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Die
Erfindung betrifft einen Keiltrieb mit einem ersten mit einem Bearbeitungswerkzeug
versehbaren Teil und einem zweiten Teil, wobei beide Teile gegeneinander
beweglich angeordnet sind, und zumindest eine Zwangsrückholeinrichtung
vorgesehen ist, die an beiden Teilen angreifbar ist oder angreift.
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Keiltriebe
werden insbesondere in der Automobilindustrie zur Umlenkung einer
senkrechten Pressenkraft in eine waagerechte Bewegung eingesetzt.
Insbesondere bei der Fertigung von Karosserieteilen können dadurch
Verformungen oder ein Beschneiden oder Lochen der Karosserieteile
vorgenommen werden, was mittels einer senkrechten Arbeitsbewegung,
also der normalen Bewegungsrichtung einer Presse, nicht möglich ist.
Keiltriebe müssen
daher so ausgelegt werden, dass sie sehr hohe Arbeitsdrücke einer
Presse in die gewünschte
Arbeitsrichtung, also beispielsweise in eine waagerechte Richtung,
umlenken können,
wobei zugleich eine Linearführung
vorgesehen wird. Die hierbei auftretenden Drücke können schnell 5.000 kN überschreiten.
In einem Pressenwerkzeug können
dabei auch mehrere, insbesondere zehn oder mehr, solcher Keiltriebe
angeordnet werden, die unterschiedliche Aufgaben erfüllen und
hierzu mit unterschiedlichen Neigungswinkeln bezüglich der Arbeitsrichtung arbeiten.
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Bei
einem Keiltrieb ist stets eine Linearführung in Form des Keiltriebbettes
vorgesehen, welches Pressdrücke
je nach Ausführung
von mehr als 100 kN mit einem Führungsspiel
von max. 0,02 mm in die jeweils gewünschte Richtung wiederholgenau realisieren
soll. Ein Treibkeil, nachfolgend als Treiberelement bezeichnet,
soll dabei die senkrechte Pressenkraft auf das eigentlich bewegliche
Keiltriebelement, den Keiltriebschlitten, nachfolgend als Schieberelement
bezeichnet, einleiten. Das Schieberelement nimmt die zur Bearbeitung
erforderlichen Werkzeuge auf, führt
also die eigentliche Bearbeitung durch, und wird in der Linearführung von
der Presse angetrieben hin und her bewegt. Die an einem Schieberelement
montierbaren Werkzeuge zum Beschneiden bzw.
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Verformen
eines Werkstücks,
wie eines Karosserieteils, können
unterschiedlich ausgebildet sein. Hierbei ist es möglich, lediglich
beispielsweise einen einzigen Lochstempel zu montieren oder eine Anzahl
von Lochstempeln bzw. anderen Werkzeugen, wie beispielsweise auch
eine Anzahl von Einzelmessern mit einer Gesamtlänge von mehr als einem Meter.
Dasselbe gilt auch für
den Nachformbereich, wobei als Werkzeuge einfache Durchstellstempel oder
auch Nachschlagbacken zum Nachformen diverser Teilbereiche eines
Werkstücks,
die sich über einen
oder mehrere Meter hinweg erstrecken können, verwendet werden. Daher
sind, um diesen unterschiedlichen Anforderungen einer spannlosen Formgebung
in einem Pressenwerkzeug nachzukommen, Keiltriebe in unterschiedlichen
Größen und mit
einem unterschiedlichen Bearbeitungswinkel auf dem Markt verfügbar. Beispiele
solcher Keiltriebe sind auch in der
WO 02/30659 A1 ,
WO 99/28117 A1 sowie
EP 0 484 588 A1 beschrieben.
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Die
Auslegung des Keiltriebs erfolgt in Abhängigkeit von den zu verrichtenden
Tätigkeiten,
also beispielsweise in Abhängigkeit
von der Blechdicke und Blechqualität des zu bearbeitenden Werkstücks, der
jeweiligen Arbeitslänge
und der Art der Bearbeitung, beispielsweise Schneiden oder Formgeben. Gemäß der Vorgabe
der Automobilindustrie muss sichergestellt werden, dass ein Keiltrieb
mindestens 1.000.000 Hub mit der erforderlichen Arbeitskraft und einem
Laufspiel erreichen muss, das sicherstellt, dass der jeweilige Lochstempel
zielgenau eine entsprechende Gegenmatrize bzw. Schneidbuchse trifft. Ein
versetztes Auftreffen eines Lochstempels bzw. eines Schneidmessers
führt dazu,
dass es zu einem erhöhten
Abrieb am Lochstempel bzw. Schneidmesser und an den Schneidbuchsen
kommen kann, was schlimmstenfalls zu einem Bruch des Schneid- bzw. Formwerkzeugs
in Form eines Lochstempels, Schneidmessers etc. führt. Auf
die Schneid- und Formwerkzeuge wird nicht nur bei dem eigentlichen Arbeitshub
zum Durchdringen bzw. Verformen eines Werkstücks eine Kraft ausgeübt, sondern
auch bei dessen Rückbewegung.
