Dr. Carl Ullrich Peddinghaus, Wuppertal-Barmen (Bundesrepublik Deutschland), ist als Erfinder genannt worden Die Erfindung nach dem Hauptpatent bezieht sich auf eine Biegemaschine für stangenförmige Metallerzeugnisse, insbesondere Stäbe, Drähte und Profile aus Stahl, mit einem die Biegewerkzeuge tragenden, drehbeweglich und richtungs gesteuert antreibbaren Biegeteller und einem damit ver bundenen Einstellorgan für unterschiedliche Hauptbiege winkel, wobei den vorgesehenen Hauptbiegewinkeln ent sprechende Elemente des Einstellorgans in beliebiger Reihen folge ansteuerbar sind und eine elektrische Steuerung vorge sehen ist,
welche nach Erreichen je eines beliebig vorgegebe nen Hauptbiegewinkels eine Fortsetzung des Biegevorganges bewirkt.
Bei bekannten Biegemaschinen dieser Art werden Ein stellelemente eines mit dem Biegeteller verbundenen Einstell organs mittels eines Schaltfühlers angesteuert, der beim Er reichen des Einstellelementes den Antrieb des Biegetellers in seine entgegengesetzte Drehrichtung steuert, so dass der Biegeteller wieder in seine Ausgangslage zurückkehrt, in der der Antrieb dann ausschaltet, um nach einem entsprechenden Vorschub des zu biegenden Materiales für den nächsten Biegevorgang eingeschaltet zu werden. Bei einer derartigen Biegemaschine war gemäss dem Patentanspruch des Haupt patentes bereits vorgeschlagen worden, den Biegevorgang nach Erreichen je eines beliebig vorgegebenen Biegewinkels mittels einer elektrischen Steuerung selbsttätig fortzusetzen.
Diese Massnahme dient unter anderem dem Zweck, den Hauptbiegevorgang durch einen sich anschliessenden Zusatz biegevorgang fortzusetzen, um den beabsichtigten Biege winkel bei den Stäben, Drähten bzw. Profilen auch tatsäch lich zu erreichen. Infolge unterschiedlicher Materialstärken und Materialfestigkeiten wird nämlich der beabsichtigte Biegewinkel dann, wenn sich der Biegeteller lediglich um den Sollwert des Biegewinkels dreht, noch nicht erreicht.
In vorteilhafter Weiterentwicklung des genannten Vor schlages wird erfindungsgemäss eine Biegemaschine vorge schlagen, die mit einem Zeitwertgeber, durch den der Antrieb der Biegemaschine eingeschaltet zu halten ist, ausgeführt ist, welcher Zeitwertgeber nach Drehung des Biegetellers um einen auf den Nullpunkt folgenden Winkel auf den Antrieb einwirkt und auf eine Zeit einstellbar ist, die sich aus der Leerlaufzeit für den vorgegebenen Hauptbiegewinkel zu züglich einer weiteren Zeit ergibt,
die in Abhängigkeit vom Geschwindigkeitsabfall des Biegetellers bei Belastung und vom elastischen Verformungsanteil am Zeitwertgeber vorein- stellbar ist.
Unter Leerlaufgeschwindigkeit wird hierbei diejenige Geschwindigkeit verstanden, die der Biegeteller in unbe lastetem Zustand annimmt. Diese Leerlaufgeschwindigkeit wird jedoch, wie vorgeschlagen wurde, nicht für den gesamten Biegevorgang als Grundlage gewählt, sondern erst für die nach Erreichen eines auf den Nullpunkt folgenden Winkels einsetzende Drehung. Dies hat den Vorteil, dass man einer seits Ungenauigkeitenbei derNullpunktlageausgleichen kann, wohingegen anderseits der Biegeteller zunächst eine kurze Zeit für das Anlaufen besitzt.
Innerhalb dieser Anlaufzeit können die Trägheitskräfte durch Beschleunigung der Dreh geschwindigkeit von Null auf die Leerlaufgeschwindigkeit überwunden werden. Wenn die Zeitwertgabe nur auf der Grundlage der Leerlaufgeschwindigkeit erfolgen würde, würde beim unbelasteten Drehen der Biegeteller genau in der Winkelstellung zum Stehen kommen, die vorgegeben wurde. Die Zeitwertvorgabe wird dabei für eine Zeit gewählt, die um die Zeit für das Drehen vom Nullpunkt bis zu dem ihm folgen den Einschaltwinkel mit Leerlaufgeschwindigkeit verkürzt ist.
Bei der tatsächlichen Biegung wird jedoch nicht die Leer laufgeschwindigkeit zugrunde gelegt, sondern eine geringere Geschwindigkeit, so dass eine zusätzliche Zeit eingeschaltet sein muss. Diese zusätzliche Zeit hängt grundsätzlich vom Drehgeschwindigkeitsabfall bei der Belastung durch den Biegeprozess ab. Bei sehr dickem Material ist diese zusätz liche Zeit also verhältnismässig lang, wohingegen sie bei ent sprechend dünnem Material kürzer ist. Weiterhin berück sichtigt diese zusätzliche Zeit den elastischen Verformungs- anteil des zu biegenden Materials, der sich im Anschluss an den Biegeprozess als eine Rückfederung auswirkt und was zur Folge haben würde, dass der beabsichtigte Biegewinkel nicht erreicht wird.
