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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Blechbearbeitungsmaschine nach dem
Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bzw. 12.
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Bei
Blechbearbeitungsmaschinen stellt sich generell das Problem einer
universellen Werkzeugbefestigung an den relativ zueinander hubbeweglichen
Maschinenteilen, also etwa dem Pressentisch und/oder dem Pressenstößel einer
hydraulischen Werkzeugpresse. Die zu diesem Zweck bekannten Schnellspannsysteme
enthalten hydraulisch, mechanisch oder elektrisch betätigte Spannelemente,
die mit entsprechenden werkzeugseitigen, zumeist schlitz- oder taschenförmigen Aufnahmen
verspannt werden. Solche Spannsysteme sind jedoch zumindest in einer
Richtung an bestimmte, stufenweise gestaffelte Werkzeuggrößen gebunden,
so dass die Werkzeuge allein aus Befestigungsgründen häufig überdimensioniert werden müssen.
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Bei
der aus der
DE 101
25 083.5 A1 bekannten Blechbearbeitungsmaschine der eingangs
genannten Art sind die Ober- und Unterwerkzeuge jeweils zweiteilig
aus einem Grundträger,
der die Werkzeugführung übernimmt,
und einem an diesem über Passungselemente
positionierten und durch Verschraubungen auswechselbar befestigten
Kernwerkzeug ausgebildet, welches aus dem eigentlichen Blechumformteil
und einem randseitig am Grundträger
geführten
Blechhalter besteht. Auch hier wieder müssen der Grundträger und
das Kernwerkzeug einschließlich
ihrer gegenseitigen Passungselemente, Führungen und Verschraubungen
größenmäßig aufeinander
abgestimmt sein und bilden eine einheitliche Baugruppe, die bei
einem Werkzeugwechsel als Ganzes ausgetauscht wird.
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Demgegenüber ist
es Aufgabe der Erfindung, eine Blechbearbeitungsmaschine der eingangs
genannten Art so auszubilden, dass eine Beschränkung auf fest vorgegebene
Werkzeuggrößen entfällt und
insbesondere mit ein und demselben Grundträger, der die Werkzeugführung übernimmt, eine
Vielzahl von Kernwerkzeugen mit einer im grundträgerseitigen Auflagebereich
beliebig unterschiedlichen Flächengeometrie
positionsgenau kombinierbar ist.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die
im Patentanspruch 1 bzw. 12 gekennzeichnete Blechbearbeitungsmaschine
gelöst.
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Erfindungsgemäß lassen
sich einerseits in den Grenzen der grundträgerseitigen Auflagefläche beliebig
dimensionierte Kernwerkzeuge an den den Grundträger in Längs- und Querrichtung durchgehend
durchziehenden Passungselementen positionsgenau fixieren, so dass
die sonst allein aus Gründen
eines exakten Werkzeugeinbaues erforderliche Überdimensionierung der Kernwerkzeuge
und ein dadurch erhöhter
Fertigungs-, Material- und Gewichtsaufwand entfallen, und andererseits
wird durch das zweidimensional stufenlose Schnellverriegelungssystem
ein rascher Kernwerkzeugwechsel ebenfalls ohne Bindung an bestimmte
Werkzeuggrößen sichergestellt
und in Verbindung mit den stufenlos variierbaren Kernwerkzeugpassungen
eine volle Austauschbarkeit von im Auflagebereich unterschiedlichen
Werkzeugteilen garantiert. So müssen bei
einem Wechsel der Kernwerkzeuge verschiedener grundträgerseitiger
Flächengeometrie
nicht mehr auch die Grundträger
mitausgetauscht, sondern nur die Kernwerkzeuge ausgewechselt werden,
während die
Grundträger
einschließlich
der an diesen angeordneten Werkzeugführungen in der Blechbearbeitungsmaschine
verbleiben, wodurch der Transport, die Lagerhaltung und der Werkzeugwechsel
wesentlich vereinfacht und die Werkzeugkosten in erheblichem Umfang
reduziert werden.
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Zusätzlich wird
durch den linear verfahrbaren Verriegelungsbalken des Verriegelungssystems eine
vielfach punkt- oder gar linienförmige
Werkzeugverriege lung in einem einzigen Spannvorgang und damit eine
sichere Werkzeugbefestigung und eine weitere Verkürzung der
Werkzeugwechselzeiterzielt.
