DE102018124500A1 - Method and device for machining a workpiece - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bearbeiten eines Werkstücks, insbesondere zum Prägen oder Verformen zumindest eines Teils des Werkstücks, mittels einem Schlagkolben (4), der lösbar mit einem Magnet (5) verbunden wird, wobei dem Schlagkolben (4) ein Stössel (14) vorgesetzt wird, dessen Arbeitsfläche (19) auf das Werkstück abgesenkt und danach die Verbindung zwischen Schlagkolben (4) und Magnet (5) aufgehoben wird.The invention relates to a method for machining a workpiece, in particular for stamping or deforming at least a part of the workpiece, by means of a percussion piston (4) which is detachably connected to a magnet (5), the ram (4) being provided with a plunger (14). is set, the working surface (19) is lowered onto the workpiece and then the connection between the percussion piston (4) and the magnet (5) is broken.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bearbeiten eines Werkstücks, insbesondere zum Prägen oder Verformen zumindest eines Teils des Werkstücks, mittels einem Schlagkolben, der lösbar mit einem Magnet verbunden wird, sowie eine Vorrichtung hierfür.The invention relates to a method for machining a workpiece, in particular for stamping or deforming at least a part of the workpiece, by means of a percussion piston, which is releasably connected to a magnet, and a device therefor.
Stand der TechnikState of the art
Derartige Verfahren und Vorrichtungen sind in einer Vielzahl von Ausführungsformen bekannt und auf dem Markt. Durch die Schläge, die der Schlagkolben ausführt, erfolgt ein Bearbeiten des Werkstückes, beispielsweise ein Prägen oder beliebiges Verformen, insbesondere ein Bördeln oder ein Vernieten.Such methods and devices are known in a large number of embodiments and are on the market. The work performed by the impact piston causes the workpiece to be processed, for example embossing or any shaping, in particular flanging or riveting.
Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise aus der
Aufgabetask
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einem Verschleiss des Schlagkolbens vorzubeugen sowie eine einstellbare und genau definierte Kraft zu erzeugen, bei minimaler Energiezufuhr bzw. Energieverbrauch.The object of the present invention is to prevent wear of the percussion piston and to generate an adjustable and precisely defined force, with minimal energy supply or energy consumption.
Lösung der AufgabeSolution to the task
Zur Lösung der Aufgabe führt, dass dem Schlagkolben ein Stössel vorgesetzt wird, dessen Arbeitsfläche auf das Werkstück abgesenkt und danach die Verbindung zwischen Schlagkolben und Magnet aufgehoben wird.To achieve the object, a ram is placed in front of the percussion piston, the working surface of which is lowered onto the workpiece and the connection between the percussion piston and the magnet is then broken.
Durch diesen zusätzlichen Stössel wird ein Verschleiss nicht nur einer Fläche des Schlagkolbens, sondern vor allem auch einer Arbeitsfläche des Stössels vermieden. Der Stössel trifft nicht mehr mit voller Wucht auf das Werkstück auf, sondern er sitzt dem Werkstück bereits auf, der Schlag des Schlagkolbens wird über das Material des Stössels auf die Arbeitsfläche und von dort auf das zu bearbeitende Werkstück übertragen. Dies ist ein erheblicher Vorteil der vorliegenden Erfindung. Dabei ist der zusätzliche Aufwand minimal.This additional plunger prevents wear not only on a surface of the percussion piston, but above all also on a working surface of the plunger. The plunger no longer hits the workpiece with full force, but sits on the workpiece, the impact of the percussion piston is transmitted to the work surface and from there to the workpiece to be machined. This is a significant advantage of the present invention. The additional effort is minimal.
Bevorzugt wird der Schlagkolben unter den Druck eines Druckmediums gesetzt. Das bedeutet, dass in einem Druckraum vor dem Schlagkolben ein Druck aufgebaut wird. Bei Erreichen einer bestimmten Grenze des Druckes wird dann die magnetische Kraft abgeschaltet, so dass der Schlagkolben sich schlagartig von dem Magnet löst und auf den Stössel auftrifft.The percussion piston is preferably placed under the pressure of a pressure medium. This means that pressure is built up in a pressure chamber in front of the percussion piston. When a certain limit of the pressure is reached, the magnetic force is then switched off, so that the percussion piston suddenly detaches itself from the magnet and strikes the plunger.
Von der vorliegenden Erfindung wird sowohl eine Automatik dieses Vorganges als auch eine manuelle Betätigung umfasst. Bei der manuellen Betätigung wird die Haltekraft des Magnetes zum Beispiel nach einer bestimmten Zeit oder nach Erreichen eines bestimmten Druckes abgeschaltet. Bei der automatischen Bestätigung ist auch denkbar, dass über entsprechende Sensoren der Druck ermittelt und bei Überschreiten eines bestimmten Druckes die magnetische Kraft abgeschaltet wird. Meist geschieht dies durch Abschalten der Stromzufuhr.The present invention encompasses both an automatic of this process and a manual operation. With manual actuation, the holding force of the magnet is switched off, for example after a certain time or after reaching a certain pressure. With the automatic confirmation, it is also conceivable that the pressure is determined via appropriate sensors and the magnetic force is switched off when a certain pressure is exceeded. This is usually done by switching off the power supply.
