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Die
Erfindung betrifft ein Werzeugeinheit zum Pressen und/oder Stanzen
und/oder Biegen von Werkstücken
gemäß dem Oberbegriff
des Anspruches 1.
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Derartige
Werkzeugeinheiten, die eine Mehrzahl von Arbeitsstationen aufweisen,
die jeweils aus einem Werkzeug und aus einem passenden Gegenwerkzeug
bestehen, werden zum Stanzen und/oder Pressen und/oder Biegen von
Werkstücken
in einer Vielzahl aufeinanderfolgender Schritte verwendet.
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Typischerweise
handelt es sich bei den Werkstücken
um kleinere Stanzpreßteile,
die aus einer fortlaufenden Blechbahn mit hoher Frequenz ausgestanzt
und oder gepreßt
und/oder gebogen werden, wobei die Blechbahn zugleich als Fördermittel
dient, um die Rohlinge durch die verschiedenen Stationen des Werkzeuges
zu tragen. Erst in einem letzten Schritt erfolgt das Vereinzeln
der Werkstücke.
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Für manche
Anwendungsfälle
wäre es
vorteilhaft, wenn man einen der Arbeitsschritte bei ausgewählten der
Werkstücke
weglassen könnte.
So gibt es zuweilen Stanzteile oder Preßteile, die in geringfügig abgewandelter
Form für
unterschiedliche Produkte verwendet werden. So kann z.B. für ein Stanzteil
erster Art an einer bestimmten Stelle ein Loch notwendig sein, während für ein im übrigen gleiches
Stanzteil zweiter Art dieses Loch nicht benötigt wird. Ähnlich kann es notwendig sein,
für Stanzteile einer
Art zusätzlich
noch eine gewisse plastische Verformung vorzunehmen, die für ein Stanzteil
anderer Art nicht notwendig ist.
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Durch
die vorliegende Erfindung soll eine Werkzeugeinheit gemäß dem Oberbegriff
des Anspruches 1 so weitergebildet werden, daß mindestens eines der durch
die gemeinsame bewegte Pressenplatte betätigten Werkzeuge wahlweise
mit kurzer Schaltzeit außer
Betrieb setzbar und in Betrieb nehmbar ist.
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Diese
Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch
eine Werkzeugeinheit mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.
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Bei
einer erfindungsgemäßen Werkzeugeinheit
kann man alle der von der Pressenplatte getragenen Werkzeuge gleichzeitig
betreiben, wie dies für eine
Mehrstationen-Werkzeugeinheit üblich
ist. Man kann aber zumindest eine der Stationen vorübergehend
außer
Betrieb nehmen, indem man durch Ansteuern der schaltbaren Kraftübertragungseinheit den
Kraftschluß zwischen
Pressenplatte und Werkzeug unterbricht. Das entsprechende Werkzeug
wird somit entweder gar nicht oder nur mit geringer Kraft gegen
das Werkstück
bewegt, so daß keine
Verformung des Werkstückes
und kein Stanzen erfolgt.
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Vorteilhafte
Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen angegeben.
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Die
Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch
2 ermöglicht
es, in Abhängigkeit
vom Hub einer Eingangsbewegung an einem Ausgangsteil der Totgangverbindung
walweise eine (auch sehr hohe) Kraft bereitzustellen bzw. eine mit
dem Ausgangsteil verbundene Last (Stanz- oder Preßwerkzeug)
kraftfrei zu stellen.
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Dabei
ist bei der Weiterbildung gemäß Anspruch
3 gewährleistet,
daß das
Eingangsteil der Totgangverbindung im unbe lasteten Zustand eine
definierte Stellung einnimmt.
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Eine
Werkzeugeinheit gemäß Anspruch
4 zeichnet sich durch besonders einfachen und robusten Aufbau auf.
Das Bewegen des Koppelkörpers
in beiden Richtungen durch einen Antrieb ermöglicht kurze Schaltzeiten.
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Antriebe,
wie sie im Anspruch 5 wiedergegeben sind, zeichnen sich durch kompakte
Abmessungen und genaue und rasche Positionierung aus.
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Eine
schaltbare Totgangverbindung, wie sie im Anspruch 6 angegeben ist,
zeichnet sich durch kompakten und robusten Aufbau aus. Sie erlaubt
darüber
hinaus sehr hohe Schaltfrequenzen.
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Mit
der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 7 wird dabei erreicht,
daß die
Abtriebsbewegung der schaltbaren Totgangverbindung exakt in Preßrichtung
erfolgt.
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Mit
der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 8 ist gewährleistet,
daß auch
das Treiben des zweiarmigen Hebels exakt in Preßrichtung erfolgt. Dadurch,
daß das
Kraftübertragungsteil
in zur Preßrichtung
transversaler Richtung zwischen einer die Lücke zwischen Stempel und Anschlag
ausfüllenden
Arbeitsstellung und einer vollständig
aus dieser Lücke
herausgefahrenen Ruhestellung bewegbar ist, wird erreicht, daß dieses
Bewegen des Kraftübertragungsteiles
mit geringer Kraft und damit rasch erfolgen kann. Da der Antriebr
zum Verstellen des Kraftübertragungsteiles
nur wenig Kraft aufzubringen braucht, kann man auch einen klein
dimensionierten kompakten Antrieb verwenden, der sich platzsparend in
die Werkzeugeinheit integrieren läßt.
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Bei
einer Werkzeugeinheit gemäß Anspruch 9
erhält
man zugleich eine Übersetzung
(Übersetzungsverhältnis kann
kleiner oder größer als
1 sein) der Kräfte
bzw. Wege. Es ist somit möglich,
z.B. Eindrückungen
in einem Werkstück
zu erzeugen, die tiefer oder flacher sind als der bei derartigen
Werkzeugeinheiten kleine Hub der gemeinsamen Pressenplatte.
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Bei
einer Werkzeugeinheit gemäß Anspruch 10
läßt sich
das Übersetzungsverhältnis des
durch den zweiarmigen Hebel gebildeten Getriebes einstellen.
