DE102012014546A1

DE102012014546A1 - Keiltrieb

Info

Publication number: DE102012014546A1
Application number: DE102012014546.2A
Authority: DE
Inventors: Ludger Müller
Original assignee: Strack Norma & Co KG GmbH
Current assignee: Strack Norma & Co KG GmbH
Priority date: 2012-07-21
Filing date: 2012-07-21
Publication date: 2014-01-23
Also published as: EP2874804B1; WO2014015967A1; EP2874804A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Keiltrieb (10) mit Schieberelementaufnahme (12), mindestens einem bewegbaren Schieberschlitten (14), mindestens einem Treiberelement (16) und mit Gleitflächen (18) zwischen dem mindestens einen Schieberschlitten (14) und dem mindestens einen Treiberelement (16), dadurch gekennzeichnet, dass bei mindestens einer Gleitfläche (18) mindestens eine Spanneinrichtung (20) vorhanden ist, die die Presskraft (FP) einstellbar bei der Montage des Arbeitswerkzeugs simuliert zur Herstellung einer Spielfreiheit zwischen dem mindestens einem Schieberschlitten (14) und der mindestens einen Schieberaufnahme (22).

Description

Die Erfindung betrifft einen Keiltrieb mit Schieberelementaufnahme, mindestens einem bewegbaren Schieberschlitten, mindestens einem Treiberelement und mit Gleitflächen zwischen dem mindestens einen Schieberschlitten und dem mindestens einen Treiberelement.
Ein derartiger Keiltrieb ist aus der DE 10 2007 045 703 A1 bekannt.
In dieser Druckschrift ist auch beschrieben, das ein auch als Schieber bezeichneter Keiltrieb grundsätzlich der Umlenkung von Presskräften in Stanz- bzw. Umformwerkzeuge hinein dient, um durch diese insbesondere schräge oder hinterläufige Teilbereiche von Karosserieteilen beschneiden, lochen oder verformen zu können. Der Keiltrieb umfasst dabei zumindest die oben genannten Elemente. Die starre Schieberelementaufnahme wird mit einem Teil der Presse bzw. des Pressenwerkzeugs verbunden, um mittels des Keiltriebs die Stanz- oder Umformungsarbeiten durchführen zu können.
Dabei wird als Oberteilschieber ein Keiltrieb bezeichnet, wenn dessen Schieberelementaufnahme in dem oberen mit dem sich bewegenden Pressenstößel verbundenen Teil des Pressenwerkzeugs befestigt ist.
Von einem Unterteilschieber wird dann gesprochen, wenn dessen Schieberelementaufnahme mit dem auf dem starren Pressentisch befestigten unteren Pressenwerkzeug verbunden ist.
Allerdings ist davon unabhängig, dass die Schieberelementaufnahme des Keiltriebs üblicherweise eine Linearführung aufweist, in der sich das bewegbare Schieberelement hin- und herbewegen kann.
Üblicherweise ist das Treiberelement als starres Element fest mit dem Teil des Pressenwerkzeugs verbunden, an dem die Schieberelementaufnahme nicht befestigt ist.
Die Linearführung in der Schieberelementaufnahme sollte das bewegbare Schieberelement möglichst spielfrei und dabei hohe Pressenkräfte ertragen und hohe Stanzzeiten realisieren. Um ein Grad freies Beschneiden oder Lochen eines Werkstücks zu ermöglich, wird derzeit eine Toleranz der Laufgenauigkeit des bewegbaren Schieberelements von maximal 0,02 mm gefordert.
Ein Nichteinhalten dieser Toleranz führt dazu, dass die Werkstücke nicht mehr passgenau aufeinander gelegt werden können, so dass es zu Störungen im Karosserierohbau kommt.
Um die geforderte Laufgenauigkeit sicherzustellen, wurde eine Vielzahl von Konzepten entwickelt, die aber alle noch nicht die gewünschte Genauigkeit sicherstellen, oder aber sehr teuer in der Herstellung sind.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Keiltrieb der eingangs genannten Art anzugeben, der mit technisch einfachen Mitteln einen hohen Grad der Laufgenauigkeit sicherstellt und gleichzeitig die Herstellungskosten und die Laufzeitkosten minimiert.
