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Die
Erfindung betrifft einen Werkzeugsatz für eine Umformmaschine, aus
wenigstens einem einen Schlagkopf aufweisenden Obersattel mit einem
Einspannbereich zur Aufnahme in einem Bären und aus wenigstens einem
einen Gegenkopf aufweisenden Untersattel mit einem Einspannbereich
zur Aufnahme in einem Amboß.
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Derartige
Werkzeugsätze
sind in breit gefächerten
Werkzeugprogrammen erhältlich
und machen bekannte Umformmaschinen zu leistungsfähigen Universalmaschinen.
Für die
Bearbeitung sperriger Blechformteile eignen sich insbesonders als
Federhammer oder Lufthammer ausgebildete Umformmaschinen, die oftmals
Leistungen von bis zu mehreren hundert Schlägen pro Minute aufweisen. Derartige
Umformmaschinen werden auch als Kraftformer bezeichnet.
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Der
Nachteil bisher bekannter Werkzeugsätze besteht jedoch darin, daß mit ihnen
keine Rand- und Eckbereiche U-förmiger,
L-förmiger,
V-förmiger oder
T-förmiger
Profilabschnitte von Formprofilen bearbeitet werden können, da
die Rand- und Eckbereiche entweder mit dem Schlagkopf oder mit dem
Gegenkopf nicht erreichbar sind. Insbesondere aus dem Flugzeugbau
ist es bekannt, daß aus
Formprofilen im Streckziehverfahren Integralfrässpanten hergestellt werden,
wobei die Formprofile durch das Streckziehen nachteilige Materialaufwerfungen,
Wellen oder Wülste
ausbilden, die in mühevoller
Handarbeit mittels verschiedener Handwerkzeuge aus den Formprofilen
herausgeschlagen werden müssen.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde einen Werkzeugsatz der eingangs
genannten Gattung aufzuzeigen, mit dem das Herausschlagen von Materialaufwerfungen,
Wellen und Wülsten
aus Formprofilen maßgeblich
vereinfacht ist.
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Aus
der österreichischen
Patentschrift
AT 391
285 B ist ein Werkzeugsatz für eine Umformmaschine bekannt,
wobei der Werkzeugsatz mehrere Hammerwerkzeuge aufweist, welche
zur Aufnahme in einem Bären
in einem Werkzeugträger
zusammengefaßt
sind. Das Widerlager wird von einem Amboß ausgebildet. Der Bär und der
Amboß sind
etwa quer zur Schlagrichtung des Werkzeugträgers relativ zueinander stellbeweglich
gelagert. Der Amboß weist jedoch
keinen Einspannbereich zur Aufnahme eines Gegenkopfes auf, so daß die bekannte
Umformmaschine zur Aufnahme erfindungsgemäßer Werkzeugsätze nicht
geeignet ist.
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Die
der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe ist jedoch mit einem Werkzeugsatz
mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen
der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Der
erfindungsgemäße Werkzeugsatz
zeichnet sich dadurch aus, daß der
Untersattel eine Stelleinrichtung aufweist, über die der Gegenkopf stellbeweglich
etwa quer zur Schlagrichtung des Schlagkopfes am Einspannbereich
des Untersattels gehalten ist.
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Damit
besteht insbesondere die Möglichkeit, mit
dem Schlagkopf und mit dem Gegenkopf Eckbereiche sowie Randbereiche
U-, L-, V- oder T-förmig ausgebildeter
Profilabschnitte von Formprofilen bearbeiten zu können. Im
Normalfall sind die Arbeitsflächen
des Schlagkopfes sowie des Gegenkopfes konzentrisch übereinander
angeordnet. Der Gegenkopf befindet sich in diesem Fall in seiner
Nullstellung. Sollen mit dem Schlagkopf jedoch Profilabschnitte bearbeitet
werden, deren Formgebung keine konzentrische Ausrichtung der Arbeitsflächen zueinander
ermöglicht,
wird die Arbeitsfläche
des Gegenkopfes aus ihrer Nullposition soweit herausbewegt, bis
die Arbeitsfläche
des Schlagkopfes über
dem zu bearbeitenden Profilabschnitt liegt. Die Stelleinrichtung
ist vorzugsweise derart ausgelegt, daß die aus dem Zentrum des Schlagkopfes
austretende Schlagkraftlinie den Gegenkopf auch noch in seiner maximal ausgelenkten
Position durchläuft.
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Nach
einer ersten Weiterbildung der Erfindung weist die Stelleinrichtung
wenigstens eine den Gegenkopf antreibende Leitspindel auf. Zur Betätigung der
Stelleinrichtung weist die Leitspindel einen Handknauf und/oder
einen Schrittmotor auf.
