DE102011055630A1

DE102011055630A1 - Kniehebelpresse mit Verstellvorrichtung für ein Werkzeugteil

Info

Publication number: DE102011055630A1
Application number: DE102011055630A
Authority: DE
Inventors: Thomas Dunkel; Wolfgang Rohrer; Georg Hühnel; Siegfried Riedel; Bernd Schrepfer
Original assignee: FOLIOTEC GmbH; Scherdel Innotec Forschungs und Entwicklungs GmbH
Current assignee: Scherdel Innotec Forschungs und Entwicklungs GmbH
Priority date: 2010-12-06
Filing date: 2011-11-23
Publication date: 2012-06-06
Anticipated expiration: 2031-11-24
Also published as: DE202010013067U1; DE102011055630B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kniehebelpresse für ein zweiteiliges Verformungswerkzeug mit einem Maschinenrahmen, in dem untenseitig eine Kniehebelanordnung mit einem ersten höhenverschiebbar gelagerten unteren Werkzeugteil und obenseitig, korrespondierend zum unteren Werkzeugteil, ein oberer Werkzeugteil angeordnet ist, der in der Höhenlage mittels einer Verstellvorrichtung einstellbar ist; es ist eine bei jedem Hub der Kniehebelanordnung automatisch arbeitende Verstellvorrichtung zum automatischen Höhenausgleich des oberen Werkzeugteils relativ gegenüber der Oberseite des unteren Werkzeugteils in Abhängigkeit von der absoluten Höhe des unteren und/oder des oberen Werkzeugteils bei gleich bleibendem Schließdruck vorgesehen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kniehebelpresse nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Eine gattungsgemäße Kniehebelpresse ist aus der EP 0 741 001 B1 in Form einer Präge-Druck- und Stanzmaschine bekannt. Diese weist eine Maschinensteuerung, ein Pressenoberteil und eine gesteuerte Einstellvorrichtung sowie ein Pressenunterteil mit mehreren Drucksensoren zur Messung von Druckkräften auf, welche um das Zentrum der Druckflächen herum angeordnet sind. Das Pressenoberteil weist eine mechanische Positionierungseinrichtung auf, welche einen mechanischen Verschiebeantrieb mit zugeordneter Motorsteuerung zum vertikalen Verschieben der Werkzeugplatte aufweist. Durch ein Pressenunterteil mit einer mechanischen Kniehebelpresse ist der Hub des Pressenunterteils bzw. des unteren Werkzeugteils genau definiert. Wird das Werkzeug, z. B. ein Prägewerkzeug, ausgetauscht und weisen das untere und das obere Werkzeugteil gegenüber dem ausgetauschten Werkzeug unterschiedliche Höhen auf, so wird über die Höhenverstelleinrichtung die Höhe des Oberteils so eingestellt, dass in gewünschter Weise der Pressdruck auf das einzulegende Werkstück, beispielsweise eine Folie oder ein Blech, ausgeübt wird, um die gewünschte Verformung oder Bearbeitung sicherzustellen. Weiterhin sind vier Drucksensoren in je einer Ecke der Prägedruckfläche angeordnet, um den Arbeitsdruck über die Höheneinstellung definieren zu können.
Aus der EP 1 247 634 A2 ist ein Formträger mit Kniehebelöffnungssystem zum Formen von Werkstücken mittels zweier Werkzeugteile in einer hydraulischen Presse bekannt, wobei das Kniehebelsystem das obere Werkzeugteil durch Steuerung beim Öffnen des Werkzeuges abzuheben vermag. Wenn die Kniehebel gestreckt sind, kann die Positionshöhe des oberen Werkzeugteils durch eine Gewindeeinstellvorrichtung definiert werden, zu welchem Zweck am Maschinenrahmen ein Elektromotor befestigt ist, der auf die Gewindeeinstelleinrichtung und damit auf eine Halteplatte wirkt, an deren Unterseite die Kniehebel der Kniehebelvorrichtung einerseits und an der Halteplatte des unteren Werkzeugteils andererseits angelenkt sind und mittels eines Hydraulikzylinders und -kolbens bewegbar sind, um ein Abheben des oberen Werkzeugteils beim Öffnen des Werkzeugs zu ermöglichen. Auch hier wird die Höhenposition ausschließlich über die Höhenverstellvorrichtung vorgegeben und ist nicht automatisch änderbar. Der Schließdruck selbst wird von dem Hydraulikkolben der Hydraulikvorrichtung im unteren Teil des Maschinenrahmens aufgebracht.
Aus der Offenlegungsschrift DE 102 29 276 A1 ist eine Kniehebelpresse mit einem oberen Werkzeugteil und einem unteren Werkzeugteil bekannt. Durch Aufeinanderpressen dieser beiden Werkzeugteile kann ein Werkstück mit einem Druck beaufschlagt und bearbeitet werden.