Diese Aufgabe wird beim Keiltrieb der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass bei mindestens einer Gleitfläche mindestens eine Spanneinrichtung vorhanden ist, die die Presskraft einstellbar bei der Montage des Arbeitswerkzeugs simuliert zur Herstellung einer Spielfreiheit zwischen dem mindestens einem Schieberschlitten und der mindestens einen Schieberaufnahme.
Der Kern der Erfindung besteht darin, dass durch Simulieren der Presskraft auf den Keiltrieb eine Toleranz des Spiels von 0,02 mm nicht nur erreicht, sondern sogar noch verbessert wird auf 0,00 mm.
Der Grund liegt darin, dass durch die simulierte Presskraft die gegenseitig bewegbaren Teile mit Hilfe der Spanneinrichtung so fest aufeinander zu drücken, dass das gewünschte Ziel der sehr geringen Spielfreiheit von 0,02 mm und sogar 0,00 mm erreichbar ist und daran das Arbeitswerkzeug befestigt wird.
Sicherlich gibt es eine Vielzahl von Möglichkeiten die gewünschte Kraft in den. Keiltrieb einzuleiten. Vorteilhaft ist es aber, wenn als Spanneinrichtung eine Spannschraube verwandt wird.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Spannschraube in einer Ebene angeordnet ist, die zu den jeweiligen Gleitflächen senkrecht verläuft, und die Spannschraube in dieser Ebene senkrecht oder zur Lotrechten geneigt angeordnet ist.
Dies führt dazu, dass nicht nur in der Gleitebene sondern auch senkrecht dazu eine ausreichende Kraft auf die Gleitfläche einwirkt, um die Spielfreiheit zu gewährleisten.
Dabei ist es dann von Vorteil, wenn der von der Spannschraube erzeugte Kraftvektor, der demjenigen der Presskraft in etwa entspricht, jeweils zumindest einem senkrecht zur Ebene der Gleitfläche verlaufenden ersten Kräftedreiecks-Vektor und einen in der Ebene der zumindest einen Gleitfläche oder parallel dazu verlaufenden zweiten Kräftedreiecks-Vektor aufgeteilt ist.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Spanneinrichtung eine Druck- oder Zugspannung erzeugt.
Sollten größere Gleitflächen aufeinander treffen, so ist es von Vorteil, wenn mehrere Spanneinrichtungen pro Gleitfläche vorhanden sind.
Dadurch kann die Krafteinleitung besser auf die großen Flächen verteilt werden.
Damit die einmal eingestellte Position auch stets sicher gehalten werden kann, ist es vorteilhaft, die eingestellte Position der Spanneinrichtung durch das Arbeitswerkzeug fixierbar ist.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Schrägstellung der Spannschraube das Endstellungspassstück spielfrei einklemmt.
Eine zusätzliche Unterstützung der geringen Spielfreiheit, aber hauptsächlich für eine hohe Laufzeit ist es vorteilhaft, wenn die Gleitflächen jeweils eine Sintermetall-Tragfläche aufweisen, in der Festschmierstoff eingelagert ist.
Eine weitere Sicherstellung der geringen Spielfreiheit ist dann gegeben, wenn zwischen den Schieberschlitten und der Schieberelementaufnahme eine schwalbenschwanzartige oder Prismen-Führungseinrichtung angeordnet ist.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung anhand mehrerer unterschiedlicher Keiltriebe, die auf die gleiche Art unter Spannung gesetzt werden. Diese Beschreibung erfolgt anhand der Figuren, die folgendes zeigen:
1 eine Draufsicht auf einen Prismen-Führung-Schieberschlitten;
2 eine Draufsicht auf einen entsprechenden Treiber des Schieberschlittens gemäß 1;
3 zwei Ansichten eines weiteren Keiltriebs, dabei einmal im geschnittenen Zustand mit der Presskraftangabe und einmal im ungeschnittenen Zustand mit der Presskraft (F_P) die später durch die Spanneinrichtung ersetzt wird;
4 eine der 3 ähnliche Ausführungsform anderer Keiltriebe;
5 eine geschnittene Skizze in Draufsicht zur Darstellung der Schlittenspannung und der Wirkung der Spannschraube;
6 eine der 5 ähnliche Schnittdraufsicht mit einer anderen Krafteinleitung; und
7 eine letzte Ausführungsform zur Darstellung der Spannkraft eines weiteren Keiltriebs.
