DE10060005B4

DE10060005B4 - Umform-Werkzeug

Info

Publication number: DE10060005B4
Application number: DE2000160005
Authority: DE
Inventors: Bernhard Potzner; Stefan Kraft
Original assignee: Pass Stanztechnik AG
Current assignee: Pass Stanztechnik AG
Priority date: 2000-12-02
Filing date: 2000-12-02
Publication date: 2007-03-15
Anticipated expiration: 2020-12-03
Also published as: DE10060005A1

Abstract

Umform-Werkzeug zum Verformen von Blech (34)
– mit einer Umform-Matritzen-Einheit (1) und
– mit einer Umform-Stempel-Einheit (2),
– wobei die Einheiten (1) und (2) relativ zueinander längs einer gemeinsamen Mittel-Längs-Achse (17) bewegbar sind,
– wobei die Umform-Stempel-Einheit (2)
– ein Gehäuse-Unterteil (10),
– einen gegenüber dem Gehäuse-Unterteil (10) über Rückstell-Federn (18) abgestützten Auswerfer (11) und
– einen im Gehäuse-Unterteil (10) angeordneten, den Auswerfer (11) durchsetzenden Umform-Stempel (20)
aufweist
dadurch gekennzeichnet,
daß der Aufwerfer (11) und der Umform-Stempel (20) als Teile eines Differential-Kolben-Systems hydraulisch miteinander in der Weise gekoppelt sind, daß bei einer Verschiebung des Auswerfers (11) in eine Richtung der Mittel-Längs-Achse (17) der Umform-Stempel (20) in entgegengesetzter Richtung verschoben wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Umform-Werkzeug nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Ein gattungsgemäßes Umform-Werkzeug ist bekannt aus der DE 196 21 682 A1 .

Bei derartigen Umform-Werkzeugen ist der Umform-Stempel fest im Gehäuse-Unterteil angebracht, das ortsfest an einem Maschinentisch angebracht wird. Der Umform-Stempel durchsetzt einen Auswerfer, der mittels Rückstell-Federn gegenüber dem Gehäuse-Unterteil abgestützt ist. Auf die obere Auflagefläche des Auswerfers wird ein zu verformendes Blech aufgelegt. Anschließend fährt die Umform-Matritze auf das Blechteil herunter und drückt dieses zusammen mit dem Auswerfer in das Gehäuse-Unterteil, wobei dann der Umform-Stempel durch den Auswerfer hindurch dringt und im Zusammenwirken mit der Matritze das Blech verformt. Nach dem Abheben der Umform-Matritze drückt der Auswerfer das verformte Blech vom Stempel herunter, so daß es in der Arbeits-Maschine weiter transportiert oder aus dieser herausgenommen werden kann. Hierbei üblicherweise zum Einsatz kommende Arbeits-Maschinen sind Stanz-Maschinen oder Nibbel-Maschinen oder dergleichen, die mit relativ kurzen Hüben der Umform-Matritzen-Einheit arbeiten. Aus diesem Grunde können nur – bezogen auf die Arbeitsrichtung bzw. die Mittel-Längs-Achse des Umform-Werkzeugs – kleine Verformungen an einem Blech vorgenommen werden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Umform-Werkzeug zu schaffen, das – bezogen auf seine Mittel-Längs-Achse – relativ große Verformungswege, bezogen auf die Länge des Arbeitshubes des Umform-Werkzeuges, zuläßt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmal im Kennzeichnungsteil des Anspruches 1 gelöst. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung wird ermöglicht, daß nur ein sehr kurzer Teil des Arbeitshubes der Umform-Einheiten gegeneinander für die Verformung genutzt wird, so daß ein entsprechend größerer Anteil des Gesamthubes nutzbar ist, um das verformte Blech quer aus dem lichten Raum zwischen den Umform-Einheiten zu entfernen.

