DE102019101596A1 - Device for embossing and punching a plate-like workpiece - Google Patents
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Abstract
Es wird eine Vorrichtung zum Prägen einer Vertiefung (2) in ein plattenartiges Werkstück und zum Durchstanzen des Werkstücks im Bereich der geprägten Vertiefung (2) vorgeschlagen, umfassend eine Stempeleinheit und eine Matrizeneinheit, zwischen denen das Werkstück positionierbar ist, wobei die Stempeleinheit einen Stempel mit einem Formstempel (8) und mit einem Stanzstempel (9) aufweist, wobei der Formstempel (8) ausgebildet ist, beim Prägen der Vertiefung (2) an einer Werkstückseite im Bereich der Vertiefung (2) in Anlage zu kommen und wobei der Stanzstempel (9) ausgestaltet ist, das Werkstück im Bereich der Vertiefung (2) zu durchstanzen, wobei der Formstempel (8) und der Stanzstempel (9) entlang einer Fügeachse der Vorrichtung angetrieben bewegbar sind. Erfindungsgemäß sind der Formstempel (8) und der Stanzstempel (9) in einem Stempelgehäuse aufgenommen, wobei der Formstempel (8) und der Stanzstempel (9) über eine gemeinsame Hydraulikversorgung relativ zum Stempelgehäuse entlang der Fügeachse der Vorrichtung antreibbar sind. A device for embossing a depression (2) into a plate-like workpiece and for punching the workpiece in the area of the embossed depression (2) is proposed, comprising a stamp unit and a die unit, between which the workpiece can be positioned, the stamp unit having a stamp has a form stamp (8) and with a stamping stamp (9), the form stamp (8) being designed to come into contact with the recess (2) on a workpiece side in the region of the recess (2) and the stamping stamp (9 ) is designed to punch through the workpiece in the region of the depression (2), the shaping punch (8) and the punching punch (9) being able to be moved along a joining axis of the device. According to the invention, the form stamp (8) and the punch stamp (9) are accommodated in a stamp housing, wherein the form stamp (8) and the punch stamp (9) can be driven relative to the stamp housing along the joining axis of the device via a common hydraulic supply.
Description
Stand der TechnikState of the art
Werkzeuge zum Prägen einer Vertiefung in ein Plattenmaterial und zum Durchstanzen der Vertiefung in einem Arbeitsvorgang sind bekannt. Derartige Werkzeuge weisen zum Beispiel eine antreibbare Stempeleinheit und eine der Stempeleinheit gegenüberliegende Matrizeneinheit auf, zwischen denen das Werkstück zur Bearbeitung positionierbar ist.Tools for embossing a depression in a plate material and for punching the depression in one operation are known. Such tools have, for example, a drivable stamp unit and a die unit opposite the stamp unit, between which the workpiece can be positioned for processing.
Das Prägen und Stanzen erfordert einerseits eine Kontrolle des komplexen Arbeitsvorgangs und eine entsprechende Mechanik mitsamt einer kontrollierbaren passenden Antriebsanordnung.The embossing and punching requires, on the one hand, a control of the complex work process and a corresponding mechanical system including a controllable suitable drive arrangement.
Aufgabe und Vorteile der ErfindungObject and advantages of the invention
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine eingangs dargelegte Vorrichtung zum Prägen und Stanzen von Werkstücken bereitzustellen, mit welcher Arbeitsabläufe prozesssicher realisierbar sind und welche hinsichtlich der Antriebssituation vorteilhaft ausgebildet ist.It is an object of the present invention to provide a device for embossing and punching workpieces, as described in the introduction, with which work processes can be implemented reliably and which is advantageously designed with regard to the drive situation.
Diese Aufgabe wird durch die unabhängigen Ansprüche gelöst.This task is solved by the independent claims.
Die abhängigen Ansprüche thematisieren vorteilhafte und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung.The dependent claims address advantageous and expedient developments of the invention.
Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung, zum Beispiel einem Werkzeug, zum Prägen einer Vertiefung in ein plattenartiges Werkstück und zum Durchstanzen des Werkstücks im Bereich der geprägten Vertiefung, umfassend eine Stempeleinheit und eine der Stempeleinheit gegenüberliegende Matrizeneinheit, wobei zwischen der Stempeleinheit und der Matrizeneinheit das mit der Vorrichtung bearbeitbare Werkstück positionierbar ist, wobei die Stempeleinheit einen Stempel mit einem Formstempel und mit einem Stanzstempel aufweist, wobei der Formstempel ausgebildet ist, beim Prägen der Vertiefung an einer Werkstückseite im Bereich der Vertiefung in Anlage zu kommen und wobei der Stanzstempel ausgestaltet ist, das Werkstück im Bereich der Vertiefung zu durchstanzen, wobei der Formstempel und der Stanzstempel entlang einer Fügeachse der Vorrichtung angetrieben bewegbar sind. Das Werkstück ist zum Beispiel ein Blechmaterial. Das Durchstanzen erfolgt vorzugsweise in einem Materialbereich des Werkstücks, der durch einen vorzugsweise ebenen Boden der Vertiefung gebildet ist. Das Durchstanzen des Materials bzw. des Vertiefungsbodens erfolgt von der Seite der Vertiefung bzw. des Bodens, an welcher der Formstempel an der Vertiefung bzw. dem Boden in Anlage kommt.The invention is based on a device, for example a tool, for embossing a depression in a plate-like workpiece and for punching through the workpiece in the region of the embossed depression, comprising a stamp unit and a die unit opposite the die unit, the between the die unit and the die unit Workpiece that can be processed with the device can be positioned, the stamp unit having a stamp with a form stamp and with a punch stamp, the form stamp being designed to come into contact with the recess on a workpiece side in the region of the recess and the stamping stamp being configured, to punch the workpiece in the region of the depression, the shaping punch and the punching punch being able to be moved in a driven manner along a joining axis of the device. The workpiece is, for example, a sheet metal material. The punching is preferably carried out in a material area of the workpiece which is formed by a preferably flat bottom of the depression. The material or the bottom of the recess is punched through from the side of the recess or the bottom on which the die comes into contact with the recess or the bottom.
