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Die
Erfindung betrifft ein Presswerkzeug mit zumindest zwei Werkzeugteilen,
von denen wenigstens eines mittels einer Presse in und entgegen
einer Hubrichtung relativ zu einem anderen der Werkzeugteile verfahren
werden kann, sodass Formteile nacheinander zwischen den Werkzeugteilen
eingespannt und mittels der Werkzeugteile bearbeitet werden können,
und wenigstens einem an einem ersten der Werkzeugteile verschiebbar
geführten Bearbeitungsaggregat, welches mittels einer Stelleinrichtung
in eine aktive Position stellbar ist, in welcher eines der Formteile
mittels des Bearbeitungsaggregats zusätzlich bearbeitet
werden kann.
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Von
der Automobilindustrie werden Kraftfahrzeugmodelle unterschiedlicher
Varianten hergestellt, wobei sich Formteile dieser Varianten teilweise nur
geringfügig unterscheiden. Beispielsweise wird ein Kraftfahrzeugmodell
gemäß einer ersten Variante mit und gemäß einer
zweiten Variante ohne Schiebedach gefertigt. In diesem Fall unterscheidet
sich ein zu fertigendes Dachformteil lediglich durch einen Schiebedachausschnitt,
der gemäß der ersten Variante vorzusehen ist,
gemäß der zweiten Variante aber nicht.
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Die
DE 10 2007 009 705
B3 offenbart eine Bearbeitungsvorrichtung zur Herstellung
und Bearbeitung von Formteilen unterschiedlicher dreidimensionaler
Struktur, mit einem Einspannwerkzeug zum Einspannen eines Formteils
und einem Bearbeitungswerkzeug zum Umformen oder spanabhebenden
Bearbeiten des eingespannten Formteils, wobei das Einspannwerkzeug
und das Bearbeitungswerkzeug der Bearbeitungsvorrichtung jeweils
zumindest zweiteilig mit standardisierten, formteilunabhängigen Trägerkörpern
und auf den Trägerkörpern lösbar montierbaren,
formteilabhängigen ersten Wechselteilen ausgebildet ist,
die in Eingriff mit einem ersten Formteil bringbar und der dreidimensionalen Struktur
des ersten Formteils angepasst sind. Bei einem Wechsel auf ein zweites
Formteil unterschiedlicher dreidimensionaler Struktur sind die formteilabhängigen
ersten Wechselteile der Einspann- und Bearbeitungswerkzeuge mit
zweiten Wechselteilen austauschbar, die der dreidimensionalen Struktur
des zweiten Formteils angepasst sind.
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Vorteilhaft
an dieser Bearbeitungsvorrichtung ist, dass Karosserieteile unterschiedlicher
Modellvarianten mit derselben Bearbeitungsvorrichtung herstellbar
sind. Dennoch sind bei einem Wechsel der Modellvariante die Wechselteile
auszutauschen, was mit nicht unerheblichen Werkzeugumbauarbeiten
verbunden ist.
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Ausgehend
hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Presswerkzeug
der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass die mit einem
Wechsel der Modellvariante verbundenen Werkzeugumbauarbeiten bzw.
Rüstzeiten verringert werden können.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Presswerkzeug
nach Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der
Erfindung sind in den Unteransprüchen gegeben.
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Das
erfindungsgemäße Presswerkzeug weist zumindest
zwei Werkzeugteile, von denen wenigstens eines mittels einer Presse
in und entgegen einer Hubrichtung relativ zu einem anderen der Werkzeugteile
verfahren werden kann, sodass Formteile nacheinander zwischen den
Werkzeugteilen eingespannt und mittels der Werkzeugteile bearbeitet werden
können, und wenigstens ein an einem ersten der Werkzeugteile
verschiebbar geführtes Bearbeitungsaggregat auf, welches
mittels einer Stelleinrichtung in eine aktive Position stellbar
ist, in welcher eines der Formteile mittels des Bearbeitungsaggregats zusätzlich bearbeitet
werden kann, wobei das Bearbeitungsaggregat mittels der Stelleinrichtung
in eine inaktive Position stellbar ist, in welcher die oder eine zusätzliche
Bearbeitung nicht möglich ist.
