DD266415A1 - Vorrichtung zur pruefung der formgenauigkeit und rissfreiheit von schalenfoermigen blechformteilen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Pruefung der Formgenauigkeit und Rissfreihiet von schalenfoermigen Blechformteilen. In der Schnittplatte des Beschneidewerkzeuges sind Messtaster angeordnet, denen eine Stelleinheit zugeordnet ist, die einen Keilschieber aufweist. Der Keilschieber ermoeglicht die Korrektur der Anstellung des Formstempels. Das Werkstueck bildet mit dem Niederhalter bzw. Schnittplatte einen mit einem Druckwaechter versehenen Messraum und einen Innenraum, der mit einem Druckluftnetz verbunden ist. Fig. 1

Description

Hierzu 3 Seiten Zeichnungen

/' nwondungsgoblet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eino Vorrichtung zur Prüfung dor Formgenauigkeit und Rißfroiheit von schalonförmigen Blechformtoilen, bestehend aus Meßtaster, optischer Anzeige, Formspeicherwerkzeug mit geteilton Aktivelomonten und Boschneidowerkzeugen an Stufenpresson

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist besonders für kontinuierlich arbeitendo Stufenpressen geeignet.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es ist bekannt, Blechformtoile auf Stufenpressen oder miteinander verkettete Einzolpressen herzustellen. Die End' rm der Werkstücke wird durch plastische» und elastische Verformung der Blechplatinen in Werkzeugen mit Formspeicher und weiteren Aktivelementen erreicht. Bis zur Erzielung ihrer Endform durchlaufen die Werkstücke mehrere Stufen, beispielsweise. Tiefzieh-, Präge- und Biegestufon usw. sowie Trennstufen.

Die Funktionsmaßhaltigkeit der Formtreue der Blechformteile ist von unterschiedlichen Faktoren abhängig, die in ihrer

komplexen Wirkung nicht vernachl.^sssigbare Maßtoleranzen hervorrufen. Solche Faktoren sind beispielsweise >

Blechdickenabweichungen, Festigkeits-, Dohnungs- und Duktilitätsuntoischiedo, Kaltverfestigung, Tiefziohfähigkeit und Werkzeugverschleiß.

Da in Stufenfolge hersgestellte Bk chformteile Massenteile sind, die zu Baugruppen oder Fortigerzeugnissen montiert werdon, ist die Formtreue und Funktionsmaßhaltigkeit für eine rationelle Montage oin unbedingtes Erfordernis. Kontroll- und Prüfarboitsgänge werdon deshalb in den laufenden Fertigungsprozeß eingeordnet.

Dies hat den Nachteil, daß der Fortigungsprozeß unterbrochen werden muß, um die Funktionsmaßo und die Formtreue stichprobenartig zu überprüfen.

Des weiteren sind nur die Abweichungen von der Funktionsmaßhaltigkeit diagnoMiziorbar. Aufwendige Nachkontrollen, besonders für Bauteile, die in Meßgeräten eingesetzt werden, sind die Folge. Dies verursacht Einbußen in der Auslastung hocheffektiver Stufenpressen.

Die DE-OS 2328695 beschreibt e.iio technische Lösung zur Messung der bleibenden Werkstückverformung an einer Blechbiegepresse mit zwei mit Abstand voneinander angeordneten Biegebalkun und einer auf- und niederbewogbaren Biegewalze. Die Meßvorrichtung besteht aus einer im Raum zwischen den Biegebalken angeordneten Tastvorrichtung und einer zugehörigen Anzeigevorrichtung. Die Tastvorrichtung hi\ drei in Transportrichtung des zu biegenden Bleches hintereinander angeordnete Fühler, von denen zumindest zwei unabhängig voneinander zu betnt gen sind. Der Abstand zwischen den unabhängigen Fühlern ist bestimmbar und wird mit der Anzeigevorrichtung gezeigt.

