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Die Erfindung betrifft ein Werkzeug für die Blechbearbeitung, mit einer Bearbeitungseinheit sowie mit einem Gegenlager, wobei die Bearbeitungseinheit eine Werkstückauflage sowie ein Basisteil zur Lagerung eines Bearbeitungsorgans umfasst und ein Bearbeitungsorgan der Bearbeitungseinheit sowie das Gegenlager einander gegenüberliegenden Seiten eines zu bearbeitenden Werkstücks zugeordnet sind und wobei der Basisteil der Bearbeitungseinheit und das Gegenlager sowie der Basisteil der Bearbeitungseinheit und die Werkstückauflage relativ zueinander in Richtung einer Hubachse bewegbar sind und dabei ein Werkstück unter Beaufschlagung durch ein an dem Basisteil der Bearbeitungseinheit gelagertes Bearbeitungsorgan einerseits und durch das Gegenlager andererseits bearbeitbar und die Werkstückauflage der Bearbeitungseinheit von dem Bearbeitungsorgan in Richtung der Hubachse wenigstens teilweise passierbar ist. Die Erfindung betrifft insbesondere ein Werkzeug der vorstehenden Art, im Falle dessen der Basisteil und die Werkstückauflage der Bearbeitungseinheit gegen die Wirkung einer Rückstellfeder in Richtung der Hubachse gegeneinander bewegbar sind. Die Erfindung betrifft des Weiteren Bearbeitungseinheiten der genannten Werkzeuge.
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Gattungsgemäßer Stand der Technik ist bekannt aus
DE 100 60 005 A1 . Die vorbekannte Anordnung umfasst eine Bearbeitungseinheit, an deren Basisteil ein Umformstempel in eine werkstückseitig offene topfartige Aufnahme eingesetzt ist. An der Wand der topfartigen Aufnahme wird der Umformstempel in Richtung einer Hubachse beweglich geführt. Radial außerhalb der topfartigen Aufnahme lagert der Basisteil ein axiales Ende von als Schraubenfedern ausgebildeten Rückstellfedern. Das gegenüberliegende axiale Ende der Rückstellfedern ist an der Unterseite einer Werkstückauflage abgestützt. Gegen die Wirkung der Rückstellfedern sind die Werkstückauflage und der Basisteil der aus dem Stand der Technik bekannten Bearbeitungseinheit gegeneinander bewegbar.
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Weiterer Stand der Technik ist offenbart in
DE 695 15 075 T2 . Diese Druckschrift betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Mehrfachriemenscheibe sowie ein Formwerkzeug zur Durchführung des Verfahrens. Das Formwerkzeug weist einen offenen Durchtritt für ein Bearbeitungsorgan sowie eine werkstückseitige Anlagefläche und eine Anlagefläche an der von der Werkstückseite abliegenden Seite des Durchtritts auf. Die beiden Anlageflächen dienen zur Lagerung von zwei verschiedenen Bearbeitungsorganen.
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Die Gestaltungsmöglichkeiten bei der Werkzeugauslegung gegenüber dem Stand der Technik zu erweitern, hat sich die vorliegende Erfindung zum Ziel gesetzt.
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Erfindungsgemäß gelöst wird diese Aufgabe durch die Werkzeuge nach den Ansprüchen 1 und 6 sowie durch die Bearbeitungseinheiten nach den Ansprüchen 9 und 10.
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Besondere Ausführungsarten der in den Ansprüchen 1, 6, 9 und 10 beschriebenen Werkzeuge und Bearbeitungseinheiten ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen 2 bis 5, 7 und 8.
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Ausweislich der Ansprüche 1 und 9 können Bearbeitungsorgane wahlweise werkstückseitig oder an der von der Werkstückseite abliegenden Seite oder sowohl werkstückseitig als auch an der von der Werkstückseite abliegenden Seite des an erfindungsgemäßen Basisteilen vorgesehenen Durchtritts gelagert werden. Auf diese Art und Weise lässt sich die Lagerung der Bearbeitungsorgane einfach auf die durchzuführende Werkstückbearbeitung, insbesondere auf die dabei auftretenden und in den Basisteil der Bearbeitungseinheit abzutragenden Belastungen abstimmen. Ein und derselbe Basisteil der Bearbeitungseinheit kann folglich für unterschiedliche Anwendungsfälle verwendet werden.
