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Die
Erfindung betrifft ein Umformwerkzeug zur Bearbeitung von Werkstücken,
mit wenigstens einem Bearbeitungsstempel, mit wenigstens einer Antriebseinrichtung,
welche dafür geeignet ist, den Bearbeitungsstempel in eine
oszillierende Bewegung zu versetzen, und mit einem Lagergehäuse,
in welchem der Bearbeitungsstempel zumindest mittelbar geführt ist.
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Derartige
Umformwerkzeuge werden häufig zur Herstellung von Werkstücken
für die Elektronikindustrie, wie sie beispielsweise in
der
DE 20 2007
009 343 U1 oder der
DE 20 2007 011 328 U1 beschrieben sind, verwendet
und erreichen dabei Hubzahlen von bis zu 1.200 Hub/min, was bereits
als sehr beachtlich angesehen werden kann. Nachteilig bei diesen
bekannten Vorrichtungen ist jedoch die Tatsache, dass die von der
Antriebseinrichtung zu bewegende Masse sehr groß ist und
in keinem angemessenen Verhältnis zu der durch das meist
sehr kleine Umformwerkzeug aufzubringenden Kraft steht. Dadurch
wird sehr viel Energie verschwendet und es kann nur eine begrenzte
Hubzahl realisiert werden.
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Es
ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Umformwerkzeug
zur Bearbeitung von Werkstücken zu schaffen, welches einen
einfacheren Aufbau und geringere rotierende Massen aufweist, wodurch
höhere Hubzahlen realisierbar sind.
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Erfindungsgemäß wird
diese Aufgabe durch die in Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst.
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Durch
die erfindungsgemäße Lösung mit der in
dem Lagergehäuse gelagerten drehbaren Welle, die über
das wenigstens eine Betätigungselement mit dem ebenfalls,
zumindest mittelbar, in dem Lagergehäuse gelagerten Bearbeitungsstempel
in Wirkverbindung steht, kann sich ein sehr einfach aufgebautes
Umformwerkzeug ergeben, welches vorteilhafterweise sehr geringe
bewegte Massen aufweist und daher mit erheblich weniger Energieein satz
betrieben werden kann als dies bei bekannten Umformvorrichtungen
der Fall ist.
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Aus
dieser geringeren rotierenden Masse ergibt sich ein weiterer erheblicher
Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung,
nämlich die wesentlich größeren möglichen
Hubzahlen von bis zu 5.000 Hub/min oder mehr des Umformwerkzeugs,
die eine erheblich höhere Produktivität ermöglichen.
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Mit
dem erfindungsgemäßen Umformwerkzeug lassen sich
insbesondere kleine Bauteile sehr viel kostengünstiger
als mit bekannten Vorrichtungen herstellen, für die jeweils
eine separate Presse zum Antrieb des Werkzeugs eingesetzt werden
muss. Dadurch lässt sich das erfindungsgemäße
Umformwerkzeug auch dezentral, also vollkommen unabhängig
von einer Presse, einsetzen, wodurch sich vielfältige Einsatzmöglichkeiten
ergeben.
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Da
der Antrieb des Bearbeitungsstempels erfindungsgemäß unabhängig
von einer Presse oder dergleichen ist, kann das Umformwerkzeug im
Prinzip kontinuierlich betrieben werden und es ist möglich,
die Hub- bzw. Drehzahl desselben zu reduzieren, beispielsweise um
eine Anpassung an eine verringerte Anzahl herzustellender Bauteile
anzupassen.
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Erfindungsgemäß kann
das wenigstens eine Betätigungselement an einer beliebigen
Stelle der drehbaren Welle angebracht werden, wodurch sich eine
sehr große Flexibilität hinsichtlich der Anpassung
des Umformwerkzeugs an verschiedene Werkstücke ergibt,
insbesondere wenn mehrere Betätigungselemente über
die Länge der drehbaren Welle verteilt angeordnet sind.
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Des
weiteren kann sich durch die Verwendung der drehbaren Welle mit
dem daran angebrachten Betätigungselementen eine kürzere
Hubbewegung ergeben, was zusätzlich zu der Erhöhung
der Hubzahl beitragen kann.
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Um
einen einfachen Einbau und eine sichere Lagerung der drehbaren Welle
zu gewährleisten, kann in einer vorteilhaften Weiterbildung
der Erfindung vorgesehen sein, dass das Lagergehäuse zweiteilig
mit einem Oberteil und einem Unterteil ausgebildet ist.