Während die Leerlaufgeschwindigkeit und die hierauf bezogenen Zeiten für unterschiedliche Biege winkel von der Stärke des Antriebes und der Masse der in Bewegung zu versetzenden Teile der Maschine abhängen und somit für jede Maschine im wesentlichen nur in grösseren Zeitabständen einmal ermittelt werden müssen, hängt die zusätzliche Zeit vom Materialquerschnitt und von der Ma terialfestigkeit ab. Die zusätzliche Zeit muss also für unter schiedliche Materialstärken und -festigkeiten fallweise ermit telt werden.
Dies kann empirisch geschehen, so dass die zu sätzliche Zeit für die wichtigsten Materialstärken und -festig- keiten nach einmal vorgenommener empirischer Ermittlung etwa aus einem Wertespeicher abgerufen werden kann.
In der vorgeschlagenen Weise kann man Biegungen vor nehmen, ohne dass es für deren Überwachnung bzw. Begren zung eines von einem mit dem Biegeteller in irgend einer Weise verbundenen Einstellorgan ausgelösten Schaltvor ganges bedarf. Man kann also auf das mit dem Biegeteller verbundene Einstellorgan und auf dessen Einstellelemente sowie auf die entsprechenden Schalter verzichten. Statt dessen bedarf es lediglich eines auf unterschiedliche Werte einstell baren Zeitgebers. Derartige Zeitgeber lassen sich bevorzugt in sehr einfacher Weise elektrisch ausführen, so zum Beispiel als an sich bekannte RC-Glieder mit einstellbaren Wider ständen bzw. Kapazitäten. Sie arbeiten praktisch verschleiss- und wartungsfrei.
Die Werte für die Einstellung eines der artigen Zeitwertgebers lassen sich in sehr einfacher Weise gewinnen. Von Vorteil ist dabei auch noch, dass man infolge der praktisch kontinuierlichen Einstellfähigkeit auf jeden be liebigen Wert einstellen kann, wohingegen es bei bekannten Einstellorganen mit darin einsetzbaren Stiften als Einstell elemente nur möglich war, den Biegevorgang in bestimmten Winkelabständen, die durch die Abstände der Einstellele mente gegeben sind, zu variieren.
Der auf den Nullpunkt folgende Winkel, der vorstehend als Einschaltwinkel für die Zeitwertvorgabe bezeichnet wurde, liegt zweckmässig in einem Abstand von wenigstens 3 vom Nullpunkt. Dieser Winkelabstand ist, je nachdem, ob man eine Drehung im Uhrzeigersinn oder entgegengesetzt zum Uhrzeigersinn vornimmt, positiv bzw. negativ. Während der Drehung des Biegetellers in diesem Winkelbereich werden einerseits Nullpunktverschiebungen ausgeglichen und ander seits die bereits erwähnten Trägheitskräfte überwunden.
Um den nach erfolgter Biegung zurücklaufenden Biege teller in der Nullpunktlage anzuhalten, wird zweckmässig noch ein Endausschalter vorgesehen. Dieser Endausschalter ist bei der erfindungsgemässen Biegemaschine das einzige mit dem Biegeteller unmittelbar oder mittelbar zusammen wirkende Schaltorgan. Zu seiner Betätigung bedarf es ledig lich eines einzigen Schaltnockens oder dergleichen, der selbst nicht einstellbar ausgeführt werden muss. Der Biegeteller kommt jedoch bei Betätigung des Endausschalters nicht augenblicklich zum Stillstand, weil sich seine Masse nur in einer endlichen Zeit abbremsen lässt. Die sich hierdurch er gebende Nullpunktsverschiebung wird in der beschriebenen Weise ausgeglichen.
Der Zeitwertgeber wird bei der neuen Biegemaschine zweckmässig durch im vorgesehenen Winkel zu beiden Seiten der Nullpunktlage angeordnete Schalter eingeschaltet. Man kann diese Schalter, die zum Beispiel durch einen Nocken der beschriebenen Art betätigbar sind, zugleich so ausbilden, dass sie bei ihrer Betätigung durch den Nocken in der vorge sehenen Dreh- bzw. Biegerichtung den Zeitwertgeber ein schalten und bei ihrer erneuten Betätigung während des Rücklaufes des Biegetellers dessen Antrieb ausschalten, so dass der Schaltnocken dann zwischen den genannten beiden Schaltern mit dem Biegeteller zur Ruhe kommt.
Da die Be schleunigungszeit etwa der Bremszeit entspricht, stellt sich dann zwischen den beiden Schaltern die Nullpunktslage ein. Derartige, auf zwei Betätigungsvorgänge mit unterschied lichen Schaltfunktionen ansprechende Schalter sind an sich bekannt und werden häufig durch eine geeignete Relais schaltung verwirklicht.
