DE102008017397B4

DE102008017397B4 - Vorrichtung zur Bearbeitung von Werkstücken

Info

Publication number: DE102008017397B4
Application number: DE102008017397A
Authority: DE
Inventors: Johannes Hülshorst
Original assignee: Paul Craemer GmbH
Current assignee: Paul Craemer GmbH
Priority date: 2008-02-28
Filing date: 2008-04-05
Publication date: 2012-11-15
Anticipated expiration: 2028-04-06
Also published as: DE102008017397A1

Abstract

Eine Vorrichtung, insbesondere zur Herstellung von Bauteilen, dient zur Bearbeitung eines Werkstücks. Die Vorrichtung weist eine Mehrzahl von nacheinander vom zu bearbeitenden Werkstück in einer Vorschubrichtung zu durchlaufenden Bearbeitungsmodulen auf. Die Bearbeitungsmodule sind unabhängig voneinander und relativ zueinander in Vorschubrichtung des zu bearbeitenden Werkstücks verschiebbar.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, insbesondere zur Herstellung von Bauteilen, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Bei der Herstellung von komplexen Bauteilen werden in der Regel Folgeverbundwerkzeuge eingesetzt, mit denen verschiedene Arbeits- bzw. Umformschritte durchgeführt werden. Dabei wird umzuformendes Material bzw. Werkstück in einer Richtung vorgeschoben und in mehreren Stufen zu einem Endprodukt oder Halbzeug verarbeitet. Bei der Blechverarbeitung werden hierzu Pressen verwendet. Zwischenschritte können dabei z. B. vorsehen, im Blech Bohrungen oder dergleichen vorzusehen, so daß etwa Öle oder dergleichen als Kühl- oder Schmiermittel zum Einsatz kommen. Diese Mittel können bei nachfolgenden Umformschritten stören, so daß das Werkstück in der Regel vor einem folgenden Umformschritt von Hand durch das Bedienpersonal aus der Presse entnommen und gereinigt werden muß. Das später ebenfalls vorrangig von Hand auszuführende Ausrichten des Werkstücks zur weiteren Verarbeitung ist umständlich, da mehrere Aufspannungen unvermeidlich sind.
Aus der DE 41 13 629 A1 ist eine Vorrichtung bekannt, bei der modular aufgebaute Verarbeitungseinheiten über eine horizontal angeordnete Spindel verschieblich gelagert sind. Diese Verschieblichkeit dient dazu, die einzelnen Verarbeitungseinheiten vor der Bearbeitung auf vorgegebene Positionen zu justieren, um beispielsweise ein Werkstück an exakt vorgegebenen Stellen zu durchbohren.
DE 691 05 611 T2 offenbart mit Handrädern verstellbare Pressmodule, die sich ebenfalls vor der Bearbeitung auf festgelegte Positionen einstellen lassen. Das Verschieben während der Bearbeitung ist weder vorgesehen, noch erscheint es mittels eines Handrades möglich, weil es insoweit an der nötigen Präzision fehlt.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, die gesamte Vorrichtung so zu verbessern, dass weitere Aufspannungen der Werkstücke vermieden werden können.
Gelöst wird diese Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruchs 1, vorteilhafte Ausführungsformen finden sich in den Unteransprüchen.
Erfindungsgemäß ist die Vorrichtung modular aufgebaut, wobei die einzelnen Bearbeitungsmodule (im Folgenden kurz: Module) bevorzugt Presseinrichtungen sind, welche jeweils für einen oder auch mehrere Arbeitsschritte vorgesehen sind.
Die Presseinrichtungen sind – bevorzugt über eine Gewindespindel – relativ zueinander in Vorschub- bzw. Verarbeitungsrichtung des Werkstücks verfahrbar. Hierdurch kann zum einen erreicht werden, dass zwischen den einzelnen Modulen weitere Einrichtungen z. B. zur Reinigung des Werkstücks nach dem vorausgegangenen Arbeitsschritt oder zur Behandlung bzw. Beschichtung der Oberfläche des Werkstücks vorgesehen werden können. Das umzuformende oder zu bearbeitende Werkstück wird dabei weiter in der Vorschubrichtung transportiert und muss nicht von Hand entnommen und später neu eingespannt werden. Des Weiteren lassen sich die Abstände zwischen den Modulen nahezu beliebig vorgeben.
Dadurch, dass sich die einzelnen Module relativ und unabhängig zueinander verschieben lassen, ergibt sich ein weiterer überraschender Vorteil: die Verschieblichkeit kann für Bearbeitungsschritte ausgenutzt werden, bei denen auf das Werkstück eine Kraftkomponente in oder entgegen der Vorschubrichtung aufzubringen ist. Dies ist mit herkömmlichen Einrichtungen nicht möglich.
Die Erfindung wird anhand eines in den 1, 2A, 2B und 2C dargestellten Ausführungsbeispiels schematisch näher erläutert.
1 – zeigt ein Beispiel für eine erfindungsgemäße Vorrichtung in perspektivischer Darstellung,
2A – zeigt eine Frontansicht der in 1 gezeigten Vorrichtung,
2B – zeigt eine Seitenansicht der in 1 gezeigten Vorrichtung,
2C – zeigt eine Draufsicht der in 1 gezeigten Vorrichtung.