Aus der US-Patentschrift US 4,852,382 ist ebenfalls eine Kniehebelpresse mit einem oberen und einem unteren Werkzeugteil bekannt.
Bei den bekannten Kniehebelpressen tritt das Problem auf, dass sich die Bearbeitungsposition eines Werkstückes bei einem Austausch von Werkzeugteilen unterschiedlicher Dicke oder Höhe verändert. Durch die Veränderung der Bearbeitungsposition variiert der durch die Kniehebelpresse auf das Werkstück ausübbare Druck. Wird beispielsweise eine oberes Werkzeug geringer Bauhöhe verwendet, muss für den Pressvorgang das untere Werkzeug an eine höhere Position geführt werden, als wenn ein oberes Werkzeug größerer Bauhöhe verwendet wird. Daher tritt bei bekannten Kniehebelpressen das Problem auf, dass bei Austausch der Werkzeuge unterschiedlicher Abmessung eine vollständige Neueinstellung der gesamten Kniehebelpresse erforderlich ist. Außerdem tritt das Problem auf, dass bei einer Änderung der Bearbeitungsposition innerhalb der Kniehebelpresse aufgrund eines Werkzeugaustausches entsprechende Zuführvorrichtungen für ein Werkstück ebenfalls geändert werden müssen.
Es ist die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe, eine Kniehebelpresse bereitzustellen, bei der auf derartige Feineinstellungen und Anpassungen bei einem Austausch von Werkzeugen verzichtet werden kann.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Kniehebelpresse mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
Die Lösung besteht darin, dass bei jedem Hub der Kniehebelanordnung die automatisch arbeitende Verstellvorrichtung zum Höhenausgleich des oberen Werkzeugteils dieses relativ gegenüber der Oberseite des unteren Werkzeugteils in Abhängigkeit von der absoluten Höhe des unteren und/oder des oberen Werkzeugteils bei gleich bleibenden Schließdruck verschiebt.
Bei der Presse wird also der Schließdruck durch den sich in der Verstellvorrichtung aufbauenden Gegendruck erzeugt und ist bezogen auf das zu verformende Werkstück, z. B. eine Folie oder ein Bleck, das geprägt werden soll, stets gleichbleibend. Der Öffnungshub des Werkzeuges ist ausschließlich durch die Kniehebelanordnung definiert. Das Werkzeugunterteil wird also stets in die gleiche Höhenposition verbracht, während das obere Werkzeugteil gegen die Wirkung der automatisch arbeitenden Verstellvorrichtung in der Höhe bis zum Aufbringen des gewünschten Schließdruckes verschoben wird. Diese Anordnung hat insbesondere beim Prägen von Kunststofffolien Vorteile, da die Bearbeitungshöhenlage des Werkstückes, z. B. der Folie, definiert werden kann und von der niedrigsten Position des oberen Werkzeugteils abhängig positionierbar ist.
In weiterer Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Bearbeitungshöhenlage auch in Bezug auf die Höhenposition des unteren Werkzeugteils definiert werden kann, wenn das ausgetauschte untere Werkzeugteil eine gleiche Bauhöhe mit dem auszutauschenden aufweist. Der Hub ist durch die Kniehebelanordnung stets der gleiche. Das obere Werkzeugteil kann hingegen in der Höhe variieren und z. B. auf dem Werkstück aufliegen oder in einem Abstand hierzu enden, der geringer als die Hubhöhe ist, wobei die Differenz durch die Hubbewegung des unteren Werkzeugteils ausgeglichen und der Pressdruck beim Schließen des Werkzeuges in gewünschter Weise gegen die verschiebbare Anordnung der Verstellvorrichtung erzeugt wird.
Gemäß einer anderen Variante ist vorgesehen, dass die Unterseite des oberen Werkzeugteils auch bei einem ausgetauschten Verformungswerkzeug mit einem höheren oberen Werkzeugteil stets eine über die Verstellvorrichtung voreingestellte definierte Höhenlage vor dem Schließen des Verformungswerkzeugs aufweist und durch das untere Werkzeugteil beim Schließen des Verformungswerkzeugs anhebbar ist. Z. B. kann zwischen der Höhenverstellvorrichtung und dem oberen Maschinenrahmenanschluss eine Höhenverstelleinrichtung zur Voreinstellung vorgesehen sein, dabei kann es sich um eine bekannte Ausführung handeln, wie sie beispielsweise in der eingangs genannten EP 0 741 001 B1 beschrieben ist. Die automatisch arbeitende Höhenverstelleinrichtung befindet sich an der Unterseite der Voreinstellvorrichtung und erfüllt den gleichen Zweck des automatischen Höhenausgleichs.