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Eine entsprechende Flexibilität bei der Werkzeugauslegung bringen die Merkmale der Ansprüche 6 und 10 mit sich. In diesem Fall kann die Bauart der zwischen die Werkstückauflage und den Basisteil erfindungsgemäßer Bearbeitungseinheiten angeordneten Rückstellfedern variabel gewählt werden. Ring- oder ringsegmentförmige Rückstellfedern lassen sich ebenso verwenden wie schraubenartige Rückstellfedern. Mit Unterschieden in der Federbauart können insbesondere auch Unterschiede im Federverhalten einhergehen. Beispielsweise sind ringförmige Rückstellfedern aus Kunststoff, etwa aus Polyurethan verfügbar, die eine größere Federkraft aufweisen als schraubenförmige Stahlfedern.
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Anspruch 2 beschreibt eine Erfindungsbauart, im Falle derer die Anlagefläche für ein Bearbeitungsorgan an der von der Werkstückseite abliegenden Seite des Durchtritts an dem Basisteil der Bearbeitungseinheit mit fertigungstechnisch einfachen Mitteln bereitgestellt wird. Zudem ist die genannte Anlagefläche vorteilhafterweise versenkt angeordnet.
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Ausweislich Anspruch 3 ist in Weiterbildung der Erfindung an der von der Werkstückseite abliegenden Seite des Durchtritts auch unmittelbar eine Möglichkeit zur Fixierung des an der betreffenden Anlagefläche gelagerten Bearbeitungsorgans vorgesehen.
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Im Falle der in Anspruch 4 beschriebenen Ausführungsform der Erfindung wird ein Bearbeitungsorgan an dem Basisteil der Bearbeitungseinheit beidseits des Durchtritts und damit besonders wirksam gelagert.
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Ebenfalls zur Gewährleistung einer möglichst wirksamen Abstützung des betreffenden Bearbeitungsorgans an dem Basisteil der Bearbeitungseinheit und somit im Interesse einer optimalen Lastaufnahmefähigkeit des Bearbeitungsorgans ist in weiterer Ausgestaltung der Erfindung das kennzeichnende Merkmal von Anspruch 5 vorgesehen.
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Die Erfindungsbauart nach Anspruch 7 vereint die erfindungsgemäße Flexibilität bei der Abstützung von Bearbeitungsorganen an dem Basisteil von Bearbeitungseinheiten mit der erfindungsgemäßen Flexibilität bei der Auswahl von Rückstellfedern zur Anordnung zwischen Werkstückauflage und Basisteil.
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An dem erfindungsgemäßen Werkzeug nach Anspruch 8 besteht eine einfache Möglichkeit zur konstruktiven Anpassung des Basisteils an ring- oder ringsegmentartige Rückstellfedern.
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Nachstehend wird die Erfindung anhand schematischer Darstellungen zu Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine erste Bauart eines Werkzeuges für die Blechbearbeitung mit einer Bearbeitungseinheit und einem Gegenlager,
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2 eine zweite Bauart eines Werkzeuges für die Blechbearbeitung im Umfang der betreffenden Bearbeitungseinheit,
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3 den Basisteil der Bearbeitungseinheiten gemäß den 1 und 2 in der Draufsicht,
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4 den Basisteil gemäß 3 in der geschnittenen Seitenansicht.
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Ausweislich 1 umfasst ein Werkzeug 1 zur Bearbeitung von Blechen 2 eine Bearbeitungseinheit 3 sowie ein der Bearbeitungseinheit 3 zugeordnetes Gegenlager 4. Das Werkzeug 1 wird an einer herkömmlichen, numerisch gesteuerten Presse genutzt. Dabei wird die Bearbeitungseinheit 3 in die Unterwerkzeugaufnahme an einem Werkstücktisch und das Gegenlager 4 in die Oberwerkzeugaufnahme an einem Stößel der Presse eingesetzt. Das Blech 2 wird mittels einer herkömmlichen Koordinatenführung in der Blechebene gegenüber dem Werkzeug 1 zugestellt.