Der Kern der Erfindung liegt darin, dass der Formstempel und der Stanzstempel in einem Stempelgehäuse aufgenommen sind, wobei der Formstempel und der Stanzstempel über eine gemeinsame Hydraulikversorgung relativ zum Stempelgehäuse entlang der Fügeachse der Vorrichtung antreibbar sind. Die Hydraulikversorgung ist vorzugsweise Teil der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Die Erfindung ist im Hinblick auf eine reduzierte Komplexität der Antriebsituation vorteilhaft, insbesondere für den Teil des Stempel-Antriebs, welcher die Bewegung des Formstempels und des Stanzstempels relativ zum Stempelgehäuse betrifft.The essence of the invention lies in the fact that the form stamp and the punch stamp are accommodated in a stamp housing, the form stamp and the punch stamp being drivable relative to the stamp housing along the joining axis of the device via a common hydraulic supply. The hydraulic supply is preferably part of the device according to the invention. The invention is advantageous with regard to a reduced complexity of the drive situation, in particular for the part of the stamp drive which relates to the movement of the shaping stamp and of the stamping stamp relative to the stamp housing.
Außerdem kann vorteilhaft ein Antrieb für eine Bewegung des Stempelgehäuses, der vorzugsweise zusätzlich an der Stempeleinheit vorhanden ist und/oder unabhängig zum Antrieb mittels der Hydraulik-Versorgung arbeitet, unabhängig von dem Hydraulikantrieb des Form- und Stanzstempels realisiert sein. Die Hydraulikversorgung zum Beispiel mit einer Hydraulik-Druckerzeugung außerhalb des Stempelgehäuses, ist vorzugsweise verbunden mit einem oder bevorzugt zwei oder mehr Hydraulikräumen, die im Stempelgehäuse hydraulisch getrennt voneinander vorhanden sind.In addition, a drive for moving the stamp housing, which is preferably additionally provided on the stamp unit and / or works independently of the drive by means of the hydraulic supply, can advantageously be implemented independently of the hydraulic drive of the shaping and stamping stamp. The hydraulic supply, for example with hydraulic pressure generation outside the stamp housing, is preferably connected to one or preferably two or more hydraulic spaces which are hydraulically separate from one another in the stamp housing.
Die Hydraulikversorgung ist vorzugsweise so gestaltet, dass der Formstempel und der Stanzstempel unabhängig voneinander bzw. nur jeweils einzeln oder gemeinsam mit der Hydraulikversorgung antreibbar bzw. gleichzeitig oder zeitlich getrennt bzw. nacheinander antreibbar sind. Beispielsweise bewegen sich in einer gemeinsamen Antriebsphase der Formstempel und der Stanzstempel in die gleiche oder in die entgegengesetzte Bewegungsrichtung. Bevorzugt dient die Hydraulikversorgung zur Hinbewegung in z. B. eine Fügerichtung und zur Herbewegung entgegen der Fügerichtung des Formstempels und/oder des Stanzstempels.The hydraulic supply is preferably designed in such a way that the shaping stamp and the punching stamp can be driven independently of one another or only individually or together with the hydraulic supply, or can be driven simultaneously or at different times or in succession. For example, in a common drive phase, the form punch and the punch move in the same or in the opposite direction of movement. The hydraulic supply is preferably used for moving in z. B. a joining direction and for moving against the joining direction of the die and / or the punch.
Vorteilhafterweise wird mit der Hydraulikversorgung nicht nur ein aktives angetriebenes Bewegen des Formstempels und/oder des Stanzstempels ermöglicht, es ist vielmehr mit der Hydraulikversorgung einrichtbar, dass die Hydraulikversorgung eine vorgebbare Gegen-Kraft auf den Formstempel und/oder den Stanzstempel aufbringt, die entgegen einer Bewegungsrichtung des betreffenden Stempels wirkt, wenn die Bewegung nicht von der Hydraulikversorgung herrührt, beispielsweise die Bewegung von außen bzw. nicht hydraulikseitig aufgezwungen ist. Die Gegen-Kraft wird insbesondere durch eine in einem Hydraulikraum des Stempelgehäuses untergebrachte, an dem Formstempel und/oder dem Stanzstempel anstehende Hydraulikflüssigkeit bereitgestellt. Damit kann insgesamt eine hohe Prozess-Komplexität und/oder eine hohe Prozess-Sicherheit erreicht werden, insbesondere lassen sich auch kurzzeitige unkontrollierte Zustände während des Prozesses vermeiden.Advantageously, the hydraulic supply not only enables an actively driven movement of the die and / or the punch, it can rather be set up with the hydraulic supply that the hydraulic supply exerts a predeterminable counterforce on the die and / or the punch, which is counter to a direction of movement of the stamp in question acts if the movement does not come from the hydraulic supply, for example the movement is forced from the outside or not on the hydraulic side. The counterforce is provided in particular by a hydraulic fluid which is accommodated in a hydraulic chamber of the stamp housing and is present on the forming stamp and / or the stamping stamp. Overall, a high level of process complexity and / or high level of process reliability can be achieved, in particular short-term uncontrolled states can also be avoided during the process.
