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Die Erfindung betrifft ein Blechbearbeitungswerkzeug zum Schneiden eines Blechformteils, mit einem Werkzeugoberteil und einem Werkzeugunterteil zwischen denen das zu schneidende Blechformteil angeordnet und durch Schließen dieser Werkzeugteile geschnitten werden kann, wobei beim Schneiden wenigstens ein Blechabfallstück entsteht, das nachfolgend aus dem Blechbearbeitungswerkzeug entfernt werden muss.
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Ein Blechbearbeitungswerkzeug der betreffenden Art ist aus der
DE 10 2006 040 224 A1 bekannt. Beim Schließen der Werkzeugteile wird von dem zwischen den Werkzeugteilen befindlichen Blechformteil ein Randbereich (siehe Bezugszeichen
24 und
224) abgetrennt, der als Blechabfallstück nach dem Öffnen der Werkzeugteile aus dem Blechbearbeitungswerkzeug entfernt werden muss. Bei beengten Platzverhältnissen erweist sich das Entfernen solcher Blechabfallstücke zuweilen als sehr problematisch.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde ein Blechbearbeitungswerkzeug der eingangs genannten Art anzugeben, bei dem sich das Entfernen von Blechabfallstücken auch bei beengten Platzverhältnissen einfach bewerkstelligen lässt.
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Dies gelingt durch ein erfindungsgemäßes Blechbearbeitungswerkzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Die vom Anspruch 1 abhängigen Ansprüche beziehen sich auf bevorzugte und vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen. Sonstige Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich auch aus den nachfolgenden Erläuterungen.
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Das erfindungsgemäße Blechbearbeitungswerkzeug umfasst ein Werkzeugoberteil und ein Werkzeugunterteil zwischen denen das zu schneidende Blechformteil angeordnet und durch Schließen bzw. Zusammenfahren dieser Werkzeugteile geschnitten werden kann, wobei beim Schneiden wenigstens ein Blechabfallstück entsteht. Es ist vorgesehen, dass das erfindungsgemäße Blechbearbeitungswerkzeug wenigstens eine Wippeneinrichtung aufweist, mit der das Blechabfallstück beim Öffnen oder nach dem Öffnen bzw. Auseinanderfahren der Werkzeugteile zunächst angehoben und dann durch schwerkraftbedingtes Abrutschen auf dieser Wippeneinrichtung vom Schneidort gezielt wegbewegt bzw. definiert abgeleitet werden kann.
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Unter einem Blechformteil wird ein aus einem Blechmaterial gebildetes räumliches Bauteil bzw. Werkstück verstanden. Um ein Schneiden des Blechformteils bzw. des Blechmaterials zu ermöglichen, weist das erfindungsgemäße Blechbearbeitungswerkzeug wenigstens eine Schneideinrichtung auf. In Blechbearbeitungswerkzeugen verbaute Schneideinrichtungen sind in verschiedensten Ausführungen aus dem Stand der Technik bekannt.
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Das erfindungsgemäße Blechbearbeitungswerkzeug (nachfolgend zum Teil auch nur als Werkzeug bezeichnet) ist typischerweise in einer Presse eingebaut und somit pressengebunden. Das Werkzeugunterteil ist auf dem Pressentisch befestigt. Das Werkzeugoberteil ist am Pressenstößel befestigt und kann zusammen mit dem Pressenstößel in vertikaler Richtung relativ zum Werkzeugunterteil verfahren werden, wodurch das Blechbearbeitungswerkzeug geschlossen und geöffnet werden kann. Die Presse erzeugt auch die Schneidkraft zum Schneiden des Blechmaterials, sowie gegebenenfalls auch eine Umformkraft zum Umformen des Blechmaterials.