Gerade bei einem Lochstempel, der nur zu einem gewissen Teil ein
Werkstück
in Form eines Blechs durchdringt, den Rest lediglich mittels einer
Reißbewegung
durchstößt, kann es
bei der Rückzugsbewegung
zu einem Klemmen kommen, das schlimmstenfalls zu einer Beschädigung des
Werkstücks
und des Lochstempels bzw. Schneidmessers führen kann. Verstärkt wird
dieser Effekt durch Ablagerungen von Zink- oder Aluminium beim Bearbeiten
von Zink- oder Aluminiumblech, das heutzutage verstärkt in der
Automobilindustrie verwendet wird. Diese Ablagerungen an den Schneidmitteln
führen
zu Schmieren oder zum Entstehen eines hemmenden Schmierfilms, der
ein weiteres Bearbeiten von Werkstücken mit einem entsprechend geschädigten Schneidwerkzeug
behindert. Die Abstreifkraft, die auf das Schneidwerkzeug in Form
eines Lochstempels, Schneidmessers etc. beim Zurückziehen von diesen aus einem
Werkstück
einwirkt, beträgt
etwa 5 bis 12% der eigentlichen Arbeitskraft.
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In
einem Keiltrieb wird eine solche Abstreifkraft, die auch Rückzugskraft
genannt wird, z. B. mittels einer Rückholfeder aufgebracht. Allerdings
hat es sich gezeigt, dass solche Federn lediglich in den seltensten
Fällen
die geforderte Abstreifkraft bzw. Rückzugskraft von 5 bis 12% der
Arbeitskraft aufbringen können,
da aufgrund des bei einem Keiltrieb nur begrenzt zur Verfügung stehenden
Bauraums lediglich sehr kleine und damit schwache Federn verwendet
werden können.
Der Wunsch der Automobilindustrie, diese Werte dennoch einzuhalten,
kann mit den auf dem Markt befindlichen Federsystemen, wie beispielsweise
Spiralfedern, Gummi- oder Kunststofffedern, Gasdruckfedern etc.
nicht eingehalten werden, insbesondere aufgrund des geringen zur Verfügung stehenden
Bauraums innerhalb der Keiltriebe. Beispielsweise müsste bei
einem Keiltrieb mit einer Arbeitskraft von 5.000 kN eine Abstreif-
oder Rückzugskraft
von 600 kN oder mehr eingehalten werden, jedoch können mit
den zur Verfügung
stehenden Federsystemen lediglich Werte von nicht einmal 300 kN
eingehalten werden. Dies führt
dazu, dass umfangreiche und teure Sonderlösungen verwendet werden müssen, um
die geforderten Werte einzuhalten. Ein weiterer Nachteil von Federn
besteht insbesondere auch darin, dass bei einer zunehmenden Beanspruchung
diese an Standfestigkeit verlieren. Die geforderten Werte von 1.000.000
Hub können
damit nicht einmal annährend
erreicht werden, ohne dass ein teurer Austausch der Federsysteme
erforderlich wird. Hierdurch wird der Betrieb eines Keiltriebs nicht
nur zusätzlich
verteuert, sondern führt zu
einer Prozessunsicherheit, da der Ausfall oder zumindest eingeschränkte Betrieb
eines solchen Federsystems nicht im voraus abschätzbar ist. Ein Ausfall einer
solchen Rückzugsfeder
führt dazu,
dass der Keiltrieb nicht mehr in seine Endposition zurückgleitet
und somit das bearbeitete Werkstück
nicht mehr zur Entnahme freigegeben wird. Dies führt zu erheblichen Ausfällen und
somit zu immensen Zusatzkosten, die jedoch selbstverständlich vermieden
werden müssen.
Es wird daher gefordert, die Rückzugskräfte zwar
einerseits so hoch wie möglich
auszulegen, jedoch gleichzeitig die Standzeiten eines solchen Keiltriebs
zu erhöhen
und diesen prozesssicherer auszulegen.
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Um
dies zu erreichen, sind klammerartige Zwangsrückholeinrichtungen bekannt
wie sie beispielsweise in den vorstehend genannten Druckschriften
des Standes der Technik verwendet werden. Diese klammerartigen Zwangsrückholeinrichtungen
werden formschlüssig
am Keiltrieb angebracht und halten Schieberelement und Treiberelement
so zusammen, dass ein Rückzug
in die Endposition reproduzierbar erfolgt. Die Zwangsrückholeinrichtungen
des Standes der Technik sind jedoch nicht für einen Dauerbetrieb ausgelegt,
sondern dienen lediglich dazu, ein kurzes verharrendes Moment zu
lösen.