Dies ist zum Beispiel bei einem Zurückweichen des Form- und/oder Stanzstempels der Fall, wenn z. B. das Stempelgehäuse gegen die bzw. in Richtung der Matrizeneinheit bewegt wird.This is the case, for example, with a retraction of the form and / or punch, if, for. B. the stamp housing is moved against or in the direction of the die unit.
Der Stanzstempel ist relativ zum Formstempel verschieblich. Vorzugsweise ist zumindest ein vorderer bzw. matrizenseitiger Endabschnitt des Stanzstempels innerhalb eines Abschnitts des Formstempels aufgenommen bzw. außen von diesem umgeben bzw. entlang einer entsprechenden Wand einer Ausnehmung im Formstempel geführt. Die Formstempel-Ausnehmung ist zumindest matrizenseitig offen, so dass je nach Antriebs- bzw. Prozesssituation unterschiedliche Relativstellungen von Stanz- und Formstempel möglich sind, z. B. ein vorderer matrizenseitiger Endabschnitt des Stanzstempels an der matrizenseitigen Stirnseite des Formstempels vorsteht oder eine matrizenseitige Stirnseite des Stanzstempels versenkt ist zur Stirnseite des Formstempels. Im nicht stanzenden Zustand ist die matrizenseitige Stirnseite des Stanzstempels vorzugsweise bündig mit der Stirnseite des Formstempels oder dazu geringfügig versenkt.The punch is displaceable relative to the form stamp. Preferably, at least one front or die-side end section of the punch is accommodated within a section of the die or surrounded on the outside or guided along a corresponding wall of a recess in the die. The shaped punch recess is at least open on the die side, so that depending on the drive or process situation, different relative positions of the punch and shaped punch are possible, e.g. B. protrudes a front die-side end portion of the punch on the die-side end of the die or a die-side end of the punch is sunk to the face of the die. In the non-punching state, the end face of the punch on the die side is preferably flush with the end face of the forming punch or is slightly recessed.
Der Stanzstempel weist matrizenseitig z. B. an einer Grundkörper-Stirnseite eines Grundkörpers des Stanzstempels, wie z.B. eines Stanzkolbens, zum Beispiel genau einen zur Grundkörper-Stirnseite vorstehenden und sich durch das Werkstück durchstanzende länglichen Stanzabschnitt mit einer Stirnfläche auf. Der Stanzabschnitt ist vorzugsweise austauschbar am Stanzkolben aufgenommen. Der Stanzstempel weist alternativ zwei oder mehr getrennte Stanzabschnitte mit getrennten Stirnflächen auf, die zur Grundkörper-Stirnseite vorstehen. Die mehreren Stanzabschnitte können untereinander identisch oder unterschiedlich gestaltet sein. Demgemäß wird mit genau einem Stanzabschnitt genau ein Loch oder es werden bei mehreren Stanzabschnitten in einem Hub zwei bzw. mehr als zwei gleiche oder unterschiedliche Löcher in den vertieften Bereich des Werkstücks gestanzt. Die Stanzabschnitte sind zum Grundkörper vorzugsweise separate z. B. austauschbare Bauteile, die in dem Grundkörper bzw. im Stanzkolben des Stanzstempels fest aufgenommen sind. Vorzugsweise grenzt eine Grundkörper-Seite, zum Beispiel eine Vorhubseite und/oder eine Rückhubseite des Stanzstempels, an einen dazugehörigen Hydraulikraum im Stempelgehäuse an, wobei der Hydraulikraum mit einem von der Hydraulikversorgung bereitgestellten hydraulischen Druck beaufschlagt ist.The punch stamp has on the die side z. B. on a base face of a base body of the punch, such as a punching piston, for example exactly one protruding elongated punching section with an end face protruding towards the base face and punching through the workpiece. The punching section is preferably interchangeably received on the punching piston. As an alternative, the stamping punch has two or more separate stamping sections with separate end faces which protrude toward the end face of the base body. The multiple punching sections can be identical to one another or can be designed differently. Accordingly, exactly one hole is punched with exactly one hole, or two or more than two identical or different holes are punched into the recessed area of the workpiece in one stroke if there are several punching sections. The punched sections are preferably separate z. B. interchangeable components that are firmly accommodated in the base body or in the punching piston of the punch. A base body side, for example a forward stroke side and / or a return stroke side of the punch, preferably adjoins an associated hydraulic space in the stamp housing, the hydraulic space being acted upon by a hydraulic pressure provided by the hydraulic supply.