Als automatisch arbeitende Verstellvorrichtung kann beispielsweise eine Hydraulikvorrichtung oder ein komprimierbarer, elastischer, rückführbarer Körper vorgesehen sein, wobei bei der Hydraulikvorrichtung der Kolben in den Zylinder eindrückbar ist und hierüber ein Gegendruck zum Schließdruck der Kniehebelpresse erzeugt wird. Die automatisch arbeitende Verstellvorrichtung kann aber auch aus einer Druckfederanordnung bestehen, die sich komprimieren lässt, oder aus einer Gasdruckfederanordnung, die den gewünschten Hub einerseits und die gewünschte Gegendruckkraft andererseits aufzubringen vermag, damit ein definierter Schließdruck des Verformungswerkzeuges die Verformung des Werkstückes in gewünschter Weise bewirkt. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Kniehebelpresse sind in den Unteransprüchen im Detail angegeben.
Durch die Erfindung wird der Vorteil erreicht, dass die Kniehebelpresse leicht auf eine Verwendung mit verschiedenen Werkzeugen unterschiedlicher Abmessung angepasst werden kann und die Bearbeitungsposition eines Werkstücks innerhalb der Kniehebelpresse beibehalten wird. Dies ermöglicht, dass auf das Werkstück beim Pressen ein ausreichender Druck ausgeübt werden kann.
In einer vorteilhaften Ausführungsform umfasst die Kniehebelpresse eine Abstandsmessvorrichtung zum Messen eines Abstandes zwischen einem Referenzpunkt auf dem zweiten Werkzeugteil und der Abstandsmessvorrichtung. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass unterschiedliche Höhen und Abmessungen einzelner Werkzeugteile mit einfachen Mitteln automatisch durch eine Abstandsmessung in Bezug zu einem Referenzpunkt ausgeglichen werden können.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Kniehebelpresse eine Positionserfassungsvorrichtung zum Erfassen einer Position des zweiten Werkzeugteiles. Dadurch kann eine Voreinstellung erleichtert werden.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Kniehebelpresse eine Höhenangabe auf dem zweiten Werkzeugteil und eine Erfassungsvorrichtung für die Höhenangabe, wodurch das obere Werkzeugteil durch Auslesen der Höhenangabe automatisch ohne weitere Messungen in der einen Position eingestellt werden kann, in der ein Ausgleich der unterschiedlichen Abmessungen des Werkzeugs erfolgt.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Kniehebelpresse eine Identifikationsangabe auf dem oberen Werkzeugteil und eine Erfassungsvorrichtung für die Identifikationsangabe. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass anhand einer Identifizierung des oberen Werkzeugteiles dessen Abmessungen aus einer Datenbank ausgelesen werden können und das zweite Werkzeugteil automatisch innerhalb der Kniehebelpresse eingestellt werden kann.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform umfasst die Kniehebelpresse eine Messvorrichtung zum Messen der Höhe des oberen Werkzeugteils, nämlich die Lage der Unterseite des oberen Werkzeugteils, wodurch die Voraussetzungen geschaffen sind, dass beliebige Werkzeuge ohne Identifikationsangabe oder Höhenangabe verwendet werden können und ein Ausgleich unterschiedlicher Werkzeughöhen automatisch vorgenommen werden kann.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und im Folgenden näher beschrieben.
Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Kniehebelpresse,
2 eine schematische Darstellung einer Verstellvorrichtung mit einer Abstandsmessvorrichtung,
3 eine schematische Darstellung einer Verstellvorrichtung mit einer Positionserfassungsvorrichtung,
4 eine schematische Darstellung einer Verstellvorrichtung unter Verwendung einer Einstellungsangabe oder Identifikationsangabe,
5 eine Federeinrichtung zum Verstellen einer Werkzeuglage,
6 eine Hydraulikvorrichtung zum Verstellen einer Werkzeuglage und
7 eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Kniehebelpresse.
Es folgt die Erläuterung der Erfindung anhand der Zeichnungen nach Aufbau und nach Wirkungsweise der dargestellten Erfindung.
1 zeigt eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Kniehebelpresse 1.
Die Kniehebelpresse 1 nutzt den so genannten Kniehebeleffekt, wonach die eingeleitete Kraft im Bereich des fast ausgestreckten Knies 9 verstärkt werden kann, während vorhergehende Bewegungen mit geringer Kraft und somit mit relativ hoher Geschwindigkeit erfolgen können. Kniehebelpressen können beispielsweise elektrisch, elektromechanisch, hydraulisch, pneumatisch oder von Hand angetrieben werden.
Die erfindungsgemäße Kniehebelpresse 1 umfasst ein unteres Werkzeugteil 2 und ein oberes Werkzeugteil 3 zur Bearbeitung eines Werkstücks 4, z. B. zur Prägung einer Folie. Die beiden Werkzeugteile 2 und 3 dienen zur Bearbeitung eines Werkstückes 4 durch eine Ausübung von Druck. Zur Bearbeitung des Werkstückes 4 wird der untere Werkzeugteil 2 gegen den oberen Werkzeugteil 3 gedrückt. Das Verschieben des Werkzeugteils 2 in Richtung des Werkzeugteils 3 erfolgt durch eine in der Kniehebelpresse angeordnete Kniehebelanordnung 7–12 mit konstantem Hub.