Die Unteransprüche ergeben vorteilhafte und zum Teil erfinderische Ausgestaltungen wieder.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung. Es zeigt
1 ein Umform-Werkzeug in auseinander gefahrener Stellung vor Beginn eines Umform-Vorgangs,
2 das Umform-Werkzeug in zusammengefahrenem Zustand nach dem Verformen des Blechs und
3 das Umform-Werkzeug in wieder auseinander gefahrenem Zustand mit dem verformten Blech.
Der in der Zeichnung dargestellte Werkzeugsatz eines Uniform-Werkzeuges besteht aus einer als Werkzeug dienenden Umform-Matritzen-Einheit 1 und einer als Gegenwerkzeug dienenden Umform-Stempel- Einheit 2. Die Umform-Matritzen-Einheit 1 weist einen Schaft 3 zur Einspannung in einem entsprechenden Spannfutter bzw. einer entsprechenden Aufnahme einer Bearbeitungsmaschine auf, bei der es sich um eine Stanz-Maschine, eine Nibbel-Maschine oder eine andere kurze lineare Arbeitshübe ausübende Arbeits-Maschine handeln kann. Einstückig mit dem Schaft 3 ausgebildet ist eine Umform-Matritze 4, die eine dem umzuformenden Blech nach der Umformung angepaßte Ausnehmung 5 aufweist, die im vorliegenden Fall durch eine ebene Bodenfläche 6 und eine zylindrische Wandung 7 mit einer abgerundeten Kante 8 begrenzt wird.
Die Umform-Stempel-Einheit 2 weist ein Stempel-Gehäuse 9 auf, das ein tellerartiges Gehäuse-Unterteil 10 aufweist. Auf diesem ist ein Auswerfer 11 angeordnet, der ebenfalls tellerartig ausgebildet ist und als Gehäuse-Oberteil dient. Das Gehäuse-Unterteil 10 wird ortsfest am Maschinentisch der erwähnten Bearbeitungsmaschine angebracht. Der Auswerfer 11 ist mittels eines Halterings 12 relativ zum Gehäuse-Unterteil 10 zentriert. Der Haltering 12 ist mittels Schrauben 13 fest mit dem Gehäuse-Unterteil 10 verbunden. Der Auswerfer 11 weist einen nach außen vorstehenden Führungs-Ringbund 14 auf, der einerseits an einer Führungs-Fläche 15 des Halterings 12 anliegt und der andererseits von einem radial nach innen vorspringenden Haltesteg 16 des Halterings 12 übergriffen wird. Durch diese Ausgestaltung wird erreicht, daß der Auswerfer 11 einerseits relativ zum Gehäuse-Unterteil 10 in Richtung der gemeinsamen Mittel-Längs-Achse 17 verschiebbar ist, andererseits radial hierzu aber spielfrei und flüssigkeitsdicht geführt ist, wobei der Verschiebeweg weg vom Gehäuse-Unterteil 10 durch den Haltesteg 16 begrenzt wird. Der Auswerfer 11 stützt sich über Rückstell-Federn 18 gegenüber dem Gehäuse-Unterteil 10 ab, die als vor gespannte Druckfedern ausgebildet sind, so daß der Auswerfer 11 in der in den 1 und 3 dargestellten Ruhelage des Auswerfers 11 relativ zum Gehäuse-Unterteil 10 von letzterem weg gefahren ist und gegen den Haltesteg 16 des Halterings 12 anliegt.
Im Gehäuse-Unterteil 10 ist ein als Führungs-Zylinder 19 dienender ringzylindrischer Steg ausgebildet. Dieser Führungs-Zylinder 19 dient zur Führung eines mit einem Umform-Stempel 20 verbundenen bzw. einstückig mit diesem ausgebildeten ringförmigen Kolbens 21. Der Kolben 21 ist in dem Führungs-Zylinder 19 flüssigkeitsdicht in Richtung der Achse 17 verschiebbar geführt. Auf der Außenseite des Führungs-Zylinders 19 ist wiederum der Auswerfer 11 mit einem ringzylindrischen Führungs-Steg 22 verschiebbar geführt. Der zwischen der Führungs-Fläche 15 des Halterings 12 und dem Führungs-Zylinder 19 befindliche Ringabschnitt des Auswerfers 11 bildet einen Ring-Kolben-Ansatz 11a des Auswerfers 11.
Der Raum 23 zwischen dem Kolben 21, dem Führungs-Zylinder 19 und dem Gehäuse-Unterteil 10 und der auch die Rückstell-Federn 18 aufnehmende Raum 24 zwischen dem Auswerfer 11, der Führungs-Fläche 5 des Halterings 12, dem Führungs-Zylinder 19 und dem Gehäuse-Unterteil 10 sind mittels Verbindungs-Kanälen 25 miteinander verbunden, bilden also einen einheitlichen rundum nach außen abgedichteten Hydraulik-Raum 26. Die Führungen zwischen dem Führungs-Zylinder 19 und dem Kolben 21 einerseits und zwischen dem Führungs-Steg 22 und dem Führungs-Zylinder 19 andererseits sind ebenfalls flüssigkeitsdicht. Der Hydraulik-Raum 26 kann über eine Einfüll-Bohrung 27 mit Hydraulik-Öl gefüllt werden. Die Bohrung 27 wird mittels einer Schraube 28 dicht verschlossen.