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Die Bearbeitungseinheit 3 weist einen Basisteil 5 auf, an welchem ein Bearbeitungsorgan, im gezeigten Beispielsfall ein Umformorgan 6, befestigt ist. Das Umformorgan 6 besitzt einen mehrfach abgestuften Kreisquerschnitt. An eine blechseitige Querschnittsreduzierung 7 schließt sich in axialer Richtung des Umformorgans 6 ein kreiszylindrischer Schaft 8 an, der sich an der von dem Blech 2 abliegenden Seite zu einem Außenbund 9 erweitert.
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Das Umformorgan 6 durchsetzt einen Durchtritt 10 an dem Basisteil 5 in Richtung einer Hubachse 11. An der werkstückseitigen Mündung des Durchtritts 10 erstreckt sich an dem Basisteil 5 eine werkstücknahe Anlagefläche 12 in Querrichtung der Hubachse 11. Parallel zu der werkstücknahen Anlagefläche 12 verläuft an der in 1 unten liegenden Mündung des Durchtrittes 10 eine werkstückferne Anlagefläche 13 des Basisteils 5. An der werkstückfernen Anlagefläche 13 stützt sich das Umformorgan 6 mit dem Außenbund 9 ab.
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Die werkstückferne Anlagefläche 13 ist als seitlicher Hinterschnitt des Durchtritts 10 ausgeführt und bildet den Übergang zwischen dem Durchtritt 10 und einer Gewindebohrung 14 des Basisteils 5. In die Gewindebohrung 14 ist eine Befestigungsschraube in Form eines Gewindestiftes 15 mit einem Innensechskant eingedreht.
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Zur Montage an dem Basisteil 5 wird das Umformorgan 6 von der Gewindebohrung 14 des Basisteils 5 her durch den Durchtritt 10 hindurch gesteckt, bis der Außenbund 9 auf die werkstückferne Anlagefläche 13 des Basisteils 5 aufläuft. Anschließend wird der Gewindestift 15 in die Gewindebohrung 14 eingedreht und dadurch das Umformorgan 6 an dem Basisteil 5 verspannt. Mit dem kreiszylindrischen Schaft 8 liegt das Umformorgan 6 im Wesentlichen spielfrei an der Wand des Durchtritts 10 an. Der in die Gewindebohrung 14 eingedrehte Gewindestift 15 schließt mit der Unterseite des Basisteils 5 bündig ab.
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Von der Hubachse 11 in radialer Richtung beabstandet sind vier schraubenartige, als Stahlfedern ausgebildete Rückstellfedern 16 um den Durchtritt 10 des Basisteils 5 herum angeordnet. Mit einem ihrer axialen Enden liegen die schraubenartigen Rückstellfedern 16 dabei in Einsenkungen 17 an dem Basisteil 5. Die Einsenkungen 17 sind in einen Nutgrund 18 einer nutartigen Federaufnahme 19 eingearbeitet, welche den Durchtritt 10 an dem Basisteil 5 konzentrisch und durchgehend umschließt.
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An dem werkstückseitigen axialen Ende lagern die schraubenartigen Rückstellfedern 16 eine Werkstückauflage in Form eines Auswerfers 20. Der Auswerfer 20 untergreift mit einem Rand 21 den Rand eines Deckelrings 22, der seinerseits mit dem Basisteil 5 verschraubt ist. Durch die vorgespannten schraubenartigen Rückstellfedern 16 wird der Auswerfer 20 bei dem Betriebszustand gemäß 1 gegen die Unterseite des Randes an dem Deckelring 22 gedrückt. Gegen die Wirkung der schraubenartigen Rückstellfedern 16 können der Auswerfer 20 und der Basisteil 5 der Bearbeitungseinheit 3 in Richtung der Hubachse 11 gegeneinander bewegt werden. Bei dieser Relativbewegung wird der Auswerfer 20 seitlich an dem Deckelring 22 bzw. an dem Basisteil 5 geführt. Zentral ist der Auswerfer 20 mit einer Aussparung 23 versehen, durch welche hindurch sich das Umformorgan 6 an dem Auswerfer 20 in Richtung der Hubachse 11 entlangbewegen kann.
