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Die
Erfindung betrifft ein Werkzeug für die Bearbeitung eines
Werkstückes, insbesondere für die Blechbearbeitung,
sowie eine Auswerfereinrichtung für das vorgenannte Werkzeug,
welche insbesondere in der Umformtechnik eingesetzt werden.
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Aus
der
JP 08-257657-A geht
eine Auswerfereinrichtung für ein Werkzeug zur Bearbeitung
eines Werkstückes, insbesondere zur Umformung von Blechen,
hervor. In
8 dieser Druckschrift ist
eine Auswerfereinrichtung dargestellt, welche eine Bearbeitungseinrichtung
mit einem Bearbeitungsorgan aufweist, das eine Werkstückauflagefläche
umfasst und einer Unterseite eines zu bearbeitenden Werkstückes,
insbesondere einer Blechtafel, zugeordnet ist. Auf der gegenüberliegenden
Seite des zu bearbeitenden Bleches ist ein Stempel vorgesehen, der eine
Werkstückanlagefläche zum Umformen, insbesondere
zur Herstellung eines Durchzuges, umfasst. Der Stempel nimmt ein
erstes und zweites Auswerferelement auf, welches jeweils eine Rückstelleinrichtung,
insbesondere eine Spiralfeder, die als Druckfeder ausgebildet ist,
umfasst. Das erste Auswerferelement ist stiftförmig mit
einem langen zylindrischen Schaft ausgebildet und umfasst eine Druckfeder
mit einer Federkonstante, welche einen großen Federweg
bei einer geringen Kraft aufweist. Benachbart zu diesem ersten Auswerferelement
ist ein weiteres Auswerferelement mit einem kurzen stiftförmigen
Schaft vorgesehen. Die Betätigung dieses Auswerferelementes
erfolgt über ein relativ zur ersten Rückstelleinrichtung
in der Länge kleineren Rückstelleinrichtung mit
einer Federkonstante, welche einen kurzen Federweg bei einer hohen
Federkraft umfasst. Die beiden Auswerferelemente sind außermittig
zur Hubachse des Stempels angeordnet. Diese Anordnung der Auswerferelemente
ermöglicht, dass nach der Bearbeitung des Werkstückes,
insbesondere der Umformung des Werkstückes, unmittelbar nach
einer Öffnungsbewegung zwischen der Bearbeitungseinrichtung
und dem Stempel im Wesentlichen das zweite Auswerferelement auf
das Werkstück wirkt, um ein Abheben des Werkstückes
von dem Stempel zu bewirken. Am Ende einer ersten Hubphase des Stempels
und/oder der Bearbeitungseinrichtung ist das zweite Auswerferelement
in einer Hubendlage angeordnet. In einer zweiten oder weiteren sich
an die erste Hubphase anschließenden Hubphase wirkt nur
noch das erste Auswerferelement. Dieses erste Auswerferelement soll
das vollständige Herausführen des bearbeiteten
Werkstückes aus dem Stempel sicherstellen.
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Diese
Ausführungsform des Werkzeuges, insbesondere der Auswerfereinrichtung,
weist den Nachteil auf, dass aufgrund der getrennten Anordnung des
ersten und zweiten Auswerferelementes ein erhöhter Bauraum
erforderlich ist, wodurch eine geringere Flexibilität im
Einsatz solcher Auswerfereinrichtungen beziehungsweise der die Auswerfereinrichtung
aufnehmenden Werkzeuge gegeben ist. Darüber hinaus weist
diese Auswerfereinrichtung den Nachteil auf, dass die beiden Auswerfereiemente
dezentral zur Hubachse der Bearbeitungseinrichtung des Stempels
angeordnet sind, so dass während des Auswerfevorganges
eine Verkantung des bearbeiteten Werkstückes gegeben sein
kann, wodurch die Entformung und das Lösen des Werkstückes
vom Stempel erschwert wird.