In beiden Fällen soll bevorzugt die Zufuhr eines Druckmediums zu dem Druckraum vor dem Schlagkolben bei Aufhebung der Magnetverbindung unterbrochen werden. Dies geschieht einhergehend mit einer abfallenden Flanke am Sensor. Damit füllt sich der nach Loslösung des Schlagkolbens größer werdende Druckraum nicht weiter mit Druckmedium. Dies bedeutet eine erhebliche Energieeinsparung gegenüber vergleichbaren, bekannten Zylinderanordnungen.In both cases, the supply of a pressure medium to the pressure chamber in front of the percussion piston should preferably be interrupted when the magnetic connection is broken. This happens along with a falling edge on the sensor. As a result, the pressure chamber, which becomes larger after the percussion piston has been released, does not fill further with pressure medium. This means considerable energy savings compared to comparable, known cylinder arrangements.
Bei einer zusätzlichen Verbesserung des Verfahrens ist vorgesehen, dass vor der Aufhebung der Verbindung zwischen Schlagkolben und Magnet die Einheit aus Schlagkolben und Magnet zum Stössel hin abgesenkt wird. Damit wird der Anforderung der Sensorik Rechnung getragen.In an additional improvement of the method, it is provided that the unit consisting of the percussion piston and the magnet is lowered towards the plunger before the connection between the percussion piston and the magnet is released. This takes into account the sensor requirements.
Von der vorliegenden Erfindung wird auch eine Vorrichtung der o.g. Art umfasst, bei der dem Schlagkolben ein Stössel vorgesetzt ist. Magnet und Stössel sind in einem Zylinderrohr bewegbar angeordnet, wobei die Anordnung so ausgestaltet ist, dass sich zwischen dem Magnet und dem Schlagkolben bei Aufhebung der magnetischen Kraft ein sich erweiternder Druckraum ausbildet, der die Beschleunigung des Schlagkolbens zum Stössel hin bewirkt.The present invention also provides a device of the above. Type includes a plunger in front of the percussion piston. The magnet and plunger are movably arranged in a cylinder tube, the arrangement being designed in such a way that an expanding pressure space is formed between the magnet and the percussion piston when the magnetic force is released, which causes the percussion piston to accelerate towards the plunger.
Der Stössel selber befindet sich in einem doppelt wirkenden Druckzylindersystem. Dieses wird der Einfachheit halber aus einem Zwischendeckel und einem Zylinderkörper gebildet, die an das oben erwähnte Zylinderrohr anschliessen. Sie werden auch beide von dem Stössel durchsetzt. Dabei bilden der Zwischendeckel und der Zylinderkörper einen Zylinderraum aus, in dem ein Kolben gleitet. Dieser Kolben ist fest mit dem Stössel verbunden, so dass der Stössel sich entsprechend der Bewegung des Kolbens in dem Zylinderraum ebenfalls bewegt. Auf diese Weise kann der Stössel ein- und ausgefahren werden und beim Ausfahren auf das Werkstück aufgesetzt werden. Die Bewegung erfolgt durch die entsprechenden Zugaben eines Druckmediums zu einer Vorkammer vor dem Kolben und einer Kammer nach dem Kolben.The ram itself is located in a double-acting pressure cylinder system. For the sake of simplicity, this is formed from an intermediate cover and a cylinder body, which connect to the cylinder tube mentioned above. They are both penetrated by the pestle. The intermediate cover and the cylinder body form a cylinder space in which a piston slides. This piston is firmly connected to the plunger, so that the plunger also moves in the cylinder space in accordance with the movement of the piston. In this way, the plunger can be retracted and extended and when extending onto the workpiece be put on. The movement takes place through the corresponding additions of a pressure medium to an antechamber in front of the piston and a chamber after the piston.