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Durch das Vorsehen einer Wippeneinrichtung kann das aus dem Blechbearbeitungswerkzeug zu entfernende Blechabfallstück in einer raffiniert einfachen Weise, nämlich durch schwerkraftbedingtes Abrutschen auf dieser Wippeneinrichtung, vom Schneidort wegbewegt werden, wobei das betreffende Blechabfallstück in eine definierte Endlage (im Werkzeug oder auch außerhalb des Werkzeugs) gebracht werden kann, aus der heraus dann ein einfaches Entnehmen bzw. Entfernen möglich ist.
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Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Wippeneinrichtung einen Schwenkarm und eine Betätigungseinrichtung zum aktiven Verschwenken des Schwenkarms, insbesondere aus einer unteren Schwenkposition in eine obere Schwenkposition, umfasst. Bei der Stelleinrichtung kann es sich um eine hydraulisch oder pneumatisch betätigbare Stelleinrichtung handeln, wozu diese wenigstens einen hydraulischen oder pneumatischen Stellzylinder umfassen kann. Der Stellzylinder kann einfachwirkend oder doppelwirkend sein. Mit einem einfach wirkenden Stellzylinder kann eine Schwenkbewegung in eine Schwenkrichtung (insbesondere aus einer unteren Schwenkposition in eine obere Schwenkposition) ausgeführt werden. Mit einem doppelwirkenden Stellzylinder kann auch eine Schwenkbewegung in die andere Schwenkrichtung ausgeführt werden.
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Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Stelleinrichtung nur bei Bedarf und insbesondere nur beim Öffnen oder nach dem Öffnen des Blechbearbeitungswerkzeugs, sowie gegebenenfalls auch beim Schließen des Blechbearbeitungswerkzeugs, zum Verschwenken des Schwenkarms betätigt wird. Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass dies durch eine Steuereinrichtung wahrgenommen wird, wobei verschiedene Zustandsgrößen (wie bspw. die Stößelposition) berücksichtigt werden können. Alternativ kann die Stelleinrichtung auch wenigstens eine permanent wirksame Federeinrichtung umfassen, die den Schwenkarm in die obere Schwenkposition vorspannt. Eine solche Federeinrichtung kann z. B. eine Gasdruckfeder sein.
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Die Stelleinrichtung kann über einen Gabelkopf mit dem Schwenkarm verbunden sein, wobei die Anbindung zwischen dem Gabelkopf und dem Schwenkarm über einen im Gabelkopf gehaltenen Bolzen und ein im Schwenkarm ausgebildetes Langloch erfolgen kann.
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Der Schwenkarm kann an seinem als Rutschfläche dienenden Rücken mit wenigstens einer und bevorzugt mit einer Vielzahl von Einsteckbohrungen für das optionale Einstecken von Halteelementen (wie bspw. Haltestiften, Haken, Magnethaltern und dergleichen) ausgebildet sein. Durch eingesteckte Halteelemente kann das auf dem Rücken des Schwenkarms abrutschende Blechabfallstück in definierter Lage festgehalten und dann bspw. mit einer Greifeinrichtung oder dergleichen aufgenommen und entfernt werden.
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Der zur Wippeneinrichtung gehörende Schwenkarm kann langgestreckt und insbesondere im Wesentlichen gerade und an seinem freien oberen Ende gekröpft bzw. abgewinkelt ausgebildet sein. Dies wird nachfolgend im Zusammenhang mit den Figuren näher erläutert.
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Das erfindungsgemäße Blechbearbeitungswerkzeug kann mehrere Wippeneinrichtungen umfassen, die zur gemeinsamen Bewegung eines einzelnen Blechabfallstücks vorgesehen und dementsprechend im Werkzeug positioniert bzw. angeordnet sind.