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In
einer sehr vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen
sein, dass die drehbare Welle als Exzenterwelle ausgebildet ist.
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Um
mit einer solchen Exzenterwelle den wenigstens einen Bearbeitungsstempel
zu betätigen, kann in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der
Erfindung vorgesehen sein, dass an dem wenigstens einen Betätigungselement
der Exzenterwelle ein Pleuel angebracht ist, welches zumindest mittelbar mit
dem Bearbeitungsstempel verbunden ist
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Alternativ
ist es auch möglich, die drehbare Welle als Nockenwelle
auszuführen.
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Dabei
kann vorgesehen sein, dass das wenigstens eine Betätigungselement
der Nockenwelle über einen Stößel zumindest
mittelbar mit dem Bearbeitungsstempel in Wirkverbindung steht.
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Wenn
in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung die
drehbare Welle mit einer Bremseinrichtung verbunden ist, so ist
es möglich, die drehbare Welle im Falle einer Störung
in äußerst kurzer Zeit zu stoppen.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen
sein, dass der wenigstens eine Bearbeitungsstempel in einer Halteeinrichtung
gehalten ist, welche mit dem wenigstens einen Betätigungselement
der drehbaren Welle zumindest mittelbar in Wirkverbindung steht.
Eine derartige Halteeinrichtung sorgt für eine gute Führung
des Bearbeitungsstempels und ist vorzugsweise ihrerseits verschieblich
in dem Lagergehäuse gehalten. Eine derartige Lösung
ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn mit der Halteeinrichtung
mehrere Bearbeitungsstempel gehalten werden sollen.
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Um
eine Rückstellung der Halteeinrichtung und damit des darin
gehaltenen Bearbeitungsstempels nach der Um formoperation zu erreichen,
kann in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung
vorgesehen sein, dass die Halteeinrichtung mittels wenigstens eines
Federelements an dem Lagergehäuse abgestützt ist.
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In
einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen
sein, dass das Lagergehäuse beweglich ist, um eine Serviceöffnung freizugeben,
welche einen Zugang zu dem zu bearbeitenden Werkstück ermöglicht.
Durch eine derartige Serviceöffnung kann im Servicefall
sehr einfach auf das mittels des erfindungsgemäßen
Umformwerkzeugs bearbeitete Werkstück zugegriffen werden.
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Wenn
in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung eine
Vorschubeinrichtung zum Bewegen des Werkstücks vorgesehen
ist, welche von der drehbaren Welle antreibbar ist, so ist eine
besonders einfache Synchronisation zwischen der Vorschubbewegung
und der Bewegung zur Bearbeitung des Werkstücks sichergestellt.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus
den restlichen Unteransprüchen. Nachfolgend sind Ausführungsbeispiele
der Erfindung anhand der Zeichnung prinzipmäßig
dargestellt.
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Es
zeigt:
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1 einen
Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Umformwerkzeug
in seinem geöffneten Zustand;
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2 das
Umformwerkzeug aus 1 in seinem geschlossenen Zustand;
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3 eine
Draufsicht auf eine alternative Ausführungsform des Umformwerkzeugs;
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4 einen
Schnitt nach der Linie IV-IV aus 1;
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5 eine
Halteeinrichtung zur Halterung eines Bearbeitungsstempels;
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6 eine
Halteeinrichtung mit einem Bearbeitungsstempel und einer Abstreifeinrichtung;
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7 eine
Vorschubeinrichtung des erfindungsgemäßen Umformwerkzeugs;
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8 eine
alternative Ausführungsform der Vorschubeinrichtung;
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9 eine
Ausführungsform des Bearbeitungsstempels als Prägewerkzeug;
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10 eine
Ausführungsform des Bearbeitungsstempels als Biegewerkzeug;
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11 eine
Ausführungsform des Bearbeitungsstempels als Streckwerkzeug.
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1 zeigt
ein Umformwerkzeug 1, welches zur Bearbeitung eines Werkstücks 2 vorgesehen
ist. Das Werkstück 2 liegt dabei in Form eines
relativ flachen Bandes vor und wird in der mit ”x” bezeichneten Richtung
mittels einer in 1 nur schematisch angedeuteten
Vorschubeinrichtung 3 bewegt. Zur Bearbeitung des Werkstücks 2 dient
ein Bearbeitungsstempel 4, der über eine Halteeinrichtung 5 in
einem Lagergehäuse 6 geführt ist. Vorzugsweise
sind mehrere Bearbeitungsstempel 4 vorgesehen, die über mehrere
der Halteeinrichtungen 5 in dem Lagergehäuse 6 geführt
sind. Prinzipiell wäre es auch möglich, die Bearbeitungsstempel 4 direkt
in dem Lagergehäuse 6 zu führen.