Bei dem Werkstück kann es sich beispielsweise um eine Kunststofffolie, ein Metallband, ein Prägestück oder jedes andere Werkstück handeln, das unter Anwendung von Druck bearbeitet oder verformt werden kann. Beispielsweise kann eine Folie in einer solchen Kniehebelpresse zu einem hinterspritzbaren, dreidimensionalen Bauteil verformt werden.
Die Kniehebelanordnung umfasst die Gelenke 7 und 12, die Schenkel 8 und 11 und das Kniegelenk 9. Die Gelenke 7, 9 und 12 dienen zur drehbaren Verbindung der Schenkel 8 und 11. Innerhalb der Kniehebelpresse 1 bildet das untere Gelenk 12 ein Widerlager. Wird durch ein Stellglied 10 auf das Kniegelenk 9 ein seitlich in Pfeilrichtung wirkender Druck ausgeübt, bewegt sich der untere Werkzeugteil 2 in Richtung des oberen Werkzeugteils 3. Je größer die Winkelspreizung der beiden Schenkel 8 und 11 ist, desto besser erfolgt die Umsetzung der seitlich ausgeübten Kraft in eine vertikale Druckkraft auf das Werkstück. Der durch die Kniehebelpresse 1 ausübbare Druck auf das Werkstück 4 ergibt sich durch die Ausgestaltung und Abmessung der Kniehebelanordnung sowie der seitlich auf das Kniegelenk 9 ausgeübten Kraft.
Wird das Stellglied 10 hingegen in eine entgegengesetzte Richtung bewegt, bewegt sich der untere Werkzeugteil 2 von dem oberen Werkzeugteil 3 weg und die Kniehebelpresse des Verformungswerkzeugs öffnet sich. In diesem Zustand kann das verformte Werkstück 4 aus der Kniehebelpresse 1 entnommen werden.
Die zur Verstellung erforderliche Kraft auf das Kniegelenk 9 kann beispielsweise mithilfe eines hydraulischen Kolbens, elektrisch durch einen Linearmotor oder durch ein Exzenterrad ausgeübt werden. Im Allgemeinen können hierzu alle Vorrichtungen verwendet werden, die zur Ausübung einer entsprechenden Kraft geeignet sind. In der Praxis wird beim Verschieben der untere Werkzeugteil 2 durch zusätzliche Führungseinrichtungen im Maschinenrahmen geführt und in einer waagrechten Position gehalten, beispielsweise durch Säulenführungen.
Bei den verwendeten Werkzeugteilen 2 und 3 kann es sich beispielsweise um Presswerkzeuge, Stanzwerkzeuge, Prägewerkzeuge oder Formgebungswerkzeuge handeln. Je nach den spezifischen Anforderungen hinsichtlich des zu bearbeitenden Materials oder Werkstücks weisen diese Werkzeugteile jedoch unterschiedliche Abmessungen auf. So kann beispielsweise ein oberes Werkzeugteil 3 für einen ersten Zweck eine größere Höhe 13 aufweisen, während ein anderes oberes Werkzeugteil 3 für einen anderen Zweck eine geringere Höhe 13 aufweist. Werden die oberen Werkzeugteile 3 untereinander ausgetauscht, ändert sich bei bekannten Kniehebelpressen aus dem Stand der Technik die Bearbeitungsposition des Werkstücks 4 innerhalb der Kniehebelpresse 1.
Das obere Werkzeug 3 mit der Werkzeughöhe 13 ist mechanisch mit einer automatisch arbeitenden Verstellvorrichtung 5, 6 zum Ausgleichen der Werkzeughöhe 13 verbunden. Insbesondere kann im Rahmen einer Umrüstung der Kniehebelpresse das obere Werkzeugteil 3 durch ein anderes ersetzt werden. Dazu kann beispielsweise das obere Werkzeugteil 3 von dem Kopplungsstück 5 gelöst werden und durch ein anderes Werkzeugteil 3 ersetzt werden, beispielsweise nach dem Lösen von zur Befestigung dienenden Schrauben.