Anhand der 1 bis 7 werden nunmehr die Wirkungsweisen und Anordnungen der Spanneinrichtungen 20 an verschiedenen Keiltrieben 10 näher beschrieben. Dabei bedeuten gleiche Bezugszahlen gleiche oder ähnliche Merkmale, soweit nichts anderes ausgesagt ist.
Wie bereits in der Einleitung dargestellt, besteht jeder Keiltrieb 10, der hier in den Figuren dargestellt ist, aus einer Schieberelementenaufnahme 12, mindestes einem bewegbaren Schieberschlitten, mindestens einem Treiberelement 16 und mit dazwischen gefügten Gleitflächen 18.
Um mit höchster Genauigkeit und mit einem Spiel von höchstens 0,01 mm die entsprechenden Werkzeuge an den Keiltrieben 10 befestigen zu können, werden die Gleitflächen 18 zwischen den Schieberschlitten 14 und den Treiberelementen 16 mit mindestens einer Spanneinrichtung 20 mit der Presskraft F_P beaufschlagt. Diese Presskraft ist selbstverständlich einstellbar und simuliert zur Herstellung der Spielfreiheit zwischen den Schieberschlitten 14 und der Schieberaufnahme 22 die Presskraft F.
Die simulierte Presskraft F_P ist selbstverständlich ähnlich groß wie die tatsächlich dann in Betrieb einwirkende Presskraft F_P und presst die beiden gleitenden Flächen so fest zusammen, dass höchstens ein Spiel von 0,01 mm zwischen diesen Einheiten vorhanden ist.
In diesem Zustand wird dann ein beliebiges Arbeitswerkzeug angeschlossen, dass dann auch gleichzeitig die entsprechenden Positionen zu den anderen begleitenden Elementen fixiert.
Selbstverständlich muss für den Betrieb oder die Benutzung des Keiltriebs 10 jede Spannschraube 20 entfernt werden. Durch diese Einstellung besteht quasi überhaupt keine Möglichkeit mehr für die Werkzeugelemente, die gewünschte Toleranz zu überschreiten. Selbstverständlich tritt nach einer gewissen Laufzeit, die bei diesen Ausführungsbeispielen allerdings wesentlich verlängert ist zum Stand der Technik, auch die Notwendigkeit des Auswechselns der Arbeitswerkzeuge auf.
Um die richtige Pressspannung F_P zu simulieren, wird die Spannschraube 20 in einer Ebene angeordnet, die zu den jeweiligen Gleitflächen 18 senkrecht verläuft und die Spannschraube 20 in dieser Ebene senkrecht oder zur lotrechten geneigt angeordnet ist.
Dabei richten sich die unterschiedlichen Neigungen zu den unterschiedlichen Keiltrieben 10 nach den entsprechenden Angriffspunkten und Vektoren der Presskraft F.
Die bei dem Aufbringen der Spannkraft F_S auftretenden Kräftedreiecksvektoren F₁ und F₂ verlaufen einmal senkrecht zur Gleitfläche und zum anderen parallel dazu. Dadurch ist eine noch bessere Zusammenfügung der aneinander gleitenden Elemente gegeben.
Die Spannkraft F_S entspricht der Presskraft F_P, damit der Ist-Zustand für die Produktion sauber eingestellt werden kann.
Je nach Anordnung der Spannschraube 20 erzeugt diese eine bezüglich des Keiltriebs 10 gesehene Zugkraft nach außen, wie in den 5 bis 7 gezeigt, oder aber eine Druckkraft in Richtung des Keiltriebs 10, wie es beispielsweise in 4 gezeigt ist.
Sollten sehr große Gleitflächen 18 vorhanden sein, so können auch pro Gleitfläche 18 mehrere Spanneinrichtungen bzw. Spannschrauben 20 verwandt werden.
Des weiteren dient die Schrägstellung der Spannschraube 20 zum spielfreien Einklemmen des Endstellungspassstückes 26. Damit die gewünschte Spielfreiheit so lange wie möglich erhalten bleibt, weisen die Gleitflächen 18 jeweils eine Sintermetall-Tragfläche auf, in der Festschmierstoff eingelagert ist.
Eine weitere Unterstützung zur Aufrechterhaltung des geringen Spiels ist dann gegeben, wenn zwischen den Schieberschlitten 14 und der Schieberelementaufnahme 12 eine schwalbenschwanzartige oder Prismen-Führungseinrichtung angeordnet ist.
Erfindungsgemäß ist es daher möglich, mit Hilfe der Spanneinrichtung bzw. Spannschrauben bei der Montage der Arbeitswerkzeuge an den Keiltrieben 10 ein Höchstmaß an Genauigkeit und auch noch eine Verlängerung der Laufzeit zu erzielen.
Bezugszeichenliste