Es hat sich weiterhin gezeigt, dass ein Betrieb mit einem besonders
langen Fertigungsintervall ebenfalls mit derartigen Zwangsrückholeinrichtungen des
Standes der Technik nicht möglich
ist, wobei ein Problem darin besteht, dass eine überlastete Zwangsrückholeinrichtung
abbricht und als Fremdkörper
in dem Keiltrieb bzw. der Presse einen noch größeren Schaden anrichtet als
ein aufgrund einer nachgebenden Feder ungewollt verharrender Keiltrieb.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Keiltrieb
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dahingehend fortzubilden, dass
eine verbesserte Zwangsrückholeinrichtung vorgesehen
wird, die die geforderte Lastaufnahme von 1.000.000 Hub erträgt und dabei
reproduzierbar ein Zurückziehen
des Keiltriebs in seine Endposition ermöglicht und insbesondere die
Zwangsrückholeinrichtung
eine Rückzugskraft
von 12% und mehr der eigentlichen Arbeitskraft aufbringen kann,
zugleich jedoch keine besonderen Mehrkosten im Vergleich zu den
bestehenden Lösungen
mit einem Federsystem bzw. den bekannten klammerartigen Zwangsrückholeinrichtungen,
wie sie beispielsweise in der
WO 02/30659 A1 ,
WO 99/28117 A1 bzw.
EP 0 484 588 A1 beschrieben
sind, mit sich bringt.
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Die
Aufgabe wird durch einen Keiltrieb nach dem Oberbegriff des Anspruchs
1 dadurch gelöst, dass
die zumindest eine Zwangsrückholeinrichtung rückholfederfrei
und der Keiltrieb (1) über
die Pressenbewegung zwangsgesteuert ist, wobei er in Rückzugsrichtung
die Pressenkräfte
nutzt, und die Zwangsrückholeinrichtung
zumindest eine Rollreibung nutzende Einrichtung zum Unterstützen des Zurückholens
des einen Teils und/oder zum Erhöhen der
aufbringbaren Rückzugskraft
beim Zurückholen des
einen Teils aufweist. Weiterbildungen der Erfindung sind in den
abhängigen
Ansprüchen
definiert.
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Dadurch
kann ein Keiltrieb geschaffen werden, bei dem die Rückzugskraft
durch eine andere Einrichtung als eine Rückholfeder aufgebracht wird. Beispielweise
eine sonst im Stand der Technik verwendete Gasdruckfeder zum Zurückholen
des Schieberelements entfällt
dann gänzlich.
Derartige Gasdruckfedern neigen dazu, bei längerer Betätigung heiß zu werden und dann ggf. zu
versagen. Bei einem Versagen führen
sie im Stand der Technik zu einem Verklemmen des Keiltriebs. Wird
bei der vorliegenden Erfindung eine solche Gasdruckfeder weggelassen,
da eine Zwangsrückholung
bereits über die
zumindest eine andere Einrichtung erfolgt oder unterstützt wird,
kann gegenüber
dem Stand der Technik ein großer
Vorteil aufgrund der erhöhten
Prozesssicherheit aufgrund der nicht mehr verwendeten Gasdruckfeder
erzielt werden. Die erfindungsgemäße Einrichtung ist vorteilhaft
so ausgelegt, dass sie die beim Zurückholen aufbringbaren Rückzugskräfte minimiert,
so dass ein Zurückholen
des einen Teils des Keiltriebs auch ohne eine Rückholfeder leicht möglich ist.
Hierbei weist vorteilhaft die Einrichtung zum Unterstützen des
Zurückholens
und/oder Erhöhen
der aufbringbaren Rückzugskraft
eine auf Rollreibung basierende Verbindung auf. Die bei einer auf Rollreibung
basierenden Verbindung aufzubringenden Kräfte sind gering, so dass die
erforderlichen Kräfte
zum Zurückziehen
des einen Teils des Keiltriebs gegenüber den Lösungen des Standes der Technik,
bei denen die bereits genannten Klammerverbindungen und Gasdruckfedern
genutzt werden, vermindert werden können.
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Vorteilhaft
weist die zumindest eine Zwangsrückholeinrichtung
zumindest eine Rolle oder ein rollenartiges Element zum Abrollen
auf einer Fläche
des einen Teils des Keiltriebs zum Unterstützen des Zurückholens
des einen Teils und/oder zum Erhöhen der
aufbringbaren Rückzugskraft
beim Zurückholen des
einen Teils auf. Hierdurch wird ein Keiltrieb geschaffen, über den
im Unterschied zum Stand der Technik eine Rollreibung genutzt wird,
die sehr viel geringer ist als eine Gleitreibung. Somit wird die
zum Zurückholen
aufzubringende Kraft verringert. Im Stand der Technik wird eine
als Stahlklammer oder Lasche ausgebildete Zwangsrückholeinrichtung
seitlich am Keilschlitten bzw. Schieberelement befestigt und verhakt
sich hinter einer zur Treiberfläche
parallel verlaufenden Gleitfläche
am Treiberelement. Beim Auseinanderfahren, wenn die Zwangsrückholeinrichtung
mit Kraft beaufschlagt wird, führt
dies im Stand der Technik dazu, dass die aufeinandergleitenden Flächen von
Treiberelement und Zwangsrückholeinrichtung
so lange aneinander gehalten werden, bis zum Schluss nur noch eine
lineare Berührung
zwischen ihnen stattfindet und nachfolgend ein Auseinandergleiten
von Treiberelement und Zwangrückholeinrichtung.