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Mittels
des erfindungsgemäßen Presswerkzeugs ist es möglich,
Formteile unterschiedlicher Ausgestaltung ohne den Wechsel von Teilen
des Presswerkzeugs herzustellen und/oder zu bearbeiten. Es wird
lediglich die Stelleinrichtung betätigt und dadurch das
Bearbeitungsaggregat von der aktiven Position in die inaktive Position
oder von der inaktiven Position in die aktive Position verschoben,
um das Presswerkzeug auf die Herstellung und/oder Bearbeitung eines
Formteils unterschiedlicher Ausgestaltung bzw. abweichender Geometrie
umzustellen. Handelt es sich bei dem Formteil z. B. um ein Dachformteil
für ein Kraftfahrzeug, so ist es möglich, in der aktiven
Position mittels des Bearbeitungsaggregats einen Schiebedachausschnitt
in dem Formteil auszubilden. Befindet sich das Bearbeitungsaggregat
hingegen in der inaktiven Position, so wird ein Dachformteil ohne
Schiebedachausschnitt hergestellt.
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Damit
das in der aktiven oder in der inaktiven Position stehende Bearbeitungsaggregat
während eines Pressvorgangs in seiner jeweiligen Position verharrt,
ist das Bearbeitungsaggregat bevorzugt sowohl in der aktiven als
auch in der inaktiven Position relativ zu dem ersten Werkzeugteil
fixierbar, und zwar für die Dauer der Bearbeitung des jeweiligen
Formteils. Vorzugsweise ist das Bearbeitungsaggregat über
wenigstens einen Pressenzyklus sowohl in der aktiven als auch in
der inaktiven Position relativ zu dem ersten Werkzeugteil fixierbar.
Dabei soll unter einem Pressenzyklus insbesondere das Zusammenfahren
sowie das anschließende Auseinanderfahren der beiden Werkzeugteile
verstanden werden. Ferner soll unter den Begriffen „fi xierbar” vorzugsweise
verstanden werden, dass das Bearbeitungsaggregat im fixierten Zustand
keine Bewegung relativ zu dem ersten Werkzeugteil ausführen
kann.
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Eines
der Werkzeugteile ist bevorzugt ein Werkzeugoberteil, welches insbesondere
an einem Pressenstößel der Presse befestigt ist
oder werden kann. Ein anderes der Werkzeugteile ist bevorzugt ein
Werkzeugunterteil, welches insbesondere an einem Pressentisch der
Presse befestigt ist oder werden kann. Vorzugsweise ist das Bearbeitungsaggregat
an dem Werkzeugoberteil vorgesehen und an diesem verschiebbar geführt.
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Die
Stelleinrichtung umfasst bevorzugt einen zwischen dem ersten Werkzeugteil
und dem Bearbeitungsaggregat angeordneten Schieber, der relativ
zu dem ersten Werkzeugteil und relativ zu dem Bearbeitungsaggregat
verschoben werden kann und dadurch das Bearbeitungsaggregat sowohl
in die aktive als auch in die inaktive Position stellen kann. Der Schieber
koppelt dazu insbesondere das erste Werkzeugteil mit dem Bearbeitungsaggregat
unter Zwischenschaltung wenigstens eines Keils. Hierdurch ist es
auf einfache Weise möglich, den Abstand zwischen dem ersten
Werkzeugteil und dem Bearbeitungsaggregat zu variieren. Bevorzugt
ist sowohl an dem Schieber als auch an dem Bearbeitungsaggregat
wenigstens ein Keil vorgesehen, wobei die Keile aneinander anliegend
entlang ihrer Keilflächen relativ zueinander verschoben
werden können. Somit ist eine Erhöhung des Aggregathubs
des Bearbeitungsaggregats möglich, ohne den minimalen Aggregathub
zu vergrößern.
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Das
Bearbeitungsaggregat ist bevorzugt mittels wenigstens einer Feder
gegen das erste Werkzeugteil gespannt, sodass auch das Bearbeitungsaggregat
gegen den Schieber gespannt ist. Ferner ist die Stelleinrichtung
sowohl in ihrer der aktiven Position zugeordneten Position als auch
in ihrer der inaktiven Position zugeordneten Position fixierbar.
Hierdurch kann auf einfache Art und Weise sichergestellt werden,
dass die Position des Bearbeitungsaggregats dauerhaft fixiert werden
kann, solange die Stelleinrichtung nicht betätigt wird.
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Die
Stelleinrichtung, insbesondere der Schieber, kann mittels eines
Antriebs betätigt bzw. verschoben werden. Als Antrieb ist
z. B. ein pneumatischer Antrieb, wie ein Pneumatikzylinder, ein
hydraulischer Antrieb, wie ein Hydraulikzylinder oder ein elektrischer
Antrieb, wie ein elektromotorisch betätigbarer Linearantrieb,
einsetzbar. Der Antrieb kann z. B. ein Zahnrad antreiben, welches
mit einer Zahnstange kämmt, die mit dem Schieber verbunden
ist. Alternativ kann die Stelleinrichtung, insbesondere der Schieber,
aber auch manuell betätigt werden.
