DE102018009779B4 - Werkzeug mit Schub-Hebelgetriebe zum Tiefziehen von Blechplatinen - Google Patents

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Abstract

Werkzeug zum Tiefziehen von Blechplatinen (4) bestehend aus einem Blechhalter (6), einem Tiefziehstempel (5), einer Tiefziehmatrize (7), einem Oberwerkzeug (20), einem Schub-Hebelgetriebe (15) und mindestens einem Aktor (17, 18), dadurch gekennzeichnet, dass die Abwärtsbewegung des Blechhalters (6) durch das Schub-Hebelgetriebe (15) in eine komplementäre Aufwärtsbewegung des Tiefziehstempels (5) übersetzt wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Werkzeug entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Stand der Technik
  • Das Tiefziehen stellt eine rationelle Fertigungsmethode zur Herstellung von Hohlkörpern (3) dar. Hierbei wird eine Blechplatine (4) zwischen Blechhalter (6) und Tiefziehmatrize (7) fest eingespannt. Durch Erzeugung einer Relativbewegung von Tiefziehstempel (5) und Tiefziehmatrize (7) wird die Blechplatine (4) zu einem Hohlkörper (3) umgeformt. Hohlkörper dieser Art können sein: Bierfass, Gasflasche, Spüle, Gastronormbehälter, Automobilteile usw. Die Tiefziehwerkzeuge werden auf kraftgebundenen oder weggebundenen Pressen betrieben. Als kraftgebundene Pressen sind hydraulische Pressen gemeint. Als weggebundene Pressen kommen überwiegend Pressen mit Kurbelgetrieben zum Einsatz. Aufgrund des mechanischen Antriebs steht baubedingt bei weggebundenen Pressen die Pressennennkraft nur zu einem sehr geringen Teil des gesamten Stößelweges zur Verfügung. Nach den geltenden DIN-Normen ist der Antrieb von weggebundenen Pressen so auszulegen, dass die Nennkraft bei größtem Hub 30° vor dem unteren Totpunkt erzeugt werden kann. Diese Auslegung bezeichnet man als Normalauslegung. Dadurch steht bei einer Presse mit Normalauslegung bei lediglich 8% des Pressennennhubes die Pressennennkraft zu Verfügung.
  • Aufgabenstellung
  • Nachfolgendes Schub-Hebelgetriebe stellt eine Möglichkeit dar, den verfügbaren Pressennennhub bei weggebundenen Pressen auf einen höheren Umformhub zu übersetzen. Hierdurch wird es möglich, weggebundene Pressen für höhere Tiefziehteile einzusetzen. Durch die Reduktion des Pressenhubes wird die Umformarbeit reduziert, wodurch das Arbeitsvermögen der Presse weniger ausgeschöpft wird. Die Entwicklung besteht in einem mechanischen Schub-Hebelgetriebe welches Teil des Ziehwerkzeuges ist. Hiermit wird die Abwärtsbewegung der Presse in eine Aufwärtsbewegung des Ziehstempels umgelenkt.
  • Ausführungsbeispiele
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben.
  • Es zeigen
    • 1a, 1b: herkömmliches Tiefziehen
    • 2a, 2b: Tiefziehen mit Schub-Hebelgetriebe
    • 3: ein Schub-Hebelgetriebe
  • Beim herkömmlichen Tiefziehen wird nach dem festen Einspannen der Blechplatine (4) diese durch den Tiefziehstempel (5) zu einem Hohlkörper (3) umgeformt. Um die erforderliche Ziehhöhe hz (8) zu erreichen, muss die Presse einen Ziehweg hP (9) fahren. Über diesen Ziehweg hP (9) hinweg muss die Presse die Stempelkraft Fs (10) als auch die Blechhalterkraft FB (11) aufbringen. Dies Summe beider Kräfte ergibt die Pressenkraft FP (12).
  • Bei der Prozessplanung ist darauf zu achten, dass die Summe aus Blechhalterkraft FB (11) und Stempelkraft Fs (10) kleiner ist als die Pressennennkraft. Zudem muss die Pressennennkraft über die Ziehhöhe hz (8) zur Verfügung stehen.
  • Des Weiteren ist darauf zu achten, dass das Arbeitsvermögen der weggebundenen Presse ausreicht, um im Dauerhub die Umformung zu ermöglichen. Das Arbeitsvermögen errechnet sich aus dem Produkt von Pressennennkraft und Nennkraftweg. Die Erfindung besteht aus einem Tiefziehwerkzeug, in welches ein mechanisches Schub-Hebelgetriebe (15) integriert ist. Das Schub-Hebelgetriebe (15) übersetzt die Abwärtsbewegung der Presse in eine Aufwärtsbewegung des Tiefziehstempels (5). Hierdurch wird die notwendige Ziehhöhe hz (8) in einen geringeren Pressenhub untersetzt. Das Getriebe wirkt wie ein Weguntersetzer.
  • Die während der Umformung entstehende Stempelkraft Fs (10) wird durch das Schub-Hebelgetriebe (15) in eine Blechhalterkraft FB (11) über- oder untersetzt.
  • Um das Schub-Hebelgetriebe (15) beim Rückzug wieder in Ausgangsstellung zu bringen und das Ziehteil vom Tiefziehstempel (5) abzustreifen, können im Werkzeug Aktoren (17, 18) verwendet werden. Die Aktoren (17) können optional auf den Blechhalter (6) schiebend wirken. Alternativ kann ein Aktor (18) am Tiefziehstempel (5) ziehend wirken. Durch diese Aktoren (17, 18) können vor oder nach der Umformung Bewegungen in das Werkzeug eingeleitet werden. So ist es damit möglich, das Unterwerkzeug (19) vorzubeschleunigen, bevor das Oberwerkzeug (20) auf die Blechplatine (4) auftrifft.
  • Wird im Werkzeug zwischen Tiefziehmatrize (7) und Blechhalter (6) noch ein Näherungssensor (45) verbaut, kann die Vorbeschleunigung des Unterwerkzeuges (19) zum Oberwerkzeug (20) mittels der Aktoren (17, 18) geregelt werden.
  • Das Schub-Hebelgetriebe (15) besteht aus einem Hebel (30) und zwei Schubgliedern (31, 32). Des Weiteren werden ein Lagerbock (33) und ein Hebelzapfen (34) benötigt. Der Hebel (30) vollführt eine alternierende Wippbewegung.
  • Um die Kraft auf die Schubglieder (31, 32) zu übertragen, sind Kurbelzapfen (35) durch den Hebel (30) und die Schubglieder (31, 32) geführt.
  • Damit die Kräfte über die Schubglieder (31, 32) auf den Blechhalter (6) oder den Tiefziehstempel (5) übertragen werden können, sind noch weitere Lagerböcke (36, 37) sowie Schubzapfen (38, 39) erforderlich.
  • Der Hebel (30) hat an der Auftriebsseite und der Abtriebsseite jeweils eine fixe Hebellänge (40, 41). Werden diese Hebellängen (40, 41) unterschiedlich lang (I1, I2) ausgeführt, ergeben sich unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse. Hierdurch kann der notwendige Umformhub in einen geringen Pressenhub untersetzt werden. Ebenso werden die Stempelkräfte in höhere oder geringere Blechhalterkräfte über- oder untersetzt.