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Um
diesen Nachteil zu vermeiden, wurde in der
JP 08-257657 A vorgeschlagen,
ein einziges zentrales Auswerferelement entlang der Hubachse vorzusehen,
um eine zentrale Krafteinleitung bei dem Auswerfevorgang beziehungsweise
beim Entnahmevorgang des Werkstückes aus dem Stempel zu
ermöglichen. Um die aufzubringende hohe Federkraft unmittelbar
nach dem Bearbeitungsprozess zum lösen des Werkstückes
aus dem Stempel aufzubringen und ein vollständiges Herausführen
des Werkstückes aus dem Stempel zu sichern, wird eine einzige Schraubendruckfeder
vorgeschlagen, welche eine Kombination aus den beiden Rückstelleinrichtungen der
vorgenannten Auswerfereinrichtung darstellt. Diese zentral angeordnete
Rückstelleinrichtung umfasst einen ersten Federabschnitt,
der eine geringe Steigung der Windungen aufweist, so dass eine Federkonstante
ausgebildet ist, durch welche bei einem kurzen Federweg eine hohe
Federkraft erzeugt wird. Der zweite Federabschnitt weist Windungen
mit einer großen Steigung auf, wodurch eine Federkonstante ausgebildet
ist, bei der ein hoher Federweg mit einer geringen Federkraft erzeugt
wird.
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Diese
Anordnung weist den Nachteil auf, dass durch die Hintereinanderschaltung
der ersten und zweiten Rückstelleinrichtung für
die Auswerfereinrichtung ein sehr langer Bauraum erforderlich ist. Darüber
hinaus weist diese Anordnung den Nachteil auf, dass während
der Bearbeitung des Werkstücks beide Rückstelleinrichtungen
belastet werden und die Last auf beiden Federn verteilt wird. Insbesondere
wird der Federabschnitt mit der geringen Federkonstante, also mit
einer geringen Kraft und einem langen Federweg, auf Block gefahren.
Dies ist nachteilig für die Prozesssicherheit.
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Der
Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Werkzeug für
die Bearbeitung eines Werkstückes, insbesondere für
die Blechbearbeitung, sowie eine Auswerfereinrichtung für
ein solches Werkzeug zu schaffen, welches die Prozesssicherheit
als auch die Flexibilität für verschiedene Einsatzbereiche
erhöht.
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Diese
Aufgabe ist erfindungsgemäß durch ein Werkzeug
gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 und eine Auswerfereinrichtung
gemäß den Merkmalen des Anspruchs 15 gelöst.
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Das
erfindungsgemäße Werkzeug mit einer Aufwerfereinrichtung,
welche zumindest ein erstes und ein weiteres Auswerferelement aufweist,
welchem jeweils zumindest eine Rückstelleinrichtung derart
zugeordnet ist, dass das erste und das zumindest eine weitere Auswerferelement
in Reihe hintereinander entlang der Hubachse bewegbar und die Rückstelleinrichtungen
koaxial zueinander angeordnet sind, weist den Vorteil auf, dass
eine zentrale Anordnung beider Auswerferelemente zur Krafteinleitung
gegeben ist und gleichzeitig durch die koaxiale Anordnung der Rückstelleinrichtungen
zueinander ein kleiner Bauraum erzielt wird. Durch die zentrale Krafteinleitung
kann eine höhere Prozesssicherheit geschaffen werden. Durch
die Erzielung eines kleinen Bauraums wird eine größere
Flexibilität für verschiedene Einsatzzwecke erzielt.
Darüber hinaus weist diese Anordnung den Vorteil auf, dass
die erste Rückstelleinrichtung, welche an dem ersten Auswerferelement
angreift und einen langen Hubweg bei geringer Federkraft bewirkt,
in einer Bearbeitungsposition des Werkzeuges nicht auf Block gefahren
wird. Die Prozesssicherheit kann erhöht werden. Des Weiteren
weist diese Anordnung den Vorteil auf, dass durch zwei separate
koaxial zueinander angeordnete Rückstelleinrichtungen die
jeweiligen Federkonstanten beziehungsweise die Rückstellkräfte
der Rückstelleinrichtungen individuell und unabhängig
voneinander auf den jeweiligen Einsatzbereich anpassbar sind.
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Nach
einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass
die erste und zumindest eine weitere Rückstelleinrichtung
entlang der Hubachse des Stempels koaxial angeordnet sind. Dadurch
kann durch eine erste und eine weitere Rückstelleinrichtung
eine zentrale Krafteinleitung zu einer Auswerferaufnahme im Stempel
zum Auswerfen des bearbeiteten Werkstückes erzielt werden. Dies
ermöglicht eine besonders kompakte Anordnung der Rückstelleinrichtung
und Ausgestal tung des Stempels. Alternativ und unterstützend
können zusätzlich außerhalb der Hubachse
weitere koaxial zueinander angeordnete Rückstelleinrichtungen
vorgesehen sein, die vorzugsweise derart einander zugeordnet sind,
dass eine gleichmäßige und verkippungsfreies Auswerfen
ermöglicht ist.
