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Die Erfindung betrifft eine Positioniervorrichtung für ein Umformwerkzeug.
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In Umformwerkzeugen, beispielsweise in Presswerken, sind Positioniervorrichtungen notwendig, um ein umzuformendes Halbzeug, z. B. eine Platine, positionsgenau bezüglich des betreffenden Umformwerkzeugs anordnen zu können. In einer Ziehstufe eines Presswerks muss beispielsweise eine ebene Formplatine im Umformwerkzeug genau positioniert werden. Hierfür kommen so genannte Grobeinweiser zum Einsatz, die im Zuge einer Werkzeugeinführung im Presswerk verstellbar sein müssen, beispielsweise weil sich die betreffende Platinenform noch ändern kann. Deshalb muss sowohl in einem Unterteil als auch in einem Oberteil des Umformwerkzeugs, in welches derartige Grobeinweiser eintauchen, eine Nut freigefräst werden. Bis derartige Grobeinweiser verstiftet und der entsprechende Freiraum davor zugeschweißt werden kann, können Bleckstücke in diesem Bereich abgerissen werden. Diese können das Umformwerkzeug beschädigen. Außerdem wird üblicherweise an zwei Positionen des Umformwerkzeugs eine Bauteillage der entsprechenden Platine mittels des Grobeinweisers abgefragt. Diese Abfrage ist oft fehlerhaft und führt zu unerwünschten Pressenstillständen. Darüber hinaus können derartige Grobeinweiser in allen nachfolgenden Beschnitt-, Abkant- und Nachformwerkzeugen zum Einsatz kommen. Hier wird die Lage eines bereits schon umgeformten Bauteils beispielsweise über Näherungsschalter abgefragt.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Bauteilpositionierung in einem Umformwerkzeug zu ermöglichen.
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Diese Aufgabe wird durch eine Positioniervorrichtung für ein Umformwerkzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Die erfindungsgemäße Positioniervorrichtung für ein Umformwerkzeug umfasst eine Einweisereinrichtung zum Positionieren eines Halbzeugs im Umformwerkzeug und einen an der Einweisereinrichtung angeordneten induktiven Näherungssensor zur Positionserfassung des Halbzeugs.
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Bei der Einweisereinrichtung handelt es sich um den zuvor bereits beschriebenen Grobeinweiser. Mittels der Einweisereinrichtung ist es also möglich, eine positionsgenaue Anordnung eines Halbzeugs in einem Umformwerkzeug, welches beispielsweise in einem Presswerk eingesetzt wird, sicherzustellen. Der Vorteil der Verwendung des induktiven Näherungssensors, beispielsweise gegenüber optischen Näherungssensoren, liegt darin, dass induktive Näherungssensoren relativ schmutzunempfindlich sind, sodass eine exakte Positionierung des betreffenden Halbzeugs innerhalb des Umformwerkzeugs zuverlässig erfasst werden kann. Mittels der erfindungsgemäßen Positioniervorrichtung ist also eine besonders exakte Positionierung eines Halbzeugs in einem Umformwerkzeug möglich. Darüber hinaus wird ein besonders robustes Teillagesignal mittels des induktiven Näherungssensors generiert.
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Zudem ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Einweisereinrichtung ein in eine den induktiven Näherungssensor auslösende Position verschwenkbares Kontaktelement mit einer Anlagefläche für das Halbzeug aufweist. Ein innerhalb des Umformwerkzeugs zu positionierendes Halbzeug kann also entlang der Anlagefläche des verschwenkbaren Kontaktelements bewegt werden, infolgedessen das Kontaktelement in die den induktiven Näherungssensor auslösende Position verschwenkt wird. Infolgedessen kann die Positionierung des betreffenden Halbzeugs besonders sicher erfasst und überprüft werden. Ferner ist das Kontaktelement mittels einer gegenüberliegend von einer Schwenkachse des Kontaktelements angeordneten Führung in Querrichtung geführt. Dadurch kann sichergestellt werden, dass das Kontaktelement in Querrichtung besonders exakt bezüglich des Näherungssensors positioniert und somit eine Auslösung des Näherungssensors auf exakte und zuverlässige Weise erfolgen kann.