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Bei
der Werkzeugeinheit nach Anspruch 11, ist der Weg zwischen Arbeitsstellung
und Ruhestellung des Kraftübertragungsteiles
besonders klein.
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Die
Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch
12 erlaubt es, das Ausmaß der
Totgangverbindung auf einfache Weise über die Öffnungszeit der steuerbaren
Ventile zu steuern. Man kann so ein betrachtetes Werkzeug ganz außer Betrieb
nehmen, man kann dieses Werkzeug aber auch mit deutlich kleinerer
Amplitude antreiben als die anderen Werkzeuge. Dabei zeichnet sich
die im Anspruch 12 angegebene fluidische Totgangverbindung durch
mechanisch sehr einfachen Aufbau aus. Auch sind die zur Steuerung
zu bewegenden Massen klein (Ventilkörper des steuerbaren Ventiles).
Dies ermöglicht
hohe Schaltfrequenzen.
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Die
Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch
13 gestattet es, gegebenenfalls die Achse der Abtriebsbewegung zur
Achse der Eingangsbewegung des hydraulischen Getriebes geneigt zu
wählen.
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Bei
einer Werkzeugeinheit gemäß Anspruch 14
kann man für
ein ausgewähltes
Werkzeug eine Kraft- oder Wegüber setzung
vorgeben.
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Bei
einer Werkzeugeinheit gemäß Anspruch 15
ist es möglich,
das Werkzeug mit reduzierter Kraft und/oder Nacheilen gegen das
Werkstück
zuzustellen.
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Bei
einer Werkzeugeinheit gemäß Anspruch 16
läßt sich
das Ausmaß der
Verzögerung
und gegebenenfalls der Kraftreduzierung auf einfache Weise einstellen.
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Eine
schaltbare Totgangverbindung, wie sie im Anspruch 17 angegeben ist,
zeichnet sich durch einfachen mechanischen Aufbau aus.
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Dabei
kann man gemäß Anspruch
18 bei kompakter Abmessung der Kupplung und einfachem Aufbau derselben
die Kraftübertragungsstrecke
zwischen Preßplatte
und Werkzeug auf einfache Weise steuern.
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Nachstehend
wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme
auf die Zeichnung näher
erläutert.
In dieser zeigen:
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1:
eine seitliche Ansicht einer Preß- und Stanz-Werkzeugeinheit mit
vier Arbeitsstationen;
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2:
einen vergrößerten transversalen Schnitt
durch eine der Arbeitsstationen der Werkzeugeinheit nach 1 geschnitten
in einer zur Produktförderrichtung
senkrechten Ebene;
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3:
einen Ausschnitt aus 2 in vergrößertem Maßstabe;
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4:
einen vertikalen Schnitt durch eine abgewan delte schaltbare Totgangverbindung, über welche
ein Werkzeug mit einer Pressenplatte verbindbar ist;
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5:
eine ähnliche
Ansicht wie 4, in welcher jedoch die hydraulische
Totgangverbindung zugleich als hydrostatisches Getriebe ausgebildet
ist;
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6:
einen axialen Schnitt durch eine steuerbare Totgangverbindung, die
elektromechanisch arbeitet;
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7:
eines Aufsicht auf eine Lamellenscheibe für den Rotor eines Elektromotors;
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8:
eine Aufsicht auf eine abgewandelte Lamellenscheibe, welches die
eine Stirnfläche
des Lamellenpaketes des Rotors bildet;
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9:
einen axialen Schnitt durch eine abgewandelte steuerbare Kraftübertragungseinheit
zur Verwendung in einer Preß-
und Stanzwerkzeugeinheit gemäß 1 und;
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10:
eine Aufsicht auf eine Koppeleinheit der in 9 gezeigten
Kraftübertragungseinheit.
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In 1 ist
mit 10 eine rahmenfeste Pressenplatte bezeichnet. Eine
vertikal bewegliche Pressenplatte 12 ist mit Führungsstangen 14, 16 verbunden,
die in vertikalen rahmenfesten Lagerhülsen 18, 20 arbeiten.
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Wie
durch eine gestrichelte Linie 22 angedeutet, ist die Pressenplatte 12 mechanisch
mit einem Pressenantrieb 24 verbunden, der die Pressenplatte 12 in
vertikaler Richtung nach unten und oben bewegt.
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Der
Pressenrahmen ist der Übersichtlichkeit halber
nicht dargestellt.
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Die
Pressenplatte 10 trägt
auf ihrer Oberseite Unterformen 26-1, 26-2, 26-3 und 26-4,
die zusammen mit Oberformen 28-1, 28-2, 28-3 und 28-4 jeweils
eine Arbeitsstation 30-1, 30-2, 30-3 und 30-4 bilden.
Die Arbeitsstationen 30 können ihrerseits jeweils unterschiedliche
Arbeiten an einem Werkstück vornehmen,
insbesondere Teile aus einem Rohling ausstanzen und/oder den Rohling
tiefziehend verformen.
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Zu
Erläuterungszwecken
sei angenommen, daß jede
der Oberformen 28 ein stabförmiges Stanzwerkzeug 32-1, 32-2, 32-3 und 32-4 trägt, während die
entsprechende Unterform eine passende Matrize 34-1, 34-2, 34-3 und 34-4 aufweist.
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Für Zwecke
der Beschreibung sei angenommen, daß sich die Stanzwerkzeuge 32 und
die Matrizen 34 nur in ihrer Lage auf Oberform bzw. Unterform unterscheiden.
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Zwischen
den Unterformen 26 und den Oberformen 28 ist ein
Blechband 36 dargestellt, welches durch eine vor der Presse
liegende Antriebseinheit 38 und eine hinter der Presse
liegende Antriebseinheit 40 schrittweise durch die Presse
bewegt wird, wobei das Inkrement der Bewegung dem Abstand der äquidistanten
Arbeitsstationen 30 entspricht.
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Die
Antriebseinheiten 38, 40 fassen jeweils einen
Antriebsmotor 42 und zwei gegenläufig gekoppelte elastomerbeschichtete
Antriebswalzen 44, 46, die an den beiden Ober flächen des
Blechbandes 36 angreifen.