Der oben erwähnte zusätzliche Gedanke der Bewegung der Einheit aus Magnet und Schlagkolben von einer Grundstellung in eine Arbeitsstellung wird dadurch bewerkstelligt, dass der Magnet über eine entsprechende Welle durch einen Deckel hindurch, der das Zylinderrohr verschliesst, mit einer Wellensicherung verbunden ist, die sich entlang einem Anschlag bewegen kann. Diese Bewegung umfasst nur ein sehr geringes Mass, da es nur darum geht, die Einheit aus Magnet und Schlagkolben gegenüber entsprechenden Sensoren zu überwachen. Ferner hat das Verschieben der Einheit aus Magnet und Schlagkolben auch eine Veränderung des Druckraums vor der Einheit zur Folge, wodurch die Schlagkraft des Schlagkolbens verändert bzw. eingestellt werden kannThe above-mentioned additional idea of the movement of the magnet and percussion piston unit from a basic position into a working position is accomplished in that the magnet is connected via a corresponding shaft through a cover, which closes the cylinder tube, to a shaft lock that runs along one Stop can move. This movement comprises only a very small amount, since it is only a question of monitoring the unit consisting of magnet and percussion piston against corresponding sensors. Furthermore, the displacement of the unit consisting of magnet and percussion piston also results in a change in the pressure space in front of the unit, as a result of which the percussion force of the percussion piston can be changed or adjusted
FigurenlisteFigure list
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in
-
1 einen Längsschnitt durch die erfindungsgemässe Vorrichtung zum Bearbeiten eines Werkstücks in Grundstellung; -
2 den Längsschnitt durch die erfindungsgemässe Vorrichtung gemäss1 in Arbeitsstellung; -
3 den Längsschnitt durch die erfindungsgemässe Vorrichtung gemäss den1 und2 nach Ausführung der Bearbeitung des Werkstücks.
-
1 a longitudinal section through the inventive device for machining a workpiece in the basic position; -
2nd the longitudinal section through the device according to theinvention 1 in working position; -
3rd the longitudinal section through the inventive device according to the1 and2nd after machining the workpiece.
Eine erfindungsgemässe Vorrichtung zum Bearbeiten eines nicht näher gezeigten Werkstücks, insbesondere durch Prägen oder Verformen, weist einen Zylinderrohr
In dem Zylinderrohr
Oberhalb des Deckels
Dem Zwischendeckel
Die Funktionsweise der vorliegenden Erfindung ist folgende:
- In der in
1 gezeigten Grundstellung ist eineVorkammer 17 desZylinderraumes 12 unter Druck gesetzt, so dass sich derStössel 14 in eingezogener Ruhestellung befindet. DieVorkammer 17 und einRaum 26 vor dem Schlagkolben4 sind über jeweils eineentsprechende Zuleitung 18 bzw.28 undRingöffnungen 27 gemeinsam mit einer nicht näher gezeigten Quelle für ein Druckmedium, insbesondere für Druckluft, verbunden. DerKolben 13 und der Schlagkolben4 befinden sich somit in ihrer jeweiligen oberen Gebrauchslage. Ebenfalls ist derRingspalt 9 ausgebildet, wobei dieWellensicherung 8 an demAnschlag 10 ansteht. Dabei hält derMagnet 5 den Schlagkolben4 in dieser Grundstellung.
- In the in
1 shown basic position is a prechamber17th of the cylinder space12th pressurized so that theplunger 14 is in the retracted rest position. The antechamber17th and aroom 26 in front of the percussion piston4th are each via a corresponding supply line18th respectively.28 andring openings 27 together with a source, not shown, for a pressure medium, in particular for compressed air. Thepiston 13 and the percussion piston4th are thus in their respective upper position of use. The annular gap is also9 trained, the shaft securing8th at the stop10th pending. The magnet holds5 the percussion piston4th in this basic position.
Nunmehr wird ein zu bearbeitendes Werkstück unter den Stössel
Vor, während oder nach dem Aufsetzen des Stössels
Sobald der Druckraum
Mit dem Abschalten der Magnetkraft schaltet auch die Luftzufuhr zu dem Zylinderraum
Der bis jetzt drucklose, entlüftete Raum
Im übrigen ist die Welle
BezugszeichenlisteReference list
- 11
- ZylinderrohrCylinder barrel
- 22nd
- Deckelcover
- 33rd
- ZwischendeckelIntermediate cover
- 44th
- SchlagkolbenPercussion piston
- 55
- Magnetmagnet
- 66
- MagnethalterMagnetic holder
- 77
- Wellewave
- 88th
- WellensicherungWave lock
- 99
- RingspaltAnnular gap
- 1010th
- Anschlagattack
- 1111
- ZylinderkörperCylinder body
- 1212th
- ZylinderraumCylinder space
- 1313
- Kolbenpiston
- 1414
- StösselPestle
- 1515
- BuchseRifle
- 1616
- BuchseRifle
- 1717th
- VorkammerAntechamber
- 1818th
- ZuleitungSupply
- 1919th
- ArbeitsflächeWork surface
- 2020th
- ZuleitungSupply
- 2121
- obere Kammerupper chamber
- 2222
- DämpfungsscheibeDamping disc
- 2323
- DruckraumPressure room
- 2424th
- ZuleitungSupply
- 2525th
- RückflächeBack surface
- 2626
- Raumroom
- 2727
- RingöffnungRing opening
- 2828
- Zuleitung Supply
- aa
- MassMeasure
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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R003 | Refusal decision now final |