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Wesentliche Elemente des Gegenlagers 4 sind ein Niederhalter 24 sowie ein in dessen Innern in Richtung der Hubachse 11 verschieblich geführter Gegenlagerstempel 25. Der Gegenlagerstempel 25 wird an seiner werkstückfernen Seite von einer Druckfeder 26 beaufschlagt. Die Druckfeder 26 stützt sich mit dem von dem Gegenlagerstempel 25 abliegenden axialen Ende an einer in den Niederhalter 24 des Gegenlagers 4 eingedrehten Halteschraube 27 ab.
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Bei der Bearbeitung des Bleches 2 wird dieses zunächst mittels der Koordinatenführung der nicht im Einzelnen gezeigten Presse gegenüber dem Werkzeug 1 in der aus 1 ersichtlichen Weise positioniert. Das Blech 2 kann bei seiner Positionierung ungehindert über den Auswerfer 20 hinweg verschoben werden.
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Nimmt das Blech 2 seine Sollposition gegenüber dem Werkzeug 1 ein, so wird durch entsprechende Ansteuerung der Presse das Gegenlager 4 in Richtung des Pfeils 28 in 1 abgesenkt. Dabei laufen der Niederhalter 24 und der Gegenlagerstempel 25 der werkstückseitigen Stirnfläche auf das Blech 2 auf. Bei fortgesetzter Absenkbewegung drückt das Gegenlager 4 das Blech 2 und über dieses den Auswerfer 20 in 1 nach unten. Dadurch kommt das Umformorgan 6 mit der Querschnittsreduzierung 7 an der Unterseite des Bleches 2 zur Anlage. Werden Blech 2 und Auswerfer 20 weiter in Richtung auf den Basisteil 5 der Bearbeitungseinheit 3 bewegt, so drückt das Umformorgan 6 das Blech 2 mit der Querschnittsreduzierung 7 in das Innere des Gegenlagers 4. Dabei weicht der Gegenlagerstempel 25 an der dem Umformorgan 6 gegenüberliegenden Seite des Blechs 2 gegen die Wirkung der Druckfeder 26 in das Innere des Niederhalters 24 zurück. Auf diese Art und Weise wird an dem Blech 2 eine warzenartige Verformung mit einem verhältnismäßig kleinen, kreisförmigen Querschnitt erstellt.
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Nach der Werkstückbearbeitung wird das Gegenlager 4 wieder in die aus 1 ersichtliche Rückzugsstellung angehoben. Die bei der Absenkbewegung des Auswerfers 20 gespannten schraubenartigen Rückstellfedern 16 längen sich dabei und heben den Auswerfer 20 in seine Ausgangslage gemäß 1 an. Das umgeformte Blech 2 kann nun mittels der Koordinatenführung über den Auswerfer 20 hinweg verschoben und dabei beispielsweise in eine nächste Bearbeitungsposition überführt werden.
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Soll an dem Blech 2 anstelle einer warzenartigen Verformung mit kleinem Kreisquerschnitt eine Verformung mit größerem Rechteckquerschnitt erstellt werden, so ist an der Presse ein gegenüber dem Werkzeug 1 nach 1 modifiziertes Werkzeug 51 einzuwechseln. Eine Bearbeitungseinheit 53 des Werkzeuges 51 ist in 2 gezeigt.
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Die Bearbeitungseinheit 53 lässt sich durch Umbau der Bearbeitungseinheit 3 gemäß 1 realisieren. Der Basisteil 5 wird für beide Bearbeitungseinheiten 3, 53 verwendet.
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Zum Umrüsten der Bearbeitungseinheit 3 ist an dieser zunächst das Umformorgan 6 unter Lösen des Gewindestiftes 15 zu demontieren. Anschließend wird die Schraubverbindung zwischen dem Deckelring 22 und dem Basisteil 5 gelöst. Der Auswerfer 20 lässt sich nun von dem Basisteil 5 abnehmen. Die schraubenartigen Rückstellfedern 16 sind damit zugänglich und können aus dem Basisteil entnommen werden.
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Nun wird eine Abdeckung in Form eines Abdeckrings 79 von oben her auf den Nutgrund 18 der nutartigen Federaufnahme 19 an dem Basisteil 5 aufgelegt. Der Abdeckring 79 überdeckt die Einsenkungen 17 und bildet auf diese Art und Weise ein ebenes Auflager für eine ringartige, aus Polyurethan gefertigte Rückstellfeder 80.