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Nach
einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen,
dass die erste Rückstelleinrichtung eine Federkonstante
mit einem großen Federweg und einer geringen Federkraft
umfasst und dass die zumindest eine weitere Rückstelleinrichtung
eine Federkonstante mit einem geringen Federweg und einer hohen
Federkraft umfasst. Durch die getrennte Ausgestaltung der zweiten
oder weiteren Rückstelleinrichtung kann diese mit einem größeren
Außenumfang zur Erzielung einer erhöhten Kraft
ausgebildet sein. Dies vereinfacht die Herstellung. Gleichzeitig
kann dadurch eine kompakte Anordnung durch das Ineinanderschachteln
der beiden Rückstelleinrichtungen ermöglicht sein,
wobei ein Teil des Federweges der ersten Rückstelleinrichtung dem
Federweg der zweiten beziehungsweise weiteren Rückstelleinrichtung
entspricht. Alternativ kann in einzelnen Anwendungsfällen
auch eine Umkehrung der Anordnung von Vorteil sein.
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Nach
einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen,
dass die erste und zumindest eine weitere Rückstelleinrichtung
sich einerseits in einer Auswerferaufnahme des Stempels, abstützen
und andererseits die zumindest eine weitere Rückstelleinrichtung
an einer Innenseite des zumindest einen weiteren Auswerferelementes
und die erste Rückstelleinrichtung das zumindest eine weitere
Auswerferelement durchquert und an dem ersten Auswerferelement angreift.
Dadurch kann das erste Auswerferelement nach der Einnahme einer
Hubendlage des zumindest einen weiteren Auswerferelementes unabhängig
von dem zumindest einen weiteren Auswerferelement arbeiten. Gleichzeitig
kann ein kleiner Bauraum durch die Ineinanderschachtelung des ersten
und zumindest einen weiteren Auswerferelementes als auch der ersten
und zumindest einen weiteren Rückstelleinrichtung erzielt
werden.
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Eine
bevorzugte Ausgestaltung der ersten Rückstelleinrichtung
sieht vor, dass diese durch zumindest eine Schraubenfeder ausgebildet
ist. Solche Schraubenfedern beziehungsweise Schraubendruckfedern
sind in der Herstellung kostengünstig und ermöglichen
eine einfache und spezifische Anpassung der Federkonstante sowie
der Bauteilgeometrie an den jeweiligen Einsatzzweck. Alternativ können
weitere Arten von Federelementen einzeln oder in Kombination vorgesehen
sein.
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Das
zumindest eine weitere Rückstellelement ist bevorzugt durch
zumindest eine vorbestimmte Anzahl von Tellerfedern oder Eladur-Federelementen
ausgebildet. Beim Einsatz von mehreren Tellerfedern können
diese teils gegensinnig oder gleichsinnig zueinander angeordnet
und gestapelt sein, um für den vorbestimmten Federweg die
erforderliche Federkraft aufzubringen. Des Weiteren können
alternativ auch Schraubendruckfedern oder dergleichen eingesetzt
werden.
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Nach
einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass
in einer ersten Hubphase der Auswerfereinrichtung aus einer Bearbeitungsposition
in eine Zwischenauswerferposition das erste und zumindest eine weitere
Auswerferelement, die aneinander anliegen, gemeinsam durch die erste und
zumindest eine weitere Rückstelleinrichtung überführbar
sind. Aufgrund der verschiedenen Federkonstanten der Rückstelleinrichtungen
wirkt in dieser ersten Hubphase maßgeblich die zumindest eine
weitere Rückstelleinrichtung und stellt sicher, dass ein
schnelles Lösen des bearbeiteten Werkstückes auf
der Bearbeitungsposition im Stempel ermöglicht ist.