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Die
Antriebseinheiten 38, 40 und der Pressenantrieb 24 sind
mit Ausgängen
einer Steuereinheit 48 verbunden, welche das Arbeiten der
Presse steuert und insbesondere die Bewegung der Antriebseinheiten 38, 40 und
die Bewegung des Pressenantriebes 24 so synchronisiert,
daß das
Blechband 36 stillsteht, während die Oberformen 28 mit den
Unterformen 26 zusammenarbeiten.
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Der
momentane Arbeitszustand der Presse kann auf einem Monitor 50 abgelesen
werden, der ebenso an die Steuereinheit 48 angeschlossen
ist wie ein Tastenfeld 52, mit welchem Arbeitsparameter ad
hoc geändert
werden können.
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Bewegen
sich die Oberformen 28 synchron mit der Pressenplatte 12 mit,
so werden beim oben beschriebenen Ausführungsbeispiel in das Blechband 36 an
vier unterschiedlichen Stellen Öffnungen eingestanzt,
und ist die Oberform 28-4 zusätzlich mit einer umlaufenden
Trennrippe 54 versehen, so wird das mit vier Löchern versehene
Werkstück
in der Abreitsstation 30-4 auch aus dem Blechband 36 ausgestanzt.
Es kann dann in bekannter Weise (z.B. durch Ausblasen) in einen
Sammelbehälter
für fertige Werkstücke gefördert werden.
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Der
verbleibende Rest des Blechbandes 36 wird stromab der Antriebseinheit 40 durch
einen nicht dargestellten Antrieb wieder aufgewickelt. Analog ist links
der Antriebseinheit 38 eine Vorratsspule für das Blechband 36 zu
denken.
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Für die Zwecke
der Beschreibung sei nun angenommen, daß für manche der Werkstücke das zweite
Loch, welches in der Arbeitsstation 30-2 erzeugt wird,
nicht benötigt wird.
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Um
dies zu ermöglichen,
ist die Oberform 28-2 mit der gemeinsamen oberen Pressenplatte 12 durch
eine schaltbare Kraftübertragungseinheit 56-2 verbunden,
während
die anderen Arbeitsstationen 30-1, 30-3 und 30-4 über starre
Kraftübertragungseinheiten 56-1, 56-3 und 56-4 mit
der oberen Pressenplatte 12 verbunden sind.
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Die
Kraftübertragungseinheit 56-2 hat
ein Basisteil 58, welches fest mit der Pressenplatte 12 verbunden
ist, und ein Ausgangsteil 60, welches mit dem Stanzwerkzeug 32-2 verbunden
ist.
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Die
steuerbare Kraftübertragungseinheit 56-2 arbeitet
grob gesprochen so, daß sie
die Bewegung der Pressenplatte 12 wahlweise auf das Stanzwerkzeug 32-2 überträgt, je nachdem,
ob sie an einer Steuerklemme ein Ausgangssignal der Steuereinheit 48 erhält oder
nicht.
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Es
versteht sich, daß bei
beliebigen der Arbeitsstationen 30 starre Kraftübertragungseinheiten oder
steuerbare Kraftübertragungseinheiten
vorsehen kann, je nachdem, ob man ein Arbeiten des jeweiligen Werkzeugs
oder Werkzeugsatzes immer oder nur zuweilen wünscht.
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Nachstehend
werden nun unter Bezugnahme auf die 2 ff. verschiedene
Ausführungsbeispiele
für steuerbare
Kraftübertragungseinheiten 56 beschrieben.
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Die
in 2 gezeigte steuerbare Kraftübertragungseinheit 56 hat
ein Basisteil 58, in welchem eine erste vertikale Führungsbohrung 62 und
eine zweite in 2 nach rechts beabstandete Führungsbohrung 64 ausgebildet
ist.
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Die
beiden Führungsbohrungen 62, 64 sind durch
einen transversalen Kanal 66 verbunden.
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In
der Führungsbohrung 62 läuft ein
Anschlagstößel 68,
welcher durch eine Feder 70 in eine ausgefahrene Stellung
vorgespannt ist. Der Anschlagstößel 68 hat
im Bereich des Kanales 66 ein Fenster 72, in welche
sich ein Endabschnitt eines ersten Armes 74 eines zweiarmigen
Hebels 76 hinein erstreckt. Der erste Arm 74 ist
durch einen Schwenkstift 78 gelenkig mit dem Anschlagstößel 68 verbunden.
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Der
zweiarmige Hebel 76 ist bei seiner Mitte auf einem Lagerstift 80 gelagert,
der in den seitlichen Wänden
des Kanales 66 festgelegt ist.
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Ein
in 2 rechts gelegener zweiter Arm 82 des
Hebels 76 ist mit seinem freien Ende in ein Fenster 84 geführt, welches
im oberen Endabschnitt eines Antriebsstößels 86 ausgebildet
ist. Letzterer läuft
in der Führungsbohrung 66.
Ein Gelenkstift 88 sorgt für eine gelenkige Verbindung
zwischen dem zweiten Arm 82 des Hebels 76 und
dem Antriebsstößel 86.
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Parallel
zur Unterseite des Basisteiles 58 verläuft eine Führungsplatte 90, die
mittels Schrauben 92 an der Unterseite des Basisteiles 58 befestigt ist.
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Die
Führungsplatte 90 hat
bei ihrer Mitte eine Führungsbohrung 94,
in welcher ein unterer Abschnitt des Antriebsstößels 86 geführt ist.
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Die
untenliegende Stirnfläche
des Antriebsstößels 86 trägt zwei
feine Stanzdorne 96, 98, die vertikal ausgerichtet
sind und mit passenden vertikal ausgerichteten Matrizen 100, 102 zusammenarbeiten,
die von einer mittleren Platte 104 der Unterform 26 getragen
sind. Die mittlere Platte 104 ist über eine untere Platte 106 mit
einer Grundplatte 108 der Unterform 26 durch Schrauben 110 verbunden.