Kurz vor dem Trennen bzw. Auseinandergleiten unterliegen diese aufeinandergleitenden Flächen bzw.
dieser Endbereich am Treiberelement einem besonders hohen Abrieb,
wenngleich auch im Stand der Technik hier eine Rundung der Gleitfläche am Treiberelement
vorgesehen wird.
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Erfindungsgemäß wird nun
die an der Zwangsrückholeinrichtung
vorgesehene Gleitfläche zum
Gleiten auf der Gleitfläche
des Treiberelements gegen eine Rolle oder ein rollenartiges Element
ausgetauscht. Durch das Vorsehen der Rolle bzw. des rollenartigen
Elements tritt kein Schaben von aufeinandergleitenden Gleitflächen gerade
im Endbereich der Gleitfläche
am Treiberelement auf. Vielmehr wird über die gesamte Länge der
Gleitfläche
am Treiberelement eine gleichmäßige Bewegung
der Rolle ermöglicht.
Aufgrund der Verwendung einer Rolle kann diese für geringere Rollreibung gegenüber der
Gleitreibung bei den Zwangsrückholeinrichtungen
des Standes der Technik genutzt werden. Die Flächenpressung im Endbereich
der Gleitfläche
am Treiberelement zwischen den aufeinander gleitenden Flächen der
Zwangsrückholeinrichtung
und des Treiberelements tritt in diesem Bereich vorteilhaft bei
Vorsehen einer Rolle bzw. eines rollenartigen Elementes nicht mehr
auf. Je nach Auslegung des Durchmessers bzw. des rollenartigen Elementes
tritt in jedem Abschnitt der Fläche
des Treiberelementes, auf der die Rolle bzw. das rollenartige Element
abrollt, die gleiche lineare Berührung
und somit Kraftübertragung
auf. Ein Abbrechen des Endbereichs der Fläche am Treiberelement, über die
die Rolle abrollt, steht daher nicht mehr zu befürchten.
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Die
Zwangsrückholeinrichtung
mit zumindest einer Rolle bzw. einem rollenartigen Element nutzt beim
Aufwärtshub
der Presse die ansonsten ungenutzte Kraft der Presse zum Zurückziehen
des Schieberelements über
die Treiberelementschräge
und die formschlüssige
Umklammerung der entsprechenden Fläche am Treiberelement über die
Rolle bzw. das rollenartige Element. Hierdurch ist es möglich, die Mindestanforderung
von einer Rückzugskraft
von zumindest 12% der Arbeitskraft zu erfüllen. Ferner erfolgt eine Zwangssteuerung
des Keiltriebs über
die Pressenbewegung, wobei der Keiltrieb in der Arbeitsrichtung
und der Rückzugsrichtung
jeweils die Pressenkräfte
nutzt und damit ein Vielfaches der durch eine Feder aufbaubaren
Rückzugskraft
erzielt werden kann. Aufgrund des sehr geringen Verschleißes durch
Vorsehen der Rollreibung kann eine wartungsfreie und langlebige
Lösung
geschaffen werden, die eine dauerhafte Nutzung der innerhalb der
Presse ohnehin zur Verfügung
stehenden Pressenkräfte
ermöglicht.
Auch in Bezug auf die Betriebskosten ergibt sich mit der vorliegenden
Erfindung ein großer
Vorteil gegenüber
dem Stand der Technik. Die Betriebskosten können um mehr als 20% und die
Herstellungskosten eines solchen Keiltriebs durch Wegfall von teuren
Federsystemen um mehr als 30% reduziert werden. Eine weitere Kosteneinsparung
kann durch die kaum mehr erforderliche Wartung des Keiltriebs vorgesehen
werden. Ferner besteht bei Weglassen des Federsystems nicht mehr
die Gefahr eines Unfalls bei der Demontage von unter Federspannung stehenden
Teilen, sodass auch der Betrieb von erfindungsgemäß ausgebildeten
Keiltrieben leichter und sicherer gehandhabt werden kann. Somit
gibt sich nicht nur ein enormer wirtschaftlicher, sondern auch sicherheitsrelevanter
Vorteil gegenüber
den Keiltrieben des Standes der Technik.
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Die
Zwangsrückholeinrichtung
ist vorteilhaft klammerartig ausgebildet und auf der Außenseite des
Keiltriebs angeordnet. Hierbei kann die Zwangsrückholeinrichtung zumindest
ein an einem Schieberelement als ein ein Werkzeug tragendes Teil
angreifendes erstes Teilstück
und zumindest ein mit der Rolle oder dem rollenartigen Element versehenes und
an einer Fläche
eines Treiberelements als zweitem Teil des Keiltriebs angreifendes
zweites Teilstück aufweisen.