Aus der vorstehenden Beschreibung ergibt sich, daß der Ring-Kolben-Ansatz 11a des Auswerfers 11 und der mit dem Umform-Stempel 20 versehene Kolben 21 ein Differential-Kolben-System bilden, da der Ring-Kolben-Ansatz 11a mit dem Kolben 21 und umgekehrt durch die Flüssigkeit im Hydraulik-Raum 26 miteinander gekoppelt sind, wobei Einfahrbewegungen des Auswerfers 11 in das Gehäuse 9 zu einer Ausfahrbewegung des Stempels 20 aus dem Gehäuse 9 und umgekehrt führt. Die Übersetzung hängt hierbei von dem Verhältnis der Querschnittsfläche F_11a des Ring-Kolben-Ansatzes 11a zur Querschnittsfläche F₂₁ des Kolbens ab.
Der Umform-Stempel 20 durchdringt eine Öffnung 29 im Auswerfer 11. Seine Oberseite 30 befindet sich in der in den 1 und 3 dargestellten Ruhelage fluchtend mit der eine Auflagefläche 31 bildenden Außenseite des Auswerfers 11.
An der dem Raum 23 abgewandten Oberseite des Kolbens 21 sind Löse-Kraftspeicher 32 angebracht, die bei vollständig ausgefahrenem Umform-Stempel 20 zur Anlage an der Innenseite 33 des Auswerfers 11 kommen.
Die Funktion wird anhand der 1 bis 3 beschrieben.
In der Ausgangslage gemäß 1 befindet sich der Auswerfer 11 in seiner aus dem Stempelgehäuse 9 ausgefahrenen Stellung und der Umform-Stempel 20 befindet sich in der eingefahrenen Stellung. Die Umform-Matritzen-Einheit 1 befindet sich oberhalb der Umform-Stempel-Einheit 2 in ihrer hochgefahrenen Stellung in einem lichten Abstand a oberhalb des Auswerfers 11. In den Zwischenraum zwischen den beiden Einheiten 1 und 2 wird ein zu verformendes Blech 34 eingelegt und auf der Auflagefläche 31 abgelegt. Es kann beispielsweise mittels Spannzangen gehalten sein, die nicht dargestellt sind. Anschließend erfolgt gemäß 2 der Umformhub, bei dem die Umform-Matritze 4 sich mit ihrer unteren Druckfläche 35 auf dem Blech 34 und darüber auf der Auflagefläche 31 des Auswerfers 11 abstützt. Der Auswerfer 11 wird hierbei in das ortsfeste Gehäuse-Unterteil 10 eingedrückt, wobei gleichzeitig der Umform-Stempel 20 den zugeordneten Teil des Bleches 34 in die Ausnehmung 5 der Umform-Matritze 4 eindrückt und zwar soweit, bis der Umform-Stempel 20 mit dem Blech 34 an der Bodenfläche 6 der Matritze 4 zur Anlage kommt. Im Bereich zwischen dem Umform-Stempel 20 und der Kante 8 der Matritze 4 wird das Blech 34 kegelstumpfförmig in die Ausnehmung 5 der Matritze 4 eingezogen, so daß das Blech 34 mit einer napfförmigen Verformung 36 versehen wird. Bei dieser Ausfahrbewegung des Umform-Stempels 20 kommen die Löse-Kraftspeicher 32 zur Anlage an der Innenseite 33 des Auswerfers 11 und werden hierbei deformiert, also vorgespannt.
Wenn – entsprechend der Darstellung in 3 – die Umform-Matritzen-Einheit 1 wieder nach oben in ihre Ruhelage zurückgefahren wird, dann wird gleichzeitig durch die Rückstell-Federn 18 der Auswerfer 11 vom Gehäuse-Unterteil 10 weggeschoben und der Umform-Stempel 20 in das Stempel-Gehäuse 9 eingefahren. In der Anfangsphase dieser Rückstellbewegung unterstützen die Löse-Kraftspeicher 32 das Ablösen des Umform-Stempels 20 aus der Verformung 36 des Bleches 34. Wie 3 erkennen läßt, kann die Gesamthöhe b der Verformung 36 zuzüglich der Dicke c des Bleches 34 fast dem lichten Abstand a zwischen Einheit 1 und Einheit 2 in der Ruhelage entsprechen. Um dieses Ergebnis zu erzielen, muß die Querschnittsfläche F_11a des Ring-Kolben-Ansatzes 11a größer, und zwar deutlich größer sein, als die Querschnittsfläche F₂₁ des Kolbens 21. Diese Querschnittsverhältnisse werden für den jeweiligen Anwendungsfall ausgewählt.
Mit der Matritze 4 und/oder dem Umform-Stempel 20 können auch Stanz- oder Schneidmesser zur Ausübung zusätzlicher Arbeiten am Blech 34 vorgesehen sein.