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Das erfindungsgemäße Blechbearbeitungswerkzeug kann auch zum Umformen und insbesondere zum Warmumformen eines zwischen dem Werkzeugoberteil und dem Werkzeugunterteil befindlichen Blechmaterials ausgebildet sein. Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass mit dem Blechbearbeitungswerkzeug zunächst das zwischen den Werkzeugteilen befindliche Blechmaterial bzw. Blechformteil umgeformt bzw. weiter umgeformt und unmittelbar im Anschluss hieran auch geschnitten werden kann. Somit würde es sich um ein kombiniertes Umform-/Schneidwerkzeug handeln. Bevorzugt ist vorgesehen, dass sowohl das Umformen als auch das Schneiden bei erhöhter Blechtemperatur, die bis zu mehreren Hundert Grad Celsius betragen kann, erfolgt (so genanntes Warmumformen und Warmschneiden). Insbesondere noch warme oder gar heiße Blechabfallstücke können mit der vorgeschlagenen Wippeneinrichtung besonders gut gehandhabt werden.
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Mit dem nebengeordneten Anspruch wird für eine Wippeneinrichtung zur erfindungsgemäßen Verwendung bzw. zum erfindungsgemäßen Verbau in einem Blechbearbeitungswerkzeug gesondert Schutz beansprucht. Für diese Wippeneinrichtung gelten analog die vorausgehenden und nachfolgenden Erläuterungen.
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Die Erfindung wird nachfolgend beispielhaft und in nicht einschränkender Weise anhand der schematischen Figuren näher erläutert. Die in den Figuren gezeigten und/oder nachfolgend erläuterten Merkmale können allgemeine Merkmale der Erfindung darstellen.
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1 zeigt in einer Schnittansicht ein erfindungsgemäßes Blechbearbeitungswerkzeug.
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2 zeigt in einer perspektivischen Ansicht eine zum Blechbearbeitungswerkzeug der 1 gehörende Wippeneinrichtung, wobei sich der Schwenkarm in einer unteren Schwenkposition befindet.
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3 zeigt die Wippeneinrichtung aus 2, wobei sich der Schwenkarm in einer oberen Schwenkposition befindet.
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1 zeigt ein erfindungsgemäßes Blechbearbeitungswerkzeug 100 (im folgenden nur als Werkzeug bezeichnet) mit einem Werkzeugoberteil 200 und einem Werkzeugunterteil 300. Das an einem Pressenstößel befestigte Werkzeugoberteil 200 befindet sich im unteren Totpunkt. Bei dem Werkzeug 100 handelt es sich um ein Warmumformwerkzeug zur Umformung eines erwärmten Blechmaterials, wozu dieses mit einer Vielzahl von Kühlkanälen ausgestattet ist. Das Werkzeug 100 umfasst verschiedene Werkzeugkomponenten, deren Funktionen für die Erfindung nicht relevant sind und die daher im Folgenden nicht erläutert werden.
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Das Werkzeugoberteil 200 weist eine Matrize 210 auf. Korrespondierend hierzu weist das Werkzeugunterteil 300 einen Stempel 310 auf. Mit dem Stempel 310 und der Matrize 210 kann ein zwischen den Werkzeugteilen 200 und 300 befindliches Blechmaterial 400 zu einem Blechformteil geformt werden, wie dargestellt.
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Das Werkzeug 100 weist ferner eine Schneideinrichtung auf, die ein am Werkzeugoberteil 200 angeordnetes Schneidmesser 220 und eine am Werkzeugunterteil 300 angeordnete Schneidmatrize 320 umfasst. Beim Schließen des Werkzeugs 100 wird kurz vor Erreichen des unteren Totpunkts von dem räumlich geformten Blechmaterial bzw. Blechformteil 400 ein Randstreifen (oder gegebenenfalls auch mehrere Randstreifen bzw. Randstücke oder dergleichen) abgetrennt, der hiernach als Blechabfallstück 410 im Werkzeug 100 anfällt und der beim nächsten Öffnen des Werkzeugs 100 entfernt werden muss, was jedoch durch die beengten Platzverhältnisse und konstruktiv bedingten Unzugänglichkeiten erschwert wird.
