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Die
Erfindung betrifft eine Werkzeugführung für eine Bearbeitungsmaschine
mit einem Schnittwerkzeug, insbesondere für eine Presse zur Herstellung
von Platinen.
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Für verschiedenartige
technische Anwendungen werden aus flächigen Metall- oder Kunststoffgebilden
zunächst
scheibenförmige
Elemente geschnitten, die nachfolgend zu Objekten mit unterschiedlichen
geometrischen Konturen ausgestaltet werden. Ein diesbezüglich typisches
Beispiel sind Stanz- und Pressvorgänge bei der Herstellung von Zulieferprodukten
für die
Automobilindustrie, bei denen aus einer Materialbahn Ronden oder
Platinen ausgestanzt und in weiteren Bearbeitungsschritten umgeformt
werden.
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Sofern
hierbei trapez- oder bogenförmige Platinen
benötigt
werden, die in Tiefziehpressen weiter verarbeitet werden, wird dies
oftmals mit einem sog. Schwenkschnitt realisiert. Dabei muss das Schnittwerkzeug
zwischen den Presshüben
um einen Winkel geschwenkt werden, um die angestrebte Kontur der
Platine zu erreichen. Dies kann durch Verwendung hydraulischer Baugruppen
erfolgen, indem die außen
liegenden Abschnitte eines um eine zentral angeordnete Lagerung
drehbaren Schnittwerkzeuges mit zwei Hydraulikzylindern in Wirkverbindung
stehen, die jeweils gegensinnig zueinander beaufschlagt werden.
Mit solchen Konstruktionen kann das Schnittwerkzeug jedoch nur bedingt
exakt ausgerichtet werden, weil sich durch die Umwandlung der linearen
Bewegung der Hydraulikzylinder in eine Drehbewegung des Schnittwerkzeuges
zwangsläufig Ungenauigkeiten
ergeben. Außerdem
ist für
notwendige Umrüstungen
der Presse auf andere Schnittverhältnisse wegen unterschiedlicher
Platinen ein erheblicher Zeitaufwand für die Umstellung der Relativbewegungen
zwischen Hydraulikzylinder und Schnittwerkzeug notwendig.
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Alternativ
zur hydraulischen Verstellung können
die drehbar gelagerten Schneidmesser des Werkzeuges auch über Servoantriebe
hin und her geschwenkt werden, welche das Schnittwerkzeug auf den
jeweils benötigten
Schnittwinkel einstellen. Hierfür
ist es bekannt, zwei oder vier gegenüberliegend angeordnete Servoantriebe über einen
Zahnriemen miteinander zu koppeln. Der Zahnriemen steht mit einer
Einrichtung zur Drehung des Schnittwerkzeuges um dessen Stellachse
in Wirkverbindung. Für
die Anordnung der Servoantriebe und des Zahnriemens wird jedoch
ein erheblicher Bauraum benötigt.
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Aus
DE 297 03 482 U1 ist
eine Presse bekannt, bei der annähernd
in der Stellachse des Schnittwerkzeuges ein Drehantrieb angeordnet
ist. Das Schnittwerkzeug wird mit dem Drehantrieb um eine vertikale
Stellachse relativ zu seiner Grundplatte sowie zu weiteren Baugruppen
der Presse verdreht. Die Anordnung des Drehantriebs in der Kontur
der Stellachse reduziert vorteilhaft den Anteil der zu verlagernden
Massen. Dies ermöglicht
eine hohe Schnelligkeit im Fertigungsbetrieb. Weiterhin entfallen
somit die bei anderen Konstruktionen notwendigen Übertragungselemente.
Folglich wird der Anteil der zu verlagernden Massen nochmals reduziert
und gleichzeitig die Anzahl der Verschleißteile vermindert. Weiterhin
können
die senkrechten Kräfte
aus dem Schneidvorgang gut über
den Pressentisch auf das Grundgestell der Presse abgeleitet werden.