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Das
Lagergehäuse 6 ist im vorliegenden Fall zweiteilig
ausgeführt und weist ein Oberteil 6a und ein Unterteil 6b auf.
Gegebenenfalls kann unterhalb des Unterteils 6b eine Führungsplatte
vorgesehen sein. Zwischen dem Oberteil 6a und dem Unterteil 6b des
Lagergehäuses 6 ist eine drehbare Welle 7 gelagert,
welche mit einer Antriebseinrichtung 8 in Antriebsverbindung
steht und welche, wie nachfolgend näher erläutert
wird, dafür geeignet ist, den Bearbeitungsstempel 4 in
einer mit dem Pfeil ”z” bezeichneten Richtung
in eine oszillierende Bewegung zu versetzen, um so das Werkstück 2 zu
bearbeiten.
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Die
Antriebseinrichtung 8 kann beispielsweise als Elektromotor,
als Hydraulikmotor, als Verbrennungsmotor oder als pneumatischer
Motor ausgebildet sein. Gegebenenfalls kommen auch andere Ausgestaltungen
der Antriebseinrichtung 8 in Betracht. In nicht dargestellter
Weise kann die Antriebseinrichtung 8 mit einem Getriebe
verbunden sein, wodurch die Drehzahl der Welle 7 in einfacher
Weise verändert werden kann. In diesem Zusammenhang ist
es auch möglich, die Welle 7 beispielsweise über
einen verhältnismäßig kleinen Elektromotor
und ein Riemengetriebe anzutreiben, um so ein sehr kompaktes Umformwerkzeug 1 zu
erhalten.
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Zur
Betätigung des Bearbeitungsstempels 4 weist die
Welle 7 an ihrem Umfang wenigstens einen, vorzugsweise
mehrere Betätigungselemente 9 auf, von denen eines über
die Halteeinrichtung 5 mit dem Bearbeitungsstempel 4 in
Wirkverbindung steht. Mit anderen Worten, das in den dargestellten
Ausführungsbeispielen als Vorsprung ausgebildete Betätigungselement 9 der
drehbaren Welle 7 steht zumindest mittelbar mit dem Bearbeitungsstempel 4 in Wirkverbindung.
Da meist mehrere Bearbeitungen an dem Werkstück 2 durchgeführt
werden, weist das Umformwerkzeug 1 üblicherweise
mehrere Bearbeitungsstempel 4 auf, von denen im vorliegenden
Fall jedoch lediglich einer dargestellt ist. Des weitren ist es
auch möglich, dass eine Halteeinrichtung 5 mehrere
Bearbeitungsstempel 4 aufweist.
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In
der in den 1 und 2 dargestellten Ausführungsform
ist die drehbare Welle 7 als Nockenwelle ausgebildet, deren
als Nocken ausgeführte Betätigungselemente 9 unmittelbar
mit der Halteeinrichtung 5 des Bearbeitungsstempels 4 in
Wirkverbindung stehen. Alternativ könnten die Betätigungselemente 9 auch über
jeweilige Stößel mit der Halteeinrichtung 5 bzw.
direkt mit dem Bearbeitungsstempel 4 in Wirkverbindung
stehen.
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Des
weiteren ist eine Ausführungsform der drehbaren Welle 7 als
Exzenterwelle denkbar, bei welcher an den Betätigungselementen 9 der
Exzenterwelle jeweilige nicht dargestellte Pleuel angebracht sind,
welche zumindest mittelbar, beispielsweise über die Halteeinrichtung 5,
mit dem Bearbeitungsstempel 4 in Wirkverbindung stehen.
Auch eine Ausführungsform der drehbaren Welle 7 als
Kurbelwelle ist denkbar.