Da Biegemaschinen der gattungsgemäss vorausgesetzten Art als Betonstahlbiegemaschinen weithin bekannt sind und auch elektrische bzw. elektronische Zeitwertgeber, deren Ein stellmittel und Schalter der vorgeschlagenen Art zum be kannten Stande der Technik zählen, sei die Erfindung weiter hin lediglich anhand einer schematischen Darstellung veran schaulicht. Für diese schematische Darstellung wurde in der Zeich nung ein Kreisdiagramm gewählt. Der Kreis veranschaulicht dabei die Umlaufbahn eines auf einem Biegeteller angeordne ten Biegewerkzeuges, welches an dem sich an einer festen Stelle abstützenden, zu biegenden Stab zur Anlage kommt und diesen in der beabsichtigten Weise biegt.
Anstatt des Biegewerkzeuges könnte der genannte Kreis auch die Um laufbahn eines mit dem Biegeteller umlaufenden Schalt- nockens veranschaulichen.
Man erkennt zunächst die mit 0 bezeichnete Nullpunkts lage. In beiden Richtungen der Uhrzeigerdrehung erkennt man die im Winkelabstand von 3 , bezogen auf den Null punkt, angeordneten Schaltstellen 1 und 2, bei denen der Zeitwertgeber einschaltet. An irgend einer Stelle des zwischen 0 und 3 liegenden Winkelbereiches kommt es zum Anliegen der Biegewerkzeuge an dem zu biegenden Stab und zu einem anfänglichen Biegeprozess, bei welchem der elastische Ver- formungsanteil des zu biegenden Materials im wesentlichen überwunden wird.
Es sei nunmehr angenommen, der Stab müsse entgegenge setzt zum Uhrzeigersinn um einen Winkel von 90 gebogen werden. Wenn der Biegeteller und mit ihm das Biegewerk zeug, von der Nullage ausgehend, genau einen Winkel von 90 verdreht werden würde, käme man zu der mit 4 bezeich neten Stelle und hätte ohne Zweifel die beabsichtigte Biegung nocht nicht erreicht. Vielmehr wäre diese erst dann erreicht, wenn die Drehung bis zu einer zwischen den Stellen 4 und 5 liegenden Stelle fortgesetzt würde.
Zur Stelle 4 kommt man dann, wenn man den Zeitwert geber lediglich auf Grund der in unbelastetem Zustand be stehenden Leerlaufgeschwindigkeit einstellen würde. Der Zeitwertgeber läuft dabei für die Zeit, die das Biegewerkzeug von der Stelle 2 bis zur Stelle 4 benötigt, nachdem es an der Stelle 2 zur Einschaltung der Zeitwertgabe gekommen ist. Bei Belastung der Biegemaschine durch eine Probebiegung wird sodann diejenige Zeit ermittelt, die der Zeitwertgeber tatsächlich vorgeben muss, damit die Biegemaschine den tatsächlichen Biegewinkel auch wirklich biegt.
Der Zeitwert geber gibt dabei eine derartige Zeit vor, dass es an einer Stel le zwischen den beiden Punkten 4 und 5 zur Ausschaltung des Antriebs bzw. zu dessen Richtungsumsteuerung kommt, so dass der Biegeteller zurückläuft, bis der Schalter 2 betätigt wird und den Antrieb abschaltet, woraufhin das Biegewerk zeug bzw. der Schaltnocken in die Nullage zurückläuft.
Die Gesamtzeit, für die der Antrieb eingeschaltet ist, setzt sich mithin aus mehreren Einzelheiten zusammen. Wenn man die Gesamtzeit durch den Zeitwertgeber vorgeben würde, so würde man darin eine häufig variable Teilzeit einschliessen, während welcher das Biegewerkzeug von 0 bis zur Stelle 1 bzw. 2 läuft, so dass man ein einmal für eine bestimmte Ma terialstärke und eine bestimmte Materialfestigkeit ermittelte Gesamtzeit nicht für sämtliche folgenden Biegungen des gleichen Materials reproduzieren könnte.
Die Ausschaltung der genannten Teilzeit ermöglicht indes eine genau reprodu- zierbare Zeitwertvorgabe. Zwar kann es theoretisch bereits im gesamten Bereich zwischen den Punkten 0 und 3 zum An griff der Biegewerkzeuge an dem zu biegenden Material kommen, so dass die Biegung bereits in dem durch die Zeit wertvorgabe nicht erfassten Bereich eingesetzt haben kann, doch ist eine Anlage der Biegewerkzeuge an dem zu biegen den Material in der Nähe des Nullpunktes praktisch ausge schlossen.
Vielmehr setzt die Biegung in der Praxis eher in Nähe des Punktes 2 ein, so dass auch dann, wenn die Biegung bereits beginnt, bevor die Werkzeuge den Punkt 2 erreicht haben, im wesentlichen nur erst der elastische Verformungs- anteil überwunden wird.