Problematisch ist jedoch die ungenügende Ableitung der Querkräfte aus
dem Schneidvorgang, weil mit zunehmender Kraftbeaufschlagung der
Schneidspalt aufgebogen wird. Dadurch wird die Maßgenauigkeit
der herzustellenden Platinen beeinträchtigt. Dieses Problem ergibt
sich insbesondere bei der gegenwärtig zunehmenden
Verwendung von hochfesten Materialien, bei deren Bearbeitung sehr
hohe Schneidkräfte notwendig
sind, die zwangsläufig
sehr hohe Querkräfte
bewirken.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, eine Werkzeugführung für eine Presse zur Herstellung
von Platinen mit einem Schnittwerkzeug zu schaffen, die eine wirksame
Ableitung der Querkräfte
aus dem Schneidvorgang auf das Grundgestell der Bearbeitungsmaschine
ermöglicht.
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Diese
Aufgabe wird gelöst,
indem die Werkzeugführung
ein schwenkbares Gegenlager zur Abstützung des Werkzeugoberteils
aufweist, wobei das Gegenlager auf einer verschiebbaren Brücke geführt und
abgestützt
wird, die mit dem Grundgestell der Bearbeitungsmaschine in Wirkverbindung
steht. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand von Unteransprüchen, deren
Merkmale im Ausführungsbeispiel
näher beschrieben
werden.
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Mit
der erfindungsgemäßen Werkzeugführung wird
eine Ableitung der Querkräfte
aus dem Schneidvorgang auf das Grundgestell einer Bearbeitungsmaschine
erreicht. Dadurch wird ein weitgehend konstanter Schneidspalt gewährleistet.
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Zur
Aufnahme der Querkräfte
wird das Werkzeugoberteil mittig über das schwenkbare Gegenlager
abgestützt.
Die Werkzeugführung
wird durch eine spezifische Passplatte am jeweiligen Werkzeugoberteil
genau eingepasst. Das Gegenlager überträgt die Querkräfte über eine
verschiebbare Brücke
auf das Grundgestell.
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Der
Freiheitsgrad des Schwenkens wird über eine Bogenführung realisiert.
Die Hubbewegung des Werkzeuges wird über zusätzliche Linearführungen realisiert.
Diese Führungen
gewährleisten über den gesamten
Schwenkbereich der Werkzeuge und bei unterschiedlichen Schnittkräften einen
annähernd gleichen
Schneidspalt.
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Die
Gegenlagerbrücke
ist verschiebbar ausgestaltet. Dies ist für den Werkzeugwechsel notwendig,
da im Fertigungsprozess für
die Lagefixierung ein Zentrierbolzen von der Werkzeugführung in
das Werkzeugoberteil eingeschoben wird. Für den Werkzeugwechsel wird
die Gegenlagerbrücke
manuell in Abtransportrichtung der Platinen verfahren.
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Eine
Arretierung der Gegenlagerbrücke
wird über
eine oder zwei Spindel(n) mit Handrad angetrieben und in der arretierten
Position elektrisch überwacht.
Dabei werden Bolzen in die Seitenständer der Gegenlagerbrücke in eingeschliffene
Aufnahmen bis zum Anschlag eingefahren. Vor einem Werkzeugwechsel
muss diese Arretierung zunächst
gelöst
werden. Danach kann die Gegenlagerbrücke bis zum Anschlag zurückgezogen
werden und anschließend wird
die Schwenklagerung in der Mittenposition (0°) arretiert.
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Ein
Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend
beschrieben. Es zeigen:
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1 eine
erfindungsgemäße Werkzeugführung in
der Draufsicht
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2 die
Werkzeugführung
gemäß 1 in der
Vorderansicht
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3 die
Werkzeugführung
gemäß 1 in der
Seitenansicht
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4 eine
Schnittdarstellung entlang der Linie A-A gemäß 1
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5 eine
Schnittdarstellung entlang der Linie B-B gemäß 1
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6 eine
Schnittdarstellung entlang der Linie C-C gemäß 2
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7 die
Zuordnung von Werkzeugführung und
Werkzeug in der Draufsicht
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Die
in der Zeichnung dargestellte Werkzeugführung ist für eine Bearbeitungsmaschine
mit einem Schnittwerkzeug geeignet, insbesondere für eine Presse
zur Herstellung von Platinen. Hierbei weist die Werkzeugführung ein
schwenkbares Gegenlager auf. Mit diesem Gegenlager wird das Oberteil
des Werkzeuges abgestützt.