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Im
vorliegenden Fall ist die drehbare Welle 7 mit einer beispielsweise
als Klauenkupplung oder Scheibenkupplung ausgebildeten Kupplungseinrichtung 10 verbunden,
welche wiederum mit der Antriebseinrichtung 8 in Verbindung
steht, so dass die Verbindung zwischen der Antriebseinrichtung 8 und der
Welle 7 problemlos hergestellt und wieder unterbrochen
werden kann. Des weiteren ist die drehbare Welle 7 mit
einer Bremseinrichtung 11 verbunden, die beispielsweise
als Scheiben bremse ausgebildet sein kann und die in Verbindung mit
dem Lösen der Kupplungseinrichtung 10 ein sehr
schnelles Anhalten der Welle 7 ermöglicht. Zusätzlich
kann auch eine Rutschkupplung vorgesehen sein, um Schäden
an dem Umformwerkzeug 1 zu vermeiden.
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Die
Bearbeitung des Werkstücks 2 erfolgt durch den
Bearbeitungsstempel 4, der mit einer Schneidplatte 12 zusammenarbeitet,
welche dem von dem Lagergehäuse 6 beabstandeten
Unterteil des Umformwerkzeugs 1 zugeordnet ist. Die Schneidplatte 12 ist
im vorliegenden Fall auf einer Zwischenplatte 13 angeordnet,
welche wiederum auf einer Grundplatte 14 angeordnet ist.
Die Schneidplatte 12, die Zwischenplatte 13 und
die Grundplatte 14 weisen jeweils eine Öffnung 15 auf,
die mit dem Bearbeitungsstempel 4 zusammenarbeitet und
die zur Aufnahme des bei der Bearbeitung des Werkstücks 2 entstehenden
Abfalls dient. Die Schneidplatte 12 weist bei der dargestellten
Ausführungsform einen Schneidplatteneinsatz 16 auf,
die eine größere Härte als die Schneidplatte 12 aufweisen
kann und somit für ein Zusammenwirken mit dem Bearbeitungsstempel 4 geeignet
ist. Zur exakten Führung des Lagergehäuses 6 gegenüber
der Schneidplatte 12 sind an dem Unterteil 6b des
Lagergehäuses 6 mehrere Zapfen 17 angebracht,
welche dafür vorgesehen sind, in jeweilige Ausnehmungen 18 in
der Schneidplatte 12 einzugreifen.
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In
der in 1 dargestellten Position ist das Lagergehäuse 6 von
dem Unterteil des Umformwerkzeugs 1 entfernt, wodurch sich
eine Serviceöffnung 19 ergibt, welche einen Zugang
zu dem zu bearbeitenden Werkstück 2 ermöglicht,
beispielsweise um dieses im Falle einer Störung entfernen
zu können. Dagegen befindet sich das Umformwerkzeug 1 gemäß 2 in
seiner zusammengefahrenen Position, in der die Zapfen 17 in
die Ausnehmungen 18 eingreifen und eine Bearbeitung des
Werkstücks 2 mittels des Bearbeitungsstempels 4 möglich
ist. Zum Erzeugen und Entfernen bzw. Schließen der Serviceöffnung 19 kann
das Lagergehäuse 6 mittels eines hydraulischen
oder pneumatischen Zylinders, mittels einer geeigneten mechanischen
Einrichtung oder rein manuell gegenüber dem Unterteil mit
der Schneidplatte 12, der Zwischenplatte 13 und
der Grundplatte 14 angehoben, geschlossen und geschlossen
gehalten werden.
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Im 3 ist
in einer Draufsicht sehr schematisch dargestellt, wie die Anordnung
zweier in dem Lagergehäuse 6 aufgenommener, parallel
verlaufender Wellen 7 erfolgen könnte. Selbstverständlich
ist auch eine noch größere Anzahl an Wellen 7 möglich.
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Aus 4 geht
hervor, dass die drehbare Welle 7 mittels jeweiliger Lagerschalen 20 und 21 in dem
Oberteil 6a bzw. dem Unterteil 6b des Lagergehäuses 6 gelagert
ist. Die Lagerschalen 20 und 21 können
aus an sich bekannten Materialien, wie z. B. Messing oder Bronze
be stehen, es ist jedoch auch möglich, Wälzlager
zur Lagerung der Welle 7 einzusetzen. Zur Unterbringung
der Lagerschalen 20 und 21 sind in dem Lagergehäuse 6 entsprechende
Ausnehmungen gebildet, die im vorliegenden Fall jedoch nicht näher
bezeichnet sind.