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Die
Stelleinrichtung oder der Schieber ist bevorzugt mit einem selbsthemmenden
Getriebe gekoppelt und unter Zwischenschaltung dieses Getriebes
betätigbar. Das Getriebe ist insbesondere ein Spindeltrieb.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung umfasst
die Stelleinrichtung eine um ihre Längsachse drehbar gelagerte
Spindel, vorzugsweise Gewindespindel, mittels welcher der Schieber
verschoben werden kann. Die Spindel weist insbesondere ein Außengewinde
auf. Bevorzugt ist die Spindel in ein an dem ersten Werkzeugteil
vorgesehenes Gewinde, welches insbesondere ein Innengewinde ist,
eingeschraubt. Ferner ist die Spindel bevorzugt an dem Schieber
drehbar gelagert und in Längsrichtung fixiert. Somit ist
es durch Drehen der Spindel um ihre Längsachse möglich,
den Schieber zu betätigen und somit das Betätigungsaggregat
zu verstellen. Insbesondere ist an dem ersten Werkzeugteil eine Spindelmutter
oder dergleichen befestigt, in welche die Spindel einge schraubt
ist. Das durch die Spindel und die Spindelmutter gebildete Getriebe
ist insbesondere selbsthemmend. Bevorzugt ist die Spindel an ihrem
dem Schieber abgewandten Ende mit einer Schlüsselfläche
versehen, sodass die Spindel mittels eines Schlüssels gedreht
werden kann. Das erfindungsgemäße Presswerkzeug
kann somit sehr kostengünstig ausgebildet werden, da keine
aktiven Teile zum Verdrehen der Spindel eingesetzt werden müssen.
Ein einfacher Schlüssel, wie z. B. ein Schraubenschlüssel,
reicht aus, um das Presswerkzeug auf ein Formteil abweichender Geometrie
umzustellen. Die Schlüsselfläche ist insbesondere
nicht kreisrund. Bevorzugt bildet die Schlüsselfläche
eine mehrkantige Außen- oder Innenfläche, wie
z. B. einen Vierkant oder einen Sechskant. Ferner ist das Ausbilden
eines Schlitzes oder einer mit der Schlüsselfläche
versehenen Ausnehmung in der dem Schieber abgewandten Stirnfläche
der Spindel möglich. Alternativ kann die Spindel aber auch
mittels eines, insbesondere mittels des oben genannten Antriebs
angetrieben werden.
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Das
Bearbeitungsaggregat ist bevorzugt mittels der Stelleinrichtung
in Richtung auf ein zweites der Werkzeugteile zu in die aktive Position
bewegbar und in Richtung von dem zweiten Werkzeugteil weg in die
inaktive Position bewegbar. Insbesondere kann das Bearbeitungsaggregat
mittels der Stelleinrichtung in und entgegen der Hubrichtung verschoben werden.
Alternativ ist es möglich, das Bearbeitungsaggregat z.
B. schräg oder senkrecht zur Hubrichtung zu verschieben.
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Das
Bearbeitungsaggregat sitzt bevorzugt in einer Ausnehmung des ersten
Werkzeugteils, in welche es z. B. vollständig eintauchen
kann, wenn es in die inaktive Position überführt
wird. Andererseits kann das Bearbeitungsaggregat in der aktiven
Position aus der Ausnehmung herausragen.
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Bevorzugt
erfolgt die Bearbeitung der Formteile mittels des Bearbeitungsaggregats
im Zusammenwirken mit einem Gegenaggregat. Das Gegenaggregat liegt
bevorzugt dem Bearbeitungsaggregat gegenüber und ist z.
B. an dem zweiten Werkzeugteil befestigt oder von diesem gebildet.
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Das
Bearbeiten des oder der Formteile umfasst insbesondere Umformen
und/oder Trennen. Bevorzugt handelt es sich bei dem Presswerkzeug um
ein Beschneidewerkzeug. Das zusätzliche Bearbeiten des
oder der Formteile mittels des Bearbeitungsaggregats umfasst insbesondere
Umformen und/oder Trennen. Bevorzugt weist das Bearbeitungsaggregat
wenigstens ein Schnittmesser auf. Das Trennen umfasst insbesondere
Zerteilen und/oder Spanen mit Schneiden.