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Nach
einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen,
dass nach dem Durchlaufen der ersten Hubphase der Auswerfereinrichtung
von der Bearbeitungsposition in die Zwischenauswerferposition das
zumindest eine weitere Auswerferelement in einer Endlage positioniert
und in einer weiteren Hubphase der Auswerfereinrichtung das erste
Auswerferelement durch die erste Rückstelleinrichtung unabhängig
der zumindest einen weiteren Rückstelleinrichtung in eine
Ausgangsposition überführbar ist. Dadurch kann
ein vollständiges Auswerfen des bearbeiteten Werkstücks
aus dem Stempel sichergestellt werden. Durch die unabhängige
Arbeitsweise der ersten und zumindest einen weiteren Rückstelleinrichtung
können unterschiedliche Auswerferphasen an die entsprechend
erforderlichen Kräfte in einfacher Weise unter Beibehaltung
eines kompakten Bauraumes angepasst werden.
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Das
erste Auswerferelement ist nach einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung in der Ausgangsposition oder in einer Ruheposition
bündig zur Niederhaltefläche am Stempel oder dieser
gegenüber zumindest geringfügig hervorstehend
angeordnet. Dies ermöglicht ein vollständiges
Auswerfen des bearbeiteten Werkstückes und stellt sicher,
dass ein sich daran anschließender Transport des Werkstückes
in der Ebene der Werkstückaufnahme ungehindert erfolgen
kann.
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Nach
einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass
das zumindest eine weitere Auswerferelement eine zentrale, in der
Hubachse angeordnete Durchgangsbohrung aufweist, welche einen äußeren
Führungsabschnitt für die zumindest eine weitere
Rückstelleinrichtung umfasst. Dadurch kann die zumindest
eine Rückstelleinrichtung lagegesichert in der Stempelaufnahme
aufgenommen und das zumindest eine weitere Auswerferelement zentral
mit einer Rückstellkraft beaufschlagt werden.
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Eine
weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das
zumindest eine weitere Auswerferelement durch wenigstens ein koaxial
angeordnetes Führungselement in der Stempelaufnahme entlang
der Hubachse bewegbar ist. Beispielsweise kann das Führungselement
durch außerhalb der Hubachse angeordnete stiftförmige
Elemente vorgesehen sein, die entlang einer Bohrung im Stempelgehäuse
bewegbar sind. Insbesondere sind als Führungselemente Schrauben
oder Stifte vorgesehen, die zum einen eine Einstellung des Hubweges bezüglich
einer Auswerferposition ermöglichen und zum anderen gleichzeitig
die Führungsaufgaben übernehmen.
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Nach
einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen,
dass das erste Auswerferelement durch zumindest ein in der Hubachse
angeordnetes Befestigungselement gehalten ist. Dieses Befes tigungselement
greift am Stempel an und ermöglicht, dass das erste Auswerferelement als
auch die erste Rückstelleinrichtung zum Stempel fixiert
und entlang der Hubachse zum Durchlaufen der ersten und zumindest
einen weiteren Hubphase bewegbar sind. Dadurch kann das erste Auswerferelement
auch unabhängig von dem zumindest einen weiteren Auswerferelement
zum Stempel montierbar sein.
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Nach
einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind an dem ersten
und zumindest einen weiteren Auswerferelement der Auswerfereinrichtung
jeweils aufeinander zugeordnete Zentrierabschnitte vorgesehen, die
vorzugsweise während einer Hubphase der Auswerfereinrichtung,
beispielsweise aus einer Zwischenauswerferposition, in eine Bearbeitungsposition
und aus der Bearbeitungsposition in eine Zwischenauswerferposition
das erste und zumindest eine weitere Auswerferelement zentriert zueinander
anordnen. Dadurch kann nach dem Anliegen des ersten Auswerferelementes
an dem zumindest einen weiteren Auswerferelement sichergestellt
sein, dass eine Verschiebebewegung in radialer Richtung zwischen
den beiden Auswerferelementen unterbleibt. Somit kann eine kontrollierte
axiale Hubbewegung und zentrale Krafteinleitung auf das bearbeitete
Werkstück ermöglicht sein.
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Nach
einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen,
dass das erste Auswerferelement in einer topfförmigen Stempelaufnahme
bewegbar angeordnet ist und sich bis zur radialen Werkstückanlage
der Stempelaufnahme erstreckt. Dadurch kann insbesondere bei der
Herstellung eines zylinderförmigen Durchzuges in ein Blechteil
ein sicheres Auswerfen ermöglicht werden.