Die Hydraulikversorgung umfasst vorzugsweise zumindest ein Hydraulikflüssigkeitsraum bzw. z. B. ein Reservoir, in welchem Hydraulikflüssigkeit untergebracht ist. Der Hydraulikflüssigkeitsraum ist vorzugsweise in einer zur Stempeleinheit und Matrizeneinheit separaten bzw. gesonderten Baueinheit untergebracht, vorzugsweise mit einem Gehäuse, innerhalb dessen der Hydraulikflüssigkeitsraum bzw. das Reservoir untergebracht ist. Im Gehäuse ist z. B. ein Kolben wie zum Beispiel ein Übersetzerkolben eines hydropneumatischen Druckübersetzers verschieblich untergebracht, der auf die Hydraulikflüssigkeit wirkt.The hydraulic supply preferably comprises at least one hydraulic fluid space or z. B. a reservoir in which hydraulic fluid is housed. The hydraulic fluid chamber is preferably accommodated in a separate or separate structural unit from the stamp unit and die unit, preferably with a housing within which the hydraulic fluid chamber or the reservoir is accommodated. In the housing z. B. a piston such as a booster piston of a hydropneumatic pressure booster slidably housed, which acts on the hydraulic fluid.
Der Hydraulikflüssigkeitsraum ist hydraulisch mit genau einem Hydraulikraum der Stempeleinheit oder mit mehreren Hydraulikflüssigkeitsräumen verbunden. Die hydraulische Verbindung erfolgt vorzugsweise z. B. über eine Hydraulikverbindung bzw. Hydraulikleitung. Die hydraulische Verbindung ist vorzugsweise als flexible Schlauchverbindung oder als starre Verbindung gestaltet, mit starrer Leitung oder mit einem starren Bauteil mit Gehäuse, innerhalb dem die Leitung vorhanden ist. Das starre Bauteil ist vorzugsweise zwischen dem Stempelgehäuse und einem Gehäuse der Hydraulikversorgung vorzugsweise daran jeweils anschließend bzw. verbunden vorgesehen.The hydraulic fluid space is hydraulically connected to exactly one hydraulic space of the stamp unit or to several hydraulic fluid spaces. The hydraulic connection is preferably z. B. via a hydraulic connection or hydraulic line. The hydraulic connection is preferably designed as a flexible hose connection or as a rigid connection, with a rigid line or with a rigid component with a housing, within which the line is present. The rigid component is preferably provided between the plunger housing and a housing of the hydraulic supply, preferably connected thereto or connected thereto.
Eine Vorhubseite eines Kolbens ist eine Seite, auf welche ein Hydraulikraum wirkt, wobei durch Druckerhöhung in dem Hydraulikraum der Kolben in eine Vorhubrichtung bewegbar ist, bzw. entlang der Fügeachse in eine Richtung zur Matrizeneinheit hin. Dies setzt voraus, dass für den Kolben in diese Richtung ein Bewegungsweg vorhanden ist, also z. B. der Kolben in diese Richtung nicht an einem Anschlag ansteht.A preliminary stroke side of a piston is a side on which a hydraulic chamber acts, the piston being movable in a preliminary stroke direction by increasing the pressure in the hydraulic chamber, or along the joining axis in a direction towards the die unit. This presupposes that there is a path of movement for the piston in this direction, e.g. B. the piston does not abut a stop in this direction.
Umgekehrt ist eine Rückhubseite eines Kolbens eine Seite, auf welche ein Hydraulikraum wirkt, wobei durch Druckerhöhung in dem Hydraulikraum der Kolben in eine Rückhubrichtung bewegbar ist, bzw. entlang der Fügeachse in eine Richtung weg von der Matrizeneinheit. Die Vorhubseite an einem Kolben umfasst einen Abschnitt an dem Kolben, der einemabschnitt gegenüberliegt, welcher zu einer Rückhubseite des Kolbens gehört, z. B. gegenüberliegende Abschnitte eines Kolbens, die quer zu einer Kolben-Längsachse ausgerichtet sind.Conversely, a return stroke side of a piston is a side on which a hydraulic chamber acts, the piston being movable in a return stroke direction by increasing the pressure in the hydraulic chamber, or in a direction away from the die unit along the joining axis. The forward stroke side on a piston includes a portion on the piston opposite a portion associated with a return stroke side of the piston, e.g. B. opposite portions of a piston, which are aligned transversely to a longitudinal axis of the piston.