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Über der
mittleren Platte 104 der Unterform 26 ist eine
Andrückplatte 112 gezeigt,
in deren Unterseite, wie aus 2 ersichtlich,
eine flache nutähnliche
Vertiefung 114 vorgesehen ist, die zusammen mit der Oberseite
der mittleren Platte 104 einen Durchgangskanal für das Blechband 36 vorgibt,
welches in zur Zeichenebene von 2 senkrechter
Richtung gefördert
wird.
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Im
in 2 links gelegenen Abschnitt der Oberseite der
Andrückplatte 112 ist
ein Federsitz 116 vorgesehen, der mit einem weiteren Federsitz 118 fluchtet,
der in der Unterseite der Führungsplatte 90 vorgesehen
ist.
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In
diesen beiden Federsitzen sind die beiden Enden einer Schraubenfeder 120 abgestützt, welche die
Andrückplatte 112 federnd
gegen die Oberseite der mittleren Platte 104 vorspannt.
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Die
Unterform 26 und die Oberform 28 einer Arbeitsstation 30 sind
jeweils durch Positionierstäbe 122 gegeneinander
ausgefluchtet und gefügt,
welche mit einem oberen Abschnitt 124 in einer Kugelführungsbuchse 126 der
Führungsplatte 90 und
mit einem unteren Abschnitt 128 in einer Kugelführungsbuchse 130 laufen,
welche in den beiden Platten 104, 106 sitzt.
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Ein
mittlerer Abschnitt 132 der Positionierstäbe 122 sitzt
in der Andrückplatte 112 und
schlägt mit
einem Bund 134 an deren Oberseite an.
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Fluchtend
mit dem Anschlagstößel 68 ist
ein Anschlagstift 136 vorgesehen.
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Bei
angehobener Pressenplatte 12 sind die freien Stirnflächen von
Anschlagstößel 68 und
Anschlagstift 136 um eine Strecke D voneinander beabstandet.
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In
den Zwischenraum D ist ein Kraftübertragungsstab 138 in
transversaler Richtung einschiebbar. Dieser ist vom Abtriebsteil 140 eines
insgesamt mit 142 bezeichneten elektrischen Linearmotors
getragen. Dieser sitzt auf einer Platte 144, welche durch nicht
gezeigte Mittel mit dem Rahmen der Presse verbunden ist, z.B. über die
Grundplatte 108.
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Die
Höhe des
Kraftübertragungsstabes 138 ist
so bemessen, daß sie
etwas kleiner ist als der Abstand D. Auf diese Weise kann der Kraftübertragungsstab 138 bei
angehobener Pressenplatte 12 in den zwischen den freien
Stirnflächen
von Anschlagstößel 68 und
Anschlagstift 136 liegenden Raum hineinbewegt und aus diesem
herausgezogen werden. Diese Bewegung ist in beiden Richtungen vom
Linearmotor 142 verursacht, so daß sie durch entsprechende Erregung
der Spule des Linearmotors 142 sehr rasch mit kurzen Beschleunigungs-
und Verzögerungszeiten
erfolgen kann.
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Die
oben beschriebene Arbeitsstation 56-2 arbeitet folgendermaßen:
Wird
ein Zusammenarbeiten der Stanzdorne 96, 98 mit
den Matrizen 100, 102 gewünscht, so wird der Kraftübertragungsstab 138 durch
den Linearmotor 142 zwischen dem Anschlagstößel 68 und
dem Anschlagstift 136 gestellt.
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Wird
nun der Pressenstempel 12 nach unten bewegt, wird das Basisteil 58 ebenfalls
nach unten bewegt, das fest mit dem Pressenstempel 12 verbunden
ist. Der Hebel 74 wird dann im Uhrzeigersinne um den Schwenkstift 78 verschwenkt
und drückt
den Antriebsstößel 86 nach
unten. Damit werden die Stanzdorne 96, 98 durch
das Blechband 36 hindurch und in die Matrizen 100, 102 hineinbewegt.
Bei dieser Bewegung werden zwei kleine Kreisscheiben aus dem Blechband 36 ausgestanzt.
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Die
entsprechenden Materialabschnitte werden durch eine nicht näher gezeigte
Druckluftdüsen-Anordnung,
durch die Matrizen 100, 102 hindurchgeblasen und
gelangen durch fluchtende erweiterte Kanäle 146, 148 in
der unteren Platte 106 in einen Entsorgungskanal 150 der
Grundplatte 108 und von dort in einen Abfall-Sammelbehälter (nicht
gezeigt).
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Wird
der Pressenstempel 12 dann nach oben zurückbewegt,
so wird der Hebel 74 durch die Feder 70 entgegen
dem Uhrzeiger gedreht, bis er wieder die in 2 gezeigte
Stellung erreicht hat. Die Stanzdorne 96, 98 befinden
sich nun wieder oberhalb der Blechbahn 36. Diese kann nun
durch die Antriebseinheiten 38, 40 um eine Teilung
(Abstand benachbarter Arbeitsstationen) weiterbewegt werden, und
der oben beschriebene Vorgang zur Erzeugung zweier kleinen Durchmesser
aufweisender Stanzlöcher
in der Blechbahn 36 wiederholt sich.
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Bei
der Stanzung sehr kleiner Elemente, wie diese z.B. Kontakte für Stecker
sind, arbeitet die Presse mit einer Frequenz von typischerweise
600 bis 1500 Hüben
pro Minute. Die Bewegungen der Stanzdorne 96, 98 brauchen
nur wenige Millimeter zu betragen. Entsprechend gering ist auch
die Amplitude der Bewegung des Pressenstempels 12.
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Wünscht man
nun bei einigen wenigen Werkstücken,
daß diese
in der Arbeitsstation 30-2 nicht mit Stanzlöchern versehen
werden, so wird der Kraftübertragungsstab 138 zwischen
zwei aufeinanderfolgenden Hüben
durch den elektrischen Linearmotor 142 rasch in eine zurückgezogene
Stellung bewegt, wie sie in 2 gezeigt
ist.
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In
dieser Stellung kann sich der Anschlagstößel 68 dann beim Nachuntenbewegen
des Basisteiles 58 nicht mehr abstützen. Sowie die Stanzdorne 96, 98 beim
Nachuntenbewegen des Basisteiles 58 auf einen Widerstand
stoßen,
wird dann der Hebel 74 entgegen dem Uhrzeigersinne verschwenkt.