Im Folgenden wird auf die 1 sowie 2A bis 2C gleichermaßen Bezug genommen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfaßt eine Mehrzahl von Modulen 1a, 1b, 1c, 1d, welche bevorzugt Pressen sind, die jeweils einen in Vertikalrichtung z beweglichen Stößel 2a, 2b, 2c, 2d aufweisen. Andere Formeinrichtungen, z. B. Spritzgießeinrichtungen zum An- oder Einformen von Kunsttsoffen an die bevorzugt metallischen Werkstücke, können ebenfalls als Module vorgesehen sein. Die Module 1a, 1b, 1c, 1d, sind auf einem Sockel 6 relativ zueinander in Vorschubrichtung x verschieblich gelagert. Bevorzugt sind die Stößel 2a, 2b, 2c, 2d der als Pressen ausgebildeten Module 1a, 1b, 1c, 1d über jeweils eine senkrecht zur Vorschubrichtung x angeordnete Gewindespindel 3a, 3b, 3c, 3d und einen zugehörigen Motor 4a, 4b, 4c, 4d antreibbar. Die Vorrichtung ist bevorzugt in einem Gestellrahmen 7 untergebracht.
Die Verschiebung der einzelnen Module 1a, 1b, 1c, 1d in Vorschubrichtung x eines zu bearbeitenden Werkstücks wird bevorzugt dadurch bewirkt, daß jedes der Module 1a, 1b, 1c, 1d eine über einen Motor 5a, 5b, 5c, 5d angetriebene Spindelmutter aufweist, welche mit einer parallel zur Vorschubrichtung x angeordneten Gewindespindel 6.1 zusammenwirkt. Die Motoren 5a, 5b, 5c, 5d können einzeln über eine Steuerungseinrichtung (nicht gezeigt) unabhängig voneinander angesteuert werden. Durch Drehen einer Spindel oder Spindelmutter kann somit ein einzelnes Modul gezielt in x-Richtung verschoben werden. Hierdurch lassen sich zum einen die Abstände zwischen den einzelnen Bearbeitungsstationen variieren, zum anderen läßt sich diese Verschieblichkeit zur gezielten Bearbeitung eines Werkstücks in Vorschubrichtung nutzen, wenn zur Umformung beispielsweise eine Kraftkomponente in x-Richtung erforderlich ist.
Zudem können zwischen einzelnen Modulen weitere Module ergänzt werden. Insbesondere können etwa zwischen zwei Presseinrichtungen Reinigungseinrichtungen vorgesehen werden, um etwa noch am Werkstück vorhandenes Kühlmittel, Öl oder dergleichen zu entfernen. Bevorzugt kann wenigstens ein weiteres Modul eine Oberflächenbehandlungseinrichtung aufweisen. Diese dient etwa zum Veredlen oder zum Verzinken der Oberfläche des Werkstücks. Hierdurch wird es möglich, Beschichtungsvorgänge in den laufenden Umformprozeß zu integrieren. Weitere zusätzliche Bearbeitungsmodule sind ebenfalls möglich.
Je nach Anforderungen an das aus dem Werkstück zu formende Bauteil können weitere Module ergänzt oder entnommen werden. Die Ansteuerung und die Verfahrwege der einzelnen Module lassen sich abgestimmt auf den spezifischen Anwendungsfall beliebig vorgeben. Durch den modularen Aufbau erreicht die erfindungsgemäße Vorrichtung maximale Flexibilität und eröffnet zudem neue Anwendungsgebiete für die Bearbeitung in Vorschubrichtung x.
Das in den Figuren gezeigte Ausführungsbeispiel stellt eine Kombination aus vier jeweils über eine Spindel angetriebenen Pressen dar, welche auf dem Sockel 6 gegeneinander mittels hierzu vorgesehener mit einer Spindel 6.1 zusammenwirkenden Motoren 5a–5d verschoben werden können. Natürlich ist die Erfindung nicht auf spindelgetriebene Pressen beschränkt, andere Pressen oder allgemein Umformeinrichtungen, welche zu den genannten Zwecken geeignet sind, können ebenfalls vorgesehen sein. Auch können spindelgetriebene Pressen und andere Pressen als Module im Sinne der vorliegenden Erfindung eingesetzt und miteinander kombiniert werden. Die Zahl der miteinander kombinierten Module 1a, 1b, 1c, 1d kann dabei beliebig gewählt werden.
Die Ansteuerung der Module 1a, 1b, 1c, 1d, d. h. die Bewegung der Stößel 2a, 2b, 2c, 2d in Richtung z und die Bewegung der Module 1a, 1b, 1c, 1d in oder entgegen der Vorschubrichtung x des zu bearbeitenden Materials, erfolgt bevorzugt über eine programmierbare Steuereinheit (nicht gezeigt), die entsprechend der auszuführenden Arbeitsschritte programmiert wird. Weitere Module 1a, 1b, 1c, 1d, auch solche, die nicht primär zur Umformung des Werkstücks dienen, können zwischen den dargestellten Modulen 1a, 1b, 1c, 1d vorgesehen werden.
Bevorzugt können die einzelnen Bearbeitungsmodule zeitlich versetzt bzw. kaskadierend betrieben werden. Hierdurch kann zum Beispiel eine Geräuschminimierung durch die zeitliche Aufteilung des Schnittschlags erreicht werden, indem die Bearbeitungsschritte der Bearbeitungsmodule möglichst nicht etwa gleichzeitig, sondern zeitlich versetzt erfolgen. Bevorzugt ist der zeitliche Versatz nacheinander, d. h. in Form einer Kaskade vorgesehen, bei der die Bearbeitungsmodule nacheinander betrieben werden. Durch diese Kaskade erfolgen die Bearbeitungen durch die einzelnen Module nicht zeitgleich und somit werden Geräusche, Vibrationen und andere störende Effekte deutlich reduziert. Der zeitliche Versatz ist entsprechend der gewünschten Anwendung frei programmierbar.