10: Keiltrieb
12: Schieberelementaufnahme
14: Schieberschlitten
16: Treiberelement
18: Gleitflächen
20: Spanneinrichtung/Spannschraube
22: Schieberaufnahme
24: Prismen-Führungseinrichtung
26: Endstellungspassstück
F_P: Presskraft
F_S: Spannkraft
F₁: erster Kräftedreiecks-Vektor
F₂: zweiter Kräftedreiecks-Vektor

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102007045703 A1 [0002]

Claims

Keiltrieb (10) mit Schieberelementaufnahme (12), mindestens einem bewegbaren Schieberschlitten (14), mindestens einem Treiberelement (16), und mit Gleitflächen (18) zwischen dem mindestens einen Schieberschlitten (14) und dem mindestens einen Treiberelement (16), dadurch gekennzeichnet, dass bei mindestens einer Gleitfläche (18) mindestens eine Spanneinrichtung (20) vorhanden ist, die die Presskraft (F_P) einstellbar bei der Montage des Arbeitswerkzeugs simuliert zur Herstellung einer Spielfreiheit zwischen dem mindestens einem Schieberschlitten (14) und der mindestens einen Schieberaufnahme (22).
Keiltrieb (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spanneinrichtung eine Spannschraube (20) ist.
Keiltrieb (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannschraube (20) in einer Ebene angeordnet ist, die zu den jeweiligen Gleitflächen (18) senkrecht verläuft, und die Spannschraube (20) in dieser Ebene senkrecht oder zur Lotrechten geneigt angeordnet ist.
Keiltrieb (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der von der Spannschraube (20) erzeugte Kraftvektor (F_S), der demjenigen der Presskraft (F_P) in etwa entspricht, jeweils zumindest einem senkrecht zur Ebene der Gleitfläche (18) verlaufenden ersten Kräftedreiecks-Vektor (F₁) und einen in der Ebene der zumindest einen Gleitfläche (18) oder parallel dazu verlaufenden zweiten Kräftedreiecks-Vektor (F₂) aufgeteilt ist.
Keiltrieb (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Spanneinrichtung (20) eine Druck- oder Zugspannung erzeugt.
Keiltrieb (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Spanneinrichtungen (20) pro Gleitfläche (18) vorhanden sind.
Keiltrieb (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die eingestellte Position der Spanneinrichtung (20) durch das Arbeitswerkzeug fixierbar ist.
Keiltrieb (10) nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schrägstellung der Spannschraube (20) das Endstellungspassstück (26) spielfrei einklemmt.
Keiltrieb (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitflächen (18) jeweils eine Sintermetall-Tragfläche aufweisen, in der Festschmierstoff eingelagert ist.
Keiltrieb (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Schieberschlitten (14) und der Schieberelementaufnahme (12) eine schwalbenschwanzartige oder Prismen-Führungseinrichtung angeordnet ist.