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Das Werkzeug 100 ist daher mit wenigstens einer Wippeneinrichtung 500 ausgestattet, mit der sich das Entfernen des Blechabfallstücks 410 in einfacher Weise bewerkstelligen lässt. Die baulich in das Werkzeugunterteil 300 eingebundene Wippeneinrichtung 500 umfasst einen Schwenkarm 510 und eine pneumatisch betätigte Antriebseinheit 520 zum aktiven Verschwenken des Schwenkarms 510. Der Schwenkarm 510 kann bei geöffnetem oder sich öffnendem Werkzeug 100 mittels der Antriebseinheit 520 aktiv aus einer unteren Schwenkposition in eine obere Schwenkposition verschwenkt werden, was in 1 mit einem kleinen Bogenpfeil veranschaulicht ist. Das Zurückverschwenken in die untere Schwenkposition kann aktiv durch die Antriebseinheit 520 oder passiv durch das sich absenkende Werkzeugoberteil 200 beim Schließen des Werkzeugs 100 erfolgen.
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Beim Öffnen des Werkzeugs 100, was durch Aufwärtsbewegen des Werkzeugoberteils 200 erfolgt, wird zeitgleich oder gegebenenfalls auch zeitversetzt das Blechabfallstück 410 vom Schwenkarm 510 der Wippeneinrichtung 500 angehoben und kann dann auf dem Rücken des Schwenkarms 510 definiert bzw. gezielt abrutschen und so vom Schneidort wegbewegt bzw. weggeführt werden. Je nach Ausgestaltung kann das Blechabfallstück 410 hierdurch gezielt aus dem Werkzeug 100 herausrutschen oder innerhalb des Werkzeugs 100 an einen definierten Ort rutschen (von wo aus es einfacher entnommen werden kann), was auch mit einer sich an das Abrutschen anschließenden Fallbewegung einhergehen kann. Alternativ kann das abrutschende Blechabfallstück 410 auf dem Schwenkarm 510 festgehalten werden (wie nachfolgend noch näher erläutert) und dann z. B. mit einer Greifereinrichtung oder dergleichen vom Schwenkarm 510 abgehoben und so aus dem Werkzeug 100 entnommen werden.
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Das Werkzeug 100 kann mehrere solcher Wippeneinrichtungen 500 zum Wegführen eines Blechabfallstücks 410 umfassen, die in der Regel zeitgleich betätigt werden. Eine Wippeneinrichtung 500 kann als separate Baueinheit bereitgestellt und in ein Werkzeug eingebaut werden. Auf diese Weise sind auch Nachrüstungen und Umrüstungen möglich.
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Nachfolgend wird beispielhaft der Aufbau einer Wippeneinrichtung 500 anhand der in den 2 und 3 gezeigten Ausführungsform näher erläutert.
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Zur Wippeneinrichtung 500 gehört ein langgestreckter Schwenkarm bzw. Wippenarm 510 der einen obenliegenden Rücken mit einer konstruktiv vorgegebenen Rückenfläche aufweist, wobei diese Rückfläche als Rutschfläche bzw. Rutschbahn dient. An seinem ersten unteren Ende 511 ist der Schwenkarm 510 mittels des Schwenkgelenks 530 schwenkbar gelagert. Das Schwenkgelenk 530 umfasst einen Gabelkopf 535 der seinerseits an einer Grundplatte 540 befestigt und abgestützt ist. Die schwenkbare Verbindung zwischen dem Gabelkopf 535 und dem Schwenkarm 510 ist in bekannter Weise über einen Gelenkbolzen 536 realisiert. An seinem zweiten oberen Ende 512 ist der Schwenkarm 510 derart abgewinkelt bzw. abgekröpft, dass der Rücken des Schwenkarms 510 an diesem freien Ende 512 eine im Wesentlichen horizontale Auflagemöglichkeit für das zu entfernende Blechabfallstück 410 bietet, sofern sich der Schwenkarm 510 in der unteren Schwenkposition befindet, wie in 2 dargestellt.