Die Verstellvorrichtung kann beispielsweise das an dem Werkzeugteil 3 angeordnete Kopplungsstück 5 und eine Verstellanordnung 6 umfassen, über die das Kopplungsstück 5 automatisch durch Untergreifen des unteren Werkzeugteils 2 unter den oberen Werkzeugteil 3 bewegt werden kann. Die Verstellanordnung 6 für das Kopplungsstück 5 ist dabei mechanisch fest im Maschinenrahmen verankert, so dass über die Verstellvorrichtung den ausgeübten Schließdruck des Werkzeugs an den Rahmen der Kniehebelpresse übertragen kann. In einer alternativen Ausführungsform ist die Verstellanordnung 6 federnd in der Kniehebelpresse 1 gelagert, beispielsweise unter Verwendung einer Feder oder eines Dämpfungskörpers. Zur Beibehaltung einer horizontalen Lage des Werkzeugteils 3 können beispielsweise innerhalb der Kniehebelpresse 1 weitere, nicht gezeigte Führungsvorrichtungen vorgesehen sein, auf denen das obere Werkzeugteil 3 verschiebbar angeordnet ist.
Die Arbeitsweise der Kniehebelpresse 1 und der automatischen Höhenverstellvorrichtung 5, 6 ist wie folgt: Der untere Werkzeugteil 2 wird von der Kniehebelanordnung 7–12 bei Ausübung einer Kraft über das Stellglied 10 angehoben. In der Grundeinstellung ist der obere Werkzeugteil 3 so angeordnet, dass beim Schließen des Werkzeuges der obere Teil untergriffen und nach oben gedrückt wird, und zwar gegen die aufbauende Kraft der automatischen Höhenverstellvorrichtung 5, 6, die obenseitig im Maschinenrahmen befestigt ist. Da die Höhenbewegung durch die Länge der Kniehebel begrenzt ist, baut sich beim Anheben der gewünschte Verformungsdruck automatisch auf. Es ist ersichtlich, dass auch nach einem Wechsel des unteren Werkzeugteils 2 und/oder des oberen Werkzeugteils 3 gegen ein anderes Werkzeugteil mit einer anderen Höhe die gleichen Gegebenheiten gegeben sind, so dass in einem definierten Bereich eine Nachstellung oder Voreinstellung der Lage des oberen Werkzeugteils 3 nicht vorgenommen werden braucht.
Zusätzliche Vorteile ergeben sich jedoch bei der Verwendung unterschiedlicher Erfassungsvorrichtungen, durch die die korrekte Position des Werkzeugteils 3 automatisch erkannt wird, so dass eine Höhenverstellung der Höhenlage der Verstellvorrichtung durch eine Voreinstellung ohne weitere Mitwirkung eines Bedieners erfolgen kann.
2 zeigt eine Verstellvorrichtung 6 für das obere Werkzeugteil 3 zum Ausgleichen unterschiedlicher Werkzeughöhen 13 mit einer Abstandsmessvorrichtung 15.
Das in 2 gezeigte Werkzeugteil 3 weist eine größere Höhe 13 als das in 1 gezeigte Werkzeugteil 3 auf. Zusätzlich umfasst das Werkzeug 3 einen definierten Referenzpunkt 14, der sich an einer Seitenfläche des Werkzeugteils 3 in der Höhe der Bearbeitungsposition befindet. Allerdings ist es ebenfalls möglich, den Referenzpunkt 14 an anderen Stellen des Werkzeugs vorzusehen.
Der Referenzpunkt 14 dient zum Messen eines Abstandes des Referenzpunkts 14 zu einer Abstandsmessvorrichtung 15. Über diesen Referenzpunkt 14 ist es möglich, die Lage des Werkzeugteils 3 zu bestimmen. Wird beispielsweise die Lage der unteren Fläche des Werkzeugteils 3 erkannt, lässt sich dieses durch Voreinstellung derart verschieben, dass die vorgesehene Bearbeitungsposition beim Pressen für das Werkstück beibehalten werden kann. Demnach ist es durch die Messung eines Abstandes möglich, dass die automatisch arbeitende Verstellvorrichtung 6 das Werkzeug in Abhängigkeit des ermittelten Abstandes derart verschiebt, dass die Bearbeitungsposition auch bei einem Wechsel des oberen Werkzeuges unverändert bleibt.
Bei der Abstandsmessvorrichtung 15 kann es sich beispielsweise um einen Laser handeln, der einen Laserstrahl 16 emittiert. Dieser Laser kann beispielsweise aus einer Laserdiode bestehen. Der Laserstrahl trifft auf den Referenzpunkt 14 auf. Dazu kann der Referenzpunkt 14 mit einer besonders geeigneten und auf den Laserstrahl abstimmten Beschichtung versehen sein. Alternativ ist ebenfalls die Verwendung einer Reflektionsvorrichtung möglich, wie beispielsweise ein Katzenauge oder ein Spiegel. Die Ermittlung des Abstandes kann durch eine Laufzeitmessung oder auch anhand von Phasenverschiebungen oder Interferenzeffekten des verwendeten Laserlichtes erfolgen.
Diese Anordnung ermöglicht die optische Messung eines Abstands zwischen dem an der Presse angeordneten Laser 15 und dem Referenzpunkt 14 mit einfachen technischen Mitteln.