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Die
Aufgabe wird erfindungsgemäß des Weiteren durch
eine Auswerfereinrichtung gelöst, bei der das erste und
zumindest eine weitere Auswerferelement mit zumindest einer ersten
und zumindest einer weiteren den jeweiligen Auswerferelementen zugeordneten
Rückstelleinrichtung derart einander zugeordnet sind, dass
das erste und zumindest eine weitere Auswerferelement in Reihe hintereinander
entlang dem Befestigungselement bewegbar und die Rückstelleinrichtungen
koaxial zueinander angeordnet sind. Eine solche Auswerfereinrichtung
ermöglicht eine einfa che Montage in dem Stempel durch das
Befestigungselement, welches die Auswerferelemente und Rückstelleinrichtungen
aufnimmt. Des Weiteren ist ein flexibler Einsatz bei verschiedenen Stempelaufnahmen
und eine einfache Anpassung daran möglich. Durch die getrennte
Anordnung der Rückstelleinrichtungen einerseits sowie deren
koaxialen Anordnung zueinander andererseits können der jeweilige
Hubweg und die jeweilige Hubkraft unabhängig voneinander
bestimmt und angepasst werden. In Abhängigkeit der herzustellenden
Werkstücke können die Auswerferelemente zum Anordnen
in der Stempelaufnahme ausgebildet werden.
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Die
Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausführungsformen
und Weiterbildungen derselben werden im Folgenden anhand der in
den Zeichnungen dargestellten Beispiele näher beschrieben
und erläutert. Die der Beschreibung und den Zeichnungen
zu entnehmenden Merkmale können einzeln für sich oder
zu mehreren in beliebiger Kombination erfindungsgemäß angewandt
werden. Es zeigen:
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1 eine
schematische Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen
Werkzeuges für die Blechbearbeitung,
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2 eine
schematische Ansicht von oben auf einen Stempel des Werkzeuges gemäß 1,
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3 eine
schematische Schnittdarstellung des Stempels entlang der Linie A-A
gemäß 2,
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4a und 4b schematische
Schnittdarstellungen des Werkzeuges gemäß 1 in
einer Bearbeitungsposition und
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5a und 5b schematische
Schnittdarstellungen des Werkzeuges gemäß 1 in
einer Zwischenauswerferposition.
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In 1 ist
eine schematische Schnittdarstellung eines Werkzeuges 11 zur
Bearbeitung von Werkstücken 12, insbesondere von
Blechen, dargestellt. Das Werkzeug 11 umfasst eine Bearbeitungseinrichtung 14 als
Teil eines Unterwerkzeuges und einen Stempel 16 als Teil
eines Oberwerkzeuges. Das Werkzeug 11 wird an einer Bearbeitungsmaschine zum
Pressen und/oder Umformen genutzt. In einer solchen Bearbeitungsmaschine
wird das Werkstück 12 vorzugsweise mit einer Koordinatenführung
in der Werkstückebene gegenüber dem Werkzeug 11 positioniert
und verfahren. Bevorzugt dient das Werkzeug 11 zur Blechumformung.
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Die
Bearbeitungseinrichtung 14 umfasst ein Bearbeitungsorgan 18 mit
einer Werkstückauflage 19, die bei einem anstehenden
Bearbeitungsprozess, beispielsweise zum Umformen eines Randes 21 einer
Durchbrechung im Werkstück 12 durch den Stempel 16 zur
Herstellung eines Durchzuges, an einer Unterseite des Werkstücks 12 angreift.
Das Bearbeitungsorgan 18 ist von einem federgelagerten
Teller 22 umgeben. Dieser Teller 22 ist federgelagert
gegenüber einem Grundkörper 23 befestigt
und entlang einer Hubachse 24 bewegbar. Diese Bearbeitungseinrichtung 14 ist
als sogenannte aktive Matrize ausgebildet.
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Der
Bearbeitungseinrichtung 14 gegenüberliegend ist
der Stempel 16 angeordnet. Dieser umfasst einen Stempelkörper 28,
der an seinem oberen Ende einen Stößel 29 zur
Positionierung und Fixierung des Stempels 16 in einer Oberwerkzeugaufnahme
der Bearbeitungsmaschine vorgesehen ist. Der Stempelkörper 28 umfasst
eine Auswerferaufnahme 31, die als Vertiefung ausgebildet
ist. Im äußeren Randbereich der Auswerferaufnahme 31 ist
eine Niederhaltefläche 32 vorgesehen, an welcher
das zu bearbeitende Werkstück 12 während
eines Bearbeitungsvorganges anliegt. An der Niederhaltefläche 32 angrenzend
ist eine Werkstückanlagefläche 33 als Mantelfläche
der topfförmigen Auswerferaufnahme 31 ausgebildet,
um beispielsweise einen Durchzug herzustellen. Die Werkstückanlagefläche 33 kann
alternativ weitere Geometrien umfassen, um eine entsprechende Anpassung
an die Bearbeitung, insbesondere Umformung, zu ermöglichen.