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Ebenfalls
aus Gründen
eines raschen Werkzeugwechsels ist vorzugsweise eine automatische Betätigung für das Verriegelungssystem
vorgesehen, und um den Ein- und Ausbau der Kernwerkzeuge weiter
zu erleichtern, sind am Grundträger
zweckmäßigerweise
steuerbare Hubelemente angeordnet, die ein verkantungsfreies Absenken
und Anheben des Kernwerkzeugs in die und aus den grundträgerseitigen
Passungselementen sicherstellen.
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Bei
Kernwerkzeugen, welche aus einem am Grundträger befestigten, ersten und
einem relativ zum Grundträger
in Hubrichtung der Maschinenteile beweglichen, zweiten Werkzeugteil,
etwa einem Blechhalter, bestehen, ist das bewegliche Werkzeugteil
nicht unmittelbar am Grundträger,
sondern vorzugsweise am grundträgertesten
Werkzeugteil über zwischen
den Werkzeugteilen wirksame Linearführungen gelagert, so dass sich
auch mehrteilige Kernwerkzeuge variabler Grundflächengröße problemlos und positionsgenau
am Grundträger
befestigen lassen.
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Eine
ganz wesentliche konstruktive Vereinfachung der Blechbearbeitungsmaschine
wird dadurch erzielt, dass der Grundträger einschließlich der
Werkzeugführungen
vorzugsweise als integraler Bestandteil der Blechbearbeitungsmaschine
selbst, nämlich als
oberer bzw. unterer Werkzeugtisch, ausgebildet ist.
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Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung, etwa Einlaufschrägen an den
Passungselementen zur Erleichterung des Werkzeugeinbaues oder die
Möglichkeit,
auf dem Grundträger
mehrere, größenvariable
Kernwerkzeuge nebeneinander zu befestigen, um mit einem einzigen
Maschinenhub gleichzeitig mehrere Blechteile bearbeiten zu können, ergeben
sich aus den übrigen
Unteransprüchen.
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Die
Erfindung wird nunmehr beispielsweise anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es
zeigen in stark schematisierter Darstellung:
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1 einen
Schnitt einer Blechbearbeitungsmaschine in Form einer Ziehpresse
nach der Erfindung;
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2 die
Aufsicht auf einen Grundträger
der Blechbearbeitungsmaschine nach 1 mit einem an
diesem montierten Kernwerkzeug in gestrichelten und einem Verriegelungssystem
in strichpunktierten Linien;
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3a, 3b einen
Teilschnitt längs
der Linie III-III der 2 beim (a) und nach dem Kernwerkzeugwechsel
(b);
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4 einen
Schnitt des Verriegelungssystems der Blechbearbeitungsmaschine nach 1;
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5a, 5b eine
alternative Ausführungsform
eines Verriegelungssystems im Schnitt (a) und in der Aufsicht des
Verriegelungsbalkens (b);
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6a, 6b ein
mehrteiliges Kernwerkzeug beim Werkzeugwechsel (a) und während des Bearbeitungszyklus
im fertig montierten Zustand (b); und
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7 eine
der 1 entsprechende Darstellung einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung.
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1 zeigt
eine übliche
Ziehpresse mit einem durch einen Pressenstößel 1 z.B. hydraulisch betätigten,
oberen Pressentisch 2 und einem unteren Pressentisch 3,
auf denen jeweils ein Grundträger 4 fest
montiert ist, welcher mit Gleitführungen 5 versehen
ist, die die Werkzeugführung
für ein
an den Grundträgern 4 auswechselbar
und positionsgenau befestigtes, aus einem Formstempel 6 und
einer Matrize 7 bestehendes Kernwerkzeug 8 übernehmen.