Claims

Vorrichtung zur Bearbeitung eines Werkstücks, wobei die Vorrichtung eine Mehrzahl von nacheinander vom zu bearbeitenden Werkstück in einer Vorschubrichtung (x) zu durchlaufenden Bearbeitungsmodulen (1a, 1b, 1c, 1d) aufweist, wobei die Bearbeitungsmodule (1a, 1b, 1c, 1d) unabhängig voneinander und relativ zueinander in Vorschubrichtung (x) des zu bearbeitenden Werkstücks verschiebbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass jedes der Bearbeitungsmodule (1a, 1b, 1c, 1d) eine zugehörige Antriebseinrichtung (5a, 5b, 5c, 5d) aufweist, welche mit einem in Vorschubrichtung (x) verlaufenden Transportelement (6.1) zur Bewegung des jeweiligen Bearbeitungsmoduls (1a, 1b, 1c, 1d) so zusammenwirkt, dass jedes der Bearbeitungsmodule zur Bearbeitung des Werkstücks verschoben werden kann.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Bearbeitungsmodule (1a, 1b, 1c, 1d) Presseinrichtungen vorgesehen sind, deren Stößel (2a, 2b, 2c, 2d) in einer ersten Richtung (z) beweglich sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbeitungsmodule (1a, 1b, 1c, 1d) jeweils durch die jeweilige Antriebseinrichtung (5a, 5b, 5c, 5d) bewegbare Spindelmuttern aufweisen, wobei diese mit dem als Spindel ausgebildeten Transportelement (6.1) zusammenwirken und wobei die Drehung jeder Spindelmutter separat ansteuerbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen wenigstens zwei der Bearbeitungsmodule (1a, 1b, 1c, 1d) wenigstens ein weiteres Modul zur Bearbeitung des Werkstücks vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem weiteren Modul um eine Reinigungseinrichtung handelt.
Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Spritzgießeinrichtung vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das weitere Modul eine Einrichtung zur Oberflächenbehandlung des Werkstücks ist.
Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbeitungsmodule (1a, 1b, 1c, 1d) so ausgelegt sind, dass sie zeitlich versetzt betreibbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbeitungsmodule (1a, 1b, 1c, 1d) kaskadenartig betreibbar sind.