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In
der Auswerferaufnahme 31 ist eine Auswerfereinrichtung 34 angeordnet,
welche ein erstes Auswerferelement 36 mit einer dazugehörigen
ersten Rückstelleinrichtung 37 umfasst. Dieses
erste Auswerferelement 36 und die Rückstelleinrichtung 37 sind
durch ein Befestigungselement 38, insbesondere durch einen
Schraubbolzen, zur Auswerferaufnahme 31 positioniert. Das
Befestigungselement 38 greift in eine Sacklochbohrung 39 im
Stößel 29 ein. Das erste Auswerferelement 36 ist
beispielsweise tellerförmig oder scheibenförmig
ausgebildet und weist eine plane Auswerferfläche 42 auf,
die sich bis zur umlaufenden Werkstückauflage 33 erstreckt.
In einer Ausgangsposition 44 beziehungsweise Ruheposition
des Stempels 16 ist die Auswerferfläche 42 des
ersten Auswerferelementes 36 bündig zur Niederhaltefläche 32 oder
dieser gegenüber geringfügig hervorstehend angeordnet.
Das Auswerferelement 36 weist entlang seiner Mittelachse
eine Durchgangsbohrung 46 auf, in der das Befestigungselement 38 angeordnet
ist. Diese Mittelachse entspricht gleichzeitig der Hubachse 24 des
Stempels 16. Diese Durchgangsbohrung 46 umfasst
einen Führungsabschnitt 47, der an einem Schaft 48 des
Befestigungselementes 38 angreift, um das Auswerferelement 36 entlang
des Schaftes 48 relativ zur Hubachse 24 bewegbar
zu führen. An einem zur Auswerferaufnahme 31 weisenden
Stirnseite der Durchgangsbohrung 46 ist eine Abstützfläche 49 vorgesehen,
an welcher sich die vorzugsweise als Schraubendruckfeder ausgebildete
Rückstelleinrichtung 37 abstützt. Gegenüberliegend
ist eine weitere Abstützfläche 50 vorgesehen,
welche die Sacklochbohrung 39 umgibt. Dazwischenliegend
ist die erste Rückstelleinrichtung 37 eingespannt.
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Die
Auswerfereinrichtung 34 umfasst zumindest ein weiteres
Auswerferelement 52 mit zumindest einer weiteren Rückstelleinrichtung 53,
die ebenfalls entlang der Hubachse 24 bewegbar im Stempel 16 angeordnet
sind. Hierzu ist vorgesehen, dass das zweite Auswerferelement 52,
welches ebenfalls vorzugsweise tellerförmig ausgebildet
ist, einen zentralen Durchgang 55 umfasst, durch welchen
sich das Befestigungselement 38 und die erste Rückstelleinrichtung 36 erstrecken.
Das zweite Auswerferelement 52 umfasst eine vorzugsweise
ringscheibenförmige Gegenfläche 56, die
komplementär zu einer Abstützfläche 57 des
ersten Auswerferelementes 36 ausgebildet ist. Bevorzugt
ist die Abstützfläche 57 des ers ten Auswerferelementes 36 parallel zur
Auswerferfläche 42 angeordnet und demzufolge die
Gegenfläche 56 ebenfalls parallel zur Abstützfläche 57.
Der Gegenfläche 56 des zweiten Auswerferelementes 52 gegenüberliegend
ist eine Anlagefläche 59 vorgesehen, an der die
zumindest eine weitere Rückstelleinrichtung 53 angreift.
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In
der Auswerferaufnahme 31 ist des Weiteren ein topfförmiger
Abschnitt mit einer Schulterfläche 61 ausgebildet,
welche der Anlagefläche 59 gegenüberliegend
zur Aufnahme der zweiten Rückstelleinrichtung 53 vorgesehen
ist. Die zweite Rückstelleinrichtung 53 ist beispielsweise
durch ein Tellerfederpaket ausgebildet. Alternativ kann auch eine Schraubendruckfeder
oder ein Eladur-Federelement vorgesehen sein.