Das Gegenlager wird auf einer verschiebbaren Brücke geführt und abgestützt. Diese
Brücke
steht mit dem in der Zeichnung nicht näher dargestellten Grundgestell
der Bearbeitungsmaschine in Wirkverbindung. Beim Schneidvorgang wird
somit eine Ableitung der Querkräfte
ausgehend vom Werkzeugoberteil über
Gegenlager und Brücke in
das Grundgestell erreicht.
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1 zeigt
den Aufbau des Gegenlagers, das im Wesentlichen aus einer Konsole 1 besteht,
an der eine Keilleiste 4 ausgestaltet ist. Das Gegenlager weist
weiterhin einen Zentrierbolzen 18 auf, der in das Werkzeugoberteil
eingeschoben wird. Im Bereich des Zentrierbolzens 18 sind
eine Druckfeder 16, ein Federteller 15 und ein
Sicherungsring 17 sowie ein Anschlag 20 mit Anschlagschraube 22 angeordnet, wobei
diese Bauteile insbesondere aus der vergrößerten Detaildarstellung in 4 ersichtlich
sind.
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Im
Bereich der Abstützung
des Gegenlagers auf der Brücke
sind ein Rastriegel 96, ein Arretierbolzen 84,
ein Arretierklotz 80, ein Arretiereinsatz 82 und
ein Positionsschalter mit Rollenstößel 93 angeordnet.
Weiterhin sind am Gegenlager separate Abschnitte für eine Bogenführung 36 und
für eine
Linearführung 37 ausgestaltet.
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Aus 7 ist
die räumliche
Zuordnung von Werkzeugführung
mit Gegenlager und dem Werkzeug ersichtlich. Das Werkzeugoberteil 7 weist
mehrere Werkzeugkassetten 8 auf und ist an zwei seitlich angeordneten
Werkzeugführungen 9 abgestützt. Im Bereich
dieser Werkzeugführungen 9 ist
eine lagefixierte Abstützung
gewährleistet.
Hingegen kann sich das Werkzeugoberteil 7, das beispielsweise
eine Länge
von mehr als zwei Metern aufweist, im mittleren Bereich zwischen
den Werkzeugführungen 9 durchbiegen,
so dass sich der Schneidspalt vergrößert. Dies ist insbesondere
bei einer Bearbeitung hochfester Materialien zutreffend, für die sehr
hohe Schneidkräfte
notwendig sind, in deren Folge zwangsläufig hohe Querkräfte auftreten.
Derartige Probleme werden bei der vorliegenden Konstruktion vermieden,
die eine exakte Positionierung und wirksame Kraftableitung zwischen
dem Werkzeugoberteil und dem Gegenlager erzielt.
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Die
aus dem Gegenlager und der Brücke
bestehende Gegenlagerbrücke
ist in einer Bewegungsachse verlagerbar, welche der Transportrichtung
der Platinen entspricht. Dabei ist die Gegenlagerbrücke vorzugsweise
manuell verlagerbar ausgestaltet. Hierfür sind am Gegenlager eine Griffleiste 85 mit
einem Bügelgriff 88 sowie
an der Brücke
zwei weitere Bügelgriffe 88 angeordnet.
In Richtung des Schnittwerkzeuges wird die Bewegung der Gegenlagerbrücke durch
Anschläge 43 und
Anschlagklötze 45 begrenzt.
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Der
Gegenlagerbrücke
ist eine Arretiereinrichtung zugeordnet. Diese Arretiereinrichtung
ist vorzugsweise manuell betätigbar
und wird elektrisch überwacht.
Die Betätigung
erfolgt über
mindestens eine Spindel mit zugeordnetem Handrad 74. In
der Zeichnung ist eine Ausführung
mit zwei Spindeln 61 und 62 dargestellt, die an
gegenüberliegenden
Seiten der Brücke
angeordnet und über
eine Verbindungsstange 72 miteinander verbunden sind.