Die bekannte technische Lösung ermöglicht lediglich die Bestimmung der um die elastische Verformung bereinigten bleibenden Verformung beim Biegen. Abweichungen von der Form sind nicht erfaßbar und eino Rückkopplung zum Fertigungsprozeß zur Beseitigung dieser Abweichungen ist nicht möglich.

In der DE-OS 2 513329 wird ein Verfahren zur Steuerung eines Umformprozessos für Bauteile aus duktilen Werk? '' . offenbart, bei den die elastischo Dehnung und der Verformungsweg während der plastischen Verformung erfaßt, bostimmt und in einon Korrekturwort für die plastische Verformung umgewandelt wird,

Aus der DE-OS 3314672 ist ein Vei fahren und eine Anordnung zur Ausbildung einor gegebenen permanenten Formvorändorung auf Streckrichtmaschinen bekannt, boi dem die Verschiebung und die für diese Verschiebung notwendige Kraft gomesson, dann mit Hilfe der gomessenon Werte die jeweils permanento Formvera'ndorung dos Werkstückes bestimmt, und, wenn dio Formveränderung mit dem vorher eingestellten Wert identisch ist, der Prozeß gostopt wird.

Diese bekannten Verfahren führen die Korrektur während der plastischen Verformung durch, wodurch der Einfluß der elastischen Verformung, der geometrischen Gestalt und die jeweilig erreichte Maßhaltigkeit in jeder Einzelstufe einer Stufenfolge unberücksichtigt bleibt. Eine Mehrstellen-Meßvorrichtung zur Kontrolle mehrorer unterschiedlicher ForMgungsmaße ist dem DD-WP 205985 zu entnehmen, die einen Meßgebor mit angeblocktem Meßfühler und einen Komperator aufweist. Die Meßfühler sind beweglich oder fest ausgebildet und mit einer Grob- und Feineinstellung versohen.

Auch diese bekannte technische Lösung hat den Na<~'iteil, daß nur die Fertigmaßa festgestellt werden könnon. Aus der spanabhebenden Fertigung sind eine Vielzahl von jchnischen Lösungen (beispielsweise DE-OS 2134399, DE-OS 2163780, DE-OS 3115580) bekannt, die ein Prüfen der Werkstücke während der Fertigung ohne Unterbrechung des Fortigungsflussos ermöglichen.

Diese bekannten technischen Lehren haben den Nachteil, daß elastische und plastische Formveränderungen nicht feststellbar

Allen bekannten technischen Lösungen ist außerdem dor Kachteil gomoinsam, daß Materialfehler, wie Risse, nicht nachweisbar ·

Ziel der Erfindung

Des Ziel der Erfindung besteht in der Erhöhung der Auslastung von Stufonpressen, der Erhöhung der Formgenauiykoit und der Funktionsmaßhaltigkeit, der Sonkung des Ausschuß- und Nacharbeitsanteiles bei bleichzeitiger Verringerung des Umfangos für nachfolgende Kontrollarbeitsgänge, der Einsparung von Arbeitszeit und Kosten.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, alle die Formtreue und Funktionsmaßhaltigkeit bei schalenförmigon Blechformteilen beeinflussenden Faktoren als Summeneffekt während der Fertigung zu erfassen, danach die Fertigung einzustellen und gleichzeitig Materialfehler festzustellen.

Erfindungsgomäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß in der Schnittplatte des Beschneidewttrkzouges die init Kontaktflächen für Toleranzüber- und -unterschreitungen versehenen Maßtaster angeordnet sind, denen ein Relaiskrois, ein Verstärker, ein Zeitglied und eine Stelleinheit zugeordnet ist, deren Keilschiebor in der aus einem Grundkörper und Formstempeln bestehendon Matrize des Beschneidewerkzeugos vorgeordneten Umformworkzeuges angeordnet und mit dem Formstempel des Umformwerkzeuges verstellbar verbunden ist, wobc' dor Koilschiobor einen Kontakt aufweist, dom gegenüber im festen Abstand voneinander Kontakte in der Matrize zugeordnet sind und dor soinerseits mit einem Kontakt in Verbindung steht, und daß das Werkstück einerseits mit dem Niederhalter einon Moßraum, der mit einem Druckwächter verschon ist, und andererseits mit der Schnittplatte einen Innonraum bildet, dor durch eine Zuleitung ein Druckbegrenzungsventil, ein entsperrbares Rückschlagventil über e'inon Druckstift mit einem Druckluftnotz verbunden ist. In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung sind die Meßtaster gegenüber der Schnittplatte elektrisch isoliert. In vortailhofter Ausgestaltung der Erfindung ist im Niederhalter und in de r Schnittplatte jeweils ein Dichtring angeordnet. Die technisch-ökonomischen Auswirkungen der Erfindung, insbesondere ihre Effektivität, bestehen in der Erhöhung der Auslastung von Stufenpressen und in der Verbesserung der Formtreue und der Funktionsmaßhaltigkeit schalenförmigor Blechformteile. Sie zeichnot sich ferner dadurch aus, daß sich die Fertigungsqualität der Formteile erhöht und der Ausschußanteil gesenkt wird. Weiterhin gestattet die Erfindung, den Kontrollaufwand in den nachgeordneten Arbeitsprozessen, zu senken und Arbeitszeit sowie Kosten einzusparen,

Ausführungsboispiel

Dio Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsboispiel näher erläutort worden. In den dazugehörigen Zeichnungen zeigt

Figur 1: Die Anordnung und Ausbildung des Meßtasters im Beschneidev.'erkzoug, Figur 2: die Stelleinheit im Umformwerkzeug und Figur 3: die Lage der Meßtastcr im Beschneidewerkzeug.

DasBeschneidawerkzeug 2 besteht im wesentlichen aus einem Niederhalter 14undeinerSchnittplatte 1. Das Werkstück 1"wird mittels Niederhalter 14 auf der Werkstückauflagefläche 24 der Schnittplatte 1 lagegerecht zentriert und gehalten. Das Werkstück 13 teilt den Raum zwischen Niederhalter 14 und Schnittplatte 1 des Beschneidewerkzeuges 2 in einen Moßraum 15 und einon Innenraum 17. Meß- und Innenraum 15 und 17 sind gegenüber der Atmosphäre abgedichtet, indem zwischen dem Flansch 25 des Werkstückes 13 und der Werkstückauflagefläche 24 der Schnittplatte 1 einerseits und der Wirkfläche 26 des Niederhalters 14 andererseits je ein Dichtring 23 angeordnet ist.

In die Schnittplatte 1 ist eine Zuleitung 18 eingearbeitet, die mit einem entsporrbaren Rückschlageventil 20 in Verbindung steht, das mit einem in der Schnittplatte 1 angeordneten Druckstift 21 betätigt wird. Das Rückschlagventil 20 is! über ein Druckbegrenzungsventil 19 mil dem Drucklnftnetz 22 verbunden. Juich die Abwärtsbewegung des Niederhalters 14 wird über den Druckstift 21 das Rückschlagventil 20 geöffnet und der Flansch 25 des Werkstückes 13 zwischen Schnittplatte 1 und Niederhalter 14 gespannt. Übüi die Zuleitung 18 baut sich ein mit dem Druckbegrenzungsventil 19 voreingostellter

Luftübordruck auf, Der Meßraum 16 ist mit einem Dw ;kwächtor 16 verbunden, dor mit der Steuerung der Stufenpresse gekoppelt Ist.

