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Die Erfindung betrifft ein Werkzeug zur Bearbeitung eines Werkstückes, insbesondere für die Blechbearbeitung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, sowie eine Auswerfereinrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 15 für das vorgenannte Werkzeug, welche insbesondere in der Umformtechnik eingesetzt werden.
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Aus der
JP H08-257 657 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 eine 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 Auswerferelemente 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 H08-257 657 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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Aus der
DE 20 2005 005 614 U1 ist des Weiteren ein Werkzeug für die Blechbearbeitung bekannt, welches eine Bearbeitungseinheit sowie ein Gegenlager umfasst. Die Bearbeitungseinheit weist eine Werkstückauflage sowie ein Basisteil zur Lagerung eines Bearbeitungsorgans auf. Zur Bearbeitung wird das Gegenlager auf die Bearbeitungseinheit und die Werkstückauflage zubewegt und ein Werkstück unter Beaufschlagung durch einen im Basisteil der Bearbeitungseinheit gelagertes Bearbeitungsorgan einerseits und durch das Gegenlager andererseits bearbeitet. Das Bearbeitungsorgan drückt dabei das Blech mit einer Querschnittsreduzierung in das Innere des Gegenlagers. Dabei weicht der Gegenlagerstempel an der dem Umformvorgang gegenüber liegenden Seite des Blechs gegen die Wirkung der Druckfeder in das Innere des Niederhalters zurück. Ein solches Werkzeug ist für eine warzenartige Verformung mit einem verhältnismäßig kleinen kreisförmigen Querschnitt vorgesehen.
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Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Werkzeug zur 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 Patentanspruchs 1 und eine Auswerfereinrichtung gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 15 gelöst.
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Bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der rückbezogenen Unteransprüche.
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Das erfindungsgemäße Werkzeug mit einer Aufwerfereinrichtung, welche zumindest ein erstes und ein weiteres Auswerferelement aufweist, welchem jeweils 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 Ausgestaltung des Stempels. Alternativ und unterstützend können zusätzlich außerhalb der Hubachse weitere koaxial zueinander angeordnete Rückstelleinrichtungen vorgesehen sein, die vorzugsweise derart einander zugeordnet sind, dass ein gleichmäßiges 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 Befestigungselement 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 Auswerferaufnahme bewegbar angeordnet ist und sich bis zur radialen Werkstückanlage der Auswerferaufnahme erstreckt. Dadurch kann insbesondere bei der Herstellung eines zylinderförmigen Durchzuges in ein Blechteil ein sicheres Auswerfen ermöglicht werden.
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In Bezug auf die erfindungsgemäße Auswerfereinrichtung, 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, sind das erste und zumindest eine weitere Auswerferelement in Reihe hintereinander entlang dem Befestigungselement bewegbar und die Rückstelleinrichtungen koaxial zueinander angeordnet. Eine solche Auswerfereinrichtung ermöglicht eine einfache 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 der Zeichnung dargestellten Beispiele näher beschrieben und erläutert. Es zeigen:
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1 eine schematische Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Werkzeuges für die Blechbearbeitung,
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2 eine schematische Draufsicht auf den 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 und 3 in einer Bearbeitungsposition und
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5a und 5b schematische Schnittdarstellungen des Werkzeuges gemäß 1 und 3 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 Werkstückanlage 33 als Mantelfläche der topfförmigen Auswerferaufnahme 31 ausgebildet, um beispielsweise einen Durchzug herzustellen. Die Werkstückanlage 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 ein Führungselement 47, das an einem Schaft 48 des Befestigungselementes 38 angreift, um das Auswerferelement 36 entlang des Schaftes 48 relativ zur Hubachse 24 bewegbar zu führen. An einer 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 37 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 ersten 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 44 beziehungsweise Ruheposition 64 dargestellt.
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2 zeigt eine schematische Draufsicht auf den Stempel 16 gemäß 1. In 3 ist eine schematische Schnittdarstellung entlang der Linie A-A gemäß 2 dargestellt. Diese Schnittdarstellung ist um 45° versetzt zur Schnittdarstellung gemäß 1 ausgehend von einer Draufsicht in 2 dargestellt.
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Bei der in 3 dargestellten Schnittdarstellung ist die Fixierung des zweiten Auswerferelementes 52 in der Ausgangsposition 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 Führungselementen 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 das 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 36, 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 Zwischenauswerferposition 81 dargestellt. 5b zeigt in einer analogen Schnittdarstellung zu 3 die 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 Zwischenauswerferposition 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 36 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.