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Wie
insbesondere aus den 2 und 3 ersichtlich
ist, sind in der werkzeugseitigen Auflagefläche 9 der Grundträger 4 Passungselemente
in Form von durchgehend leistenförmigen
Passfedern 10 angeordnet, welche sich in einem sich kreuzenden
oder gitterförmigen
Muster in Längs-
und Querrichtung im Wesentlichen über die gesamte Auflagefläche 9 erstrecken,
und die Kernwerkzeuge 8 sind an ihrer auflageseitigen Grundfläche 11 mit
entsprechenden, nach Maßgabe
des Passungsmusters der Passfedern 10 positionierten Aufnahmeschlitzen 12 versehen,
in die die durchgehenden Passfedern 10 der Grundträger 4 im
Montagezustand der Kernwerkzeuge 8 engsitzend eingreifen.
Auf diese Weise ist es möglich,
Kernwerkzeuge 8 mit einer in den Grenzen der Auflagefläche 9 stufenlos
variablen Grundflächengeometrie
in beliebiger Lage, vorzugsweise natürlich an den Kreuzungsstellen
der Passfedern 10, exakt am Grundträger 4 zu positionieren.
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Zur
Erleichterung des Kernwerkzeugwechsels sind die Passfedern 10 mit
Einlaufschrägen 13 (3a, 3b)
versehen und in den Grundträgern 4 sind
steuerbare Hubelemente 14 angeordnet, welche die Passfedern 10 in
der ausgefahrenen Hubposition (3a) außer Eingriff
mit den Aufnahmeschlitzen 12 halten und dann beim Werkzeugeinbau allmählich in
die abgesenkte Stellung (3b) zurückgefahren
und beim erneuten Werkzeugausbau angehoben werden, um so ein Verkanten
oder Verklemmen der Formschlusselemente 10, 12 beim Werkzeugwechsel
zu verhindern.
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Um
die Kernwerkzeuge 8 in der passgenauen Einbauposition an
den Grundträgern 4 zu
sichern, sind die Grundträger 4 mit
einem insgesamt mit 15 bezeichneten Schnellverriegelungssystem
aus paarweise zusammenwirkenden Verriegelungsbalken 16 ausgerüstet, die
sich in Balkenlängsrichtung über die gesam te
Auflagefläche 9 der
Grundträger 4 erstrecken.
In der Ausführungsform
nach den 1 und 4 sind die
Verriegelungsbalken 16 an den Grundträgern 4 rollengelagert
und quer zur Balkenlängsrichtung
stufenlos verfahrbar, so dass sie sich unabhängig von der Grundflächengeometrie
und der Lage eines mit dem Grundträger 4 über die
Formschlusselemente 10, 12 verkoppelten Kernwerkzeugs 8 oberhalb
eines an diesem angeformten Flanschabschnitts 17 positionieren
lassen. Um das Kernwerkzeug 8 anschließend am Grundträger 4 zu
verriegeln, sind die Verriegelungsbalken 16 zweiteilig aus
einem Stützbalken 18 und
einem Schieberteil 19 mit keil- oder wellenförmigen Gleitflächen 20 ausgebildet,
welche mit Hilfe von Rückzugfedern 21 in
gegenseitigem Kontakt gehalten werden: Zur Verriegelung des Kernwerkzeugs 8 wird
das Schieberteil 19 durch einen Stellmotor 22 aus
der in 4 im linken Teil dargestellten Entriegelungsposition
in die im rechten Figurenteil dargestellte Verriegelungslage verschoben
und dadurch zum Flanschabschnitt 17 abgesenkt. Somit lassen
sich in den erwähnten
Grenzen beliebig größenvariable
Kernwerkzeuge 8 nicht nur exakt an den Grundträgern 4 positionieren,
sondern sich an diesen auch rasch und sicher ver- und wieder entriegeln
und dadurch die Werkzeugkosten, aber zugleich auch die Werkzeugwechselzeiten
deutlich reduzieren.