Hat das Werkstück 13 einen RIß, εο entweicht über diesen die Luft in den Meßraum 15. Der Druckanstieg im Moßraum 15 führt zur Betätigung des Druckwächter 16, der soinorsoits den Fortigungsprozoß unterbricht. In der Schnittplatto 1 befinden sich in definierter Einbaulage zu einer von dor jeweiligen Werkstückform abhängigen Boziigsllnio Moßtaster 5. Diu Meßtaster 5 sind so in der Schnittplatte 1 vorteilt, daß sie genau diejenigen Zonon des Werkstückes 13 abtacton, in denen die Funktionsmaße abgogriffen werden können. Die Moßtaster 5 weisen ein Gehäuse 27, darin axial angeordneten Tastgriff 28, Kontaktstifto 47 und 48, Gleitstücke 29,30 und 31, Distanzhülsen 32,33 und 34, ein Isolierstück 35, Fodorn 36,37 und 38, eine Verschlußschraube 39 und elektrische Zuleitungen 40,41 und 42 auf. Der Meßtaster S besteht aus einom Tastgriff 28 mit olnor oberen Kontaktfläche 44, oinom Absatz 43 und einom dazugehörigen Kontaktstift 47. Der Tastgriff 28 des Moßtasters 5 läuft in oinom oberen Gleitstück 29, das sich auf dem hülsenförmlgon Distanzstück 32 abstützt. Der Kontaktstift 47 wird im mittleren Gleitstück 30 geführt, das seinerseits auf dom Distanzstück 33 anliegt. Die Feder 36 liegt auf dom mittleren Gleitstück 30 im Distanzstück 32 und drückt über den Absatz 43 der Kontaktfläche 44 auf den Tastgriff 28 des Meßtasters 28. Der Tastrjrlff 28 selbst hat eine isolierte Tastflächu 51. Der Kontaktstift 47 hat neben der Kontaktfläche 45a noch eine weitere Kontaktfläche 45 b und oinon Absatz 49, an dem eine Feder angreift. Der Kontaktstift 48 wird mit einer Feder 38, die an dem Absotz 50 angreift, an das untere Gleitstück 31 gedrückt, wolchos wiederum mit einer hülsenförmigen Verschlußschraube 39 über ein Isolierstück 35 und einor Distanzhülse 34 im Gehäuse 27 gehalten wird. Jode Kontaktfläche 44,45a bzw. 45b und 46 besitzt je eine Kabelzuführung 40,41 und 42, die mit einem Roiaiskreis 52 in Verbindung stoht.

Liogen die Toleranzen im vorgegobenon Boreich, so hauen der Tastgriff 28 und der Kontaktstift 47 über die Kontaktflächen 44 und 45 a sfindig Kontakt und der Stromkreis bleibt geschlossen. Die Stufenpresse ist in Betrieb. Ist die Kaiotto 53 zu flach gezogen, dann haben der Tastgriff 28 und der Kontaktstift 47 keinen Kontakt, Der Stromfluß ist unterbrochen. Die Stufenpresse stopt. Bei zu tief gezogenen Kalotten bleiben dor Tastgriff 28, der Kontaktstift 47 und der Kontaktstift 48 geschlossen und löson über den Rolaiskrols 52 ein Stop der Stufenpresse aus.

Der Formspeicher des Umformworkzeuges 9 ist mehrteilig ausgeführt. In der Matrize 8 befindet sich oin über eine Stelleinheit 6 axial anstellbarer Stempel 10. Dio Stolloinheit 6 bccteht aus einem Keilschreiber 7 und einem am Obertoll 54 des Umformwerkzeuges 9 befestigen Antrieb 55, der mit dom Kollschreiber 7 durch eine außen geführte, axial arretierte, jedoch drehbar gelagerte Spindel 56 verbunden ist.

Der Kellschroiber 7 weist einen Kontakt 11 auf, der in einer isolierten Buchse 57 federnd gelagert ist. Ihm gegenüber befindet sich im Oberteil 54 des Umformwerkzougo3 9 ein zum Oberteil 54 Isoliert angebrachter elektrischer Kontakt 12a, 12b und 12c. Die Abstände der Kontakte 12 a-12 b und 12 b-12 c vom Mittelkontakt 12 b entsprechen einen in Versuchsreihen ermittelten konstant gewählten Korrekturwert für die Toleranz dos Funktlonsmaßos.