Vorzugsweise ist die Zwangsrückholeinrichtung
mit ihrem ersten Teilstück
an dem Schieberelement befestigt und mit ihrem mit der zumindest
einen Rolle oder dem zumindest einen rollenartigen Element versehenen
zweiten Teilstück
an dem Treiberelement kraftschlüssig
angeordnet. Aufgrund des Anordnens der Zwangsrückholeinrichtung als klammerartiges
Element auf der Außenseite
des Keiltriebs ist eine leichte Montage und ggf. bei Bedarf auch
Demontage möglich,
beispielsweise um eine nach mehreren Millionen Hub verschlissene
Rolle oder rollenartiges Element auszutauschen. Durch das einseitige
Befestigen der Zwangsrückholeinrichtung
an dem Schieberelement ist eine genau definierte Position an diesem
und im Vergleich zu dem Treiberelement möglich, sodass eine form- bzw.
kraftschlüssige
Umklammerung der hierfür
vorgesehenen Fläche
des Treiberelements ermöglicht
wird.
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Vorteilhaft
ist die Rolle oder das rollenartige Element außermittig an der Zwangsrückholeinrichtung,
insbesondere deren zweiten Teilstück, angeordnet. Vorzugsweise
ist die Rolle oder das rollenartige Element in Richtung zur Arbeitsrichtung
des Schieberelements gegenüber
einer Mittellinie der Zwangsrückholeinrichtung
versetzt angeordnet. Hierdurch ist es möglich, ein Verkippen des Schieberelements
bei der Rückzugsbewegung
besonders gut auszugleichen bzw. zuzulassen, ohne dass die Gefahr
eines Verklemmens des Keiltriebs besteht.
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Als
besonders vorteilhaft erweist es sich ferner, wenn die zumindest
eine Fläche
an dem Treiberelement einen gerundeten Endbereich aufweist, über den
die Rolle oder das rollenartige Element problemlos hinwegrollen
kann, um mit der Fläche
des Treiberelements außer
bzw. in Eingriff zu gelangen.
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Als
weiterhin vorteilhaft erweist es sich, wenn die zumindest eine Rolle
oder das zumindest eine rollenartige Element einen zumindest dem
Doppelten des Radius des gerundeten Endbereichs entsprechenden Durchmesser
aufweist bzw. einen größeren Durchmesser
als der halben Breite der Zwangsrückholeinrichtung entspräche. Besonders
bevorzugt ragt die Rolle oder das rollenartige Element mit ihrer
und seiner Umfangserstreckung über
die äußere Kante der
Zwangsrückholeinrichtung
hinaus. Aufgrund des Vorsehens einer solchen großen Rolle ist einerseits ein
besonders sicherer und guter Linienkontakt auf der Fläche des
Treiberelements für
die Rolle bzw. das rollenartige Element möglich.
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Andererseits
ist hierdurch eine große
Kraftaufnahme möglich,
da die Rolle stabil genug ist, um auch große Pressenkräfte abzufangen
bzw. aufzunehmen. Ein verkantungsfreies Rollen über die Fläche des Treiberelements kann
ebenfalls sichergestellt werden, was zu einem Vermeiden der Gefahr
eines Verklemmens des Keiltriebs auch ohne oder gerade ohne Vorsehen
einer Gasdruckfeder oder eines anderen Federsystems führt.
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Zur
näheren
Erläuterung
der Erfindung wird im Folgenden ein Ausführungsbeispiel von dieser anhand
der Zeichnung näher
beschrieben.
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Diese
zeigen in:
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1 eine
perspektivische Ansicht einer Ausführungsform eines Keiltriebs
mit erfindungsgemäßer Zwangsrückholeinrichtung,
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2 eine
perspektivische Ansicht des Keiltriebs gemäß 1 in der
um 180° gedrehten
Position, ohne Treiberelement,
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3 eine
perspektivische Ansicht des Keiltriebs gemäß 1 in einer
gegenüber
der Position in 1 weiter zurückgezogenen Position der Zwangsrückholeinrichtung,
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4 eine
perspektivische Ansicht des Keiltriebs gemäß 1 in einer
um 90° gedrehten
Position, ohne Zwangsrückholeinrichtung,
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5 eine
seitliche Draufsicht auf den Keiltrieb gemäß 1 in einer
noch nicht zurückgezogenen
Arbeitsposition des Schieberelements, und
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6 eine
seitliche Draufsicht auf den Keiltrieb gemäß 1 in einer
nahezu vollständig
zurückgezogenen
Position des Schieberelements.
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1 zeigt
eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform eines Keiltriebs
1 mit
einem Schieberführungselement
10,
einem Schieberelement
20 und einem Treiberelement
30.
