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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bearbeiten eines Werkstücks mit
einem Werkzeugoberteil und einem Werkzeugunterteil und einem ersten
und einem zweiten Schubteil, die von dem Werkzeugoberteil und dem
Werkzeugunterteil während
eines Bearbeitungsvorgangs, bei dem Werkzeugunter- und oberteil
in einer Betätigungsrichtung
zueinander bewegbar sind, betätigbar
sind und an denen jeweils ein Bearbeitungswerkzeug befestigt ist.
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In 1a) und 1b)
ist jeweils eine Draufsicht auf ein Werkzeugunterteil 7 eines
derartigen bekannten Presswerkzeugs 1 gezeigt. Auf dem
Werkzeugunterteil 7 ist ein Schubteil 9S einer
ersten Schiebereinheit und ein zweites Schubteil 11S einer
zweiten Schiebereinheit angeordnet, an denen jeweils ein Bearbeitungswerkzeug 13 befestigt
ist. Während
eines Pressvorgangs, in dem ein nicht dargestelltes Werkzeugoberteil
in Richtung auf das Werkzeugunterteil 7 bewegt wird, werden
die Schubteile 9S, 11S durch zugehörige Treiberflächen in
einer jeweiligen Arbeitsrichtung bewegt, um mit den Bearbeitungswerkzeugen 13 ein
Werkstück 3,
bspw. ein Blechpreßteil,
zu bearbeiten. Das Bearbeitungswerkzeug 13 kann beispielsweise
ein Lochstempel, ein Schneidwerkzeug oder ein Nachschlagwerkzeug sein.
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Ein
Nachteil hierbei ist, daß die
Schubteile 9S, 11S nicht beliebig relativ zueinander
angeordnet werden können,
da sich eventuell die Verfahrwege der Schubteile 9S, 11S während des
Pressvorgangs kreuzen würden.
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Um
dies zu vermeiden, besteht eine andere Lösung des Standes der Technik
darin, die Bearbeitung eines Werkstücks in zwei Presswerkzeugen nacheinander
durchzuführen,
wobei in einem Presswerkzeug ein erstes Schubteil und in einem anderen Presswerkzeug
ein zweites Schubteil angeordnet ist.
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Dabei
ist allerdings nachteilig, daß zwei
Arbeitsschritte notwendig sind, wodurch sich die Bearbeitungszeit
des Werkstücks
erhöht.
Ferner ist nachteilig, daß sich
gegenseitige Toleranzen der Schubteile ergeben, die zu Bearbeitungstoleranzen
in dem bearbeiteten Werkstück
führen.
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Aus
der
EP 1 531 015 A1 ist
eine Schiebereinheit mit zwei Schubteilen bekannt, die jeweils mit Treiberflächen zusammenwirken,
um die Schubteile aus einer Ausgangs- in eine Betätigungsstellung
zu verschieben. Dabei sind erste, fest miteinander verbundene Treiberflächen und
ein erstes Schubteil auf einem Werkzeugoberteil und zweite Treiberflächen und
ein zweites Schubteil an einem Werkzeugunterteil angeordnet.
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Bei
dieser Anordnung ist nachteilig, daß ein Schubteil an dem Werkzeugoberteil
und das andere Schubteil an dem Werkzeugunterteil angeordnet ist und
beide Schubteile von fest verbundenen ersten Treiberflächen betätigt werden,
wodurch die Konstruktion erschwert ist. Ferner ist nachteilig, daß nur solche
Werkstücke
bearbeitet werden können
(wie in 1b), die in Arbeitsrichtung
der Bearbeitungswerkzeuge konvex geformt sind, und eine Bearbeitung
von konkav geformten Werkstücken
(wie in 1a) nicht möglich ist.
Daher muss zwischen den Arbeitsrichtungen der Bearbeitungswerkzeuge
ein relativ großer
Winkel bestehen.
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Aufgabe
der Erfindung ist es daher, eine gattungsgemäße Vorrichtung dahingehend
zu verbessern, daß die
Schubteile möglichst
flexibel relativ zueinander angeordnet werden können.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
daß das
erste Schubteil auf dem zweiten Schubteil mit und relativ zu diesem
verfahrbar gehalten angeordnet ist.