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Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass das Kontaktelement eine Kerbe zum Halten des Halbzeugs aufweist. Dadurch können unerwünschte Schwingungen des Halbzeugs beim Einlegen in das Umformwerkzeug verhindert werden. Unnötige Stillstände an einem Presswerk können dadurch unterbunden werden.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass an dem Kontaktelement ein Auslöseelement angebracht ist, mittels welchem der Näherungssensor auslösbar ist, wobei das Auslöseelement eine geringere Dicke als das Kontaktelement aufweist. Dadurch kann das Kontaktelement, mit welchem das Halbzeug beim Einlegen in das Umformwerkzeug in Kontakt gelangt, besonders stabil ausgelegt werden. Das Auslöseelement hingegen, an welchem das Halbzeug beim Einlegen ins Umformwerkzeug nicht anliegt, kann relativ dünnwandig gestaltet werden. Dies bringt den Vorteil mit sich, dass die Positionserfassung des in das Umformwerkzeug eingelegten Halbzeugs basierend auf der Positionierung des Auslöseelements relativ zum Näherungssensor besonders exakt erfolgen kann. Denn je geringer eine Blechstärke des Auslöseelements ist, desto frühzeitiger reagiert der induktive Näherungssensor, insbesondere wenn die Blechstärke zwischen 1 und 5 mm beträgt.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass das Auslöseelement relativbeweglich an dem Kontaktelement angeordnet und mittels wenigstens eines Fixierelements an dem Kontaktelement fixierbar ist. Dadurch kann das Auslöseelement besonders exakt auf den eingesetzten induktiven Näherungssensor eingestellt werden, sodass das Einschaltverhalten des Näherungssensors nochmals verbessert werden kann.
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Schließlich ist es gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführung der Erfindung vorgesehen, dass die Positioniervorrichtung eine Aufnahmeeinrichtung mit einer Führungsnut aufweist, in welcher die Einweisereinrichtung entlang eines Verstellwegs translatorisch verschiebbar angeordnet ist, wobei die Führungsnut entlang des gesamten Verstellwegs von der Einweisereinrichtung bedeckt ist. Dadurch wird ein Ausreißen eines in das Umformwerkzeug eingelegten Halbzeugs, beispielsweise in Form einer Platine, verhindert. Denn da die Führungsnut entlang des gesamten Verstellwegs von der Einweisereinrichtung bedeckt ist, können keine Blechteile in die Führungsnut gelangen. Vorzugsweise wird die Einweisereinrichtung dabei als Fräskonstruktion hergestellt. Dadurch lassen sich exaktere Toleranzen durch die spanende Bearbeitung erzielen, als wenn die Einweisereinrichtung beispielsweise auf herkömmlichem Weg als Gussbauteil hergestellt wird. Zudem kann die Einweisereinrichtung bei der fräsenden Herstellung auch mehrteilig aufgebaut sein, sodass eine besonders einfache Montage und Demontage der Einweisereinrichtung gegeben ist.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Die Zeichnung zeigt in:
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1 eine Perspektivansicht einer Positioniervorrichtung für ein Umformwerkzeug, welche eine Einweisereinrichtung zum Positionieren eines Halbzeugs in einem Umformwerkzeug und einen an der Einweisereinrichtung angeordneten induktiven Näherungssensor zur Positionserfassung des betreffenden Halbzeugs aufweist;
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2 eine Perspektivansicht, in welcher die Positioniervorrichtung teilweise dargestellt ist, während ein platinenförmiges Halbzeug in einem Umformwerkzeug positioniert wird;
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3 eine Perspektivansicht der teilweise dargestellten Positioniervorrichtung, wobei ein verschwenkbares Kontaktelement der Einweisereinrichtung sowie ein an dem Kontaktelement angeordnetes Auslöseelement zu erkennen sind;
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4 eine Seitenansicht der teilweise dargestellten Positioniervorrichtung, wobei eine an dem Kontaktelement ausgebildete Kerbe zum Halten eines Halbzeugs erkennbar ist; und in
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5 eine Seitenansicht der teilweise dargestellten Positioniervorrichtung, wobei eine plattenförmige Aufnahmeeinrichtung der Positioniervorrichtung zu erkennen ist, entlang welcher die Einweisereinrichtung verstellbar ist.