Werden dio zulässigen Toleranzen an einem der Moßpunkto über- oder unterschritten, wird durch den Tastgriff 28 dos Meßtasters 5 dor wogvorkörperte Fehler erfaßt. Im Falle dor Toleranzuntorschreitung iut die Fohlerinformation im Stopsignal für dio Stufenpresse enthalten. Dieses Stopsignal wird über einen Verstärker 58 und einem Zeitglied 59 dem Umformwerkzeug 9 zugeführt, in dem der Antriob 55 des Keilschreibers 7 betätigt wird. Der Keilschreibor 7 vorschiebt dabei solange den Stempel 10 in axialer Richtung, bis der Kontakt 12a erreicht ist. Das heim Schließen der Kontakte 12 a und 11 bowirkta Signal setzt den Antrieb 55 außer Betrieb und startet über ein Zeitglied 6G die Stufenpresse erneut.

Bei Toleranzüberschreitung ist die Fehlerinformation gleichfalls in dem durch den Relaiskreis erzeugten Stopsignal enthalten, Das dabei gewonnene Signal wird ebenfalls über einen Verstärker 58 und einem Zeitglied 59 dem Umformwerkzeug zugeführt, wodurch der Antrieb 55 des Keilschreibers 7 den Stempel 10 vorschiebt. Die Verschiebung erfolgt solange, bis der Kontakt 11 den Kontakt 12c erreicht. Kontakte 11 und beschließen sich. Der Antrieb 55 stopt. Über das Zeitglied 60 wird dio Stufenpresse wieder in Botrieb gesetzt.

Claims (3)

1. Vorrichtung zur Prüfung der Formgenauigkeit und Rißfreiheit von schalenförmigen Blechformteilen, bestehend aus Meßtaster, optischer Anzeige, Umformwerkzeug mit geteilten Aktivelementen und Beschneidewerkzeug an Stufenpressen, dadurch gekennzeichnet, daß in der Schnittplatte (1) d s Beschneidewerkzeuges (2) die mit Kontaktflächen (44-45a; 44-45a-45b-46) fürToleranzüber- und -unterschreitungen vorsehenden Meßtaster (5) angeordnet sind, denen ein Relaiskreis (52), ein Verstirker (58), ein Zeitglied (59) und eine Stelleinheit (6) zugeordnet ist, deren Keilschieber (7) in der aus einem Grundkörper (8) und Formstempeln (10) bestehenden Matrize (8) des Beschneidowerkzeuges (2) vorgeordneten Umformwerkzeuges (9) angeordnet und mit dem Formstempel (10) des Umformwerkzeuges (9) verstellbar verbunden ist, wobei der Keilschieber (7) einen Kontakt (11) aufweist, dem gegenüber im festen Abstand voneinander Kontakte (12a; 12b; 12c) in der Matrize (8) zugeordnet sind, und der seinerseits mit dem Kontakt (12a oder 12 b oder 12c) in Verbindung steht, und daß das Werkstück (13) einerseits mit dem Niederhalter (14) einem Außenraum bzw. Meßraum (15), der mit einem Druckwächter (16) versehen ist, und andererseits mitderSchnittplatto (Deinen Innenraum (17) bildet, der durch eine Zuleitung (18) ein Druckbegrenzungsventil (19), ein entsperrbares Rückschlagventil (20) über einen Druckstift (21) mit einem Druckluftnetz (22) verbunden ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßtaster (15) gegenüber der Schnittplatte (1) elektrisch isoliert sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Niederhalter (14) und in der Schnittplatte (1) jeweils ein Dichtring (23) angeordnet ist.