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Ebenfalls von der Oberseite des Basisteils 5 her wird ein Bearbeitungs- bzw. Umformorgan 56 in den Basisteil 5 eingebracht. Zu diesem Zweck wird das Umformorgan 56 mit einem kreis-hohlzylindrischen Schaft 81 von oben her in den Durchtritt 10 an dem Basisteil 5 eingesteckt. Ein radialer Flansch 82 des Umformorgans 56 kommt dabei an der werkstücknahen Anlagefläche 12 des Basisteils 5 zur Auflage. Durch Drehen um die Hubachse 11 wird das Umformorgan 56 gegenüber dem Basisteil 5 in eine Position gedreht, in welcher Justiersicherungsöffnungen 83, 84 an dem Flansch 82 des Umformorgans 56 und an dem Basisteil 5 in Richtung der Hubachse 11 miteinander fluchten. In die miteinander fluchtenden Justiersicherungsöffnungen 83, 84 wird ein nicht im Einzelnen gezeigter Justierstift eingesteckt. Dieser Justierstift sorgt für eine. Verdrehsicherung des Umformorgans 56 gegenüber dem Basisteil 5. Eine derartige Verdrehsicherung ist erforderlich, nachdem ein Umformvorsprung 85 des Umformorgans 56 eine rechteckige Querschnittsform besitzt.
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Nehmen die ringartige Rückstellfeder 80 und das Umformorgan 56 an dem Basisteil 5 ihre Einbaulage ein, so wird ein als Werkstückauflage dienender Auswerfer 70 auf die vormontierte Anordnung aufgesetzt und über den Deckelring 22 mit dem Basisteil 5 verschraubt. Der Auswerfer 70 ist mit einer Aussparung 73 versehen, deren Querschnitt auf den Querschnitt des Umformvorsprungs 85 an dem Umformorgan 56 abgestimmt ist.
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Von der Unterseite des Basisteils 5 her wird nun das Umformorgan 56 an dem Basisteil 5 fixiert. Zu diesem Zweck wird eine Befestigungsschraube 86, im gezeigten Beispielsfall eine herkömmliche, mit einem Innensechskant versehene Schraube, in den kreis-hohlzylindrischen Schaft 81 des Umformorgans 56 eingedreht. Über einen Druckring 87 beaufschlagt der Kopf der Befestigungs-schraube 86 die werkstückferne Anlagefläche 13 an dem Basisteil 5. Der kreis-hohlzylindrische Schaft 81 des Umformorgans 56 durchsetzt den Durchtritt 10 an dem Basisteil 5 annähernd ohne jegliches radiales Spiel. Alles in allem ergibt sich eine wirksame und dauerhaft definierte Lagerung des Umformorgans 56 an dem Basisteil 5. Infolgedessen können die bei der nun folgenden Werkstückbearbeitung auftretenden Belastungen ohne weiteres in den Basisteil 5 der Bearbeitungseinheit 53 und von dort in das Gestell der mit dem Werkzeug 51 versehenen Presse abgeleitet werden.
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Die Werkstückbearbeitung selbst erfolgt entsprechend dem zu 1 erläuterten Bearbeitungsablauf. Der Bearbeitungseinheit 53 ist an der gegenüberliegenden Seite des Bleches 2 ein nicht im Einzelnen gezeigtes Gegenlager zugeordnet, das in seinem Aufbau dem Gegenlager 4 gemäß 1 entspricht und an die Geometrie des Umformorgans 56 angepasst ist. Die anstelle der schraubenartigen Rückstellfedern 16 gemäß 1 nunmehr verwendete ringartige Rückstellfeder 80 ist in ihrem Federverhalten auf die zu erledigende Bearbeitungsaufgabe abgestimmt.
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In den 3 und 4 ist der Basisteil 5 der Bearbeitungseinheiten 3, 53 in Einzeldarstellung gezeigt. Es werden dabei die Bezugszeichen der 1 und 2 verwendet.
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Anstelle der Umformorgane 6, 56 lassen sich an dem Basisteil 5 weitere Bearbeitungsorgane montieren. Denkbar sind insbesondere Stanzeinsätze, denen gegebenenfalls entsprechende Stanzmatrizen an der gegenüberliegenden Werkstückseite zugeordnet werden.