Ein Vorteil ergibt sich daraus, dass die Stempeleinheit einen ersten Hydraulikraum und einen zweiten Hydraulikraum aufweist, die innerhalb des Stempelgehäuses voneinander hydraulisch getrennt sind. Damit lässt sich eine Vorhubseite und/oder eine Rückhubseite des Form- und/oder des Stanzstempels mit einem Hydraulikdruck beaufschlagen. Daher kann entweder eine Position des Formstempels und/oder des Stanzstempels fest vorgegeben insbesondere unveränderlich gehalten werden, oder eine Bewegung des Formstempels und/oder des Stanzstempels in eine gewünschte Richtung entlang der Fügeachse vorgegeben werden. Ein Hydraulikraum kann auf eine Vorhubseite oder auf eine Rückhubseite des Formstempels oder des Stanzstempels wirken bzw. daran angrenzen. Ein beispielsweise zweiter Hydraulikraum im Stempelgehäuse kann vorzugsweise zum Beispiel sowohl auf eine Vorhubseite des Formstempels als auch auf eine Rückhubseite des Stanzstempels wirken. Der erste Hydraulikraum im Stempelgehäuse wirkt vorzugsweise auf eine Vorhubseite des Stanzstempels, ohne auf den Formstempel zu wirken. Zwischen dem ersten Hydraulikraum und dem zweiten Hydraulikraum ist vorzugsweise eine hydraulische Dichtung insbesondere zwischen dem Stanzkolben und einer Innenwand des Stempelgehäuses ausgebildet. Die Dichtung kann zum Beispiel an dem sich verschiebenden Stanzkolben außenumfänglich vorhanden sein. Damit sind innerhalb des Stempelgehäuses der erste Hydraulikraum und der zweite Hydraulikraum sicher hydraulisch voneinander getrennt. Der erste Hydraulikraum und/oder der zweite Hydraulikraum sind vorzugsweise größenveränderlich durch die Bewegung des Formstempels und/oder des Stanzstempels.One advantage results from the fact that the stamp unit has a first hydraulic chamber and a second hydraulic chamber, which are hydraulically separated from one another within the stamp housing. This allows a forward stroke side and / or a return stroke side of the form and / or the punch to be subjected to hydraulic pressure. Therefore, either a position of the die and / or the punch can be kept fixed, in particular unchangeable, or a movement of the die and / or the punch in a desired direction along the Joining axis can be specified. A hydraulic chamber can act on or adjoin a forward stroke side or a return stroke side of the molding die or the punching die. A second hydraulic chamber in the stamp housing, for example, can preferably act both on a forward stroke side of the forming stamp and on a return stroke side of the stamping stamp. The first hydraulic chamber in the stamp housing preferably acts on a forward stroke side of the stamping stamp without acting on the shaping stamp. A hydraulic seal is preferably formed between the first hydraulic chamber and the second hydraulic chamber, in particular between the punching piston and an inner wall of the stamp housing. The seal can, for example, be present on the outer circumference of the moving punching piston. The first hydraulic chamber and the second hydraulic chamber are thus safely hydraulically separated from one another within the stamp housing. The first hydraulic chamber and / or the second hydraulic chamber are preferably variable in size due to the movement of the molding die and / or the punching die.
Es ist überdies vorteilhaft, wenn der erste Hydraulikraum über eine erste Hydraulikverbindung mit der Hydraulikversorgung verbunden ist. Damit ist im ersten Hydraulikraum gesondert bzw. steuerbar ein gewünschtes Druckniveau vorgebbar. Die erste Hydraulikverbindung wie beispielsweise eine Hydraulikleitung ist insbesondere geeignet, dass Hydraulikflüssigkeit in beide Strömungsrichtungen durch die erste Hydraulikverbindung strömt. So kann Hydraulikflüssigkeit in den ersten Hydraulikraum zufließen, womit sich das Volumen des ersten Hydraulikraums vergrößert, oder Hydraulikflüssigkeit kann aus dem ersten Hydraulikraum abfließen bzw. herausströmen, unter Volumenverkleinerung des ersten Hydraulikraums. Vorzugsweise verbindet die erste Hydraulikverbindung den ersten Hydraulikraum mit einem Hydraulik-Hochdruckraum der Hydraulikversorgung.It is also advantageous if the first hydraulic chamber is connected to the hydraulic supply via a first hydraulic connection. A desired pressure level can thus be specified separately or in a controllable manner in the first hydraulic chamber. The first hydraulic connection, such as a hydraulic line, is particularly suitable for hydraulic fluid to flow through the first hydraulic connection in both flow directions. Thus, hydraulic fluid can flow into the first hydraulic space, which increases the volume of the first hydraulic space, or hydraulic fluid can flow out or flow out of the first hydraulic space while reducing the volume of the first hydraulic space. The first hydraulic connection preferably connects the first hydraulic chamber to a hydraulic high-pressure chamber of the hydraulic supply.
Nach einer vorteilhaften Variante der Erfindung ist der zweite Hydraulikraum der Stempeleinheit über eine zweite Hydraulikverbindung mit der Hydraulikversorgung verbunden. Vorzugsweise verbindet die zweite Hydraulikverbindung ausschließlich den zweiten Hydraulikraum mit einem Hydraulik-Hochdruckraum der Hydraulikversorgung.According to an advantageous variant of the invention, the second hydraulic chamber of the stamp unit is connected to the hydraulic supply via a second hydraulic connection. The second hydraulic connection preferably connects only the second hydraulic chamber to a hydraulic high-pressure chamber of the hydraulic supply.
Die erste und/oder zweite Hydraulikverbindung ist zum Beispiel eine starre Rohrleitung oder eine flexible Schlauchleitung, die für einen Hochdruck-Hydraulikbetrieb ausgelegt sind.The first and / or second hydraulic connection is, for example, a rigid pipeline or a flexible hose line, which are designed for high-pressure hydraulic operation.
Ein anderer Vorteil ergibt sich, wenn der erste Hydraulikraum und der zweite Hydraulikraum mit einem Hochdruckraum der Hydraulikversorgung verbunden sind. Vorzugsweise sind der erste und der zweite Hydraulikraum mit einem gemeinsamen Hochdruckraum der Hydraulikversorgung verbunden. Der Hochdruckraum der Hydraulikversorgung ist vorzugsweise ein Hochdruckraum, in dem zeitweise ein Hydraulik-Hochdruck von z. B. mehreren hundert bar herrscht. Im Hochdruckraum kann der hydraulische Druck verändert werden, insbesondere reversibel erniedrigt und erhöht werden. Der hydraulische Druck im Hochdruckraum kann zum Beispiel auf ein mittleres oder niedriges Druckniveau gebracht werden, welches unter dem Hochdruck-Druckniveau liegt. Demgemäß ist der Hochdruckraum ein Hydraulikraum, in dem durch beispielsweise eine übergeordnete Kontrolleinheit wie z. B. eine Regelungseinheit ein vergleichsweise hoher Druck herrscht, wobei z. B. phasenweise ein vergleichsweise niedriger Druck bzw. Niederdruck herrscht, je nach Betriebszustand.Another advantage arises when the first hydraulic chamber and the second hydraulic chamber are connected to a high-pressure chamber of the hydraulic supply. The first and the second hydraulic chamber are preferably connected to a common high-pressure chamber of the hydraulic supply. The high-pressure space of the hydraulic supply is preferably a high-pressure space in which a hydraulic high pressure of z. B. there are several hundred bar. In the high-pressure chamber, the hydraulic pressure can be changed, in particular reversibly reduced and increased. For example, the hydraulic pressure in the high-pressure chamber can be brought to a medium or low pressure level which is below the high-pressure pressure level. Accordingly, the high pressure room is a hydraulic room in which, for example, a higher-level control unit such. B. a control unit there is a comparatively high pressure, z. B. at times there is a comparatively low pressure or low pressure, depending on the operating state.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn der erste Hydraulikraum der Stempeleinheit ausschließlich auf eine Vorhubseite des Stanzstempels wirkt. Damit kann durch eine Druckerhöhung im ersten Hydraulikraum der Stanzstempel in eine erste Bewegungsrichtung bzw. in eine Vorhubrichtung bewegt werden. Bei unveränderlichem Hochdruck im ersten Hydraulikraum, wenn kein noch höherer Druck am Stanzstempel dagegen wirkt, kann der Stanzstempel positionsfest bzw. in seiner Position bzw. Vorhubposition gehalten werden.It is particularly advantageous if the first hydraulic chamber of the punch unit acts exclusively on a forward stroke side of the punch. The punch can thus be moved in a first direction of movement or in a forward stroke direction by increasing the pressure in the first hydraulic chamber. If the high pressure in the first hydraulic chamber remains unchanged and there is no even higher pressure on the punch, the punch can be held in a fixed position or in its position or forward stroke position.
Die Vorhubseite des Stanzstempels ist vorzugsweise eine axial ausgerichtete Seite des Stanzstempels zum Beispiel eine Stirnseite des Stanzstempels, die der Matrizeneinheit abgewandt ist. Beispielsweise bildet die betreffende Stirnseite des Stanzstempels einen den ersten Hydraulikraum begrenzenden Wandabschnitt, der beweglich ist.The forward stroke side of the punch is preferably an axially aligned side of the punch, for example an end face of the punch, which faces away from the die unit. For example, the end face of the punch in question forms a wall section which delimits the first hydraulic space and is movable.
Vorzugsweise sind die weiteren den ersten Hydraulikraum begrenzenden Wandabschnitte feste Abschnitte der Stempeleinheit wie des Stempelgehäuses. Die weiteren den ersten Hydraulikraum begrenzenden Wandabschnitte umfassen vorzugsweise keinen Abschnitt des Formstempels.The further wall sections delimiting the first hydraulic space are preferably fixed sections of the stamp unit, such as the stamp housing. The further wall sections delimiting the first hydraulic space preferably do not comprise any section of the die.
Gemäß einem weiteren Vorteil der Erfindung wirkt der zweite Hydraulikraum der Stempeleinheit auf die Rückhubseite des Stanzstempels und auf die Vorhubseite des Formstempels. Demgemäß wirkt der zweite Hydraulikraum auf einen Abschnitt des Stanzstempels und auf einen Abschnitt des Formstempels. Die Abschnitte des Stanzstempels und des Formstempels liegen sich vorzugsweise axial zur Bewegungsachse der Stempel bzw. zur Fügeachse gegenüber, dazwischen ist der zweite Hydraulikraum. Der zweite Hydraulikraum der Stempeleinheit ist vorzugsweise als Ringvolumen außen umfänglich um eine Teillänge des Stanzstempels ausgebildet.According to a further advantage of the invention, the second hydraulic chamber of the stamp unit acts on the return stroke side of the stamping stamp and on the forward stroke side of the form stamp. Accordingly, the second hydraulic chamber acts on a section of the punch and on a section of the die. The sections of the punch and the forming die are preferably axially opposite to the axis of movement of the punch or to the joining axis, with the second hydraulic space in between. The second hydraulic chamber of the stamping unit is preferably formed as an annular volume on the outside around a partial length of the stamping stamp.
Weiter wird vorgeschlagen, dass die erste Hydraulikverbindung eine Ventilanordnung zum Öffnen und/oder Schließen der ersten Hydraulikverbindung umfasst. Auf diese Weise kann ein Druckniveau im ersten Hydraulikraum der Stempeleinheit und damit ein Bewegungszustand des Stanzstempels beeinflusst bzw. vorgegeben werden. Damit wird, insbesondere ansteuerbar bzw. vorgebbar über die mit der Ventilanordnung kommunizierende Kontrolleinheit ein Durchfluss von Hydraulikflüssigkeit durch die erste Hydraulikverbindung freigegeben oder gesperrt. Die Ventilanordnung umfasst vorzugsweise ein Ventil wie z. B. ein schaltbares Magnetventil.It is also proposed that the first hydraulic connection be a valve arrangement for Opening and / or closing the first hydraulic connection includes. In this way, a pressure level in the first hydraulic chamber of the punch unit and thus a state of movement of the punch can be influenced or specified. A flow of hydraulic fluid through the first hydraulic connection is thus released or blocked, in particular in a manner that can be controlled or predefined via the control unit that communicates with the valve arrangement. The valve arrangement preferably comprises a valve such as e.g. B. a switchable solenoid valve.