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Die 5a, 5b zeigen
ein alternatives Schnellverriegelungssystem 15 mit einem
oder zwei Verriegelungsbalken 23, die auf der Unterseite
der Grundträger 4 in
gleicher Länge
wie die länger
dimensionierten Passfedern 10 parallel, aber seitlich versetzt
zu diesen verlaufen und wiederum durch einen (in 5 nicht
gezeigten) Stellmotor hubbeweglich angetrieben sind. Auf der Oberseite
der Verriegelungsbalken 23 sind in gleichmäßigen Abständen fingerförmige, sich
zum freien Ende hin verjüngende Verriegelungselemente 24 befestigt,
welche gleitend auf der Grundträgerunterseite
anliegen, und an der Grundfläche 11 der
Kernwerkzeuge 8 sind im Abstand der Verriegelungselemente 24 Stehbolzen 25 befestigt,
die in der Einbaulage der Kernwerkzeuge 8 entsprechende
Durchbrüche 26 im
Grundträger 4 durchgreifen
und an ihren bundförmig
erweiterten Bolzenenden in der in 5 gezeigten
Vorschubposition des Verriegelungsbal kens 23 formschlüssig mit den
Verrieglungselementen 24 zusammenwirken und dadurch das
Kernwerkzeug 8 sicher am Grundträger 4 verankern. Werden
die Verriegelungsbalken 23 durch den Stellmotor zurückgefahren,
so geben die Verriegelungselemente 24 die Stehbolzen 25 frei und
das Kernwerkzeug 8 lässt
sich vom Grundträger 4 abheben.
Bei dieser Ausführungsform
des Verriegelungssystems 15 kann auf die Flanschabschnitte 17 der
Kernwerkzeuge 8 verzichtet und mit einem einzelnen Verriegelungsbalken
oder -balkenpaar 23 können
in einem einzigen Verrieglungsvorgang auch mehrere Kernwerkzeuge 8 gleichzeitig
am Grundträger 4 gesichert
werden.
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Anhand
der 6a, 6b wird der Kernwerkzeugwechsel
eines mehrteiligen, aus einem Formstempel 6, einer Matrize 7 und
einem Blechhalter 27 bestehenden Kernwerkzeugs 8 erläutert. Während des
Lager- und Transportzustands sind die Kernwerkzeugteile 6, 7 und 27 miteinander
verklammert, so dass sie als Baueinheit zwischen die Grundträger 4 eingesetzt
werden können.
Bevor die Verklammerung 28 entfernt wird, wird zunächst das
obere Kernwerkzeugteil, in diesem Fall die Matrize 7, mittels
der Passfedern 10 am oberen Grundträger 4 positioniert
und durch das Verriegelungssystem 15 verankert. Anschließend wird
der obere Pressentisch zusammen mit den immer noch verklammerten
Kernwerkzeugteilen 6, 7 und 27 abgesenkt
und dadurch das untere Kernwerkzeugteil, in diesem Fall also der Formstempel 6,
durch die Passfedern 10 des unteren Grundträgers 4 passgenau
ausgerichtet, woraufhin die unteren Verriegelungsbalken 16 – bzw. 23 in
der Ausführungsform
nach 5 – unterhalb
des Blechhalters 27 in die Verriegelungsposition verfahren
und nunmehr die Verklammerung 28 gelöst werden kann (6a).
Danach beginnt der Arbeitszyklus der Ziehpresse, indem diese aufgefahren
und der Blechhalter 27 durch die Unterluftbolzen 29 in
die Arbeitsstellung (6b) angehoben wird, wobei der
Blechhalter 27 seitlich am Formstempelteil 6 geführt und
beim Niederspannen der Blechplatinen 30 zusätzlich an
der Matrize 7 zentriert wird, wie dies durch die Zentrierbolzen 31 veranschaulicht
ist.
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7 zeigt
die Möglichkeit,
auf die Grundträger
als gesondert zu den Pressentischen 2, 3 hergestellte
Maschinenteile zu verzichten und stattdessen die Grundträgerfunktionen
einschließlich
der Kernwerkzeugführungen 5 und
des Passfeder- und Verriegelungssystems 10, 15 in
die Pressentische 2, 3 selbst zu integrieren.
Wie 7 ferner zeigt, ist es ohne weiteres auch möglich, auf
die oben beschriebene Weise jeweils mehrere Kernwerkzeuge 8 an den
Pressentischen 2, 3 – oder nach den 1 bis 6 an
den Grundträgern 4 – auswechselbar
anzubringen, um so mehrere Blechteile gleichzeitig in einem einzigen
Arbeitsgang der Ziehpresse bearbeiten zu können. Im Übrigen ist die Bau- und Funktionsweise
der Blechbearbeitungsmaschine nach 7 die gleiche
wie bei den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen.