DE102018113493A1

DE102018113493A1 - Werkzeug und Verfahren zum Bearbeiten von plattenförmigen Werkstücken, insbesondere von Blechen

Info

Publication number: DE102018113493A1
Application number: DE102018113493.2A
Authority: DE
Inventors: Markus Wilhelm; Markus Greul
Original assignee: Trumpf Werkzeugmaschinen SE and Co KG
Current assignee: Trumpf Werkzeugmaschinen SE and Co KG
Priority date: 2018-06-06
Filing date: 2018-06-06
Publication date: 2019-12-12
Also published as: WO2019234183A1; EP3801945A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Werkzeug und ein Verfahren zum Bearbeiten von plattenförmigen Werkstücken (10), insbesondere von Blechen, in einer Bearbeitungsmaschine, mit einem Oberwerkzeug (11), welches einen Einspannschaft (34) und einen Grundkörper (33) aufweist, die in einer gemeinsamen Positionsachse (35) liegen und einem dem Einspannschaft (34) gegenüberliegend am Grundkörper (33) angeordneten Bearbeitungswerkzeug (39), mit einem Unterwerkzeug (9), welches einen Grundkörper (41) mit einer Auflagefläche (47) für das plattenförmige Werkstück (10) aufweist und mit einem am Grundkörper (11) vorgesehenen Gegenwerkzeug (49), das während der Bearbeitung mit dem Bearbeitungswerkzeug (39) des Oberwerkzeugs (41) zusammenwirkt, wobei das Oberwerkzeug (11) und/oder das Unterwerkzeug (9) zur Bearbeitung eines dazwischen angeordneten Werkstücks (10) in einer Hubrichtung (23, 24) aufeinander zubewegbar sind und zwischen dem Oberwerkzeug (11) und dem Unterwerkzeug (9) eine Bearbeitungsebene gebildet wird, wobei zumindest an einer Auflagefläche (37) des Grundkörpers (23) des Oberwerkzeugs (11) oder an einer Auflagefläche (47) des Grundkörpers (41) des Unterwerkzeugs (9), an einem Bearbeitungswerkzeug (39) oder einem Gegenwerkzeug (49) zumindest abschnittsweise eine Poren und/oder Hohlräume (64) aufweisende Schutzschicht (61) angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Werkzeug und ein Verfahren zum Bearbeiten von plattenförmigen Werkstücken, insbesondere von Blechen, in einer Bearbeitungsmaschine.
Aus der DE 10 2006 049 044 A1 ist ein Werkzeug zum Bearbeiten von plattenförmigen Werkstücken bekannt, welches beispielsweise in einer Werkzeugmaschine gemäß der EP 2 527 058 B1 einsetzbar ist. Dieses Werkzeug zum Schneiden und/oder Umformen von plattenförmigen Werkstücken umfasst ein Oberwerkzeug und ein Unterwerkzeug. Zur Bearbeitung eines zwischen dem Oberwerkzeug und dem Unterwerkzeug angeordneten Werkstücks werden diese in einer Hubrichtung aufeinander zubewegt. Während einer solchen Hubbewegung für die Bearbeitung des plattenförmigen Werkstücks in einer Bearbeitungsmaschine wird das plattenförmige Werkstück durch Halteeinrichtungen der Bearbeitungsmaschine gehalten und darauffolgend entlang einer Werkstückauflage verfahren. Bei einer solchen Bearbeitung des plattenförmigen Werkstückes können durch den Bearbeitungsprozess Partikel, insbesondere metallische Partikel als auch Schmutzpartikel, entstehen, welche die Oberfläche des plattenförmigen Werkstückes, beispielsweise durch Kratzer und/oder Abdrücke, beeinträchtigen.
Zur Erzielung einer kratzfreien Oberfläche von plattenförmigen Werkstücken wurde bereits vorgeschlagen, dass an dem Werkzeug Auflageflächen beispielsweise durch Bürsten ausgebildet sind. Des Weiteren wurde bereits vorgeschlagen, dass Oberflächen der Werkzeuge mit einer Kunststoffschicht versehen werden oder mit Kunststoff beschichtet werden. Diese gebildeten Schichten nehmen die während des Bearbeitungsprozesses entstehenden Partikel von der Oberfläche des plattenförmigen Materials teilweise auf. Allerdings erfolgt dabei eine Materialverdrängung, so dass die Partikel nicht vollständig in der Kunststoffschicht aufgenommen werden. Dadurch bilden sich diese Partikel anschließend auf dem plattenförmigen Material ab und führen zu Kratzern und Abdrücken. Besonders kritisch ist dies bei Maschinen und/oder Werkzeugkomponenten unter Last während der Bearbeitung, wie beispielsweise bei Niederhaltern während eines Stanzprozesses.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Werkzeug sowie ein Verfahren zum Bearbeiten von plattenförmigen Werkstücken vorzuschlagen, welches eine Beschädigung einer Oberfläche des plattenförmigen Materials erheblich reduziert oder sogar vermeidet.
Diese Aufgabe wird durch ein Werkzeug zum Bearbeiten von plattenförmigen Werkstücken gelöst, bei welchem zumindest an einer Auflagefläche des Grundkörpers eines Oberwerkzeuges, an einer Auflagefläche des Grundkörpers eines Unterwerkzeuges, an einem Bearbeitungswerkzeug und/oder einem Gegenwerkzeug zumindest abschnittsweise eine Poren und/oder Hohlräume aufweisende Schutzschicht angeordnet ist. Dadurch wird ermöglicht, dass während des Bearbeitungsprozesses entstehende Partikel, die die Oberfläche des plattenförmigen Materials beeinträchtigen können, in diesen Hohlräumen und/oder Poren der Schutzschicht aufgenommen werden können, ohne dass dabei die Oberfläche des plattenförmigen Materials bei einem nachfolgenden Bearbeitungsprozess beschädigt wird. In den Hohlräumen und/oder Poren können die aufgenommenen Partikel gefangen gehalten werden. Dadurch kann eine beeinträchtigende Wirkung auf die Oberfläche des plattenförmigen Materials durch die Partikel reduziert oder sogar vollständig verhindert werden.
Durch die Ausbildung der Schutzschicht, welche Poren und/oder Hohlräume aufweist, wird der Vorteil erzielt, dass die Partikel in diese Schutzschicht eindringen können, ohne Material der Schutzschicht zu verdrängen. Dadurch kann eine verbesserte Oberflächenqualität im Vergleich zu Kunststoffbeschichtungen oder Bürstenanordnungen gemäß dem Stand der Technik erzielt werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass diese Schutzschicht aus einem Vliesstoff besteht. Diese Vliesstoffe bestehen aus Fasern, welche aufgrund deren Vernadelung Hohlräumen und/oder Poren bilden. Dadurch können Partikel aufgenommen und gefangen gehalten werden. Alternativ kann vorgesehen sein, dass die Schutzschicht aus einer Beflockung gebildet ist. Eine solche beflockte Schutzschicht weist ebenfalls Hohlräume und/oder Poren auf, durch welche dieselbe Wirkung wie beim Einsatz einer Schutzschicht aus einem Vliesstoff erzielt werden kann. Beide Ausführungsformen ermöglichen eine erhöhte Oberflächenqualität des plattenförmigen Materials. Zudem sind diese Schutzschichten im Vergleich zu Bürsten druckstabil. Insbesondere können dadurch Kratzer und/oder Abdrücke im plattenförmigen Material reduziert oder verhindert werden.
Bei einem Werkzeug, bei welchem zwischen dem Oberwerkzeug und dem Unterwerkzeug bevorzugt ein Abstreifer vorgesehen ist, kann an einer zum Unterwerkzeug weisenden Außenfläche des Abstreifers zumindest eine Schutzschicht vorgesehen sein. Dieser Abstreifer gleitet entlang der Oberfläche des plattenförmigen Materials. Durch die Aufnahme der Partikel wird beim Verfahren des plattenförmigen Werkstückes und/oder des Werkzeuges für einen nachfolgenden Bearbeitungsvorgang ein kratzfreies Positionieren ermöglicht.
Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung des Werkzeugs sieht vor, dass die Schutzschicht an dem Oberwerkzeug, dem Unterwerkzeug, dem Abstreifer, dem Bearbeitungswerkzeug und/oder dem Gegenwerkzeug aufgeklebt ist. Beispielsweise kann dies durch eine sich wieder ablösende Klebebeschichtung oder ein doppelseitiges Klebeband ermöglicht sein. Dadurch kann nach einem Verschleiß der Schutzschicht auch ein leichter und schneller Austausch folgen. Auch kann die Schutzschicht nur aufgelegt werden.
Alternativ kann vorgesehen sein, dass die Schutzschicht durch eine Klemmung an einem der Werkzeugkomponenten gehalten ist. Alternativ können weitere Hilfsmittel vorgesehen sein, um eine lösbare Anordnung und Positionierung der Schutzschicht zu den jeweiligen Werkzeugkomponenten zu ermöglichen. Insbesondere kann eine reib- und/oder formschlüssige Klemmung vorgesehen sein. Auch kann die Schutzschicht durch Aufschmelzen oder mit durch eine thermische Verklebung an dem Oberwerkzeug, Unterwerkzeug und/oder Abstreifer vorgesehen sein.
Bei der Ausgestaltung der Schutzschicht als Vliesstoff ist bevorzugt vorgesehen, dass die Faser des Vliesstoffs quer zu einer Hubrichtung bzw. Bearbeitungsrichtung des Ober- und/oder Unterwerkzeugs während eines Arbeitsprozesses ausgerichtet werden. Die Fasern sind somit in Querrichtung zur Belastungsrichtung ausgebildet. Dadurch kann eine hohe Drucksteifigkeit erzielt werden und dennoch die Aufnahme der Partikel ermöglicht sein.
Alternativ kann vorgesehen sein, dass die Fasern der Schutzschicht aus Vliesstoff längs zur Hubrichtung bzw. Bearbeitungsrichtung, also längs zur Belastungsrichtung des Ober- und/oder Unterwerkzeuges während eines Arbeitsprozesses ausgerichtet sind. Dadurch kann eine verbesserte Aufnahme der Partikel ermöglicht sein, jedoch ist der Vliesstoff mit einer geringeren Drucksteifigkeit ausgebildet. Gemäß einer weiteren Alternative kann die Schutzschicht auch aus nicht ausgerichteten Fasern, also wirr angeordneten Fasern, bestehen.
Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Fasern des Vliesstoffes aus Kunststoff, insbesondere thermoplastischen Kunststoffen, wie beispielsweise aus Polyethylen, Polyamid, Polypropylen, Polybutylenterephthalat, Polyethylenterephthalat oder dergleichen, hergestellt sind. Auch können organische Materialien, wie beispielsweise Kokosfasern, Baumwolle, Schafwolle oder dergleichen, vorgesehen sein. Diese Vliesstoffe weisen eine hohe Lebensdauer auf.
Eine bevorzugte Ausgestaltung des Vliesstoffes als Schutzschicht sieht vor, dass die Fasern eine Faserlänge von mindestens 0,1 µm und/oder einen Faserdurchmesser in einem Bereich von 1 µm bis 1 mm aufweisen. Durch die Anpassung der Faserlänge und/oder des Faserdurchmessers können die Größen der Hohlräume und/oder Poren und somit die Aufnahmefähigkeit der Partikel bestimmt sein.
Des Weiteren ist bevorzugt vorgesehen, dass die Schutzschicht mit einer Dicke von 0,1 bis 10 mm besteht. Mit zunehmender Dicke der Schutzschicht kann eine höhere Verschleißfestigkeit erzielt werden. Beispielsweise können durch eine solche Vliesschicht mit einer Dicke in einem Bereich von 0,1 bis 10 200.000 Hübe oder mehr erfolgen, bevor eine Reinigung und/oder ein Austausch der Schutzschicht erforderlich ist.
Zur Erhöhung der Qualität der Schutzschicht aus Vliesstoff kann der Vliesstoff durch eine Reibschlussverbindung und/oder Formschlussverbindung, eine chemische Verfestigung und/oder eine thermische Verfestigung hergestellt sein. Es können auch Additive, zum Beispiel Kleb- und/oder Kunststoffe und/oder Harze, zugegeben werden, um miteinander zu verfestigen, insbesondere um eine höhere Druckfestigkeit zu erzielen.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass auf einer zum Grundkörper des Oberwerkzeuges weisenden Innenfläche des Abstreifers eine Vliesstoffschicht vorgesehen ist. Diese Vliesstoffschicht kann als Schmierstoffreservoir für das Bearbeitungswerkzeug dienen.
Der Einsatz einer Schutzschicht aus Vliesstoff kann auch bei einem Bearbeitungswerkzeug vorgesehen sein, welches eine Biegekante und/oder einem Gegenwerkzeug, welches eine Gegenbiegekante umfasst, so dass bei einer relativen Bewegung des plattenförmigen Werkstückes zum Bearbeitungswerkzeug oder Gegenwerkzeugs während eines Biegeprozesses eine oberflächenschonende Umformung des plattenförmigen Werkstückes ermöglicht ist.
Des Weiteren ist bevorzugt vorgesehen, dass eine Reinigung der Schutzschicht durch Ausdrücken, Ausreiben, Auskratzen, Ausblasen, Ausstreichen, Ausspülen und/oder Ausbürsten vorgesehen ist. Die während der einzelnen Arbeitsprozesse aufgenommenen Partikel können durch einen Reinigungspad oder eine Bürste ausgebürstet werden. Die metallischen Partikel und/oder Schmutzpartikel können aus den Hohlräumen und/oder Poren dadurch herausgelöst werden, wodurch die Standzeit dieser Schutzschicht erhöht ist.
Des Weiteren ist bevorzugt vorgesehen, dass die Poren und/oder Hohlräume der Schutzschicht mit einem leicht verdrängbaren Material zumindest teilweise gefüllt sind. Dadurch kann eine Kompressibilität der Schutzschicht verringert werden. Gleichzeitig ist jedoch eine Aufnahmefähigkeit von Partikeln gegeben.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird des Weiteren durch ein Verfahren zum Bearbeiten von plattenförmigen Materialien, insbesondere von Blechen, in einer Bearbeitungsmaschine mit einem Werkzeug gelöst, bei welchem das Werkzeug aus einem Oberwerkzeug und einem Unterwerkzeug besteht, welche zur Bearbeitung eines dazwischen angeordneten Werkstücks in einer Hubrichtung aufeinander zubewegt werden, wobei zwischen dem Oberwerkzeug und der dem Oberwerkzeug zuweisenden Seite des plattenförmigen Materials und/oder zwischen dem Unterwerkzeug und der dem Unterwerkzeug zuweisenden Seite des plattenförmigen Materials zumindest abschnittsweise eine Poren und/oder Hohlräume aufweisende Schutzschicht angeordnet wird. Dies ermöglicht, dass bei einer Relativbewegung zwischen dem Oberwerkzeug und/oder Unterwerkzeug und dem zu bearbeitenden plattenförmigen Material die Reibung verringert wird. Zusätzlich können gegebenenfalls sich auf dem plattenförmigen Material und/oder dem Oberwerkzeug und/oder Unterwerkzeug befindende Partikel durch die Schutzschicht aufgenommen und eine Beeinträchtigung auf der Oberfläche des plattenförmigen Werkstücks durch solche Partikel reduziert oder sogar verhindert werden.
Gemäß einer ersten Ausführungsform dieses Verfahrens ist vorgesehen, dass die Schutzschicht auf das Oberwerkzeug und/oder Unterwerkzeug und/oder auf das plattenförmige Material aufgelegt wird. Dies weist den Vorteil auf, dass sich bereits im Einsatz befindende Ober- und/oder Unterwerkzeuge eingesetzt werden können und dennoch Beschädigungen an der Oberfläche des plattenförmigen Materials erheblich reduziert oder sogar vermieden werden können. Bevorzugt wird diese Schutzschicht durch eine Greifeinrichtung gehalten und/oder bezüglich des jeweiligen Bearbeitungsortes, in welchem das Oberwerkzeug und/oder Unterwerkzeug auf das plattenförmige Material einwirkt, verfahren werden.
Alternativ kann vorgesehen sein, dass die Schutzschicht zumindest abschnittsweise an dem Oberwerkzeug, dem Unterwerkzeug, dem Abstreifer, dem Bearbeitungswerkzeug und/oder Gegenwerkzeug aufgeklebt, geklemmt gehalten oder daran mit weiteren Hilfsmitteln lösbar befestigt wird. Dies ermöglicht, dass ein einfacher Austausch der Schutzschicht möglich ist. Des Weiteren kann dadurch eine Anpassung der Schutzschicht an die jeweilige Bearbeitung erfolgen. Beispielsweise kann die Schutzschicht in der Größe der Poren und/oder Hohlräume angepasste Strukturen aufweisen. Auch die dafür vorgesehenen Materialien zur Bildung der Schutzschicht können entsprechend dem zu bearbeitenden Werkstoff des plattenförmigen Materials angepasst sein.
Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen derselben werden im Folgenden anhand der in den Zeichnungen dargestellten Beispiele näher beschrieben und erläutert. Die der Beschreibung und den Zeichnungen zu entnehmenden Merkmale können einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination erfindungsgemäß angewandt werden. Es zeigen:

1 eine perspektivische Darstellung einer ersten Ausführungsform eines Werkzeuges zum Bearbeiten eines plattenförmigen Materials,
2 eine schematische Seitenansicht eines Abstreifers des Werkzeuges gemäß 1 mit einer Schutzschicht und einem Schmierstoffreservoir,
3 eine schematisch vergrößerte Ansicht der Schutzschicht gemäß 2,
4 eine perspektivische Ansicht auf eine alternative Ausführungsform eines Oberwerkzeuges zum Werkzeug gemäß 1,
5 eine schematische Schnittansicht des Oberwerkzeuges gemäß 4,
6 eine schematische Seitenansicht einer weiteren alternativen Ausführungsform eines Werkzeuges, welches ein Oberwerkzeug und ein im Schnitt dargestelltes Unterwerkzeug umfasst,
7 eine perspektivische Ansicht eines Betätigungsschenkels des Unterwerkzeuges gemäß 6,
8 eine schematische Teilansicht einer Biegekante eines Bearbeitungswerkzeuges des Oberwerkzeuges gemäß 6,
9 eine perspektivische Ansicht einer weiteren alternativen Ausführungsform eines Werkzeuges gemäß 1,
10 eine schematische Schnittansicht des Werkzeuges gemäß 9,
11 eine schematische Ansicht einer weiteren alternativen Ausführungsform eines Werkzeuges gemäß 1,
12 eine perspektivische Ansicht des Ober- und Unterwerkzeuges gemäß 11 vor einem Biegeprozess,
13 eine schematische Ansicht einer weiteren alternativen Ausführungsform eines Werkzeuges zu 1 vor einem Biegeprozess, und
14 eine schematische Ansicht der Ausführungsform gemäß 13 nach einem Biegeprozess.

In den 1 bis 12 dargestellte Werkzeuge 7 sind alle zur Verwendung in einer nummerisch gesteuerten Werkzeugmaschine vorgesehen. In einer solchen Werkzeugmaschine können die Werkzeuge 7 zum Schneiden, Stanzen, Fügen und/oder Umformen von plattenförmigen Materialien, insbesondere Blechen, eingesetzt werden. Diese Werkzeuge 7 umfassen ein Oberwerkzeug 11 und ein Unterwerkzeug 9. In einer solchen Werkzeugmaschine wird das Oberwerkzeug 11 in eine maschinenseitig obere Werkzeugaufnahme und das Unterwerkzeug 9 in eine maschinenseitig untere Werkzeugaufnahme eingesetzt und befestigt. Ein zwischen dem Oberwerkzeug 11 und Unterwerkzeug 9 angeordnetes plattenförmiges Material oder Werkstück 10 wird mittels einer Koordinatenführung der Werkzeugmaschine verfahren. Dieses plattenförmige Material 10 liegt auf einer Werkstückaufnahme auf, so dass das plattenförmige Material 10 in einer Horizontalebene ausgerichtet ist. Zum Bearbeiten des plattenförmigen Materials 10 werden die beiden aneinander gegenüberliegenden Seiten des plattenförmigen Materials 10 angeordnete Oberwerkzeug 11 und Unterwerkzeug 9 mit einem maschinenseitigen Hubantrieb in Hubrichtungen 23, 24 einzeln oder gemeinsam auf das plattenförmige Werkstück 10 bzw. aufeinander zubewegt. Das Ober- und/oder Unterwerkzeug 9, 11 können zusätzlich noch um deren Positionsachse 35 mittels eines Drehantriebs der Werkzeugmaschine für eine bestimmte Bearbeitung ausgerichtet werden. An dem Oberwerkzeug 11 kann ein Indexierkeil 36 vorgesehen sein, um das Oberwerkzeug 11 in einer definierten Position zur oberen Werkzeugaufnahme auszurichten. In dem Unterwerkzeug 9 kann eine Indexiervertiefung 42 vorgesehen sein, um das Unterwerkzeug 9 in einer definierten Position zur unteren Werkzeugaufnahme auszurichten.
Das in 1 dargestellte Werkzeug 7 dient zur stanzenden Bearbeitung von plattenförmigen Werkstücken 10, wobei das Oberwerkzeug 11 beispielsweise als Bearbeitungswerkzeug 39 einen Stanzstempel umfasst und das Unterwerkzeug 9 beispielsweise ein Gegenwerkzeug 49 als Stanzmatrize aufweist.
Das Oberwerkzeug 11 umfasst einen Grundkörper 33 mit einem Einspannschaft 34, der zum Halten des Oberwerkzeugs 11 in der maschinenseitigen oberen Werkzeugaufnahme dient. Das Unterwerkzeug 9 umfasst ebenfalls einen Grundkörper 41, der dazu geeignet ist, in der maschinenseitigen unteren Werkzeugaufnahme mit einer definierten Drehstellung festgelegt zu werden.
An einer Unterseite des Grundkörpers 33 des Oberwerkzeugs 11 ist das Bearbeitungswerkzeug 39 vorgesehen. Dies ist beispielsweise ein im Querschnitt rund ausgebildeter Stanzstempel mit einer kreisförmigen Schneidkante 38 auf. Alternativ kann vorgesehen sein, dass die Geometrie der Schneidkante 38 rechteckförmig oder quadratisch ist, oder einen entsprechenden Konturenverlauf aufweist.
Dem Oberwerkzeug 11 zugeordnet ist der Abstreifer 32, der eine Öffnung 40 aufweist, welche in der Geometrie der Schneidkante 38 entsprechen kann. Dieser Abstreifer 32 ist in der oberen maschinenseitigen Werkzeugaufnahme durch Führungen, wie beispielsweise Stifte 44, aufgenommen, so dass dieser auch entlang der Hubachse 14 relativ zum Unterwerkzeug 9 bewegbar ist. Dadurch kann beispielsweise ein Niederhalten eines Werkstücks 10 zum Unterwerkzeug 9 erzielt werden, sobald das Oberwerkzeug 11 entlang der Positionierachse 35 nach oben abgenommen wird. Ebenso kann der Abstreifer 32 gleichzeitig mit dem Oberwerkzeug 11 entlang der Positionierachse 35 verfahren werden und nach dem Abheben von dem Unterwerkzeug 9 eine Abstreifbewegung durchführen.
Das Unterwerkzeug 9 weist im Grundkörper 41 eine Öffnung 46 auf, welche durch eine umlaufende Auflagefläche 47 begrenzt ist. Die Auflagefläche 47 kann sich auch nur abschnittsweise erstrecken oder durch mehrere Elemente gebildet sein. Beispielsweise weist die Öffnung 46 eine kreisförmige Kontur auf. Diese kann auch abweichend hierzu ausgebildet sein. An dem Grundkörper 41 des Unterwerkzeugs 9 ist das Gegenwerkzeug 49, beispielsweise als Schneidplatte 50, vorgesehen. Diese Schneidplatte 50 ist vorzugsweise lösbar als Schneideinsatz ausgebildet. Diese Schneidplatte 50 weist gemäß der ersten Ausführungsform eine innenliegende Gegenschneidkante 51 auf, die zur Öffnung 46 hin ausgerichtet und angeordnet ist. Des Weiteren weist die Schneidplatte 50 eine außenliegende Gegenschneidkante 52 auf. Alternativ kann vorgesehen sein, dass die innenliegende Gegenschneidkante und die außenliegende Gegenschneidkante 51, 52 jeweils an einer separaten Schneidplatte 50 ausgebildet sind. Die Auflagefläche 47 kann bündig in die Gegenschneidkante 51, 52 übergehen. Bevorzugt liegt die Gegenschneidkante 51, 52 tiefer als die Auflagefläche 47, um Beschädigungen, wie beispielsweise Kratzer, auf der Blechunterseite zu vermeiden. Des Weiteren kann die Auflagefläche 47 in einem an die Schneidplatte 50 angrenzenden Bereich derart ausgebildet sein, dass die Auflagefläche 47 in der ringförmigen Breite zumindest der Länge der Schneidplatte 50 entspricht.
Die innenliegende Gegenschneidkante 51 ist an einem in Richtung auf die Öffnung 46 hervortretenden Vorsprung 53 angeordnet. Dadurch kann beim Freischneiden mit der Schneidkante 38 des Schneidwerkzeuges 37 ein Werkstückteil 81 in die Öffnung 46 gelangen und durch die Öffnung 46 nach unten ausgeschleust werden.
Außerhalb der Öffnung 46 des Unterwerkzeugs 9 ist eine Ausschleusfläche 55 vorgesehen, die der außenliegenden Gegenschneidkante 52 zugeordnet ist. Diese Ausschleusfläche 55 ist bevorzugt gegenüber der Auflagefläche 47 nach außen abfallend geneigt. Dadurch können über die außenliegende Gegenschneidkante 52 freigeschnittene Werkstücksteile über die Ausschleusfläche 55 nach außen abgeführt werden, um beispielsweise einem Sammelbehälter oder Abfallbehälter zuzuführen. Die Ausschleusfläche 55 ist bevorzugt austauschbar am Grundkörper 41 des Unterwerkzeugs 9 befestigt. Die Ausschleusfläche 55 ist gegenüber der außenliegenden Schneidkante 52 um eine Abstanzfläche 56 vertieft angeordnet.
Der Grundkörper 41 des Unterwerkzeugs 9 weist bündig zur Abstanzfläche 56 des Gegenwerkzeugs 49 und seitlich angrenzende Abflachungen 57 auf. Die Abflachungen 59 sind tangential zur Öffnung 46 ausgerichtet. Außerhalb der Auflagefläche 47 ist am Grundkörper 41 des Unterwerkzeugs 9 eine Auflaufschräge 58 vorgesehen. Diese Auflaufschräge 58 geht fließend in die Auflagefläche 47 über. Diese Auflaufschräge 58 ist durch die Abflachung 57 begrenzt. Zur Reduzierung einer Beeinträchtigung der Oberfläche des plattenförmigen Materials 10 oder zur kratzfreien Bearbeitung des plattenförmigen Materials 10 ist an dem Oberwerkzeug 11 und/oder Unterwerkzeug 9 und/oder im Falle des Vorhandenseins des Abstreifers 32 an den Abstreifer 32 eine Schutzschicht 61 vorgesehen. Beispielsweise kann an bzw. auf einer Auflagefläche 47 des Unterwerkzeugs 9 die Schutzschicht 61 vorgesehen sein. Diese Schutzschicht 61 kann sich abschnittsweise oder vollständig entlang der Auflagefläche 47 erstrecken.
Des Weiteren kann an einer zum Unterwerkzeug 9 weisenden Außenfläche 67 des Abstreifers 32 die Schutzschicht 61 vorgesehen sein. Dies ist in 3 dargestellt.
Sofern das Werkzeug 7 aus einem Oberwerkzeug 11 und einem Unterwerkzeug 9 besteht, ohne dass ein Abstreifer 32 dazwischenliegend zum Einsatz kommt, kann an einer zum Unterwerkzeug 9 weisenden Auflagefläche 37 des Grundkörpers 33 eine Schutzschicht 61 vorgesehen sein (2).
Diese Schutzschicht 61 erstreckt sich bevorzugt über die gesamte Auflagefläche 47 des Gegenwerkzeugs 9, der Außenfläche 67, des Abstreifers 32 und/oder der Auflagefläche 37 am Grundkörper 33 des Oberwerkzeuges 11. Alternativ zur vollflächigen Abdeckung können auch einzelne Abschnitte oder Segmente aus einer Schutzschicht 61 gebildet sein, die mit Abstand zueinander vorgesehen sind.
Die Schutzschicht 61 ist bevorzugt durch eine Klebebeschichtung an der Werkzeugkomponente befestigt. Diese Klebebeschichtung kann beim Abziehen der Schutzschicht 61 von der Werkzeugkomponente sich ablösen, vorzugsweise rückstandsfrei ablösen.
In 3 ist eine schematisch vergrößerte Detailansicht der Schutzschicht 61 gemäß dem Detail X in 2 dargestellt.
Eine erste Ausführungsform der Schutzschicht 61 besteht aus einem Vliesstoff. Eine Vielzahl von Fasern 65 ist miteinander durch Vernadelung zu diesem Vliesstoff verbunden. Dabei kann der Vliesstoff durch eine Reibschlussverbindung und/oder eine Formschlussverbindung, eine chemische Verfestigung und/oder thermische Verfestigung hergestellt sein. Die Fasern 65 bestehen bevorzugt aus einem thermoplastischen Elastomer. Durch die Faserlänge und/oder den Durchmesser der Faser 65 können die Eigenschaften der Schutzschicht 61 bestimmt werden. Durch die Fasern 65 werden Poren und/oder Hohlräume 64 gebildet. Deren Größe und/oder Anzahl kann durch die vorgenannten Parameter bestimmt werden.
Bei der in 7 dargestellten Ausführungsform sind die Fasern 65 längs zur Belastungsrichtung bzw. Hubrichtungen 23, 24 ausgerichtet. Durch eine solche Ausrichtung kann eine verbesserte Aufnahme von Partikeln 63, die bei einem Bearbeitungsprozess entstehen, erfolgen. Bei diesen Partikeln 63 kann es sich um metallische Partikel, wie beispielsweise Schneidabfälle, insbesondere Späne, Grate oder dergleichen handeln, als auch um Schmutzpartikel. Durch die aus Fasern 65 gebildeten Hohlräume 64 und/oder Poren können sich die Partikel 63 in die Schutzschicht 61 einlagern. Diese vorzugsweise vollständige Einlagerung weist den Vorteil auf, dass ein weiteres Verdrängen des Materials, aus dem die Schutzschicht 61 besteht, nicht erfolgt. Dies würde sich nachteilig auf die Oberfläche des plattenförmigen Materials bei der weiteren Bearbeitung auswirken.
Alternativ zu der in 3 dargestellten Ausrichtung der Fasern 65 der Vliesschicht für die Schutzschicht 61 kann die Ausrichtung der Fasern auch quer zur Belastungsrichtung bzw. Hubrichtung erfolgen. Eine solche Anordnung erhöht die Drucksteifigkeit der Schutzschicht 61, wobei die Härte der Schutzschicht 61 abnimmt. Auch wird durch die Ausrichtung der Fasern 65 quer zur Belastungsrichtung die Aufnahme von Partikel 63 weiter begünstigt.
Alternativ können die Fasern 65 der Vliesschicht auch eine wirre Anordnung aufweisen.
Die Schutzschicht 61 kann für eine Trockenbearbeitung des plattenförmigen Materials 10 eingesetzt werden. Ebenso ist möglich, dass die Schutzschicht 61 mit einem Schmieröl oder dergleichen benetzt oder getränkt ist, um die Bearbeitung des plattenförmigen Materials 10 durchzuführen. Bei der Anordnung der Schutzschicht 61 an einer Außenfläche 67 des Abstreifers 32 und deren Tränkung mit einem Schmieröl kann eine Schmierung des Bearbeitungswerkzeuges 39 ermöglicht sein.
Bei dem Werkzeug 7 gemäß 1 kann ergänzend auf einer Innenfläche 66 des Abstreifers 32 eine weitere Schicht, beispielsweise aus Vliesstoff, vorgesehen sein, welche als Schmierfilmreservoir dient. Auch dadurch kann eine Schmierung des Bearbeitungswerkzeuges 39 erfolgen.
Eine solche Schutzschicht 61 kann beispielsweise bei einer Stanzbearbeitung von plattenförmigen Materialien 10 eine Standzeit von bis zu 500.000 Hüben umfassen. Alternativ zum Austausch der Schutzschicht 61 kann auch vorgesehen sein, dass die jeweilige Schutzschicht 61 gereinigt wird. Dies kann durch Ausbürsten, Ausreiben, Auskratzen, Ausspülen, Ausblasen, Ausdrücken und/oder Ausstreichen erfolgen und ist bei einer Trockenbearbeitung und/oder einer Bearbeitung mit Schmieröl möglich.
Die Schutzschicht 61 kann alternativ auch durch Beflockung ausgebildet sein. Eine solche Beflockung kann auf der Auflagefläche 47 des Unterwerkzeuges 9, der Außenfläche 67 des Abstreifers 32 und/oder auf einer zum Unterwerkzeug 9 weisenden Außenfläche 67 am Grundkörper 33 des Oberwerkzeuges 11 vorgesehen sein. Eine solche Beflockung weist ebenfalls den Vorteil auf, dass Hohlräume 64 und/oder Poren vorgesehen sind. Diese dienen zur Einlagerung von Partikeln 63, wie beispielsweise metallische Partikel oder Schmutzpartikel oder dergleichen.
In 4 ist eine perspektivische Ansicht eines alternativen Oberwerkzeuges 11 zu 1 dargestellt. Die 5 zeigt eine schematische Schnittansicht des Oberwerkzeuges 11 gemäß 4. Bei diesem Oberwerkzeug 11 ist das Bearbeitungswerkzeug 39 innerhalb des Einspannschaftes 34 und des Grundkörpers 33 entlang der Positionsachse 35 längs verschiebbar geführt. Es handelt sich um ein geführtes Schneidwerkzeug. An der Außenfläche 67 des Grundkörpers 33 des Oberwerkzeuges 11 ist die Schutzschicht 61 vorgesehen. Diese weist eine Aussparung 68 auf. Diese Aussparung 68 entspricht bevorzugt dem Querschnitt des Bearbeitungswerkzeuges 39. Sofern die Schutzschicht 61 mit Schmieröl getränkt ist, kann das Bearbeitungswerkzeug 39 bei jedem Schneid- oder Stanzprozess geschmiert werden. Insbesondere die Schneidkante 38 des Bearbeitungswerkzeugs 39 sowie die Flanken des Bearbeitungswerkzeuges 39 können gezielt geschmiert werden.
In 6 ist eine schematische Seitenansicht einer alternativen Ausführungsform des Werkzeuges 7 zu 1 dargestellt. Dieses Werkzeug 7 ist als ein Dreh-/Biegewerkzeug ausgebildet.
Dieses Werkzeug 7 umfasst ein Oberwerkzeug 11 und ein Unterwerkzeug 9. Das Oberwerkzeug 11 umfasst einen Grundkörper 33, an welchem ein Einspannschaft 34 angeordnet ist. Dieser kann um eine Positionsachse 35 drehbar in einer Werkzeugaufnahme der Werkzeugmaschine 1 angeordnet sein. An dem Grundkörper 33 kann des Weiteren ein Indexierkeil 36 vorgesehen sein, um einen an dem Grundkörper 33 vorgesehenes Bearbeitungswerkzeug 39 auszurichten. Das Bearbeitungswerkzeug 39 ist dem Einspannschaft 34 gegenüberliegend am Grundkörper 33 vorgesehen. Dieses umfasst am freien äußeren Ende eine Bearbeitungskante 38, die als eine Biegekante ausgebildet ist. Von dieser Bearbeitungskante 38 aus erstreckt sich eine Basisfläche 143 und eine geneigte Fläche 144 in Richtung zum Grundkörper 33 erstrecken kann. Das Bearbeitungswerkzeug 39 umfasst eine Längsachse 140. Diese Längsachse 140 kann gegenüber der Positionsachse 35 geneigt sein.
Das Unterwerkzeug 9, welches in 7 in einer Draufsicht dargestellt ist, umfasst einen Grundkörper 41, an dem ein nicht näher dargestelltes Indexierelement zur Ausrichtung des Oberwerkzeugs 11 in einer Werkzeugaufnahme der Werkzeugmaschine 1 vorgesehen sein kann. Der Grundkörper 41 nimmt einen Lagerbock 151 auf, an welchem ein teilzylindrischer Kantbolzen 152 in einer entsprechenden Ausnehmung 153 um eine Drehachse 154 drehbar gelagert ist. Die Drehachse 154 des Kantbolzens 152 erstreckt sich dabei parallel zur Bearbeitungskante 38. Der Rand der Ausnehmung 153 ist zur wirksamen Drehführung des Kantbolzens 152 in 6 an ihrer rechten Seite mit einem überhöhten Teil 155 versehen. Der Lagerbock 151 ruht auf der Basis des topfartig ausgebildeten Grundkörpers 41 des Unterwerkzeugs 9. Zu seiner Positionierung gegenüber dem Grundkörper 41 dienen Stifte 156, zu seiner Befestigung an dem Grundkörper 41 Befestigungsschrauben 157. An dem Lagerbock 151 einseitig abgestützt ist eine Rückstellfeder 158, die an ihrem freien Ende den Kantbolzen 152 mit radialem Abstand von dessen Drehachse 154 beaufschlagt.
Am Grundkörper 41 des Unterwerkzeugs 9 ist eine Auflagefläche 147 vorgesehen, welche entlang einer Positionsachse 48 des Grundkörpers 141, welcher auch eine Längsachse bildet, beweglich sich am Grundkörper 141 abstützt. Zur Abstützung der Werkstückauflage 47 dient dabei ein Federelement 159, beispielsweise in Form eines ringförmigen Gummipuffers oder von Spiralfedern oder dergleichen. Dadurch ist ein Deckelteil 161, welches die Werkstückauflage 47 umfasst, mit einem an dem Deckelteil 161 nach unten weisenden Rand gegenüber einem nach oben weisenden Rand des Grundkörpers 41 zum Grundkörper 41 aufwärts und abwärts bewegbar geführt. An der Auflagefläche 47 ist eine Öffnung beziehungsweise Aussparung 46 vorgesehen, innerhalb derer der Kantbolzen 152 angeordnet ist. Der Kantbolzen 152 weist eine in Richtung auf seine Drehachse 154 verlaufende Nut auf, deren Längswandungen von einem Betätigungsschenkel 165 und einem den Betätigungsschenkel 165 an der Drehachse 153 gegenüberliegenden Druckschenkel 166 ausgebildet werden. Der Öffnungswinkel der Nut 163 beträgt beispielsweise 84,5 ° bei einer Dicke des Werkstücks von 1mm und 1,5mm und 80 ° bei einer Dicke des Werkstücks von 2mm. Eine Auflaufschräge 167 kann den Übergang zwischen der Auflagefläche 147 und dem Rand des Deckelteils 161 bilden. In dem Deckelteil 161 sind Öffnungslängsränder 168 abgerundet und vorzugsweise poliert.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass diese Bearbeitungskante 38 außerhalb einer Umfangsfläche 171 des Grundkörpers 33 angeordnet ist. Diese Bearbeitungskante 38 kann auch innerhalb der Umfangsfläche 171 liegen. Diese Umfangsfläche 171 bildet eine äußere umlaufende Mantelfläche der zylindrisch ausgebildeten Grundkörper 33. Die Bearbeitungskante 38 ist bevorzugt außerhalb einer Projektionsfläche P des Grundkörpers 33 angeordnet. Diese Projektionsfläche P des Grundkörpers 33 ergibt sich bei einer Ansicht entlang der Positionsachse 35 auf den Grundkörper 33. Die Projektionsfläche P kann abweichend von der Umfangsfläche 171 beispielsweise als eine Kreisfläche angesehen werden, welche dem maximalen Außenumfang des Grundkörpers 33 entspricht.
In 7 ist perspektivisch der Kantbolzen 152 dargestellt. Auf einer Nut 63 kann die Schutzschicht 61 vorgesehen sein. Diese Schutzschicht 61 kann auch nur an einem zum plattenförmigen Werkstück 10 weisenden Bereich der Nut 163 des Kantbolzens 152 vorgesehen sein oder sich vollflächig in dem Bereich erstrecken, in welchem während dem Biegeprozess das plattenförmige Material 10 mit dem Kantbolzen 152 in Berührung kommt.
In 8 ist eine Detailansicht der Bearbeitungskante 38, insbesondere Biegekante dargestellt. Die Schutzschicht 61 kann sich im Bereich der Biegekante erstrecken. Beispielsweise kann die Schutzschicht 61 ausgehend von der geneigten Fläche 144 sich über die Biegekante 138 bis zur Basisfläche 134 des Bearbeitungswerkzeuges 39 erstrecken.
Ergänzend kann vorgesehen sein, dass auf der Auflagefläche 47 des Unterwerkzeugs 9 die Schutzschicht 61 vorgesehen ist.
Somit kann das plattenförmige Werkstück 10 sowohl während einer relativen Bewegung zum Unterwerkzeug 9 geschützt sein als auch während des Biegeprozesses.
In 9 ist eine perspektivische Ansicht eines alternativen Werkzeuges 7 zu 1 dargestellt. Die 10 zeigt eine schematische Schnittansicht des Werkzeuges 7 gemäß 9. Dieses Werkzeug 7 ist ein sogenanntes Pendel-Hubwerkzeug. Dabei kann das Oberwerkzeug 11 entlang einer horizontalen Bearbeitungsebene relativ zum Unterwerkzeug 9 verfahren werden. Ein solches Pendel-Hubwerkzeug kann für eine Stanz-, Schneid-, Präge- und/oder Umformbearbeitung des plattenförmigen Werkstücks vorgesehen sein.
Das Oberwerkzeug 11 umfasst einen Grundkörper 33 sowie einen daran angeordneten Einspannzapfen 34. Diese weisen eine gemeinsame Positionsachse 35 auf. Der Grundkörper 33 und der Einspannzapfen 34 können einteilig ausgebildet sein. Ebenso kann der Grundkörper 33 an dem Einspannzapfen 34 geklemmt gehalten werden. An dem Grundkörper 33 ist ein Indexierkeil 36 vorgesehen, durch welchen das Oberwerkzeug 11 in einer oberen Werkzeugaufnahme der Werkzeugmaschine 1 ausgerichtet wird. Der Grundkörper 33 weist dem Einspannzapfen 34 gegenüberliegend ein Bearbeitungswerkzeug 39 auf, welches an dem Grundkörper 33 vorgesehen ist. Bei dieser Ausführungsform des Oberwerkzeugs 11 ist vorgesehen, dass an einer Unterseite des Grundkörpers 33 eine Niederhaltefläche 501 vorgesehen ist. Diese Niederhaltefläche 501 ist vorzugsweise rechtwinklig zur Positionsachse 35 ausgerichtet. An die Niederhaltefläche 501 angrenzend ist eine Bearbeitungskante 38 des Bearbeitungswerkzeuges 37 vorgesehen. Bevorzugt sind zwei im Abstand zueinander angeordnete Bearbeitungskanten 38 vorgesehen. Zwischen den Bearbeitungskanten 38 ist im Grundkörper 33 eine Bearbeitungsfläche 502 vorgesehen, welche gegenüber den Bearbeitungskanten 38 vertieft angeordnet ist. Dadurch ist eine Vertiefung 503 ausgehend von der Niederhaltefläche 501 in dem Grundkörper 33 vorgesehen. Die zumindest eine Bearbeitungskante 38 erstreckt sich vorteilhafterweise senkrecht zur Positionsachse 35 und vorzugsweise entlang des gesamten Grundkörpers 33. Dadurch ist eine beispielsweise nutenförmige Vertiefung gegeben, die sich entlang der gesamten Niederhaltefläche 501 erstreckt.
Das Unterwerkzeug 9 umfasst einen Grundkörper 41, in dem ein nicht näher dargestelltes Indexierelement vorgesehen ist, welches zur Ausrichtung des Unterwerkzeuges 9 in einer unteren Werkzeugaufnahme der Werkzeugmaschine 1 dient. Das Unterwerkzeug 9 umfasst eine Positionierachse 48. Diese Positionierachse 48 kann in der Hubachse 24 liegen, um welche das Unterwerkzeug 9 drehbar ansteuerbar ist.
An dem Grundkörper 41 des Unterwerkzeugs 9 ist eine Auflagefläche 47 vorgesehen, welche senkrecht zur Positionsachse 48 ausgerichtet ist. Bevorzugt ist die Auflagefläche 47 parallel zur Niederhaltefläche 501 ausgerichtet. In der Auflagefläche 47 ist ein Gegenwerkzeugkörper 93 vorgesehen. Im Ausführungsbeispiel ist in der Auflagefläche 47 eine Öffnung 46 vorgesehen, in der das Gegenwerkzeug 49 positioniert ist. Vorzugsweise ist das Gegenwerkzeug 49 derart in der Auflagefläche 47 positioniert, dass die Positionsachse 48 das Gegenwerkzeug 49 kreuzt. Diese Auflagefläche 47 kann des Weiteren Gleitelemente 513 aufweisen, die in der Ebene der Auflagefläche 47 liegen und eine Reibung zwischen den Werkstücken 10 und der Auflagefläche 47 des Unterwerkzeugs 9 bei einer Relativbewegung minimieren.
Das Gegenwerkzeug 49 ist als eine Gegenrolle 505 ausgebildet, welche zumindest eine Gegenkante 506 aufweist. Bevorzugt sind zwei im Abstand zueinander angeordnete Gegenkanten 506 und 507 vorgesehen. Der Abstand der Bearbeitungskanten 38, 39 entspricht vorteilhafterweise dem Abstand der Gegenkanten 506, 507 und der doppelten Materialdicke des zu bearbeitenden Werkstücks 10 bei einer Umformung. Beim Trennen des Werkstückteils aus dem Werkstück 10 entspricht der Abstand der Bearbeitungskanten 38, 39 dem Abstand der Gegenkanten 506, 507 und dem Schnittspiel. An die zumindest eine Gegenkante 506 angrenzend oder zwischen den beiden Gegenkanten 506 und 507 ist eine Bearbeitungseinrichtung 508 vorgesehen, welche gegenüber der Auflagefläche 47 erhaben ist und in Richtung auf das Oberwerkzeug 11 hervorsteht. Die zumindest eine Gegenkante 506, 507 liegt bevorzugt in der Ebene der Auflagefläche 47. An die Gegenkante 506, 507 schließt sich jeweils gegenüberliegend zur Bearbeitungseinrichtung 508 eine Stützfläche 509, 510 an, welche vorzugsweise zur Niederhaltefläche 501 ausgerichtet ist. Die Oberseite oder Oberkante der Gleitelemente 513 liegt in der Ebene der Stützfläche 509, 510. Die Gegenrolle 505 ist durch eine Drehachse 511 rotierend in dem Grundkörper 41 des Unterwerkzeugs 9 gelagert. Die Drehachse 511 ist vorteilhafterweise senkrecht zur Positionsachse 48 oder parallel zur Auflagefläche 47 ausgerichtet.
Die Bearbeitungseinrichtung 508 weist eine im Querschnitt gesehen bogensegmentförmige Gegenfläche 521 auf. Durch eine solche Bearbeitungseinrichtung 508 im Zusammenwirken mit dem Bearbeitungswerkzeug 39 kann eine Sicke in das Werkstück 10 eingebracht werden, welche einen der Gegenfläche 521 entsprechenden Verlauf aufweist. Aufgrund der Ausgestaltung des Werkzeugs 31 mit einer Gegenrolle 505, welche zum Umformen des Werkstückes 10 dient, wird dieses Werkzeug 31 auch als Rollwerkzeug, insbesondere als Rollsickenwerkzeug oder Rollumformwerkzeug, bezeichnet.
Bei einem solchen Werkzeug 7 kann ebenfalls an der Auflagefläche 47 des Unterwerkzeugs 9 und/oder an der Niederhalterfläche 501 des Oberwerkzeuges 11 die zumindest eine Schutzschicht 61 vorgesehen sein. Auch kann das Gegenwerkzeug 49 teilweise oder vollständig mit einer Schutzschicht 61 versehen sein. Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass Bearbeitungsflächen der Gegenrolle 505 teilweise oder vollständig mit der Schutzschicht 61 versehen sind. Beispielsweise können die Stützflächen 509, 510 und/oder die Gegenfläche 521 mit zumindest einer Schutzschicht 61 versehen sein.
Bei der vorbeschriebenen Ausführungsform des Werkzeugs 7 kann alternativ vorgesehen sein, dass das Oberwerkzeug 11 ein Bearbeitungswerkzeug 37 aufweist, welches als ein Rollenpaar und/oder eine Rolleneinheit ausgebildet ist. Die Bearbeitung kann analog zu dem in 9 und 10 beschriebenen Werkzeug 7 erfolgen.
In 11 ist eine schematische Seitenansicht einer alternativen Ausführungsform des Werkzeuges 7 zu 1 dargestellt. Dieses Werkzeug 7 dient zum Biegen, Abkanten und/oder Umkanten von plattenförmigen Werkstücken 10. Das Werkzeug 7 umfasst ein Oberwerkzeug 11 mit einem Einspannschaft 34 und einem Grundkörper 33, an welchen sich bevorzugt einteilig das Bearbeitungswerkzeug 39 mit einer Bearbeitungskante 38, insbesondere Biegekante, anschließt. Das Unterwerkzeug 9 umfasst einen Grundkörper 41 mit einer Auflagefläche 47, die an eine V-förmige Vertiefung oder Nut 163 sich anschließt.
Bei diesem Werkzeug 7 ist sowohl die Biegekante 38 des Oberwerkzeuges 11 als auch die komplementär ausgebildete Nut 163 am Unterwerkzeug 9 feststehend ausgebildet. Durch eine ausschließliche Verfahrbewegung entlang der Positionsachse 35, 48 des Oberwerkzeuges 11 zum Unterwerkzeug 9 und/oder eine Relativbewegung des Oberwerkzeuges 11 und des Unterwerkzeuges 9 entlang der gemeinsamen Positionsachse 35, 48 aufeinander zu, wird ein Biegeprozess durchgeführt.
Die Schutzschicht 61 kann an der Biegekante 38 vorgesehen sein. Bevorzugt erstreckt sich diese seitlich entlang der Biegekante 38 und geht in eine geneigte Fläche 144 und eine Basisfläche 143 über. Am Unterwerkzeug 9 kann die Schutzschicht 61 auf der Auflagefläche 47 und/oder in der Nut 163 vorgesehen sein.
Bevorzugt ist die Schutzschicht 61 zumindest im Übergangsbereich zwischen der Auflagefläche 47 und der Nut 163 vorgesehen. Die Schutzschicht 61 kann am Oberwerkzeug 11 und/oder Unterwerkzeug 9 vorgesehen sein.
Gemäß einer weiteren alternativen Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass beispielsweise die Schutzschicht 61 vor der Positionierung des plattenförmigen Materials zwischen dem Oberwerkzeug 11 und dem Unterwerkzeug 9 auf eine Auflagefläche 47 des Unterwerkzeugs 9 aufgelegt wird. Dabei kann die Schutzschicht 61 vollflächig ausgestaltet sein. Ebenso kann die Schutzschicht 61 an die Kontur des Gegenwerkzeugs 49 angepasst sein, sodass bei einem Bearbeitungsprozess die belasteten Bearbeitungspunkte oder Bearbeitungsflächen durch die Schutzschicht 61 geschützt sind. Des Weiteren kann alternativ vorgesehen sein, dass vor dem Bearbeiten des plattenförmigen Materials durch das Oberwerkzeug 11 und/oder Unterwerkzeug 9 die Schutzschicht 61 auf dem plattenförmige Material 10 aufgelegt wird. Die Schutzschicht 61 kann auch gemeinsam mit dem plattenförmigen Material 10 in eine Bearbeitungsposition zwischen dem Oberwerkzeug 11 und dem Unterwerkzeug 9 verfahren werden. Auch ist möglich, dass bei einem mehrstufigen Bearbeitungsschritt des plattenförmigen Materials durch das Oberwerkzeug 11 und/oder Unterwerkzeug 9 die Schutzschicht 61 zwischen den einzelnen Bearbeitungsschritten verfahren wird, um einen neuen Abschnitt der Schutzschicht 61, der durch die Bearbeitung des Werkzeugs 7 noch nicht belastet wurde, für den nächsten Bearbeitungsschritt zu positionieren.
In 13 ist eine alternative Ausführungsform des Werkzeugs 7 zu den vorstehenden Figuren dargestellt. Dieses Werkzeug 7 dient dem Biegen, Abkanten und/oder Umkanten von plattenförmigen Werkstücken 10. Das Werkzeug 7 umfasst ein Oberwerkzeug 11 mit einem Einspannschaft 34 und einem nicht näher dargestellten Grundkörper, an welchem sich bevorzugt einteilig das Bearbeitungswerkzeug 39 mit einer Bearbeitungskante 38, insbesondere Biegekante, anschließt. Das Unterwerkzeug 9 umfasst einen Grundkörper 41. Dieser Grundkörper 41 nimmt zwei zueinander ausgerichtete Rollbacken 601 auf, die schwenkbar zueinander gelagert sind. An einer zum plattenförmigen Werkstück 10 weisenden Auflagefläche 602 ist bevorzugt jeweils zumindest eine Schutzschicht 61 vorgesehen. Auf dieser Schutzschicht 61 liegt das plattenförmige Werkstück 10 auf.
Das Bearbeitungswerkzeug 39 des Oberwerkzeugs 11 kann analog zur Ausführungsform in 11 ebenfalls eine Schutzschicht 61 umfassen.
Zur Umformung des plattenförmigen Werkstücks 10 werden das Oberwerkzeug 11 und/oder das Unterwerkzeug 9 aufeinander zubewegt. Dabei führen die Rollbacken 601 eine Schwenkbewegung aus, welche eine Zustellbewegung des plattenförmigen Werkstücks 10 auf die Fläche 143, 144 des Bearbeitungswerkzeugs 39 bewirkt. Während dieses Umformprozesses findet zumindest eine geringfügige Relativbewegung einer Auflagefläche des plattenförmigen Werkstücks 10 an den Rollbacken 601 statt. Die Auflageflächen 602 der Rollbacken 601 bilden eine Gegenbiegefläche des Gegenwerkzeuges 49. Durch die Anordnung der zumindest einen Schutzschicht 61 auf den Rollbacken 601 kann die darauf aufliegende Oberfläche des plattenförmigen Werkstücks 10 geschützt sein.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102006049044 A1 [0002]
EP 2527058 B1 [0002]

Claims

Werkzeug zum Bearbeiten von plattenförmigen Werkstücken (10), insbesondere von Blechen, in einer Bearbeitungsmaschine, - mit einem Oberwerkzeug (11), welches einen Einspannschaft (34) und einen Grundkörper (33) aufweist, die in einer gemeinsamen Positionsachse (35) liegen und einem dem Einspannschaft (34) gegenüberliegend am Grundkörper (33) angeordneten Bearbeitungswerkzeug (39), - mit einem Unterwerkzeug (9), welches einen Grundkörper (41) mit einer Auflagefläche (47) für das plattenförmige Werkstück (10) aufweist und mit einem am Grundkörper (11) vorgesehenen Gegenwerkzeug (49), das während der Bearbeitung mit dem Bearbeitungswerkzeug (39) des Oberwerkzeugs (41) zusammenwirkt, - wobei das Oberwerkzeug (11) und/oder das Unterwerkzeug (9) zur Bearbeitung eines dazwischen angeordneten Werkstücks (10) in einer Hubrichtung (23, 24) aufeinander zubewegbar sind und zwischen dem Oberwerkzeug (11) und dem Unterwerkzeug (9) eine Bearbeitungsebene gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, - dass zumindest an einer Auflagefläche (37) des Grundkörpers (23) des Oberwerkzeugs (11), an einer Auflagefläche (47) des Grundkörpers (41) des Unterwerkzeugs (9), an einem Bearbeitungswerkzeug (39) und/oder an einem Gegenwerkzeug (49) zumindest abschnittsweise eine Poren und/oder Hohlräume (64) aufweisende Schutzschicht (61) angeordnet ist.
Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzschicht (61) aus zumindest einem Vliesstoff besteht oder durch eine Beflockung gebildet ist.
Werkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass dem Oberwerkzeug (11) ein Abstreifer (32) zugeordnet ist und an einer zum Unterwerkzeug (9) weisenden Außenfläche (67) des Abstreifers (32) die zumindest eine Schutzschicht (61) angeordnet ist.
Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzschicht (61) an dem Oberwerkzeug (11), dem Unterwerkzeug (9),dem Abstreifer (32), dem Bearbeitungswerkzeug (39) und/oder Gegenwerkzeug (49) aufgelegt, aufgeklebt, geklemmt gehalten oder daran mit weiteren Hilfsmitteln lösbar befestigt ist oder nicht lösbar daran befestigt ist.
Werkzeug nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass Fasern (65) der Schutzschicht (61) aus Vliesstoff quer zu einer Hubrichtung (23, 24) des Ober-und/oder Unterwerkzeugs (11, 9) während eines Arbeitsprozesses ausgerichtet sind.
Werkzeug nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass Fasern (65) der Schutzschicht (61) aus Vliesstoff wirr zu einer Hubrichtung (23, 24) des Ober-und/oder Unterwerkzeugs (11, 9) während eines Arbeitsprozesses ausgerichtet sind.
Werkzeug nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern (65) der Schutzschicht (61)aus Vliesstoff längs zur Hubrichtung (23, 24) des Ober- und/oder Unterwerkzeugs (11, 9) während eines Arbeitsprozesses ausgerichtet sind.
Werkzeug nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern (65) des Vliesstoffs für die Schutzschicht (61) aus Kunststoff, bevorzugt aus einem thermoplastischen Kunststoff oder aus organischen Materialien hergestellt sind.
Werkzeug nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern (65) des Vliesstoffes eine Faserlänge von zumindest 0,1 mm und/oder einen Faserdurchmesser von 1 µm bis 1 mm aufweisen.
Werkzeug nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzschicht (61) aus Vliesstoff eine Dicke von 0,1 mm bis 1 mm aufweist.
Werkzeug nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Vliesstoff durch eine Reibschlussbindung und/oder Formschlussverbindung, chemische Verfestigung und/oder thermische Verfestigung hergestellt ist.
Werkzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass an einer zum Grundkörper (33) des Oberwerkzeugs (11) weisende Außenfläche (67) des Abstreifers (32) eine Vliesstoffschicht vorgesehen ist, welche als Schmierstoffreservoir ausgebildet ist.
Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzschicht (61) sich zumindest entlang einer Biegekante (31) des Bearbeitungswerkzeuges (39) und/oder eine Gegenbiegefläche des Gegenwerkzeugs (49) vorgesehen ist.
Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Reinigen der Schutzschicht (61) durch ein Ausbürsten, Ausdrücken, Ausreiben, Ausstreichen, Ausblasen, Aussprühen und/oder Auskratzen vorgesehen ist.
Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Poren und/oder Hohlräume der Schutzschicht (61) mit einem leicht verdrängbaren Material zumindest teilweise gefüllt sind.
Verfahren zum Bearbeiten von plattenförmigen Werkstücken (10), insbesondere von Blechen, in einer Bearbeitungsmaschine, mit einem Werkzeug (7), insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 15, bestehend aus einem Oberwerkzeug (11) und einem Unterwerkzeug (9), wobei - das Oberwerkzeug einen Einspannschaft (34) und einen Grundkörper (33) aufweist, die in einer gemeinsamen Positionsachse (35) liegen und einen dem Einspannschaft (34) gegenüberliegend am Grundkörper (33) angeordneten Bearbeitungswerkzeug (39), und - das Unterwerkzeug (9) einen Grundkörper (41) mit einer Auflagefläche (47) für das plattenförmige Werkstück aufweist und mit einem am Grundkörper (11) vorgesehenen Gegenwerkzeug (49), das während der Bearbeitung mit dem Bearbeitungswerkzeug (39) des Oberwerkzeugs (41) zusammenwirkt, - bei welchem das Oberwerkzeug (11) und/oder das Unterwerkzeug (9) zur Bearbeitung eines dazwischen angeordneten plattrenförmigen Werkstücks (10) in einer Hubrichtung (23, 24) aufeinander zubewegt werden und zwischen dem Oberwerkzeug (11) und dem Unterwerkzeug (9) eine Bearbeitungsebene gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, - dass zwischen dem Oberwerkzeug (11) und der dem Oberwerkzeug (11) zuweisenden Seite des plattenförmigen Werkstücks (10) und/oder zwischen dem Unterwerkzeug (9) und der dem Unterwerkzeug (9) zuweisenden Seite des plattenförmigen Werkstücks (10) zumindest abschnittsweise einen Poren und/oder Hohlräume aufweisende Schutzschicht (61) angeordnet wird.
Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzschicht (61) auf das Oberwerkzeug (11) und/oder Unterwerkzeug (9) und/oder das plattenförmige Werkstück (10) aufgelegt wird und vorzugsweise durch eine Greifeinrichtung gehalten wird.
Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzschicht (61) auf dem Oberwerkzeug (11), dem Unterwerkzeug (9), einem dem Oberwerkzeug (11) zugeordneten Abstreifer (32), dem Bearbeitungswerkzeug (39) und/oder Gegenwerkzeug (49) aufgeklebt, geklemmt gehalten oder daran mit weiteren Hilfsmitteln lösbar befestigt oder nicht lösbar daran befestigt wird.