Claims (6)

  1. Werkzeug zum Tiefziehen von Blechplatinen (4) bestehend aus einem Blechhalter (6), einem Tiefziehstempel (5), einer Tiefziehmatrize (7), einem Oberwerkzeug (20), einem Schub-Hebelgetriebe (15) und mindestens einem Aktor (17, 18), dadurch gekennzeichnet, dass die Abwärtsbewegung des Blechhalters (6) durch das Schub-Hebelgetriebe (15) in eine komplementäre Aufwärtsbewegung des Tiefziehstempels (5) übersetzt wird.
  2. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückstellbewegung durch den mindestens einen Aktor (17, 18) erfolgt.
  3. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Aktor (17, 18) noch vor Auftreffen des Oberwerkzeuges (20) eine Vorbeschleunigung des Tiefziehstempels (5) und des Blechhalters (6) erzeugt.
  4. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Aktor (17, 18) noch vor Auftreffen des Oberwerkzeuges (20) eine Vorbeschleunigung des Tiefziehstempels (5) und des Blechhalters (6) erzeugt und die Vorbeschleunigung durch einen Näherungssensor (45) detektiert und geregelt wird.
  5. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hebellängen (40, 41) gleich lang sind.
  6. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hebellängen (40, 41) unterschiedlich lang sind.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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