Die Stanzdorne 96, 98 stanzen unter diesen Bedingungen
keine Löcher
aus dem Blechband 36 aus.
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Wird
unter diesen Bedingungen das Basisteil 58 zusammen mit
der Pressenplatte 12 wieder nach oben bewegt, so wird der
Anschlagstößel 98 wieder nach
oben mitgenommen, so daß sich
der Abstand D zwischen den beiden Stirnflächen von Anschlagstößel 68 und
Anschlagstift 136 wieder öffnet.
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Im
oberen Totpunkt der Pressenplatte 12 kann somit der Kraftübertragungstab 138 wieder rasch
zwischen die beiden Stirnflächen
von Anschlagstößel 68 und
Anschlagstift 136 bewegt werden, wozu der elektrische Linearmotor 142 entsprechend
durch die Steuereinheit 48 erregt wird. Bei der nächsten Nachuntenbewegung
der Pressenplatte 12 erzeugen die beiden Stanzdorne 96, 98 dann
wieder Löcher
im Blechband.
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Auf
die oben beschriebene Weise kann man sehr schnell zwischen Arbeiten
und Nichtarbeiten der Arbeitsstation 30-2 umschalten.
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In
Abwandlung des obigen Ausführungsbeispieles
kann man die Kraftübertragungsstange 138 auch
beim freien Ende mit einer Stufe 152 versehen, die in 2 gestrichelt
angedeutet ist. Man hat dann eine dritte Stellung des Kraftübertragungsstabes 138,
die zu den oben beschriebenen hinzukommt, in welcher er mit dem
unter der Stufe 152 liegenden Restquerschnitt zwischen
den Enden von Anschlagstößel 68 und
Anschlagstift 136 liegt.
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In
dieser Stellung bleibt der Hebel 74 beim Nachuntenbewegen
der Pressenplatte 12 aus dem oberen Totpunkt zunächst stehen;
sowie die freie Stirnfläche
des Anschlagstößels 68 den
Boden der Ausnehmung 152 erreicht, erfolgt dann aber wieder ein
Drehen des Hebels 74 im Uhrzeigersinne und damit ein Nachuntenbewegen
der Stanzdorne 96, 98 oder anderer an der Stirnfläche des
Antriebstößel 86 befestigter
Werkzeuge. Offensichtlich hat diese Werkzeugbewegung aber eine der
Tiefe der Ausnehmung 152 verminderte Amplitude.
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Für sehr hohe
Frequenzen der Presse die Schaltzeiten der Arbeitsstation 30-2 zu
verkleinern, kann man Endabschnitte 154, 156 von
Anschlagstößel 68 und
Anschlagstift 136 mit vermindertem Durchmesser ausbilden,
die dann noch erzeugbaren Vorschubkräfte für die Stanzdorne 96, 98 sind
für viele
Fälle immer
noch ausreichend, während
die zum Bewegen des Kraftübertragungsstabes 138 zwischen
seinen Endstellungen benötigte
Zeit vermindert ist.
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In
weiterer Abwandlung des obigen Ausfürhgunsbeispieles kann man den
Hebel 76 auch außermittig
lagern, so daß eine Übersetzung
der Bewegung der Pressenplatte 12 erhalten wird.
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Auch
kann man die Schwenkachse des Hebels 76 verlagerbar anordnen,
um das Übersetzungsverhältnis des
Hebelgetriebes einstellen zu können.
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Auch
kann man die Achse der Bohrung 64 auch neigen, wenn (z.B.
zum Biegen eines ausgestanzten Blechlappens) eine schräge Bewegungsrichtung
eines Werkzeuges gewünscht
wird.
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Beim
oben beschriebenen Ausführungsbeispiel
wurde der Kraftübertragungsstab 138 durch
einen elektrischen Linearmotor 142 verstellt. Es versteht
sich, daß man
stattdessen den Kraftübertragungsstab 138 auch
um eine vertikale Achse drehbar oder schwenkbar anordnen kann und
durch einen Schrittmotor bewegen kann. Auch ein normaler Elektromotor
und ein Elektromagnet (bei kleinem Verstellweg) sind als Antrieb
geeignet. Ferner kommen in Frage hydraulische Arbeitszylinder.
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Beim
oben beschriebenen Ausführungsbeispiel
wurde unterstellt, daß die
durch den Antriebsstößel 86 bewegten
Werkzeuge Stanzwerkzeuge waren. Es kann sich hierbei aber auch um
Werkzeuge handeln, welche einen Abschnitt des Blechbandes 36 tiefziehend
bleibend verformen, z.B. Eindrückungen
oder warzenähnliche
Vorsprünge
im Blechband erzeugen. Auch kann es sich um Biegewerkzeuge handeln,
die bei vorhergehenden Arbeitsschritten erzeugte Blechlappen biegen.
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4 zeigt
eine abgewandelte schaltbare Kraftübertragungseinheit 56-2,
welche anstelle der in den 2 und 3 gezeigten
verwendet werden kann.
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Die
Kraftübertragungseinheit 56-2 gemäß 4 umfaßt ein Gehäuse 158,
welches auf seiner Oberseite einen angeformten Zapfen 160 aufweist, der
in eine entsprechende Bohrung der Pressenplatte 12 eingesetzt
und dort festgelegt wird.
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Fluchtend
mit dem Zapfen 160 ist im Gehäuse 158 eine Stufenbohrung 162 ausgebildet,
in welcher ein Kolben 164 läuft. Eine an diesen angeformte Kolbenstange 168 steht
aus dem Gehäuse 158 fluiddicht über und
an seiner unteren Stirnfläche
sind Werkzeuge befestigbar, z.B. ein Tiefziehwerkzeug 170,
welches in dem Blechband 36 eine kalottenförmige Eindrückung erzeugen
kann.
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Der
durch den Kolben 164 und die Stufenbohrung 162 begrenzte
Arbeitsraum 172 steht über einen
Magnetventil 174 mit einem insgesamt mit 176 bezeichneten
Druckmittelspeicher in Verbindung.
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Der
Druckmittelspeicher 176 weist einen floatenden Kolben 178 (oder
bei kleinen Hüben
eine Membran) auf, der in einer Bohrung 180 des Gehäuses 158 dicht
verschiebbar ist, deren Achse parallel zur Achse von Zapfen 160 und
Stufenbohrung 162 verläuft.
Der floatende Kolben 178 ist durch eine Schraubenfeder 182 nach
unten vorgespannt.
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Die
Bohrung 180 ist oben durch einen Gewindedeckel 184 verschlossen,
der eine mittige Gewindebohrung 186 aufweist. In dieser
läuft ein
mit Gewinde versehener Anschlagstab 188, welcher die obere
Endstellung des floatenden Kolbens 178 vorgibt. Der Anschlagstab 188 ist
in seiner eingestellten Stellung durch eine Kontermutter 190 gesichert.
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Der
Arbeitsraum 172 und der Druckmittelspeicher 176 sind
mit einer Hydraulikflüssigkeit
gefüllt.
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Die
Kraftübertragungseinheit 56-2 gemäß 4 arbeitet
folgendermaßen:
Ist
das Magnetventil 174 auf gesteuert, so kann beim Nachuntenbewegen
der Pressenplatte 12 auf das Tiefziehwerkzeug 170 keine
große
Kraft ausgeübt werden,
da die im Arbeitsraum 172 befindliche Hydraulikflüssigkeit
unter Komprimierung der Schraubenfeder 182 verdrängt wird,
deren Rückstellkraft verglichen
mit den zur Betätigung
des Tiefziehwerkzeuges 170 benötigten Kräften klein ist. Beim Wiedernachobenbewegen
der Pressenplatte 12 wird dann die im Druckmittelspeicher 176 befindliche
Hydraulikflüssigkeit
durch die Schraubenfeder 182 wieder in den Arbeitsraum 172 zurückgedrückt.
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Ist
dagegen das Magnetventil 174 nicht erregt, so besteht eine
starre Verbindung zwischen dem Zapfen 160 und der Kolbenstange 168.
Auf das Tiefziehwerkzeug 170 wird dann eine ausreichend große Kraft übertragen,
um in dem Blechband die gewünschte
kalottenförmige
Vertiefung zu erzeugen.
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Durch
Einstellen der axialen Stellung des Anschlagstabes 188 kann
man wieder den Hub der Totgangverbindung zwischen Zapfen 160 und
Kolbenstange 168 einstellen. Man kann also bei ausgesuchten
Hüben der
Presse kleinere und flachere Eindrückungen in der Blechbahn erzeugen.
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In
Weiterbildung kann man (wie gestrichelt eingezeichnet) in Reihe
zum Magnetventil 174 eine steuerbare Drossel 175 schalten,
die als 2/2-Ventil gezeigt ist, um das Ansprechverhalten des Druckmittelspeichers 176 zu
steuern.
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In
Abwandlung kann man eine kontinuierlich einstelbare Drossel vorsehen,
die durch einen Schrittmotor oder einen anderen Elektromotor oder auch
einen Hydromotor verstellt wird.
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Das
Ausführungsbeispiel
nach 5 stellt eine weiter bildung der Kraftübertragungseinheit 56-2 von 4 dar,
bei welcher eine Kraft-oder Weguntersetzung erhalten wird. Unter
Bezugnahme auf 4 schon erläuterte Komponenten sind wieder
mit denselben Bezugszeichen versehen und werden nicht nochmals detailliert
beschrieben.
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Der
Kolben 164 ist durch eine Schraubenfeder 192 in
eine obere Endlage vorgespannt. Der Arbeitsraum 172 steht
nun zusätzlich
mit einem Arbeitsraum 194 in Verbindung, der durch eine
weitere zur Stufenbohrung 162 parallele Bohrung 196 im
Gehäuse 158 sowie
einen Kolben 198 begrenzt ist. Dessen über das Gehäuse 158 überstehender
Abschnitt dient zur Aufnahme der Bewegung der Pressenplatte 12 ähnlich wie
der Zapfen 160.
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Der
Arbeitsraum 194 ist ebenfalls mit der Arbeitsflüssigkeit
gefüllt,
welche sich auch im Arbeitsraum 172 und im Druckmittelspeicher 176 befindet.
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Der
Kolben 198 bildet zusammen mit der Bohrung 196 einen
Geberzylinder, der mit einem Nehmerzylinder gekoppelt ist, welcher
durch die Stufenbohrung 162 und den Kolben 164 gebildet
ist.
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Das
Gehäuse 158 ist
beim Ausführungsbeispiel
nach 5 fest am Maschinenrahmen der Presse abgestützt.
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Wird
bei geschlossenem Magnetventil 174 der Kolben 198 durch
die Pressenplatte 12 bewegt, so wird die Kolbenstange 168 mit
dem Querschnittsverhältnis
zwischen dem Kolben 198 und dem Kolben 164 entsprechender
Geschwindigkeit bewegt. Bei den dargestellten Querschnittsverhältnissen
erhält
man somit eine Weguntersetzung bzw. eine Kraftübersetzung.
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Ist
das Magnetventil 174 dagegen geöffnet, so wird die vom Kolben 198 verdrängte Flüssigkeit, ab
dem Moment, ab welchem die Kolbenstange 168 einen nennenswerten
Widerstand erfährt
(Inanlagekommen des von ihr getragenen Werkzeuges an das Blechband 36),
die Hydraulikflüssigkeit
in den Druckmittelspeicher 176 gedrückt. Es erfolgt somit keine Bearbeitung
des Blechbandes 36.
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Wieder
kann man durch Einstellen des Anschlagstabes 188 vorgeben,
daß nach
Erreichen einer bestimmten Größe der Eingangsbewegung
die weitere Eingangsbewegung auf die Kolbenstange 168 weitergegeben
wird.
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6 zeigt
eine weiter abgewandelte steuerbare Kraftübertragungseinheite 56-2,
welche sich durch besonders einfachen mechanischen Aufbau auszeichnet.