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Nach
einer nächsten
Weiterbildung der Erfindung weist die Stelleinrichtung den Gegenkopf zwangsführende Geradführungsflächen auf.
Sämtliche
Geradführungsflächen verlaufen
etwa quer zur Schlagrichtung des Gegenkopfes. Grundsätzlich ist es
jedoch ebenso denkbar, daß die
Stelleinrichtung ein den Gegenkopf exzentrisch führendes Drehlager aufweist.
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Da
die Geradführungsflächen durch
die Schlagbewegungen des Schlagkopfes einer besonders großen dynamischen
Belastung ausgesetzt sind, wird vorgeschlagen, daß mittels
schräggestellten
Geradführungsflächen eine
solide Schwalbenschwanzführung
ausgebildet ist. Mit Vorteil sind andere Geradführungsflächen quer zur Schlagrichtung des
Schlagkopfes gestellt und dienen damit maßgeblich auch der Aufnahme
der vom Schlagkopf in den Untersattel eingeleiteten Schlagkräfte.
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Nach
einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist der
Gegenkopf wenigstens im Arbeitsbereich seiner dem Schlagkopf zugeordneten
Arbeitsfläche
aus Holz ausgebildet. Aufgrund der schwingungsdämpfenden Eigenschaften von
Holz ist dieses besonders gut dazu geeignet, die auf das Formprofil
ausgeübten
Schlagkräfte
gleichmäßig aufzunehmen
und in den Amboß abzuleiten.
Durch die schwingungsdämpfenden
Eigenschaften des Holzes kann der Gegenkopf außerdem vorteilhaft groß ausgebildet
werden, so daß ein
sicheres Hindurchführen des
zu bearbeitenden Formprofiles durch den erfindungsgemäßen Werkzeugsatz
hindurch gewährleistet
ist. Das Holz ist vorzugsweise ein feinschichtig verleimtes Oberfestholz,
dessen Splitterneigung gering ist. Selbstverständlich liegt es im Rahmen der
Erfindung, anstatt des Holzes vergleichbare Materialeigenschaften
aufweisende Kunststoffe einzusetzen.
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Um
den Gegenkopf in U-förmig
ausgebildete Profilabschnitte eines zu bearbeitenden Formprofiles hinein
bewegen zu können,
weist der Gegenkopf wenigstens einen etwa quer zur Schlagrichtung
des Schlagkopfes sowie etwa quer zur Stellrichtung der Stelleinrichtung
verlaufenden Freigang auf. Dieser Freigang ist beispielsweise als
am Gegenkopf seitlich angeordnete Kerbe, Nut oder Ausklinkung ausgebildet.
Dabei kann der Freigang sowohl den aus Holz ausgebildeten Bereich
des Gegenkopfes als auch den darunter liegenden mit der Leitspindel
in Eingriff stehenden Bereich des Gegenkopfes betreffen.
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Um
die Innenflächen
von spitzwinklig abgeknickten bzw. V-förmigen Profilabschnitten bearbeiten
zu können,
weist der Schlagkopf hingegen wenigstens einen etwa quer zu seiner
Schlagrichtung sowie etwa quer zur Stellrichtung der Stelleinrichtung verlaufenden
Freigang auf. Dieser Freigang ist ebenfalls als Nut oder Ausklinkung,
vorzugsweise jedoch als flache Auswölbung oder flache Kerbe ausgebildet,
in welche der äußere Schenkel
des V-förmigen Profilabschnittes
hineinstehen kann.
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Es
liegt selbstverständlich
im Rahmen der Erfindung, daß die
Freigänge
jede beliebige Formgebung aufweisen können, jedoch ist jeder Freigang vorzugsweise
an die Profilgeometrie einer zu bearbeitenden Integralfrässpante
angepaßt,
die für
den Rumpfaufbau großer
Passagierflugzeuge geeignet ist. Derartige Integralfrässpanten
weisen in der Regel einen U-förmig
ausgebildeten Gurtabschnitt sowie einen V-förmig
ausgebildeten Gurtabschnitt auf. Der die beiden Gurtabschnitte miteinander
verbindende Stegabschnitt weist hingegen die Materialaufwertungen,
Wellen oder Wülste
auf, die es zu beseitigen gilt.
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Sofern
am Formprofil ausreichend große Auflageflächen zur
Auflage auf den Gegenkopf zur Verfügung stehen, ist vorgesehen,
daß die
Arbeitsfläche
des Schlagkopfes kleiner ausgebildet ist als die Arbeitsfläche des
Gegenkopfes.