Schieberführungselement
10 und
Schieberelement
20 sind über zwei Führungsklammern
40 miteinander
verbunden. Dieser Aufbau entspricht dem in
WO 02/30659 A1 beschriebenen
Aufbau. Die Führungsklammern
sind dabei jeweils über
Haltevorsprünge
41,
42,
die in entsprechende Nuten von Schieberführungselement und Schieberelement
eingreifen, mit diesen verbunden. Mit dem Schieberführungselement
sind die Führungsklammern
ferner über
nur angedeutete Schrauben
43 verbunden, was besser
2 entnommen werden
kann. Durch Vorsehen der Führungsklammern
können
Schieberelement und Schieberführungselement
besonders gut zusammengehalten werden, wobei ein erforderliches
Laufspiel auch bei Erwärmung
des Keiltriebs sichergestellt werden kann, da durch die Führungsklammern
nicht nur Fertigungstoleranzen, sondern auch auftretende Materialausdehnungen
aufgefangen werden können.
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Das
Schieberelement 20 sitzt über eine prismatische Führung 50 verschiebbar
auf dem Treiberelement 30. Ferner sind Schieberelement
und Treiberelement über
zwei Zwangsrückholeinrichtungen 60 miteinander
verbunden. Die jeweilige Zwangsrückholeinrichtung 60,
die besser der perspektivischen Ansicht in 2 entnommen
werden kann, ist klammerartig ausgebildet. Diese weist jeweils ein erstes
Teilstück 61 auf,
das an dem Schieberelement 20 angreift und ein zweites
Teilstück 62,
das mit einer jeweiligen Rolle 63 versehen ist. Die Rolle
ist über eine
nicht dargestellte Achse an dem zweiten Teilstück 62 der Zwangsrückholeinrichtung
drehbar gelagert.
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Mit
der Rolle 63 greift die Zwangsrückholeinrichtung 60 an
einer Außenfläche 31 des
Treiberelements 30 an. Dies kann den 1 und 3 besonders
gut entnommen werden. Auf der Außenseite des Treiberelements
ist in diesem Bereich eine stufenförmige Auskragung 32 vorgesehen,
die auf ihrer Unterseite die Außenfläche 31 zum
Eingreifen der Rolle 63 aufweist. Aufgrund des Untergreifens
der stufenförmigen
Auskragung 32 und der Befestigung der Zwangsrückholeinrichtung 60 im
Bereich des ersten Teilstücks 61 an
dem Schieberelement ist hier eine sichere Umklammerung für ein Weiterleiten
der Kraft (kraftschlüssige
Verbindung), die von der Presse bzw. deren Bewegung ausgeübt wird,
möglich.
An dem Schieberelement 20 ist die Zwangsrückholeinrichtung 60 dabei
beispielsweise über
Schrauben 64 befestigt, wie in den 2 und 3 sowie 5 und 6 angedeutet.
Diese Schrauben greifen in Öffnungen 21, 22 seitlich
in dem Schieberelement 20 ein. Dies ist besonders gut der 4 zu
entnehmen. In dieser Figur sind die Zwangsrückholeinrichtungen 60 noch
nicht montiert, sodass auch die stufenförmige Auskragung 32 mit
der Außenfläche 31 am
Treiberelement 30 besonders gut erkennbar ist.
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Wie
insbesondere den seitlichen Draufsichten in 5 und 6,
jedoch auch den 1 und 3, zu entnehmen
ist, läuft
die Rolle 63 der jeweiligen Zwangsrückholeinrichtung 60 entlang
der stufenförmigen
Auskragung 32 und damit der Außenfläche 31 von dieser
während
des Arbeitsvorgangs und des Rückzugsvorgangs
der Presse und somit auch des Keiltriebs. In den 1 und 5 ist
jeweils die Position gezeigt, in der eine Bearbeitung eines nicht gezeigten
Werkstücks
erfolgt, beispielsweise ein an dem Schieberelement angebrachter
Lochstempel ein blechförmiges
Werkstück
durchdringt. Um den Lochstempel nachfolgend wieder aus dem gestanzten Loch
herausziehen zu können,
wird die Pressenbewegung in Richtung nach oben genutzt, wobei die Zwangsrückholeinrichtungen 60 entlang
der Außenfläche 31 der
stufenförmigen
Auskragung 32 in der Darstellung von rechts nach links,
also entgegen der Arbeitsrichtung 70, die durch einen Pfeil
angedeutet ist, läuft.
Ein weiterer Pfeil kennzeichnet diese Rückzugsrichtung 71.
Diese sind in den 3 und 6 gezeigt.