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Die
Arretiereinrichtung umfasst mindestens zwei Bolzen, die mit Ausnehmungen
an den Seitenständern 42 der
Gegenlagerbrücke
in Wirkverbindung stehen. Die Ausnehmungen sind beispielsweise als
eingeschliffene Aufnahmen ausgestaltet, in welche die Bolzen in
der Arretierstellung bis zum Anschlag eingefahren werden. Die entsprechenden Bauteile
sind insbesondere aus 5 als Verriegelungsbolzen 47 und
Verriegelungseinsatz 48 ersichtlich. Bezüglich weiterer
Bauteile in 5 wird auf die Bezugszeichenliste
verwiesen. Weitere Elemente und deren Anordnung als Stütze 42 und
Verriegelungsblock 53 zeigt die Vorderansicht gemäß 2 sowie
die 6 mit einer Schnittdarstellung entlang der Linie
C-C aus 2. Außerdem ist aus 3 die Anordnung
des Verriegelungseinsatzes 48 aus der Seitenansicht ersichtlich.
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Die
Werkzeugführung
umfasst weitere Bauteile, von denen an dieser Stelle zumindest die
Führungsaufnahme 10,
das Stützblech 39,
der Zupasseinsatz 50, das Zupassprofil 97, die
Führungsbuchse 59,
die Führungsbuchse 125,
der Verstellarm 60, die Rollenumlaufeinheit 110 und
die Elastomerkupplung 119 benannt werden sollen. Die Einzelteile
der Werkzeugführung
werden überwiegend
mit Zylinderschrauben zu einer Gegenlagerbrücke zusammengefügt, wobei
bezüglich
dieser Verbindungselemente und weiterer Bauteile auf die Bezugszeichenliste
verwiesen wird.
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- 1
- Konsole
des Gegenlagers
- 2
- Zylinderschraube
- 4
- Keilleiste
- 5
- Zylinderschraube
- 7
- Werkzeugoberteil
- 8
- Werkzeugkassette
- 9
- Werkzeugführung
- 10
- Führungsaufnahme
- 11
- Zylinderschraube
- 15
- Federteller
- 16
- Druckfeder
- 17
- Sicherungsring
- 18
- Zentrierbolzen
- 19
- Zylinderschraube
- 20
- Anschlag
- 22
- Anschlagschraube
- 23
- Klammer
zur Führungsaufnahme
- 24
- Zylinderschraube
- 28
- Klammer
- 29
- Zylinderschraube
- 35
- Zylinderschraube
- 36
- Bogenführung
- 37
- Linearführung
- 39
- Stützblech
- 42
- Stütze/Seitenständer
- 43
- Anschlag
- 44
- Zylinderschraube
- 45
- Anschlagklotz
- 47
- Verriegelungsbolzen
- 48
- Verriegelungseinsatz
- 49
- Zylinderschraube
- 50
- Zupasseinsatz
- 51
- Zylinderschraube
- 53
- Verriegelungsblock
- 54
- Zylinderschraube
- 55
- Passfeder
- 56
- Zylinderschraube
- 57
- Sicherungsdeckel
- 58
- Zylinderschraube
- 59
- Führungsbuchse
- 60
- Verstellarm
- 61
- Spindel
- 62
- Spindel
- 63
- Axial-Schrägkugellager
- 64
- Nutmutter
- 65
- Passfeder
- 67
- Rückzugdeckel
- 68
- Zylinderschraube
- 69
- Zylinderschraube
- 70
- Trapezgewindemutter
- 71
- Zylinderschraube
- 72
- Verbindungsstange
- 73
- Passfeder
- 74
- Umleggriff-Handrad
- 75
- Trapezgewindemutter
- 80
- Arretierklotz
- 81
- Zylinderschraube
- 82
- Arretiereinsatz
- 83
- Zylinderschraube
- 84
- Arretierbolzen
- 85
- Griffleiste
- 86
- Scheibe
- 87
- Zylinderschraube
- 88
- Bügelgriff
- 89
- Zylinderschraube
- 91
- Scheibe
- 93
- Positionsschalter
mit Rollenstößel
- 94
- Scheibe
- 95
- Zylinderschraube
- 96
- Rastriegel
- 97
- Zupassprofil
- 98
- Zylinderschraube
- 99
- Passfeder
- 110
- Rollenumlaufeinheit
- 111
- Zylinderschraube
- 116
- Zylinderschraube
- 119
- Elastomerkupplung
- 125
- Führungsbuchse
mit Bund