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5 zeigt
einen Schnitt durch die Halteeinrichtung 5, in der der
Bearbeitungsstempel 4 aufgenommen ist. Dabei ist zu erkennen,
dass der Bearbeitungsstempel mittels eines sehr schematisch dargestellten
Fixierelements 22, welches in einen Rücksprung 23 des
Bearbeitungsstempels 4 eingreifenden Vorsprung 24 aufweist,
in der Halteeinrichtung 5 gehalten ist. Die Verbindung
der Halteeinrichtung 5 mit der drehbaren Welle erfolgt
im vorliegenden Fall über ein Pleuel 25, der an
der Welle 7 angebracht ist und über das Betätigungselement 9 betätigt
wird. Das Pleuel 25 ist mittels eines Bolzens 26 an
der Halteeinrichtung 5 angebracht. Auf diese Weise wird also
der Bearbeitungsstempel 4 über die Halteeinrichtung 5,
das Pleuel 6 und das Betätigungselement 9 von
der drehbaren Welle 7 in der mit ”z” bezeichneten
Richtung betätigt, um das Werkstück 2 zu
bearbeiten.
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6 zeigt
eine alternative Ausführungsform der Halteeinrichtung 5,
in der diese mittels wenigstens eines Federelements 27 an
einer Abstreifeinrichtung 28 abgestützt ist. Die
auch als Führungsplatte bezeichnete Abstreifeinrichtung 28 kann
in an sich bekannter Weise dazu dienen, ausgestanzte Teile des Werkstücks 2 von
dem Bearbeitungsstempel 4 abzustreifen. Die Abstreifeinrichtung 28 ist über
wenigstens eine Schraube 50 mit der Halteeinrichtung 5 verbunden.
Mittels einer Distanzhülse 51 wird die Abstreifeinrichtung 28 auf
Abstand von der Halteeinrichtung 5 gehalten. Die Abstreifeinrichtung 28 oszilliert dadurch
mit der Halteeinrichtung 5 mit, wobei beim Aufsetzen der
Abstreifeinrichtung 28 auf dem Werkstück 2 der
untere Totpunkt des Bearbeitungsstempels 4 noch nicht erreicht
ist, sondern dieser erst durch eine weitere Betätigung
der Halteeinrichtung 5 in das Werkstück 2 eintaucht.
Die weiteren Bauteile der Halteeinrichtung 5 und deren
Anbindung an die Welle 7 sind im vorliegenden Fall wie
in der Ausführungsform von 5 ausgestaltet,
weshalb nicht näher darauf eingegangen wird.
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In 7 ist
eine erste Ausführungsform einer Vorschubeinrichtung 29 des
Umformwerkzeugs 1 dargestellt. Die Vorschubeinrichtung 29 ist
sehr ähnlich zu dem Bearbeitungsstempel 4 mit
der Halteeinrichtung 5 gemäß den 4 und 5 ausgebildet und
weist eine mittels eines Bolzens 30 an einem Pleuel 31 angebrachte
Halteeinrichtung 32 auf. Die Halteeinrichtung 32 ist
in ähnlicher Weise wie die in den 5 und 6 dargestellte
Halteeinrichtung 5 in dem Lagergehäuse 6 geführt. Über
das Pleuel 31 ist die Vorschubeinrichtung 29 von
der Welle 7 antreibbar, was im vorliegenden Fall dadurch
realisiert ist, dass in der Halteeinrich tung 32 eine Stange 33 gehalten
ist, welche auf ein Vorschubelement 34 wirkt, das in Kontakt
mit dem Werkstück 2 tritt und dieses gemeinsam
mit einem auf der gegenüberliegenden Seite des Werkstücks 2 angeordneten,
auf Rollen geführten Schlitten 35 in der mit ”x” bezeichneten
Richtung bewegt. Zur Erhöhung der Reibung zwischen dem
Werkstück 2 und dem Vorschubelement 34 weist
Letzteres eine Verzahnung 34a auf. Für die Rückstellung
des Vorschubelements 34 und des Schlittens 35 sorgen
jeweilige Federelemente 36. In ähnlicher Weise
ist auch die Halteeinrichtung 32 mittels eines Federelements 37 an
einer unteren Platte 38 abgestützt, in welcher
das Vorschubelement 34 aufgenommen ist, um nach dem erfolgten Vorschub
in eine obere Position zurückgestellt zu werden. Auch die
Platte 38 kann über nicht dargestellte Schrauben
und Distanzhülsen entsprechend der Verbindung zwischen
der Abstreifeinrichtung 28 und der Halteeinrichtung 5 mit
der Halteeinrichtung 32 verbunden sein.