Hierbei ist deutlich erkennbar, dass die Zwangsrückholeinrichtung entlang der
Außenfläche 31 der
stufenförmigen
Auskragung 32 in Rückzugsrichtung 71 bewegt
wurde. Hierbei rollt die Rolle 63 auf der Außenfläche 31 des
Treiberelements ab. Um ein Verkippen des Schieberelements gegenüber dem Treiberelement
auszugleichen und zugleich möglichst
zu verhindern, ist die Rolle 63, wie insbesondere in den 5 und 6 zu
sehen, gegenüber
einer gedachten Mittellinie 72 der klammerförmigen Zwangsrückholeinrichtung 60 versetzt
angeordnet. Der Versatz V zwischen der Anordnung der Achse 65 der
Rolle 63 und der Mittellinie 72 ist insbesondere
in den 5 und 6 besonders deutlich zu sehen. Hierbei
ist ferner erkennbar, dass die Rolle einen Durchmesser aufweist,
der größer ist
als die halbe Breite b der Zwangsrückholeinrichtung im Bereich des
zweiten Teilstücks 62.
Dabei überragt
die Rolle 63 die äußeren Kanten 66, 67 des
zweiten Teilstücks 62 der
Zwangsrückholeinrichtung 60,
wie insbesondere in 5 und 6 zu sehen.
Dadurch, dass die Rolle 63 so groß wie möglich ausgebildet ist, ist
eine besonders gute Stabilität
der Zwangsrückholeinrichtung
gegeben. Je stabiler die Zwangsrückholeinrichtung
ausgebildet ist, desto besser können
selbstverständlich
hohe Kräfte
der Presse aufgenommen und ertragen werden. Bei entsprechender Auslegung
der Zwangsrückholeinrichtung
kann eine ansonsten vorgesehene Federrückholung entfallen, da allein
durch das Abrollen der Rollen 63 der Zwangsrückholeinrichtungen 60 auf
beiden Seiten von Treiberelement und Schieberelement der Aufwärtshub der
Presse zum Zurückziehen
des Schieberelements genutzt werden kann.
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Da
aufgrund des Vorsehens einer besonders großen Rolle 63 nicht
nur die auftretenden Kräfte
besonders gut aufgenommen und ertragen werden können, sondern auch die Rollreibung
sehr viel geringer ist als beim Gleiten von Flächen aufeinander, wie dies
im Stand der Technik vorgesehen ist, ist es ferner möglich, eine
Rückzugskraft
von mehr als 12% der Arbeitskraft bzw. max. Presskraft des Keiltriebs mit
Hilfe der Zwangsrückholeinrichtungen 60 zu
erreichen.
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Wie
insbesondere den
5 und
6 entnommen
werden kann, weisen die stufenförmigen Auskragungen
32 einen
gerundeten Endbereich
33 auf. Im Unterschied zum Stand
der Technik, beispielsweise der
WO 02/30659 A1 schabt hier keine Gleitfläche über diesen
gerundeten Endbereich der stufenförmigen Auskragung, sondern
die Rolle
63 rollte dort ordnungsgemäß ab, wie dies aus der
6 abgeleitet
werden kann. In dieser befindet sich die Rolle in dem gerundeten
Endbereich
33 und rollt auf diesem ab, ohne diesen zu zerstören oder
zu verschleißen,
sodass hier das Problem des Standes der Technik eines hohen Verschleißes in diesem
Bereich gelöst
werden kann. Auch ein problemloser Wiedereintritt der Rolle
63 über den
gerundeten Endbereich
33 auf die Außenfläche
31 der stufenförmigen Auskragung
32 des
Treiberelements
30 ist ersichtlich problemlos ebenfalls
möglich,
sodass bei Vorsehen der Zwangsrückholeinrichtungen
60 eine
im Wesentlichen wartungsfreie langlebige Zwangsrückholeinrichtung geschaffen
wird, die die ohnehin erfolgende Pressenbewegung für einen
Zwangsrückzug
des Schieberelements nach erfolgter Bearbeitung eines Werkstücks nutzt.
Der Radius r des gerundeten Endbereichs ist so gewählt, dass
die Rolle dort optimal abrollen kann.
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In
dem in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Zwangsrückholeinrichtung 60 an dem
Schieberelement befestigt und an dem Treiberelement abrollbar gelagert.
Grundsätzlich
ist es ebenfalls möglich,
eine anderweitige Anordnung der Zwangsrückholeinrichtungen vorzusehen,
insbesondere selbstverständlich
auch bei einer anderen Ausbildung des Keiltriebs mit Schieberelement
und Treiberelement selbst. Vorteilhaft ist allerdings die Zwangsrückholeinrichtung
an dem sich bewegenden Teil des Keiltriebs befestigt, um hier ein
Verkippen von diesem und somit ein Verklemmen möglichst sicher zu vermeiden,
was leichter dann erfolgen kann, wenn die Rolle auf einem feststehenden
Element des Keiltriebs abrollt und nicht auf einem sich ebenfalls bewegenden
Element, wie auf dem Schieberelement in den 1 bis 6.
Grundsätzlich
ist eine solche Anordnung jedoch möglich, wobei sich die in den 1 bis 6 dargestellte
jedoch als vorteilhafter erweist.