In einer anderen Ausführungsform ist es ebenfalls möglich, den Laser 15 schräg anzuordnen, so dass der Laserstrahl in Abhängigkeit des Abstands und der Lage des Werkzeugteils 3 über den Referenzpunkt 14 wandert. Durch eine Kamera oder ortsauflösende Photodiode kann der Auftreffpunkt des Laserstrahls auf dem Referenzpunkt 14 erfasst werden. Durch eine Umrechnungsvorrichtung lässt sich dann der Abstand in Abhängigkeit des erfassten Auftreffpunktes des Laserstrahls ermitteln.
Die Erfassungsvorrichtungen sind jedoch nicht auf die Verwendung einer optischen Abstandsmessung beschränkt. Es können im Allgemeinen alle Abstandsmessvorrichtungen zum Einsatz kommen, die geeignet sind, die Lage und den Abstand des oberen Werkzeugteils 3 innerhalb der Kniehebelpresse zu bestimmen.
3 zeigt eine Verstellvorrichtung 6 zum Ausgleichen unterschiedlicher Werkzeughöhen mit einem Referenzpunkt 17 und einer Positionserfassungsvorrichtung 18.
In dieser Ausführungsform wird die Lage des Werkzeugteils in einer Voreinstellung solange verschoben, bis die Positionserfassungsvorrichtung die vorgesehene Lage des oberen Werkzeugteils erfasst. Durch die Verwendung der Positionserfassungsvorrichtung 18 lässt sich das obere Werkzeugteil 3, das eine geringere Höhe 13 als das in 2 gezeigte aufweist, durch eine Lagerverstellung der Verstellvorrichtung 6 verschieben, bis die korrekte Position von der Positionserfassungsvorrichtung 18 erfasst wird. Nunmehr wirkt die automatisch arbeitende Verstellvorrichtung 5, 6, wie bereits beschrieben.
Bei der Positionserfassungsvorrichtung 18 kann es sich beispielsweise um einen Magnetschalter handeln, der einen elektrischen Kontakt auslöst, falls ihm ein Magnet gegenüber liegt, der den Referenzpunkt 17 bildet.
In einer anderen Ausführungsform kann es bei der Positionserfassungsvorrichtung 18 beispielsweise um eine Lichtschranke handeln, bei deren Unterbrechung die korrekte Lage des oberen Werkzeugteils 3 erkannt wird. Je nach Anforderung können jedoch auch mechanische Kontaktgeber oder eine Ultraschallvorrichtung zum Einsatz kommen. Allen diesen Vorrichtungen ist gemeinsam, dass diese der Voreinstellung der Höhe des oberen Werkzeugteils 3 anhand eines Referenzpunktes 17 dienen.
4 zeigt eine Höhenvoreinstellungsmöglichkeit der Verstellvorrichtung 6 zum Ausgleichen unterschiedlicher Werkzeughöhen des oberen Werkzeugteils 3 unter Verwendung einer auf dem Werkzeug angebrachten Einstellungsangabe oder Identifikationsangabe.
Das gezeigte obere Werkzeugteil 3 weist beispielsweise eine größere Höhe 13 als das in 3 gezeigte auf. An dem Werkzeugteil 3 ist mit einer Einstellungsangabe 19 versehen. Diese Einstellungsangabe kann entweder direkt die Höhe des zugeordneten Werkzeugs ausdrücken oder Steueranweisungen für die Verstellvorrichtung 6 umfassen. Wird ein neues oberes Werkzeugteil 3 in die Kniehebelpresse 1 eingesetzt, wird die Einstellungsangabe 19 automatisch ausgelesen und die Kniehebelpresse verschiebt das Werkzeugteil 3 derart, dass sich die korrekte Bearbeitungsposition ergibt.
Beispielsweise kann es sich bei der Einstellungsangabe um ein aufgeklebtes Etikett mit einem Bar-Code handeln, der beim Einsetzen des Werkzeuges 3 über einen Scanner ausgelesen wird. Dann kann aufgrund der angegebenen Höhen- oder Einstellungsangabe das obere Werkzeugteil 3 mit der Verstellvorrichtung 6 zum Ausgleichen unterschiedlicher Werkzeughöhen verschoben werden, dass eine Bearbeitungsposition für ein Werkstück 4 innerhalb der Kniehebelpresse 1 konstant bleibt.
Alternativ kann die Höhenangabe jedoch auch in Form von Schriftzeichen angegeben sein, die mittels einer Schrifterkennung über eine Kamera optisch erkannt werden. Eine weitere Möglichkeit zur Einstellungsangabe stellt eine mechanische Kodierung dar, die mittels einer geeigneten Vorrichtung auslesbar ist, beispielsweise über Tastglieder.