Man kann diese Kraftübertragungseinheit
als elektromechanische Variante der Kraftübertragungseinheit nach 4 ansehen,
bei welcher die hydraulische Verriegelung der Kolbenstange 168 durch
eine elektromechanische Verriegelung ersetzt ist. Komponenten, die
in ähnlicher
Funktion unter Bezugnahme auf 4 schon
beschrieben wurden, sind wieder mit denselben Bezugszeichen versehen und
werden nicht nochmals detailliert beschrieben.
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Die
Kolbenstange 168 ist nun direkt in der nicht gestuften
Bohrung 162 geführt,
und diese Bohrung ist bis ins Innere des Zapfens 160 geführt. Die Kolbenstange 168 ist
durch eine Feder 200 in Auswärtsrichtung vorgespannt, deren
Rückstellkraft
wieder klein ist verglichen mit denjenigen Kräften, die notwendig sind, um
mit dem von der Kolbenstange 168 getragenen Tiefziehwerkzeug 170 eine
Verformung des Blechbandes 36 zu erzeugen.
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Ein
Haltestift 202, der in einer axialen Nut 204 läuft, die
in der Mantelfläche
der Kolbenstange 168 ausgebildet ist, begrenzt den Weg
der Kolbenstange 168 in Auswärtsrichtung.
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Die
Kolbenstange 168 steht mit einem durchgehenden Mantelflächenabschnitt
unter kleinem Spiel der entsprechend als Polschuh gekrümmten Stirnfläche eines
Lamellenpaketes 206 gegenüber, auf welches eine Spule 208 gewickelt
ist, die von der Steuereinheit 48 her erregt wird.
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Ist
die Spule 208 erregt, so wird die zumindest im Gegenüberstellungsbereich
zum Lamellenpaket 206 aus magnetischem Material gefertigte
Kolbenstange 168 magnetisch mit dem Lamellenpaket 206 verblockt, ähnlich wie
von Schienenbremsen von Strassenbahnen und dergleichen bekannt.
Dabei erlaubt ein das Lamellenpaket 206 aufnehmender Gehäuseabschnitt 210 ein
geringfügiges
radiales Bewegen des Lamellenpaketes 206 bei im wesentlichen spielfreier
axialer Abstützung
in beiden Richtungen.
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Durch
das Ein- und Ausschalten der Stromversorgung für die Spule 208 läßt sich
somit der Kraftschluß der
Kraftübertragungseinheit 56-2 steuern.
Durch die Phasenlage des auf die Spule 208 gegebenen Stromimpulses
läßt sich
vorgeben, ob nur ein Teil der auf den Zapfen 160 ausgeübten Bewegung
auf die Kolbenstange 168 übertragen wird, wobei man sowohl
zu Beginn des Abwärtshubes
der Pressenplatte 12 als auch beim Ende der Abwärtsbewegung
der Pressenplatte 12 den Kraftschluß aufheben kann, wie im Einzelfalle
benötigt.
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Beim
Nachobenbewegen der Pressenplatte 12 wird die Bestromung
der Spule 208 in jedem Falle unterbrochen, so daß die Kolbenstange 168 unter
der Kraft der sie vorspannenden Schraubenfeder 192 wieder
in die ausgefahrene Stellung zurückkehrt.
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Allen
oben beschriebenen steuerbaren Kraftüberttragungseinheiten ist gemeinsam,
daß sie
es ermöglichen,
bei einer Presse, bei welcher eine gemeinsame Pressenplatte eine
Vielzahl von Arbeitsstationen antreibt, ausgewählte der Arbeitsstationen gezielt
vorübergehend
außer
Betrieb zu nehmen, um so zu gewährleisten,
daß bei
einigen der erzeugten Werkstücke
einer oder mehrere Arbeitsgänge
nicht durchgeführt
werden.
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Ein
praktisches Ausführungsbeispiel
für derartige
Werkstücke
ist in den 7 und 8 gezeigt:
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7 zeigt
eine Lamellenscheibe 212, die zum Aufbau des Rotors eines
Elektromotors dient. In ihr ist eine mittige Öffnung 214 durch Stanzen
erzeugt, welche später
die Rotorachse aufnimmt. Ferner hat die Scheibe an zwei einander
gegenüberliegenden
Stellen zwei napfförmige
Eindrückungen 216,
die auf der anderen Lamellenseite je einen kurzen zylindrischen
Zapfen 218 bilden. Die Bemaßung ist so gewählt, daß die Zapfen 218 unter
Kraftanwendung unter Verformung in die Eindrückungen 216 einer
benachbarten Scheibe gepresst werden können, wodurch die einzelnen
Lamellen des Paketes miteinander verbunden werden.
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Für die letzte
Scheibe des Stapels ist ein derartiger Zapfen nicht notwendig und
würde eine
störende
Erhebung auf der Rotorstirnfläche
darstellen. Daher wird für
die letzte Lamelle die Eindrückung 216 vollständig ausgestanzt,
so daß man
eine Öffnung gleichen
Durchmessers erhält,
die in der Zeichnung bei 220 wiedergegeben ist.
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Hat
ein Lamellenstapel insgesamt n Lamellen, so fertigt man n-1 Lamellen
mit Eindrückungen und
Zapfen und eine letzte Lamelle mit passenden Öffnungen 220.
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Diese
unterschiedlichen Rotorlamellen lassen sich mit einer Presse, wie
sie oben beschrieben wurde, ohne Umrüsten dadurch erzeugen, daß man die
Arbeitsstation, in welcher die Öffnung 220 erzeugt wird,
nur bei jedem n-ten Hub der Pressenplatte 12 aktiviert.
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Bei
Kraftübertragungseinheiten 56-2,
bei welchen die Amplitude des Werkzeuges steuerbar ist, kann man
die mit Eindrückungen
versehenen Lamellen dadurch erzeugen, daß man ein gestuftes Werkzeug
n-1 Hübe
der Pressenplatte 12 mit kleiner Amplitude durchführen läßt, während beim
n-ten Hub der Pressenplatte der volle Pressenplattehub auf das Werkzeug
gegeben wird, so daß die
Eindrückung ausgestanzt
wird.