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Wie
insbesondere der 4 entnommen werden kann, ist
das Schieberelement in seiner Seitenfläche ausgeklinkt ausgebildet,
um die Zwangsrückholeinrichtung 60 mit
ihrem ersten Teilstück 61 dort
aufnehmen zu können.
Diese Ausklinkung 23 wird vorteilhaft auf die Form und
Größe der Zwangsrückholeinrichtung 60 angepasst.
Hierdurch ist der Halt an dem Schieberelement noch besser möglich, da
ein seitlicher Halt der klammerartigen Zwangsrückholeinrichtung 60 innerhalb
dieser Ausklinkung 23 möglich
ist.
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Aus
Symmetriegründen
und, um die Wirkung der Zwangsrückholeinrichtung 60 aufgrund
einer gleichmäßigen Belastung
des Keiltriebs auf der linken und rechten Seite zu ermöglichen,
sind zwei solcher Zwangsrückholeinrichtungen 60 in
den 1 bis 6 dargestellt. Grundsätzlich ist
es jedoch auch möglich,
mehr als zwei solcher Zwangsrückholeinrichtungen
vorzusehen, beispielsweise zwei pro Seite, falls dies aufgrund der
zu übertragenden
Pressenkräfte
und des Wunschs nach einer Begrenzung der Abmessungen der Zwangsrückholeinrichtung erforderlich
sein sollte. Auch jede beliebige andere Anzahl von Zwangsrückholeinrichtungen
kann grundsätzlich
bei einem Keiltrieb vorgesehen werden, wobei aus Kostengründen und
Gründen
einer einfachen und zugleich sicheren Montage und ggf. auch Demontage
das Vorsehen von lediglich zwei Zwangsrückholeinrichtungen mit einer
erfindungsgemäßen Rolle
bzw. einem rollenartigen Element üblicherweise ausreichend ist.
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Neben
den im Vorstehenden beschriebenen und in dem Ausführungsbeispiel
dargestellten Ausführungsformen
eines mit einer erfindungsgemäßen Zwangsrückholeinrichtung
mit zumindest einer Rolle oder einem rollenartigen Element ausgerüsteten Keiltriebs
sind noch zahlreiche weitere Varianten möglich, bei denen die zumindest
eine Zwangsrückholeinrichtung
ohne eine Rückholfeder,
insbesondere eine Gasdruckfeder, ausgebildet ist. Um deren Funktion
des Unterstützens
des Rückholvorgangs anderweitig
vorzusehen und möglichst
größere Rückzugskräfte aufbringen
zu können
als mit einer Gasdruckfeder möglich,
weist die Zwangsrückholeinrichtung
zumindest eine andere Einrichtung auf, die die aufzubringenden Rückzugskräfte minimiert,
wie z. B. die bereits genannten Rollen oder rollenartigen Elemente
zum Abrollen auf einer Fläche
des einen Teils des Keiltriebs. Werden derartige Rollen bzw. rollenartige
Elemente vorgesehen, können
diese dabei in entsprechender Weise dimensioniert und an der Zwangsrückholeinrichtung
angeordnet werden, um eine sichere Umklammerung der sich gegeneinander bewegenden
Teile des Keiltriebs sicherzustellen, um den sich in Arbeitsrichtung
bewegenden Teil des Keiltriebs sicher zwangsgesteuert wieder in
seine Ausgangsposition zurückzuziehen.
Alternativ zum Vorsehen solcher Rolle(n) oder rollenartigen Elemente können auch
andere Einrichtungen vorgesehen werden, die anstelle einer Rückholfeder
zum Unterstützen
der Zwangsrückholung
zumindest eines Teils des Keiltriebs bzw. der Erhöhung der
aufbringbaren Rückzugskraft
dienen und verwendet werden können.
Eine solche Einrichtung kann beispielsweise eine geringe Kraftaufwendung
erfordernde Rollreibung anstelle einer Gleit- oder Haftreibung bei
der Rückzugsbewegung
nutzen.
-
- 1
- Keiltrieb
- 10
- Schieberführungselement
- 20
- Schieberelement
- 21
- Öffnung
- 22
- Öffnung
- 23
- Ausklinkung
- 30
- Treiberelement
- 31
- Außenfläche
- 32
- stufenförmige Auskragung
- 33
- gerundeter
Endbereich
- 40
- Führungsklammer
- 41
- Haltevorsprung
- 42
- Haltevorsprung
- 43
- Schraube
- 50
- prismatische
Führung
- 60
- Zwangsrückholeinrichtung
- 61
- erstes
Teilstück
- 62
- zweites
Teilstück
- 63
- Rolle
- 64
- Schraube
- 65
- Achse
- 66
- äußere Kante
- 67
- äußere Kante
- 70
- Pfeil
(Arbeitsrichtung)
- 71
- Pfeil
(Rückzugsrichtung)
- 72
- Mittellinie
- V
- Versatz
- d
- Durchmesser
Rolle
- b
- Breite
von 60
- r
- Radius
von 33