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Selbstverständlich
kann auch der Schlitten 35 mit einer der Verzahnung 34a entsprechenden Verzahnung
versehen werden, gegebenenfalls ist es jedoch auch möglich,
sowohl bei dem Vorschubelement 34 als auch bei dem Schlitten 35 auf
eine Verzahnung zu verzichten.
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In
dem Fall, in dem die Halteeinrichtung 5 bzw. 32 mittels
einer Nockenwelle und einem der Nockenwelle zugeordneten, in dem
Lagergehäuse 6 geführten Stößel betätigt
wird, kann auf den Bolzen 26 bzw. 30 verzichtet
werden, da der Stößel in diesem Fall von oben
auf die Halteeinrichtung 5 bzw. 32 drücken
kann. In der in den 5, 6 und 7 dargestellten
Ausführungsform wird also eine Exzenterwelle als drehbare
Welle 7 eingesetzt.
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Eine
alternative Ausführungsform der Vorschubeinrichtung 29 ist
in 8 dargestellt. Hierbei ist ebenfalls die Halteeinrichtung 32 mit
der darin gehaltenen Stange 33 vorgesehen. Im Gegensatz
zu der Ausführungsform von 7 weist
das Vorschubelement 34 jedoch an seiner Unterseite nicht
die Verzahnung 34a auf, sondern einen Bolzen 34b,
der in eine Öffnung 39 des Werkstücks 2 eingreift
und dieses, aufgrund der Betätigung durch die Stange 33 in
der mit ”x” bezeichneten Richtung transportiert. Auch
hier ist der Schlitten 35 vorgesehen, der wie das Vorschubelement 34 mittels
eines Federelements 36 nach der Beendigung der Vorschubbewegung
in seine Ausgangsposition zurückgeführt wird. Analog
zu der Ausführungsform von 7 kann auch hier
der Schlitten 35 jeweilige Rollen aufweisen, mittels denen
er beweglich gelagert ist. Bei dieser Ausführungsform kann
auch auf den Schlitten 35 verzichtet werden, wenn nämlich
die Platte 38 sich seitlich neben dem Werkstück 2 abstützt
und dasselbe dann nicht von der Vorschubeinrichtung 29 geklemmt,
sondern lediglich durch den Bolzen 34b transportiert wird.
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Da
die Vorschubeinrichtung 29 unabhängig von dem
Bearbeitungsstempel 4 mit der drehbaren Welle 7 verbunden
ist, können diese beiden Elemente unabhängig voneinander
in jeder Position betätigt werden; z. B. ist es möglich,
die Vorschubeinrichtung 29 zu betätigen, wenn
ein oder mehrere Bearbeitungsstempel 4 sich in der oberen
Position befinden.
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In
den 9, 10 und 11 sind
verschiedene Ausgestaltungen des Bearbeitungsstempels 4 dargestellt.
In diesem Zusammenhang werden unter den Begriffen ”Umformen” und ”Bearbeiten” alle Prozesse
zur Veränderung der Gestalt des Werkstücks 2 verstanden,
wie z. B. Stanzen, Biegen, Prägen, Strecken, usw.
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Bei
der in 9 dargestellten Ausführungsform ist der
Bearbeitungsstempel 4 als Prägewerkzeug ausgeführt,
welches mit einer Vertiefung 40 in einer die Schneidplatte 12 ersetzenden
Platte 41 zusammenarbeitet. Auch bei dieser Ausführungsform ist
die bereits oben beschriebene Abstreifeinrichtung 28 vorgesehen.
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10 zeigt
den Bearbeitungsstempel 4 in einer Ausführungsform
als Biegewerkzeug, wobei hier der Bearbeitungsstempel 4 auf
eine Wippe 42 wirkt, welche mittels Rollen 43 drehbar
gelagert ist und ihrerseits auf einen Biegestempel 44 wirkt,
der zur Bearbeitung des Werkstücks 2 vorgesehen
ist. 10 ist gegenüber den Darstellungen der 8 und 9 um
90° gedreht dar gestellt, so dass das Werkstück 2 senkrecht
zur Blattebene verläuft.