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Vorteilhaft
sind die Schubteile dem Werkzeugunterteil und Treiberflächen dem
Werkzeugoberteil zugeordnet. Alternativ können die Schubteile dem Werkzeugoberteil
und die Treiberflächen
dem Werkzeugunterteil zugeordnet sein.
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Bevorzugt
verlaufen Arbeitsrichtungen der Schubteile senkrecht zu einer Betätigungsrichtung der
Vorrichtung.
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Die
Arbeitsrichtungen der Schubteile können in einer gemeinsamen,
parallel zur Bearbeitungsrichtung verlaufenden Ebene verlaufen.
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Bevorzugt
ist jedem Schubteil ein Rückholmittel,
bspw. Rückholfeder,
zugeordnet, um das Schubteil aus einer Betätigungsstellung in eine Ruhestellung
zu bewegen.
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Vorteilhaft
ist das Werkstück
ein Karosseriebauteil.
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Mindestens
eine der Treiberflächen
kann unter einem Winkel zwischen 20° und 70°, zwischen 30° und 60° oder zwischen
40° und
50° zu der
Pressenarbeitsrichtung verlaufen.
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Bevorzugt
ist vorgesehen, daß eine
erste, dem ersten Schubteil zugeordnete Treiberfläche einen
derartigen Lageversatz, in Betätigungsrichtung gesehen,
zu einer zweiten, dem zweiten Schubteil zugeordneten Treiberfläche aufweist,
daß die
erste Treiberfläche
erst dann mit dem ersten Schubteil während eines Bearbeitungsvorgangs
in Eingriff kommt, wenn das zweite Schubteil eine Betätigungsendstellung
erreicht hat.
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Vorteilhaft
ist das Bearbeitungswerkzeug ein Lochstempel, ein Schneidwerkzeug
oder ein Nachschlagwerkzeug.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme
auf eine Zeichnung erläutert.
Es zeigen:
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1a, b jeweils
eine Draufsicht auf ein Werkzeugunterteil eines Presswerkzeugs gemäß dem Stand
der Technik;
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2 eine
perspektivische Ansicht eines Ausschnitts eines erfindungsgemäßen Presswerkzeugs
mit einem Werkzeugoberteil, einem Werkzeugunterteil und zwei Schiebereinheiten;
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3 eine
perspektivische Ansicht des Presswerkzeugs nach 2 aus
einer anderen Richtung; und
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4 eine
perspektivische Ansicht des Presswerkzeugs nach 2 aus
einer weiteren Richtung.
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Ein
erfindungsgemäßes Presswerkzeug 1 in 2, 3 und 4 umfasst
ein Werkzeugoberteil 5, ein Werkzeugunterteil 7 und
eine erste und eine zweite Schiebereinheit 9, 11 zur
Bearbeitung eines Werkstücks 3.
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Die
Schiebereinheiten 9, 11 weisen jeweils einen Treiber 9T bzw. 11T auf,
der an dem Werkzeugoberteil 5 befestigt ist, und jeweils
ein erstes bzw. zweites Schubteil 9S bzw. 11S,
das dem Werkzeugunterteil 7 zugeordnet ist.
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Das
erste Schubteil 9S der ersten Schiebereinheit 9 ist
auf dem zweiten Schubteil 11S der zweiten Schiebereinheit 11 angeordnet
und in einer mit dem Schubteil 11S verbundenen Führung 9a verschieblich
auf diesem geführt
(siehe 2). Das Schubteil 11S der zweiten Schiebereinheit 11 ist
mittels einer nicht näher
dargestellten Führung
verschieblich auf dem Werkzeugunterteil 7 gehalten (siehe 2).
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An
den Schubteilen 9S, 11S ist jeweils ein Bearbeitungswerkzeug 13,
vorliegend ein Lochstempel, angeordnet, um in dem Werkstück 3 mit
jedem Lochstempel 13 ein Loch zu bilden.
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Wird
das Werkzeugoberteil 5 entlang einer Betätigungs-
oder Pressenarbeitsrichtung PA in Richtung auf das Werkzeugunterteil 7 bewegt,
so schlägt zunächst eine
Treiberschubfläche 11TSF des
Treibers 11T an einer dazu parallelen Schubfläche 11SF des
Schubteils 11S an.