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Der einstückige oder auch mehrstückige Schwenkarm 510 ist massiv ausgebildet und insbesondere aus einem Stahlmaterial gefertigt. Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass das Stahlmaterial gehärtet oder zumindest im Bereich des Rückens oberflächengehärtet ist, um den Verschleiß durch die abrutschenden Blechabfallstücke 410 gering zu halten. Alternativ kann ein auswechselbares Rückenstück am Schwenkarm 510 vorgesehen sein. Am Rücken bzw. an der Rückenseite sind mehrere Bohrungen 515 in den Schwenkarm 510 eingebracht, in die je nach Bedarf Haltestifte, Magnethalter oder dergleichen eingesteckt werden können, um das abrutschende Blechabfallstück 410 gezielt festhalten zu können.
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Um den Schwenkarm 510 aus der in 2 gezeigten unteren Schwenkposition in die in 3 gezeigte obere Schwenkposition verschwenken zu können weist die Wippeneinrichtung 500 eine Antriebseinheit 520 auf. Die Antriebseinheit 520 umfasst einen doppelwirkenden pneumatischen Zylinder 521, der über eine Kolbenstange 524 mit einem Gabelkopf bzw. Gabelaufnehmer 550 verbunden ist und diesen in vertikaler Richtung derart bewegen kann, dass sowohl eine aktive Aufwärtsbewegung (siehe Pfeil in 2) als auch eine aktive Abwärtsbewegung (siehe Pfeil in 3) möglich ist. Bevorzugt ist vorgesehen, dass sowohl die obere als auch die untere Endposition des Gabelkopfs 550 vorgegeben ist (was bspw. durch das Vorsehen von Anschlägen erfolgen kann), worüber die jeweilige Schwenkendposition des Schwenkarms 510 exakt definiert ist. Mit 522 und 523 sind die Pneumatikanschlüsse für den Pneumatikzylinder 521 bezeichnet. Die Verbindung zwischen dem Gabelkopf 550 und dem Schwenkarm 510 erfolgt über einen am Gabelkopf 550 gehaltenen Stift bzw. Bolzen 555, der in einem im Schwenkarm 510 ausgebildeten Langloch 517 geführt ist (die diesbezügliche Darstellung in den 2 und 3 ist nur anschaulicher Art). Durch die Führung des Bolzens 555 im Langloch 517 kann ein Bewegungsanschlag für die obere und/oder die untere Schwenkposition des Schwenkarms 510 realisiert werden.
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Durch Anheben und Absenken des Gabelkopfs 550 (siehe vertikale Bewegungspfeile in den 2 und 3) kann der Schwenkarm 510 zwischen der in 2 gezeigten unteren Schwenkposition und der in 3 gezeigten oberen Schwenkposition verschwenkt werden (siehe Bogenpfeile in den 2 und 3). Beim Anheben aus der unteren Schwenkposition wird die in der unteren Schwenkposition noch horizontale Auflagefläche am oberen freien Ende 512 des Schwenkarms 510 schräg gestellt, wodurch das Abrutschen des darauf aufliegenden Blechabfallstücks 410 selbsttätig eingeleitet wird. Die Wippeneinrichtung 500 sollte daher derart im Werkzeug 100 positioniert werden, dass sich das freie Ende 512 des in der unteren Schwenkposition befindlichen Schwenkarms 510 in der Nähe des Schneidorts und insbesondere direkt am Schneidort befindet, so dass das Blechabfallstück 410 nach dem Abtrennen direkt auf dem freien und horizontal ausgerichteten Ende 512 des Schwenkarms 510 zum Aufliegen kommt.
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Das Verschwenken des Schwenkarms 510 erfolgt nach den Gesetzmäßigkeiten der mechanischen Hebelgesetze. Die fest mit dem Werkzeugunterteil 300 verbundene Grundplatte 540 bildet zusammen mit dem Gabelkopf 535 das Widerlager für die beim Verschwenken des Schwenkarms 510 auftretenden Kräfte und Momente. Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Schwenkbewegung insbesondere beim Aufwärtsschwenken nicht zu schnell ausgeführt wird, um einen Wurfeffekt zu vermeiden. Dies kann durch eine präzise Ansteuerung des Pneumatikzylinders 521 gewährleistet werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102006040224 A1 [0002]