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Die
Formteile bestehen bevorzugt aus Metall, insbesondere aus Stahl
oder Aluminium. Ferner sind die Formteile bevorzugt als Blech ausgebildet. Es
ist aber auch möglich, dass die Formteile aus Kunststoff,
insbesondere aus Kunststoffplatten, bestehen. Bei den Formteilen
handelt es sich bevorzugt um Karosseriebauteile für Kraftfahrzeuge.
Das Presswerkzeug ist insbesondere ein Großwerkzeug.
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Die
Erfindung betrifft ferner die Verwendung eines Presswerkzeugs zur
Herstellung oder Bearbeitung von Formteilen unterschiedlicher Geometrie, wobei
es sich bei dem Presswerkzeug bevorzugt um ein erfindungsgemäßes
Presswerkzeug handelt, das gemäß allen in diesem
Zusammenhang beschriebenen Ausgestaltungen weitergebildet sein kann.
Dabei werden die Formteile nacheinander zwischen den Werkzeugteilen
eingespannt und mittels dieser bearbeitet. Zur Herstellung eines
ersten der Formteile ist dabei das Bearbeitungsaggregat in der aktiven
Position fixiert, wohingegen zur Fertigung eines zweiten der Formteile
das Bearbeitungsaggregat in der inaktiven Position fixiert ist.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand einer bevorzugten Ausführungsform
unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen:
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1 eine
schematische Vorderansicht einer Presse mit einem eingesetzten Presswerkzeug,
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2 eine
perspektivische Ansicht eines Presswerkzeugs gemäß einer
Ausführungsform der Erfindung,
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3 eine
perspektivische Unteransicht des Werkzeugoberteils des Presswerkzeugs
nach 2,
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4 eine
perspektivische Ansicht des aus 3 ersichtlichen
Bearbeitungsaggregats mit montierten Schnittmessern,
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5 eine
perspektivische Unteransicht des Bearbeitungsaggregats nach 4,
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6 eine
perspektivische Ansicht des aus 4 teilweise
ersichtlichen Schiebers,
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7 eine
Seitenansicht des Presswerkzeugs, wobei das Bearbeitungsaggregat
in eine aktive Position gestellt ist, und
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8 eine
Seitenansicht des Presswerkzeugs, wobei das Bearbeitungsaggregat
in eine inaktive Position gestellt ist.
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Aus 1 ist
eine Vorderansicht einer Presse 1 zur Fertigung von Karosseriebauteilen
ersichtlich, wobei die Presse 1 einen Pressentisch 2,
ein Pressengestell 3, einen Pressenkopf 4 sowie
einen Pressenstößel 5 aufweist, der in
und entgegen einer Hubrichtung 6 relativ zu dem Pressentisch 2 verfahren
werden kann. Das Pressengestell 3 und der Pressentisch 2 sind
an einem Fundament 7 verankert. Zwischen dem Pressentisch 2 und
dem Pressenstößel 5 ist ein Presswerkzeug 8 angeordnet,
welches ein an dem Pressentisch 2 befestigtes Werkzeugunterteil 9 und
ein an dem Pressenstößel 5 befestigtes Werkzeugoberteil 10 umfasst.
Zwischen den beiden Werkzeugteilen 9 und 10 ist
ein Formteil 11 angeordnet, welches mittels des Presswerkzeugs 8 durch Umformen
und/oder Trennen bearbeitet wird.
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Aus 2 ist
eine perspektivische Ansicht eines ein Werkzeugunterteil 9 und
ein Werkzeugoberteil 10 umfassenden Presswerkzeugs 8 gemäß einer
Ausführungsform der Erfindung ersichtlich, und 3 zeigt
eine perspektivische Unteransicht des Werkzeugoberteils 10 (d.
h. die dem Werkzeugunterteil zugewandte Seite des Werkzeugoberteils),
wobei in einer Ausnehmung 12 des Werkzeugoberteils 10 ein
Bearbeitungsaggregat 13 montiert ist. Zwischen dem Bearbeitungsaggregat 13 und
einer Bodenfläche 14 der Ausnehmung 12 ist
ein Schieber 15 angeordnet, der in Richtung und in Gegenrichtung
des Pfeils 17 verschoben werden kann, indem eine Spindel 16 um
ihre Längsachse 33 (siehe 4) gedreht wird.
Die durch den Pfeil 17 gekennzeichnete Richtung verläuft
dabei senkrecht zur Hubrichtung 6. Die Spindel 16 ist
in eine an dem Werkzeugoberteil 10 befestigte Mutter 18 eingeschraubt
und weist an ihrem vorderen Ende eine Schlüsselfläche 19 auf,
an der ein Schlüssel zum Drehen der Spindel 16 angesetzt
werden kann.