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Insbesondere
bei dieser Ausführung des Bearbeitungsstempels 4 als
Biegewerkzeug ist es auch möglich, die Welle 7 in
einem von dem Lagergehäuse 6 getrennten Unterteil
des Umformwerkzeugs 1 anzuordnen, so dass der von unten
auf das Werkstück 2 wirkende Biegestempel 44 beispielsweise
direkt von der Welle 7 angetrieben wird. Selbstverständlich kann
auch eine in dem Unterteil des Umformwerkzeugs 1 angeordnete
Welle 7 von der Antriebseinrichtung 8 angetrieben
werden, beispielsweise über ein oder mehrere Zahnräder
oder eine ähnliche Verbindung.
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In 11 ist
eine Ausführungsform des Bearbeitungsstempels 4 als
Streckwerkzeug dargestellt, bei welcher wiederum die Halteeinrichtung 5 zur
Halterung des Bearbeitungsstempels 4 vorgesehen ist. Ein
derartiges Streckwerkzeug kann in an sich bekannter Weise eingesetzt
werden, um das Werkstück 2 zu strecken und so
dessen Länge zu verändern. Hierbei kann auch eine
Einstellbarkeit des Streckwerkzeugs vorgesehen sein, so dass dieses
eine unterschiedliche Längenveränderung des Werkstücks 2 bewirkt.
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Durch
die flexible Anordnung der Betätigungselemente 9 an
der Welle 7 ist es möglich, die Bearbeitungsstempel 4 in
der gewünschten Reihenfolge anzusteuern, d. h. es ist möglich,
bestimmte Bearbeitungen in zeitlichen Abständen voneinander durchzuführen.
Des weiteren ist es möglich, die Betätigung der
Bearbeitungsstempel 4 und der Vorschubelemente 34 mittels
der Geometrie der Betätigungselemente 9 mit unterschiedlichen
Geschwindigkeiten vorzunehmen und den jeweils betätigten Bearbeitungsstempel 4 auch
eine gewisse Zeit in einer bestimmten Position verharren zu lassen.
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Aufgrund
der Bauart des Umformwerkzeuges 1 ist es in einer nicht
dargestellten Ausführungsform möglich, mehrere
Vorschubeinrichtungen 29 vorzusehen, von denen in Zuführrichtung
x des Werkstücks 2 eine im vorderen und die andere
im hinteren Bereich vorgesehen ist. Dadurch wird verhindert, dass
im Falle der Verwendung eines sehr dünnen Bandes als das
Werkstück 2 sich dasselbe wölbt, da dieses
zusätzlich von der hinteren Vorschubeinrichtung gezogen
wird. In diesem Fall würde es sich bei einer der beiden
Vorschubeinrichtungen 29 nicht um eine klassische Vorschub-,
sondern vielmehr um eine Zugeinrichtung handeln.
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In
einer nicht dargestellten Ausführungsform des Umformwerkzeugs 1 kann
die drehbare Welle 7 als Exzenterwelle ausgebildet sein,
die beispielsweise runde, exzentrisch angeordnete Betätigungselemente 9 aufweist,
deren Durchmesser kleiner ist als der Durchmesser der Exzenterwelle
selbst, wenn die Exzentrizität des Betätigungselements 9 so
gewählt ist, dass eine Betätigung des Bearbeitungsstempels 4 sichergestellt
ist.
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In
nicht dargestellter Weise kann insbesondere bei der Ausführungsform
der drehbaren Welle 7 als Nockenwelle es sich um eine gebaute,
d. h. aus Einzelteilen zusammengesetzte Nockenwelle handeln, die
eine im Wesentlichen zylindrische Grundwelle aufweist, an welcher
einzelne Nocken an den jeweils notwendigen Positionen angebracht
sind. Diese einzelnen Nocken können beispielsweise mit Schrauben
und/oder Sicherungsringen an der zylindrischen Grundwelle angebracht
werden. Dabei kann die zylindrische Grundwelle in einem Bereich
eine Abweichung von der Rundheit aufweisen, beispielsweise in Form
einer Nut, in welche ein Vorsprung des Nockens eingreift, um eine
Verdrehsicherung zu erreichen. Diese Ausführungsform der
drehbaren Welle 7 als gebaute Welle ermöglicht
eine einfache Fertigung, z. B. mittels Drahterodieren oder Schleifen, ohne
dass eine komplizierte Bearbeitung der unrunden Abschnitte erforderlich
ist.