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Außerdem wird
eigenständiger
Schutz für eine
Umformmaschine beansprucht, die mit dem erfindungsgemäßen Werkzeugsatz
ausgerüstet
ist.
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Ein
Ausführungsbeispiel
der Erfindung, aus dem sich weitere erfinderische Merkmale ergeben, ist
in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen:
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1 eine
Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Werkzeugsatzes in einem
ersten Anwendungsbeispiel;
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2 eine
Seitenansicht des Werkzeugsatzes in einem zweiten Anwendungsbeispiel;
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3 eine
Seitenansicht des Werkzeugsatzes in einem dritten Anwendungsbeispiel;
und
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4 eine
Vorderansicht des Werkzeugsatzes mit teilgeschnittenem Untersattel.
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1 zeigt
eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Werkzeugsatzes in einem
ersten Anwendungsbeispiel an einer Integralfrässpante 1. Der Werkzeugsatz
besteht aus einem einen Schlagkopf 2 aufweisenden Obersattel 3 mit
einem Einspannbereich 4 zur Aufnahme in einem Bären einer
Umformmaschine und aus einem einen Gegenkopf 5 aufweisenden
Untersattel 6 mit einem Einspannbereich 7 zur
Aufnahme in dem Amboß der
Umformmaschine. Der Untersattel 6 weist eine Stelleinrichtung 8 auf, über die
der Gegenkopf 5 stellbeweglich etwa quer zur Schlagrichtung
des Schlagkopfes 2 gehalten ist. Die Stelleinrichtung 8 weist
eine den Gegenkopf 5 antreibende Leitspindel 9 auf,
die über
einen Handknauf 10 verfügt.
Der Gegenkopf 5 ist im Arbeitsbereich 11 seiner
dem Schlagkopf 2 zugeordneten Arbeitsfläche 12 aus Holz ausgebildet.
Außerdem
weist der Gegenkopf 5 einen etwa quer zur Schlagrichtung des
Schlagkopfes 2 sowie etwa quer zur Stellrichtung der Stelleinrichtung 8 verlaufenden
Freigang 13 auf, der als Ausklinkung ausgebildet ist. Der
Schlagkopf 2 weist hingegen einen etwa quer zu seiner Schlagrichtung
sowie etwa quer zur Stellrichtung der Stelleinrichtung 8 verlaufenden
Freigang 14 auf, der als Kerbe ausgebildet ist. Das Anwendungsbeispiel
zeigt, daß die
Integralfrässpante
im Bereich eines V-förmigen
Profilabschnittes eine Materialaufwerfung 15 aufweist,
die zwischen der Arbeitsfläche 12 des Schlagkopfes 2 und
der Arbeitsfläche 16 des
Gegenkopfes 5 geglättet
wird. Dazu steht der äußere Schenkel 17 des
V-förmig
ausgebildeten Profilabschnittes in den als Kerbe ausgebildeten Freigang 13 des
Schlagkopfes 2 hinein.
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Die 2 zeigt
eine Seitenansicht des Werkzeugsatzes in einem zweiten Anwendungsbeispiel. In
diesem Anwendungsbeispiel weist die Integralfrässpante 1 in einem
mittleren Profilabschnitt eine Materialaufwerfung 18 auf.
Zur Glättung
der Materialaufwerfung 18 wurde der Gegenkopf 5 über die
Stelleinrichtung 8 ein Stück weit nach links bewegt,
wobei die Positionen der Einspannbereiche 4, 7 unverändert sind.
Gleiche Bauteile sind mit gleichen Bezugszahlen versehen.
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Die 3 zeigt
eine Seitenansicht des Werkzeugsatzes in einem dritten Anwendungsbeispiel.
In diesem Anwendungsbeispiel weist die Integralfrässpante 1 im
Bereich eines U-förmig
ausgebildeten Profilabschnittes eine Materialaufwerfung 19 auf.
Zur Glättung
der Materialaufwerfung 19 wurde der Gegenkopf 5 über die
Stelleinrichtung 8 ein weiteres Stück nach links bewegt, wobei
die Positionen der Einspannbereiche 4, 7 unverändert übereinander
liegen. Gleiche Bauteile sind mit gleichen Bezugszahlen versehen.
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Die 4 zeigt
eine Vorderansicht des Werkzeugsatzes mit teilgeschnitten dargestelltem Untersattel 6.
Die Schnittansicht macht deutlich, daß die Stelleinrichtung 8 den
Gegenkopf 5 zwangsführende
Geradführungsflächen 20, 21, 22 aufweisen, wobei
mittels der schräggestellten
Geradführungsflächen 22 eine
Schwalbenschwanzführung
ausgebildet ist. Gleiche Bauteile sind mit gleichen Bezugszahlen
versehen.