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Die
zweite Rückstelleinrichtung 53 ist koaxial zur
ersten Rückstelleinrichtung 37 angeordnet, welche
durch das zweite Auswerferelement 52 zumindest geführt
ist. Insbesondere weist der Durchgang 55 einen umlaufenden
Rand 63 auf, dessen Außenumfang als Führung
für die zweite Rückstelleinrichtung 53 vorgesehen
ist.
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In 1 ist
sowohl die Bearbeitungseinrichtung 14 als auch der Stempel 16 jeweils
in einer Ausgangsposition, Ruheposition 44, 64 dargestellt.
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2 zeigt
eine Draufsicht auf den Stempel 16 gemäß 1.
In 3 ist eine schematische Schnittdarstellung entlang
der Linie A-A gemäß 2 dargestellt.
Diese Schnittansicht ist um 45° versetzt zur Schnittansicht
gemäß 1 ausgehend von einer Draufsicht
in 2 dargestellt.
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Bei
der in 3 dargestellten Schnittansicht ist die Fixierung
des zweiten Auswerferelementes 52 in der Ruheposition 44 dargestellt.
In dem Stempelkörper 28 sind Führungselemente 66 angeordnet, welche
beispielsweise als Schrauben ausgebildet sind, wobei ein freier
Befestigungsabschnitt, insbesondere Gewindeabschnitt, des Führungselementes 66 in
eine Bohrung 67 des zweiten Auswerferelementes 52 angreift.
Durch die Anordnung von beispielsweise zwei, drei oder mehreren gleichmäßig über den
Umfang angeordnete Führungselemente 66 kann das
zweite Auswerferelement 52 gesichert zum Stempel 16 aufgenommen
werden, so dass dieses zentral entlang der Hubachse 24 bewegbar
geführt ist. Gleichzeitig kann dadurch die Hubendlage des zweiten
Auswerferelementes 52 eingestellt werden.
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Diese
Anordnung der Auswerfereinrichtung 34, bei dem das erste
Auswerferelement 36 und zweite Auswerferelement 52 in
Reihe hintereinander angeordnet sind, sowie die erste Rückstelleinrichtung 37 und
die zweite Rückstelleinrichtung 53 koaxial zueinander
und insbesondere entlang der Hubachse 24 angeordnet sind,
wird ein kompakter Bauraum sowie eine hohe Prozesssicherheit geschaffen. Gleichzeitig
ist eine hohe Flexibilität in der Anpassung und Auslegung
einer solchen Auswerfereinrichtung 34 gegeben. Die erste
Rückstelleinrichtung 37 kann bezüglich
deren Federrate unabhängig von der Federrate der zweiten
Rückstelleinrichtung 53 ausgelegt werden. Gleichzeitig
können die Rückstelleinrichtungen 37 und 53 in
der Ausgestaltung verschieden zueinander sein. Bevorzugt ist die
erste Rückstelleinrichtung 37 als Schraubendruckfeder
ausgebildet, welche einen hohen Federweg mit einer geringen Federkraft
umfasst. Die zweite oder zumindest eine weitere Rückstelleinrichtung 53 weist
demgegenüber eine Federrate auf, welche einen kurzen Federweg,
jedoch eine hohe Federkraft, umfasst.
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Alternativ
kann vorgesehen sein, dass solche Auswerfereinrichtungen 34 beispielsweise
bei größeren Stempeln 16 ausschließlich
außermittig zur Hubachse 24, jedoch gleichmäßig über
einen gemeinsamen Umfang verteilt, angeordnet sind. Alternativ kann
auch vorgesehen sein, dass eine Auswerfereinrichtung zentral und
zusätzlich weitere Auswerfereinrichtungen gleichmäßig über
einen gemeinsamen Umfang verteilt angeordnet sind.
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In 4a ist
eine schematische Schnittdarstellung einer Bearbeitungsposition 71 des
Werkzeuges 11 in Analogie zu einer Schnittdarstellung gemäß 1 dargestellt.