Besonders vorteilhaft ist die Verwendung von elektronischen Etiketten, die über Funk auslesbar sind und die die Einstellungs- oder Höhendaten drahtlos zwischen dem oberen Werkzeugteil 3 und einer Auslesevorrichtung übertragen, wie beispielsweise RFID-Etiketten. Zum Auslesen dieser Daten ist innerhalb der Kniehebelpresse 1 eine dazu geeignete Empfangsvorrichtung vorgesehen.
Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass die Kniehebelpresse, die dem Werkzeugteil 3 zugeordneten Daten mit besonders einfachen Mitteln auslesen kann und das obere Werkzeugteil 3 durch Voreinstellung der Höhenlage der Verstellvorrichtung sofort in der richtigen Position anordnen kann.
5 zeigt eine Ausführungsform der Verstellvorrichtung 6 zum Verstellen der Werkzeughöhe.
Zur Verstellung der Werkzeughöhe ist das Werkzeugteil 3 über die Kopplungsvorrichtung 5 mechanisch mit einem Zylinder 20 verbunden, der von einer Federanordnung 21 umgeben ist. Die Federanordnung 21 wird beim Hochdrücken des Werkzeugteils 3 gespannt und definiert den Schließdruck des Werkzeugs. Das Widerlager der Feder 21 kann z. B. in einer Hülse der Verstellvorrichtung 6 vorgesehen sein. Die Höhenlage des Widerlagers sollte sich auch einstellen lassen.
Allerdings können im Allgemeinen alle bekannten Vorrichtungen verwendet werden, die zur kompressiblen Verstellung der Höhenlage des oberen Werkzeugs geeignet sind und die dem durch das untere Werkzeug ausgeübten Druck stand halten.
6 zeigt eine weitere Ausführungsform der Verstellvorrichtung 6 zum Verstellen der Werkzeughöhe. In dieser Ausführungsform dient der zylindrische Körper 20 als Kolben innerhalb einer Hydraulikvorrichtung. Durch einen Hydraulikanschluss 22 kann Hydraulikflüssigkeit aus der Verstellvorrichtung 6 gedrückt werden. Durch diese Hydraulikvorrichtung lässt sich die Höhenlage des oberen Werkzeugteils 3 in Abhängigkeit der Werkzeughöhe hydraulisch ausgleichen.
Hierdurch ist u. a. der Vorteil gegeben, dass ein Verschleiß beweglicher Teile vermindert werden kann. Insbesondere ergibt sich der Vorteil, dass weitgehend auf mechanische Bauteile verzichtet werden kann, die bei der Ausübung von Druck zerstört werden können.
7 zeigt eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Kniehebelpresse 1 in geöffneter Position.
In dieser Seitenansicht sind die in der 1 schematisch gezeigten Bauteile dargestellt. Diese Kniehebelpresse 1 kann beispielsweise Teil eines größeren Produktionsablaufes sein.
Die in der Seitenansicht dargestellte Kniehebelpresse 1 besteht aus einem unteren und einem oberen Teil als Maschinenrahmen, die über Säulen 23 miteinander verbunden sind. Der obere Maschinenrahmenteil lässt sich in der Höhe verstellen, beispielsweise über Gewindeführungen auf den Säulen 23 mittels drehbarer Hülsen, die über einen Motor angetrieben werden und den oberen Rahmen nach unten um ein definiertes Maß absenken bzw. wieder nach oben verstellen können. Hierdurch ist grundsätzlich eine Höhenpositionsvoreinstellung der erfindungsgemäß automatisch arbeitenden Verstelleinrichtung 5, 6 möglich. Die Verstelleinrichtung 5, 6 ist z. B. eine Hydraulikeinrichtung, bei der der Kolben die hydraulische Flüssigkeit in Kammern des Zylinders durch Druckausübung verdrängt, wodurch der Schließdruck des Werkzeuges, das aus den beiden Werkzeugteilen 2 und 3 besteht, definiert wird. Zwischen den beiden Werkzeugteilen 2 und 3 ist die Höhenposition des Werkstückes 4 eingezeichnet, z. B. durchläuft eine Folie in dieser Position die Werkzeugteile 2 und 3. Die Oberseite der Spannplatte des unteren Werkzeugteiles 2 wird entsprechend der Kniehebelbewegung nach oben bewegt, wenn der Antriebskolben 10 über das Gelenk 9 die Kniehebel nach links in eine gestreckte Position verschiebt. Dabei untergreift das untere Werkzeugteil 2 das Werkstück 4 und presst dieses gegen die Unterseite des oberen Werkzeugteils 3, wobei der Kolben 5 in die automatisch arbeitende Verstellvorrichtung 6 hineingedrückt wird, so dass stets mit jedem Hub ein Höhenausgleich erfolgt, der in einem definierten Bereich vorgesehen ist. Wenn nun das untere oder auch das obere Werkzeugteil 2 bzw. 3 gegen eines mit einer anderen Höhe ausgetauscht wird, ist dieser Vorteil ebenfalls gegeben. Im Falle, dass das untere Werkzeugteil 2 höher ist, erfolgt automatisch ein Höhenausgleich; die Höhenlage des Werkstückes 4 braucht nicht verändert zu werden. Es kann auch eine Voreinstellung des oberen Maschinenrahmens in der Weise erfolgen, dass eine Verschiebung der Verstellvorrichtung 5, 6 erfolgt, so dass nach Voreinstellung eine automatische Höheneinstellung ebenfalls gegeben ist.