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Wird
das Werkzeugunterteil 5 weiter in Richtung auf das Werkzeugunterteil 7 bewegt,
so wird die Treiberschubfläche 11TSF weiter
an der Schubfläche 11SF entlanggeführt, wodurch
das Schubteil 11S entlang der Führung 9a in seiner
Arbeitsrichtung AR1 bewegt wird (siehe 3).
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Während dieser
Bewegung schlägt
das Bearbeitungswerkzeug 13 des Schubteils 11S an
dem Werkstück 3 an
und bildet in ihm ein Loch.
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Wird
das Werkzeugoberteil 5 weiter in Richtung auf das Werkzeugunterteil 7 bewegt,
so ist ab einem gewissen Punkt die Treiberschubfläche 11TSF des
Treibers 11T vollständig
an der Schubfläche 11SF des
Schubteils 11S vorbeigeführt, und es kommt eine Treiberarretierfläche 11TAF des
Treibers 11 in Eingriff mit einer dazu parallelen Arretierfläche 11AF des
Schubteils 11S. Die Flächen 11TAF, 11AF verlaufen
parallel zur Pressenarbeitsrichtung PA. Dadurch wird das zweite
Schubteil 11S nicht weiter bewegt, sondern in der erreichten
Endposition gegen eine Rückstellkraft
einer nicht dargestellten Rückholeinrichtung
(entgegen der Arbeitsrichtung AR1 des Schubteils 11S) arretiert.
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Wird
das Werkzeugoberteil 5 weiter in Richtung auf das Werkzeugunterteil 7 bewegt,
so kommt eine Treiberfläche 9TF des
Treibers 9T in Eingriff mit einer Rolle 15 des
ersten Schubteils 9S, wodurch dieses in seiner Arbeitsrichtung
AR2 (siehe 3) bewegt wird, um mit dem an
dem Schubteil 9S befestigten Bearbeitungswerkzeug 13 ein
Loch in dem Werkstück 3 zu
bilden.
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Durch
die Bearbeitungswerkzeuge 13 der Schubteile 9S, 11S ist
nacheinander jeweils ein Loch in dem Werkstück 3 gebildet worden,
und die Bearbeitungswerkzeuge 13 befinden sich jeweils
in der Betätigungs-
oder Endstellung.
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Nachfolgend
wird das Werkzeugoberteil 5 von dem Werkzeugunterteil 7 wegbewegt
(entgegen der Pressenarbeitsrichtung PA), wobei sich zuerst der
Treiber 9T aus seinem Eingriff mit dem Schubteil 9S löst, so daß eine nicht
dargestellte Rückholeinrichtung
das erste Schubteil 9S entgegen seiner Arbeitsrichtung
AR1 zurück
in seine Ausgangsstellung bewegt.
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Wird
das Werkzeugoberteil 5 weiter von dem Werkzeugunterteil 7 wegbewegt,
so gleiten zunächst die
Arretierflächen 11TAF, 11AF und
danach die Schubflächen 11TSF, 11SF aneinander
vorbei, wobei eine nicht dargestellte Rückholeinrichtung das Schubteil 11S entgegen
seiner Arbeitsrichtung AR2 zurück
in seine Ausgangsstellung bewegt.
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Damit
ist ein Pressvorgang des Presswerkzeugs 1 vollendet. Die
Schubteile 9S, 11S befinden sich wieder in ihrer
Ausgangsstellung, und in dem Werkstück 3 sind zwei Löcher gebildet.
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Dadurch,
daß das
erste Schubteil 9S auf dem zweiten Schubteil 11S angeordnet
ist, kann zwischen deren Arbeitsrichtungen ein beliebiger Winkel gebildet
sein. Auch können
die Verfahrwege der Schubteile 9S, 11S in Pressenarbeitsrichtung
PA gesehen in gleicher Höhe
(in einer Ebene) oder hintereinander liegen.
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Die
Arbeitsrichtungen AR der Schubteile 9S, 11S verlaufen
bevorzugt senkrecht zu der Pressenarbeitsrichtung PA. Alternativ
kann mindestens ein Schubteil 9S, 11S unter einem
anderen Winkel (als 90°)
zu der Pressenarbeitsrichtung PA verlaufen.
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Die
Schiebereinheiten 9, 11 können zur Bearbeitung eines
Werkstücks 3 von
einer konkaven Seite des Werkstücks 3 (siehe 1s) oder einer konvexen Seite des Werkstücks 3 (siehe 1b) ausgelegt sein, d.h. die Bearbeitungsrichtungen AR1,
AR2 können,
in Projektion entlang der Pressenarbeitsrichtung gesehen, konvergent,
parallel oder divergent verlaufen.