In 4b ist eine schematische Schnittdarstellung der
Bearbeitungsposition 71 in Analogie zur Schnittdarstellung
gemäß 3 dargestellt. In dieser Bearbeitungsposition 71 greift
das Bearbeitungsorgan 18 der Bearbeitungseinrichtung 14 vollständig
in die Auswerferaufnahme 31 des Stempels 16 ein.
In dieser Bearbeitungsposition 71 ist der Bearbeitungsprozess
des Werkstückes 12 beendet. Beispielsweise ist
ein Durchzug 73 hergestellt. In dieser Bearbeitungsposition 71 ist
das zweite Auswerferelement 52 in eine Endlage übergeführt,
bei dem dieses an einem Anschlag 74 in der Auswerferaufnahme 31 anliegt.
Dabei ist bevorzugt die Rückstelleinrichtung 53 nicht
auf Block gefahren, um insbesondere beim Einsatz von Tellerfedern
ein Setzen der Tellerfedern zu vermeiden. Das erste Auswerferelement 36 liegt
dabei unmittelbar an dem zweiten Auswerferelement 52 an,
so dass die durch das Bearbeitungsorgan 18 auf das erste
Auswerferelement 36 wirkenden Kräfte unmittelbar über
die Abstützfläche 57 auf die Gegenfläche 56 übertragen
werden. Zur kontrollierten Hubbewegung des ersten und zweiten Auswerferelementes 36, 52 entlang
der Hubachse 24, insbesondere entlang dem Befestigungselement 38,
sind Zentrierflächen 76 jeweils nahe der Durchgangsbohrung 46 beziehungsweise
des Durchganges 55 an dem ersten und zweiten Auswerferelement 37, 52 vorgesehen,
so dass diese zueinander ausgerichtet sind.
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In
dieser Bearbeitungsposition 71 ist beispielsweise die Bearbeitungseinrichtung 14 derart positioniert,
dass der Teller 22 über die Niederhaltefläche 32 vollständig
auf den Grundkörper 23 zubewegt ist und diese
sich gegeneinander abstützen. Das Bearbeitungsorgan 18 weist
bevorzugt einen Freiraum 78 auf, so dass das Befestigungselement 38 in
der Bearbeitungsposition 71 in diesen Freiraum 78 eintauchen
kann.
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Nach
der Einnahme der Bearbeitungsposition 71 wird eine gegenläufige
Hubbewegung der Bearbeitungseinrichtung 14 und des Stempels 16 eingeleitet,
so dass diese auseinandergefahren werden. Zu diesem Zeitpunkt wird
gleichzeitig auch das Auswerfen des bearbeiteten Werkstückes 12 eingeleitet. In 5a ist
eine schematische Schnittdarstellung in Analogie zur Schnittdarstellung
gemäß 1 in einer ersten Zwischenauswerferposition 81 dargestellt. 5b zeigt
in einer analogen Schnittdarstellung zu 3 die erste
Zwischenauswerferposition 81.
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Zum Überführen
von der Bearbeitungsposition 71 in die Zwischenauswerferposition 81 wirken
die erste und zweite Rückstelleinrichtung 37, 53,
wobei die wesentliche und bestimmende Rückstellkraft sowie
das Überführen des ersten und zweiten Auswerferelementes 36, 52 in
die Auswerferposition 81 durch die zweite Rückstelleinrichtung 53 erfolgt. Gleichzeitig
hebt der gefederte Teller 22 von dem Grundkörper 23 in
der Bearbeitungseinrichtung 14 ab. Darüber hinaus
wird bereits über das erste Auswerferelement 31 bewirkt,
dass ein Randbereich des Durchzuges 73 sich von der Niederhaltefläche 32 abhebt.
In dieser Zwischenauswerferposition 81 ist die Hubphase
des zweiten oder weiteren Auswerferelementes 52 beendet.
Die Führungselemente 66 sind in einer Endposition
angelangt, und das zweite Auswerferelement 52 nimmt seine
Hubendlage ein.
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Von
diesem Zeitpunkt an wird zum vollständigen Auswerfen des
Werkstücks 12 eine weitere Hubphase eingeleitet,
bei der ausschließlich die erste Rückstelleinrichtung 37 auf
das erste Auswerferelement 36 wirkt, um dieses in die Ausgangsposition 44 überzuführen,
wie dies in 1 dargestellt ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
-
- - JP 08-257657-
A [0002]
- - JP 08-257657 A [0004]