffelung befindet
und behält diese genaue Eingriffsposition mit dem Abschnitt des
Materialbandes während der gesamten nachfolgenden Deformation
des Abschnitts und der endgültigen Ausbildung der Falz an dem
Boden der Einkerbung 21 bei. In anderen Worten gelangt die
Formkante 11 mit dem Materialband oder Metallstreifen 6 an
einer Stelle in Eingriff, welche von der Bodenkante einer
unmittelbar vorhergehenden Riffelung um einen Abstand entfernt
ist, welcher gleich der Länge von zwei Schenkeln der
hergestellten Sägezahnriffelung entspricht.
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Das zuvor beschriebene und veranschaulichte
Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum
Profilieren stellt nur ein exemplarisches Beispiel für das
Grundkonzept der Erfindung dar, welches eine Vielzahl von
Modifikationen zuläßt, welche in dem Schutzbereich der
nachfolgenden Patentansprüche liegen.