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In den Figuren werden gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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Eine Positioniervorrichtung 10 für ein Umformwerkzeug ist in einer Perspektivansicht in 1 gezeigt. Die Positioniervorrichtung 10 umfasst eine als Grobeinweiser dienende Einweisereinrichtung 12 zum Positionieren eines Halbzeugs im Umformwerkzeug. Des Weiteren umfasst die Positioniervorrichtung 10 noch einen an der Einweisereinrichtung 12 angeordneten induktiven Näherungssensor 14 zur Positionserfassung des betreffenden Halbzeugs, sobald dieses in das besagte Umformwerkzeug eingelegt wird. Beispielsweise können zwei dieser Positioniervorrichtungen 10 in einem Ziehwerkzeug eingesetzt werden, um eine Abfrage einer Platinenlage vorzunehmen. Die Einweisereinrichtung 12 umfasst eine Einweiserfläche 16, entlang welcher das in das Umformwerkzeug einzulegende Halbzeug abgleiten kann. Vorzugsweise ist die Einweiserfläche 16 relativ groß ausgebildet, wobei eine oberhalb von der Einweiserfläche 16 angeordnete Fläche 18 möglichst klein ausgebildet wird. Dadurch kann ein unerwünschtes Aufliegen eines in das Umformwerkzeug einzulegenden Halbzeugs auf der Fläche 18 vermieden werden.
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Die Einweisereinrichtung 12 weist darüber hinaus ein in eine den induktiven Näherungssensor 14 auslösende Position verschwenkbares Kontaktelement 20 mit einer Anlagefläche 22 für das Halbzeug auf. Beim Einlegen eines Halbzeugs in ein Umformwerkzeug gleitet dieses zunächst an der Einweiserfläche 16 entlang und trifft dann auf die Anlagefläche 22, infolgedessen das Kontaktelement 20 nach innen verschwenkt wird, wodurch der induktive Näherungssensor 14 irgendwann auslöst.
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In 2 ist die Positioniervorrichtung 10 im montierten Zustand an einem nicht näher bezeichneten Umformwerkzeug gezeigt, wobei gerade ein platinenförmiges Halbzeug 24 im Umformwerkzeug positioniert wird. Sobald das Halbzeug 24 innerhalb des Umformwerkzeugs entlang der Positioniervorrichtung 10 nach unten gleitet, gelangt das Halbzeug 24 irgendwann in Anlage mit der Anlagefläche 22 des Kontaktelements 20. Dadurch wird das Kontaktelement 20 gemäß der vorliegenden Darstellung im Uhrzeigersinn verschwenkt, wodurch der induktive Näherungssensor 14 irgendwann ausgelöst wird.
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In 3 ist die Positioniervorrichtung 10 in einer Perspektivansicht teilweise gezeigt. An dem Kontaktelement 20 ist ein blechförmiges Auslöseelement 26 angebracht, mittels welchem der Näherungssensor 14 auslösbar ist, welcher innerhalb einer Bohrung 27 der Einweisereinrichtung 12 angeordnet werden kann. Das Kontaktelement 20 ist im Vergleich zum Auslöseelement 24 relativ dickwandig ausgebildet. Das Kontaktelement 20 und das Auslöseelement 24 sind dabei derart aneinander angeordnet, dass beim Einlegen eines Halbzeugs in ein Umformwerkzeug das Halbzeug nur das Kontaktelement 20 berührt. Das Kontaktelement 20 und das Auslöseelement 26 bilden eine Art zweigeteilte Einweiserfahne aus. Durch die relativ breite Anlagefläche 22 des Kontaktelements 20 ist das Kontaktelement 20 besonders robust ausgebildet, sodass auch mehrmalige Auslösungen bzw. Verschwenkbewegungen des Kontaktelements 20 aufgrund eines Halbzeugs nicht zu übermäßig starken Abnutzungen an dem Kontaktelement 20 führen.