Bezugszeichenliste

1: Kniehebelpresse
2: unteres Werkzeugteil
3: oberes Werkzeugteil
4: Werkstück
5: Kopplungsstück/Kolben
6: Verstellanordnung
7: Gelenk
8: Schenkel
9: Kniegelenk
10: Stellglied
11: Schenkel
12: Gelenk
13: Höhe (oberes Werkzeug)
14: Referenzpunkt
15: Abstandsmessvorrichtung
16: Laserstrahl
17: Referenzpunkt/Magnet
18: Positionserfassungsvorrichtung
19: Einstellabgabe
20: Zylinder
21: Feder
22: Hydraulikanschluss
23: Säule

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 0741001 B1 [0002, 0012]
EP 1247634 A2 [0003]
DE 10229276 A1 [0004]
US 4852382 [0005]

Claims

Kniehebelpresse (1) für ein zweiteiliges Verformungswerkzeug (2, 3) mit einem Maschinenrahmen, in dem untenseitig eine Kniehebelanordnung (7–12) mit einem ersten höhenverschiebbar gelagerten unteren Werkzeugteil (2) und obenseitig, korrespondierend zum unteren Werkzeugteil, ein oberer Werkzeugteil (3) angeordnet ist, der in der Höhenlage mittels einer Verstellvorrichtung (5, 6) einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine bei jedem Hub der Kniehebelanordnung (7–12) automatisch arbeitende Verstellvorrichtung (5, 6) zum automatischen Höhenausgleich des oberen Werkzeugteils (3) relativ gegenüber der Oberseite des unteren Werkzeugteils (2) in Abhängigkeit von der absoluten Höhe des unteren und/oder des oberen Werkzeugteils (2, 3) bei gleich bleibenden Schließdruck vorgesehen ist.
Kniehebelpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberseite des unteren Werkzeugteils auch bei Austausch des Verformungswerkzeugs durch ein solches mit einem höheren oberen Werkzeugteil (3) eine gleich bleibende definierte Höhenlage aufweist, wenn die Kniehebelanordnung ausgefahren ist.
Kniehebelpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterseite des oberen Werkzeugteils (3) auch bei einem ausgetauschten Verformungswerkzeug mit einem höheren oberen Werkzeugteil (3) stets eine über die Verstellvorrichtung (5, 6) voreingestellte definierte Höhenlage vor dem Schließen des Verformungswerkzeugs aufweist und durch das untere Werkzeugteil (2) beim Schließen des Verformungswerkzeugs anhebbar ist.
Kniehebelpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbeitungshöhenlage des Werkstücks (4) innerhalb der Kniehebelpresse (1) auch bei Austausch eines Verformungswerkzeuges oder des unteren oder oberen Werkzeugteils gleich ist.
Kniehebelpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die automatisch arbeitende Verstellvorrichtung (5, 6) eine Hydraulikvorrichtung (20) umfasst.
Kniehebelpresse (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die automatisch arbeitende Verstellvorrichtung (5, 6) eine Druckfederanordnung und/oder eine Gasdruckfederanordnung umfasst.
Kniehebelpresse nach Anspruch 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass die automatisch arbeitende Verstellvorrichtung (5, 6) eine Hydraulikvorrichtung (20) und eine Gewindevorrichtung (21) zum Voreinstellen einer definierten Höhenlage des zweiten Werkzeugteils (3) umfasst.
Kniehebelpresse nach Anspruch 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass die automatisch arbeitende Verstellvorrichtung (5, 6) eine Druckfederanordnung und/oder eine Gasdruckfederanordnung und zusätzlich eine Gewindevorrichtung (21) zum Voreinstellen einer definierten Höhenlage des zweiten Werkzeugteils (3) umfasst.
Kniehebelpresse (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Maschinenrahmen eine Abstandsmessvorrichtung (15) zum Messen eines Abstandes zwischen einem Referenzpunkt (14) auf dem oberen Werkzeugteil (3) und der Abstandsmessvorrichtung (15) vorgesehen ist.
Kniehebelpresse nach einem der vorangehenden Ansprüche, mit einer Positionserfassungsvorrichtung (18) zum Erfassen einer Position des zweiten Werkzeugteils (3).