Im Hinblick auf eine einfache Anordnung ist es vorteilhaft, dass die zweite Hydraulikverbindung nicht absperrbar ist.
Die zweite Hydraulikverbindung weist insbesondere kein Ventil zum Öffnen und/oder Schließen der zweiten Hydraulikverbindung auf, sondern kann im einfachsten Fall allein zum Beispiel eine Hydraulikleitung ohne weitere Leitungs-Elemente sein.With regard to a simple arrangement, it is advantageous that the second hydraulic connection cannot be shut off.
In particular, the second hydraulic connection has no valve for opening and / or closing the second hydraulic connection, but in the simplest case can be, for example, a hydraulic line alone without further line elements.
Es ist alternativ möglich, dass die zweite Hydraulikverbindung z. B. mit einer Ventilanordnung absperrbar und freigebbar ist.It is alternatively possible that the second hydraulic connection z. B. can be shut off and released with a valve arrangement.
Nach einer vorteilhaftigen Option der Erfindung ist der erste Hydraulikraum mit einem Niederdruckraum der Hydraulikversorgung verbunden. Damit ist der Stanzstempel hydraulisch z. B. in eine Grundstellung bringbar. Ein Zurückfahren des Stanzstempels erfolgt gegen den Niederdruck im ersten Hydraulikraum. Im zweiten Hydraulikraum liegt hierzu dann Hochdruck an. Die Verbindung des ersten Hydraulikraums mit einem Niederdruckraum ist vorzugsweise als zusätzliche Verbindung zur Verbindung des ersten Hydraulikraums mit dem Hochdruckraum der Hydraulikversorgung einrichtbar. So kann der erste Hydraulikraum über eine entsprechende Schaltung der Ventilanordnung wahlweise mit dem Hochdruckraum oder dem Niederdruckraum verbunden sein.According to an advantageous option of the invention, the first hydraulic chamber is connected to a low-pressure chamber of the hydraulic supply. So that the punch is hydraulic z. B. brought into a basic position. The punch is retracted against the low pressure in the first hydraulic chamber. High pressure is then present in the second hydraulic chamber. The connection of the first hydraulic chamber to a low-pressure chamber can preferably be set up as an additional connection for connecting the first hydraulic chamber to the high-pressure chamber of the hydraulic supply. For example, the first hydraulic chamber can be connected to the high-pressure chamber or the low-pressure chamber via a corresponding circuit of the valve arrangement.
Darüber hinaus liegt ein Vorteil darin, dass die erste Hydraulikverbindung über eine Zwischenverbindung mit einem Niederruckraum der Hydraulikversorgung verbunden ist.In addition, there is an advantage in that the first hydraulic connection is connected to a low-pressure chamber of the hydraulic supply via an intermediate connection.
Vorzugsweise weist die erste Hydraulikverbindung an einer Abzweigstelle die Zwischenverbindung mit z. B. einer Abzweigleitung auf, welche zum Niederdruckraum hin verbunden ist.Preferably, the first hydraulic connection at a branch point has the intermediate connection with e.g. B. a branch line, which is connected to the low pressure chamber.
Bevorzugt weist die Zwischenverbindung ein Ventil zum Freigeben und Absperren der Zwischenverbindung auf.The intermediate connection preferably has a valve for releasing and shutting off the intermediate connection.
Die Ventilanordnung umfasst vorzugsweise zumindest drei, vorzugsweise genau drei Ventile. Ein erstes Ventil der ersten Hydraulikverbindung ist zwischen der Abzweigstelle und dem ersten Hydraulikraum vorhanden. Ein zweites Ventil der ersten Hydraulikverbindung ist zwischen der Abzweigstelle und dem Hochdruckraum vorhanden. Ein drittes Ventil ist in der Zwischenverbindung bzw. in der Abzweigleitung vorhanden bzw. zwischen dem Niederdruckraum und der ersten Hydraulikverbindung.The valve arrangement preferably comprises at least three, preferably exactly three valves. A first valve of the first hydraulic connection is present between the branch point and the first hydraulic chamber. A second valve of the first hydraulic connection is present between the branch point and the high-pressure space. A third valve is present in the intermediate connection or in the branch line or between the low pressure chamber and the first hydraulic connection.
Dadurch lassen sich sämtliche praxisrelevanten Zustände durch entsprechende Schaltkombinationen durch Schalten der drei Ventile in jeweils einen von zwei möglichen Zuständen einrichten.As a result, all practice-relevant states can be set up by switching combinations by switching the three valves in one of two possible states.
Demgemäß ist die Ventilanordnung zum Öffnen und/oder Schließen eines Verbindungsabschnitts zwischen dem Hochdruckraum und der Zwischenverbindung ausgebildet. Der Verbindungsabschnitt ist insbesondere durch eine Teillänge der ersten Hydraulikverbindung und die Zwischenverbindung gebildet. Vorzugsweise umfasst die Ventilanordnung ein Ventil zum Öffnen und/oder Schließen der Zwischenverbindung bzw. des Verbindungsabschnitts zwischen dem Hochdruckraum und der Zwischenverbindung.Accordingly, the valve arrangement is designed to open and / or close a connecting section between the high-pressure chamber and the intermediate connection. The connecting section is formed in particular by a partial length of the first hydraulic connection and the intermediate connection. The valve arrangement preferably comprises a valve for opening and / or closing the intermediate connection or the connecting section between the high-pressure space and the intermediate connection.