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Das Auslöseelement 26 hingegen ist besonders dünnwandig hergestellt, beispielsweise aus einem Blech mit einer Blechstärke von 1 bis 5 mm. Je dünner die Blechstärke des Auslöseelements 26 ist, desto besser gestaltet sich das Einschaltverhalten des Näherungssensors 14.
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Das Auslöseelement 26 ist relativbeweglich an dem Kontaktelement 20 angeordnet und mittels einer Schraube 28 an dem Kontaktelement 20 fixierbar. Mittels der Schraube 28 kann der Abstand des Kontaktelements 26 zum Näherungssensor 14 eingestellt werden. Zwischen dem Schraubenkopf der Schraube 28 und dem Kontaktelement 20 ist noch eine Spannscheibe 30 angeordnet.
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In 4 ist die Positioniervorrichtung 10 in einer Seitenansicht teilweise dargestellt. Das Kontaktelement 20 weist dabei eine Kerbe 32 zum Halten des Halbzeugs 24 auf. Dadurch können unerwünschte Schwingungen an dem Halbzeug beim Einlegen in das Umformwerkzeug verhindert werden, welche ansonsten zu Störungen am Näherungssensor 14 führen würden. Die Positionierung des Halbzeugs 24 wird also durch die Kerbe 32 gesichert.
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In 5 ist die Positioniervorrichtung 10 in einer weiteren Seitenansicht teilweise dargestellt. Die Positioniervorrichtung 10 umfasst eine Aufnahmeeinrichtung 34, welche Teil eines Unterwerkzeugs sein kann bzw. an einem Unterwerkzeug angeordnet werden kann. Innerhalb der Aufnahmeeinrichtung 34 ist eine Führungsnut 36 ausgebildet, in welcher die Einweisereinrichtung 12 entlang eines Verstellwegs 38 translatorisch verschiebbar angeordnet ist, wobei die Führungsnut 36 entlang des gesamten Verstellwegs 38 von der Einweisereinrichtung 12 bedeckt ist.
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Darüber hinaus weist die Positioniervorrichtung 10 noch eine Höhenverstellung 40 auf. Dadurch, dass die Nut 36 immer geschlossen ist, da die Einweisereinrichtung 12 die Nut 36 immer bedeckt, kann ein Ausreißen des platinenförmigen Halbzeugs 24 verhindert werden. Denn durch die permanent geschlossene Führungsnut 36 kann verhindert werden, dass Teile des Halbzeugs 24 beim Umformvorgang in die Nut 36 gelangen und anschließend ausgerissen werden. Vorzugsweise ist die Einweisereinrichtung 12 als Fräsbauteil hergestellt. Durch die spanende Bearbeitung können bessere Toleranzen bei der Einweisereinrichtung 12 erzielt werden. Darüber hinaus kann die Einweisereinrichtung 12 mehrteilig ausgebildet werden, was eine besonders positionstreue Demontage und Montage der Einweisereinrichtung an einem betreffenden Umformwerkzeug ermöglicht.
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Durch die erläuterte Positioniervorrichtung 10 wird also eine verbesserte Positionierung eines Halbzeugs 24 in einem Umformwerkzeug ermöglicht. Des Weiteren wird ein besonders robustes Teillagesignal mittels der Positioniervorrichtung 10 bereitgestellt. Ferner ergibt sich ein reduzierter Fräsaufwand bei einem Umformwerkzeug, falls die Positioniervorrichtung 10 an dem Umformwerkzeug eingesetzt wird. Ferner kann ein Einführprozess an Umformwerkzeugen in einem Presswerkzeug schneller erfolgen, wenn die Positioniervorrichtung 10 eingesetzt wird. Denn die Positioniervorrichtung 10 kann besonders einfach verstellt werden, wobei darüber hinaus noch Blechabrisse vor der Einweisereinrichtung 12 verhindert werden können. Aufgrund der verdeckten Führungsnut 36 kann zudem der Schweißaufwand beim Schließen von Freiräumen innerhalb des betreffenden Umformwerkzeugs verringert werden.