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In 9 ist
eine weitere, abgewandelte Kraftübertragungseinheit 56-2 gezeigt,
welche ein unter Einsatzbedingungen in der Regel raumfestes Gehäuse 230 umfasst,
in dem eine obere Stufenbohrung 232 und eine mit dieser
fluchtende untere Stufenbohrung 234 vorgesehen sind. Letztere
mündet
in eine transversale Führungskammer 236,
die rechteckigen transversalen Querschnitt aufweist und sich in 9 nach
rechts erstreckt.
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In
der Stufenbohrung 232 ist ein getriebenes Eingangsteil 238 der
Kraftübertragungseinheit 56-2 angeordnet,
welches einen Ringflansch 240 aufweist. Dieser liegt unter
der Kraft einer Vorspannfeder 242, die am Boden der Stufenbohrung 232 abgestützt ist,
gegen einen Deckel 244 an, der fest mit dem Gehäuse 230 verschraubt
ist.
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Die
Lage des Ringflansches 240 ist so gewählt, daß die untere Stirnfläche des
Eingangsteiles 238 in der in 8 oben liegenden
Seitenfläche
der Führungskammer 236 liegt
oder etwas hinter dieser, wie dargestellt.
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Analog
ist in der unteren Stufenbohrung 234 ein zylindrisches
Ausgangsteil 246 der Kraftübertragungseinheit 56-2 geführt, welches
einen Ringflansch 248 aufweist. Unter der Kraft einer Vorspannfeder 250,
die an einem mit dem Gehäuse 230 verschraubten
Deckel 252 abgestützt
ist, liegt der Ringflansch 248 am Boden der unteren Stufenbohrung 234 an.
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Die
Lage des Ringflansches 248 ist so gewählt, daß die obere Stirnfläche des
Ausgangsteiles 246 in der unteren Begrenzungsfläche der
Führungskammer 236 liegt
oder etwas zu dieser nach unten versetzt ist, wie in der Zeichnung
dargestellt.
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In
der Führungskammer 236 läuft ein
Schieber 254, der zum Kammerprofil komplementäres Außenprofil
hat. In dem Schieber 254 ist eine Führungsausnehmung 256 vorgesehen,
deren Führungsachse mit
den Achsen der Stufenbohrungen 232 und 234 fluchtet.
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Die
Führungsausnehmung 256 hat
im wesentlichen rechteckigen transversalen Querschnitt und nimmt
einen Führungskopf 258 eines
Koppelkörpers 260 auf.
Der Führungskopf 258 läuft im Gleitspiel
in der Führungsausnehmung 256,
während
ein mit dem Führungskopf
verbundener Stab 262 mit einer Führungsöffnung zusammenarbeitet, die
in einem Deckel 264 ausgebildet ist, durch welchen das in
der Zeichnung unten liegende Ende der Führungsausnehmung 256 verschlossen
ist. An der Oberseite des Deckels 264 ist eine Vorspannfeder 266 abgestützt, die
an der Unterseite des Führungskopfes 258 angreift.
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Wie
aus der Zeichnung ersichtlich, hat der Führungskopf 258 längs dreier
Seiten einen am Rand liegenden Rücksprung 268,
der mit einer Schulter 270 des Schiebers 254 zusammenarbeitet,
die beim oberen Ende der Führungsausnehmung 256 vorgesehen
ist. Die Lage von Rücksprung 268 und
Schulter 270 ist so gewählt,
daß die
obere Stirnfläche
des Führungskopfes 258 und
die untere Stirnfläche
des Stabes 262 in den entsprechenden Begrenzungsflächen des
Schiebers 254 liegen oder etwas zu diesen zurückversetzt
sind, wie in der Zeichnung dargestellt.
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Der
Schieber 254 ist durch einen nur schematisch angedeuteten
Antrieb 272, der z.B. ein elektrischer Linearmotor sein
kann, hin und her bewegbar zwischen einer in der Zeichnung dargestellten
Arbeitsstellung und einer Ruhestellung, in welcher das in der Zeichnung
links gelegene Ende des Führungskopfes 258 in
der Zeichnung rechts der Stufenbohrungen 232 und 234 liegt.
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In
der in der Zeichnung wiedergegebenen Arbeitsstellung des Schiebers 254 stellt
der Koppelkörper 260 sicher,
daß eine
Bewegung des Eingangsteiles 238 in eine gleich große Bewegung
des Ausgangsteiles 246 umgesetzt wird.
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Steht
der Schieber in der oben angesprochenen Ruhestellung, so läuft das
Eingangsteil 238 am Führungskopf 258 vorbei,
wenn es in der Zeichnung nach unten gedrückt wird. Unter diesen Bedingungen sind
somit Eingangsteil und Ausgangsteil voneinander entkoppelt.
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Falls
gewünscht,
kann man die obere Stirnfläche
des Führungskopfes 258 abtreppen,
wie bei 274 gezeigt. Durch entsprechendes mehr oder weniger
weites Verstellen des Schiebers 254 in der Zeichnung nach
rechts kann man somit Verhältnisse
schaffen, bei denen das Eingangsteil 238 zunächst für sich allein
bewegt wird und nach einem vorgegebenen Totgang das Ausgangsteil 246 mitnimmt.
Man hat also verschiedene Arbeitsstellungen des Schiebers mit unterschiedlichem
begrenzten Totgang. In der ganz nach rechts geschobenen Ruhestellung
des Schiebers hat man dagegen weiterhin die vollständige Entkopplung
von Eingangsteil 238 und Ausgangsteil 246.
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Dadurch,
daß der
Führungskopf 258 auf
der in der Zeichnung links gelegenen Seite bis an den inneren Rand
des Schiebers 254 geführt
ist, wird vermieden, daß das
Eingangsteil bei möglicherweise fehlerhafter
Verstellung des Schiebers einmal hart auf den Schieber selbst treffen
kann. Eine Fehlstellung des Schiebers kann somit nicht zu einer
Beschädigung
der Kraftübertragungseinheit 56-2 führen.