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Durch
Verschieben des Schiebers 15 in Richtung oder in Gegenrichtung
des Pfeils 17 wird das Bearbeitungsaggregat 13 relativ
zu der Bodenfläche 14 in oder entgegen der Hubrichtung 6 bewegt.
Das Bearbeitungsaggregat 13 ist durch Führungen 20 in
Hubrichtung 6 verschiebbar an dem Werkzeugoberteil 10 geführt.
Ferner ist das Bearbeitungsaggregat 13 durch Federn 21 gegen
das Werkzeugoberteil 10 gespannt und drückt somit
gegen den Schieber 15 und diesen gegen das Werkzeugunterteil 10.
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Aus 4 ist
eine perspektivische Ansicht des Bearbeitungsaggregats 13 ersichtlich,
welches eine Platte 22 mit daran montierten Schnittmessern 23 aufweist,
die in 3 nicht dargestellt sind. Die Mutter 18 umfasst
ein Innengewinde 34, in welches die Spindel 16 mit
einem Außengewinde 37 eingeschraubt ist.
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Aus 5 ist
eine perspektivische Unteransicht des Bearbeitungsaggregats 13 ersichtlich,
wobei an der dem Werkzeugoberteil 10 zugewandten Seite 24 der
Platte 22 mehrere, bereichsweise keilförmig ausgebildete
Abstandhalter oder Keile 25 befestigt sind, die jeweils
eine schräg zur Hubrichtung 6 und schräg
zur Richtung 17 verlaufende Gleitfläche 26 und
eine senkrecht zur Hubrichtung 6 und parallel zur Richtung 17 verlaufende
Stirnfläche 31 aufweisen.
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Aus 6 ist
eine perspektivische Draufsicht auf den Schieber 15 ersichtlich,
der im Wesentlichen U-förmig ausgebildet ist und zwei parallele Schenkel 27 sowie
einen die Schenkel 27 miteinander verbindenden Rücken 28 aufweist.
Auf den Schenkeln 27 sind mehrere, bereichsweise keilförmig
ausgebildete Abstandshalter oder Keile 29 befestigt, die
jeweils eine schräg zur Hubrichtung 6 und schräg
zur Richtung 17 verlaufende Gleitfläche 30 und
ein senkrecht zur Hubrichtung 6 und parallel zur Richtung 17 verlaufende Stirnfläche 32 umfassen.
Im montierten Zustand können die Abstandshalter 25 und 29 durch
Drehen der Spindel 16 relativ zueinander verschoben und
gegeneinander zur Anlage gebracht werden. Liegen dabei die Gleitflächen 30 an den
Gleitflächen 26 an, so wird durch ein Drehen der Spindel 16 eine
Bewegung des Bearbeitungsaggregats 13 in Hubrichtung 6 oder
in Gegenrichtung zur Hubrichtung 6 bewirkt.
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Die
Spindel 16 ist an ihrem dem Schieber 15 zugewandten
Ende 35 in einer am Rücken 28 vorgesehenen
Tasche 36 drehbar gelagert und erstreckt sich dazu durch
einen in der Tasche 36 vorgesehenen Schlitz 38 hindurch.
Die den Schlitz 38 begrenzenden Ränder 39 der
Tasche 36 greifen in eine Ringnut 40 der Spindel 16 ein
und sichern diese somit in axialer Richtung.
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Aus 7 ist
eine Seitenansicht des Presswerkzeugs 8 ersichtlich, wobei
die Abstandshalter 25 und 29 mit ihrem senkrecht
zur Hubrichtung ausgerichteten Flächen 31 bzw. 32 aneinander
anliegen. Dies führt zu einem maximalen Abstand zwischen dem
Bearbeitungsaggregat 13 und der Bodenfläche 14,
sodass die Schnittmesser 23 das Formteil 11 durchschneiden.
Das Bearbeitungsaggregat 13 befindet sich somit in einer
aktiven Position.
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Aus 8 ist
eine Seitenansicht des Presswerkzeugs 8 ersichtlich, wobei
die Flächen 31 an den Schenkeln 27 und
die Flächen 32 an der Seite 24 der Platte 22 anliegen.
Das Bearbeitungsaggregat 13 weist hierbei seinen geringst
möglichen Abstand zur Bodenfläche 14 auf,
sodass die Schnittmesser 23 das Formteil 11 nicht
erreichen und einen Abstand zu diesem aufweisen. Das Formteil 11 wird
somit nicht von den Schnittmessern 23 durchschnitten. In 8 befindet
sich das Bearbeitungsaggregat 13 daher in einer inaktiven
Position.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 102007009705
B3 [0003]