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Eine
Rückholeinrichtung
für die
Schubteile 9S, 11S kann auf eine beliebige im
Stand der Technik bekannte Weise gebildet sein, beispielsweise kann eine
Rückholfeder
mit einem Ende an dem Schubteil 9S, 11S und mit
dem anderen Ende an dem Schubteil 11S, bzw. dem Werkzeugunterteil 7 befestigt
sein.
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In
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird
das erste Schubteil 9S erst dann in Arbeitsrichtung AR1
bewegt, wenn das zweite Schubteil 11S seine Endstellung
erreicht hat und durch die Arretierflächen 11TAF, 11AF arretiert
ist. Alternativ können die
Arretierflächen 11TAF, 11AF ggf.
entfallen, so daß es
eine Phase während
des Pressvorgangs gibt, in der beide Schubteile 9S, 11S gleichzeitig
in ihren Arbeitsrichtungen AR1, AR2 bewegt werden. Durch Wahl geeigneter
Treiber 9T, 11T kann die zeitliche Steuerung der
Bewegung der Schubteile 9S, 11S relativ zueinander
eingestellt werden. Wird beispielsweise der Treiber 9T in
Richtung auf das Werkzeugunterteil 7 verlängert oder
verlagert, so kommt das erste Schubteil 9S zu einem früheren Zeitpunkt
während
eines Pressvorgangs in Eingriff mit der Treiberfläche 9TF.
Wird der keilförmige
Treiber 9T im Gegensatz dazu in Richtung auf das Werkzeugoberteil 5 verkürzt oder
verlagert, so kommt das Schubteil 9S während eines Pressvorgangs zu
einem späteren Zeitpunkt
in Eingriff mit der Treiberfläche 9TF.
Dies gilt auf entsprechende Weise ebenso für die Treiberschubfläche 11TSF.
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Das
Presswerkzeug 1 weist vorliegend zwei Schiebereinheiten 9, 11 auf.
Das Presswerkzeug 1 kann jedoch mindestens eine weitere
Schiebereinheit aufweisen, deren Schubteil beispielsweise auf dem
Schubteil 11S der zweiten Schiebereinheit 11 und/oder
auf dem Schubteil 9S der ersten Schiebereinheit 9 angeordnet
und mit dieser verfahrbar sein kann. Alternativ kann das Schubteil 115 der
zweiten Schiebereinheit auf dem Schubteil einer dritten Schiebereinheit
angeordnet sein. Allgemein kann das Presswerkzeug 1 somit
eine beliebige Anzahl von Schiebereinheiten aufweisen, wobei auf
mindestens einem Schubteil ein oder mehrere weitere Schubteile angeordnet
sein können.
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Die
zeitliche Steuerung der Betätigung
der Schubteile der Schiebereinheiten im Verlaufe eines Pressvorgangs
kann auf besonders einfache Weise durch Einstellung eines relativen
Höhenversatzes der
zugehörigen
Treiberflächen
entlang der Pressenarbeitsrichtung PA erfolgen. Alternativ oder
zusätzlich
kann die Einstellung der zeitlichen Steuerung dadurch erfolgen,
daß die
Schubteile der Schiebereinheiten in Pressenarbeitsrichtung PA in
geeigneter Reihenfolge aufeinander angeordnet sind.
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- 1
- Presswerkzeug
- 3
- Werkstück
- 5
- Werkzeugoberteil
- 7
- Werkzeugunterteil
- 9
- erste
Schiebereinheit
- 9T
- Treiber
- 9TF
- Treiberfläche
- 9S
- Schubteil
- 11
- zweite
Schiebereinheit
- 11T
- Treiber
- 11TAF
- Treiberarretierfläche
- 11TSF
- Treiberschubfläche
- 11S
- Schubteil
- 11SF
- Schubfläche des
Schubteils
- 11AF
- Arretierfläche des
Schubteils
- 13
- Bearbeitungswerkzeug
- 15
- Rolle
- AR1,
AR2
- Arbeitsrichtungen
der Schubteile
- PA
- Pressenarbeitsrichtung,
Betätigungsrichtung