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Zur
Kühlung des Bearbeitungsstempels 4 und/oder der
drehbaren Welle 7 kann ein Kühlkreislauf vorgesehen
sein, der dazu dient, Kühlmittel, beispielsweise in Form
von Öl, Wasser oder Luft zu dem Bearbeitungsstempel 4 und/oder
zu der drehbaren Welle 7 zu bringen. Mittels eines derartigen
Kühlkreislaufs kann das gesamte Umformwerkzeug 1 auf einer
konstanten Temperatur gehalten werden, was der für die
Maßhaltigkeit nachteiligen Wärmeausdehnung der
Bauteile entgegenwirkt.
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Des
weiteren ist es auch möglich, einen Schmiermittelkreislauf
für die drehbare Welle 7 vorzusehen, der für
eine Schmierung der Welle 7 in ihren Lagerstellen, beispielsweise
den Lagerbuchsen 20 und 21 dient. Hierfür
können an sich bekannte Schmiermittel, wie z. B. Öl,
verwendet werden. Auch die Bearbeitungsstempel 4, die Halteeinrichtungen 5 bzw. 32 und
weitere bewegliche Bauteile des Umformwerkzeugs 1 können,
beispielsweise durch eine offene Schmiermittelzufuhr in Form von
Schmiermittelbohrungen, mit Schmiermittel versorgt werden.
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Um
Schäden an dem Umformwerkzeug 1 und dessen Bauteilen
sowie an dem Werkstück 2 zu verhindern, kann eine
an sich bekannte Lichtschranke eingesetzt werden. Diese dient in
dem Fall, in dem das Werkstück 2 nicht ordnungsgemäß transportiert wird,
dazu, zu bewirken, dass die Kupplungseinrichtung 10 gelöst
und die Bremseinrichtung 11 betätigt wird, wodurch
auch eine Beschädigung der Antriebseinrichtung 8,
der Bearbeitungsstempel 4, des Werkstücks 2 und
weiterer beteiligter Bauteile verhindert wird.
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Da
das beschriebene Umformwerkzeug 1 eine verhältnismäßig
geringe Größe aufweisen kann, kann dieses auf einen
Ständer oder dergleichen angeordnet werden, um eine adäquate
Einbindung desselben in einen Herstellungsprozess zu gewährleisten.
Auch ein völlig autarker Betrieb des Umformwerkzeugs 1 ist
möglich.
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Um
die durch die Betätigungselemente 9 sich ergebende
Exzentrizität der rotierenden Massen auszugleichen, kann
es erforderlich sein, die Welle 7 auszuwuchten. Gegebenenfalls
kann auch ein Schwungrad erforderlich sein, um die auftretenden Kräfte
bzw. Drehmomentschwankungen auszugleichen. Hierzu können
jedoch Lösungen gemäß dem allgemeinen
Stand der Technik eingesetzt werden.
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Wie
in 1 dargestellt, können auch für
die Rückführung der Halteeinrichtung 5 in
ihre obere Position innerhalb des Lagergehäuses 6 jeweilige
Federelemente 45 vorgesehen sein, die sich an einer in dem
Lagergehäuse 6 angeordneten Führungsplatte 46 abstützen.
Dies ist insbesondere dann erforderlich, wenn die Welle 7 nur
die Abwärtsbewegung der Halteeinrichtung 5 und
des Bearbeitungsstempels 4 erzeugt und nicht dessen Aufwärtsbewegung.
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In
einer nicht dargestellten Ausführungsform ist es auch möglich,
die Welle 7 nicht unmittelbar innerhalb des Lagergehäuses 6 zu
lagern, beispielsweise mittels entsprechender Lagerbrücken,
die mit dem Lagergehäuse 6 verbunden sind. Auch
in diesem Fall handelt es sich jedoch um eine in dem Lagergehäuse 6 gelagerte
Welle 7, da die Lagerbrücken als Teil des Lagergehäuses 6 anzusehen
sind.
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Das
Umformwerkzeug 1 kann auch in Modulbauweise ausgeführt
sein, also in einer Bauweise, in der einzelne Module mit entsprechenden
Werkzeugabschnitten austauschbar sind. Dadurch muss im Falle einer
Störung oder einer sonstigen Notwendigkeit des Austauschs
bestimmter Werkzeugabschnitte eine Vereinfachung erzielt werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
-
- - EP 0881047
A2 [0002]
- - EP 1457275 A1 [0002]
- - EP 1800850 A2 [0002]
- - DE 202007009343 U1 [0003]
- - DE 202007011328 U1 [0003]