Claims

Umform-Werkzeug zum Verformen von Blech (34) – mit einer Umform-Matritzen-Einheit (1) und – mit einer Umform-Stempel-Einheit (2), – wobei die Einheiten (1) und (2) relativ zueinander längs einer gemeinsamen Mittel-Längs-Achse (17) bewegbar sind, – wobei die Umform-Stempel-Einheit (2) – ein Gehäuse-Unterteil (10), – einen gegenüber dem Gehäuse-Unterteil (10) über Rückstell-Federn (18) abgestützten Auswerfer (11) und – einen im Gehäuse-Unterteil (10) angeordneten, den Auswerfer (11) durchsetzenden Umform-Stempel (20) aufweist dadurch gekennzeichnet, daß der Aufwerfer (11) und der Umform-Stempel (20) als Teile eines Differential-Kolben-Systems hydraulisch miteinander in der Weise gekoppelt sind, daß bei einer Verschiebung des Auswerfers (11) in eine Richtung der Mittel-Längs-Achse (17) der Umform-Stempel (20) in entgegengesetzter Richtung verschoben wird.
Umform-Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Umform-Stempel (20) mit einem Kolben (21) versehen ist, der in einem am Gehäuse-Unterteil (10) ausgebildeten ersten Raum (23) flüssigkeitsdicht verschiebbar geführt ist.
Umform-Werkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Auswerfer (11) mit einem Kolben-Ansatz (11a) versehen ist, der in einem am Gehäuse-Unterteil (10) ausgebildeten zweiten Raum (24) flüssigkeitsdicht verschiebbar geführt ist.
Umform-Werkzeug nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Raum (23) und der zweite Raum (24) zu einem Hydraulik-Raum (26) miteinander verbunden sind.
Umform-Werkzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben-Ansatz als Ring-Kolben-Ansatz (11a) ausgebildet ist.
Umform-Werkzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückstell-Federn (18) im zweiten Raum (24) angeordnet sind.
Umform-Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Umform-Stempel (20) Löse-Kraftspeicher (32) verbunden sind, die am Ende einer Ausfahrbewegung des Umform-Stempels (20) gegen den Auswerfer (11) zur Anlage kommen.
Umform-Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß für die Querschnittsfläche F_11a des Kolben-Ansatzes (11a) im Verhältnis zur Querschnittsfläche F₂₁ des Kolbens (21) gilt: F_11a > F₂₁.