Bei geschlossenem Ventil, das zwischen dem Hochdruckraum und dem Verbindungsabschnitt vorhanden ist, ist der Niederdruckraum mit dem ersten Hydraulikraum hydraulisch verbindbar, wenn weitere Ventile in dieser Verbindung offen geschaltet sind.When the valve, which is present between the high-pressure chamber and the connecting section, is closed, the low-pressure chamber can be hydraulically connected to the first hydraulic chamber if further valves in this connection are open.
Eine bevorzugte Ausbildungsvariante der Erfindung besteht darin, dass die Hydraulikversorgung eine hydropneumatische Druckübersetzer-Vorrichtung umfasst. Die hydropneumatische Druckübersetzer-Vorrichtung ist vorteilhaft, weil ein bewährtes Standardaggregat, das in unterschiedlichen Auslegungsvarianten fertig bzw. einsatzbereit zur Verfügung steht.A preferred embodiment of the invention is that the hydraulic supply comprises a hydropneumatic pressure intensifier device. The hydropneumatic pressure intensifier device is advantageous because it has a tried-and-tested standard unit that is available ready for use in various design variants.
Ein in einem Druckübersetzer-Gehäuse vorhandener und mit Hydraulikflüssigkeit gefüllter Hydraulikflüssigkeit-Raum der hydropneumatischen Druckübersetzer-Vorrichtung ist verbunden mit dem ersten Hydraulikraum und/oder ist verbunden mit dem zweiten Hydraulikraum der Vorrichtung. Die hydropneumatische Druckübersetzer-Vorrichtung umfasst vorzugsweise den Niederdruckraum als auch den Hochdruckraum der Hydraulikversorgung.A hydraulic fluid space of the hydropneumatic pressure intensifier device which is present in a pressure intensifier housing and filled with hydraulic fluid is connected to the first hydraulic space and / or is connected to the second hydraulic space of the device. The hydropneumatic pressure intensifier device preferably comprises the low-pressure space as well as the high-pressure space of the hydraulic supply.
Alternativ ist auch eine andere Hydraulikversorgung möglich, zum Beispiel mit einer Hydraulikpumpe als zentrale Einheit der Hydraulikversorgung. Mit der Hydraulikpumpe wird die Hydraulikflüssigkeit gefördert bzw. wird ein hydraulischer Hochdruck und/oder ein hydraulischer Niederdruck der Hydraulikversorgung bereitgestellt.Alternatively, another hydraulic supply is also possible, for example with a hydraulic pump as the central unit of the hydraulic supply. The hydraulic fluid is conveyed with the hydraulic pump or a hydraulic high pressure and / or a hydraulic low pressure of the hydraulic supply is provided.
Schließlich ist es von Vorteil, wenn ein Antrieb vorgesehen ist, wobei der Antrieb ausgebildet ist, die Stempeleinheit derart anzutreiben, dass der Formstempel und der Stanzstempel gemeinsam relativ zur Matrizeneinheit entlang der Fügeachse der Vorrichtung bzw. relativ zur Matrizeneinheit antreibbar sind. Finally, it is advantageous if a drive is provided, the drive being designed to drive the stamp unit in such a way that the Form stamp and the punch stamp can be driven together relative to the die unit along the joining axis of the device or relative to the die unit.
Der Antrieb umfasst zum Beispiel eine Antriebseinheit. Der Antrieb bzw. die Antriebseinheit ist vorzugsweise stempelseitig vorhanden bzw. Teil der Stempeleinheit. Vorzugsweise ist ein elektrischer Antrieb mit einem Elektromotor hierfür vorhanden. Mit der Antriebseinheit lässt sich das Stempelgehäuse relativ zu weiteren Komponenten eines entsprechenden Werkzeugs antreiben. Das Werkzeug umfasst zum Beispiel eine sogenannte Werkzeugzange bzw. einen sogenannten C-Bügel.The drive includes, for example, a drive unit. The drive or the drive unit is preferably provided on the stamp side or is part of the stamp unit. An electric drive with an electric motor is preferably provided for this. The stamp housing can be driven with the drive unit relative to other components of a corresponding tool. The tool includes, for example, a so-called tool pliers or a so-called C-bracket.
Der Antrieb ist vorzugsweise ein Linearantrieb beispielsweise ein elektrischer Linearantrieb. Mit dem Linearantrieb z. B. mit einem Elektromotor ist das Stempelgehäuse reversibel bzw. hin und her entlang der Fügeachse antreibbar.The drive is preferably a linear drive, for example an electric linear drive. With the linear drive z. B. with an electric motor, the stamp housing is reversible or driven back and forth along the joining axis.
FigurenlisteFigure list
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind anhand eines in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung näher beschrieben. Im Einzelnen zeigt:
-
1 eine stark schematisierte Prinzipskizze einer erfindungsgemäßen Vorrichtung anhand einer Schnittdarstellung der Vorrichtung und -
2 einen Ausschnitt einer schematisiertenbis 5 erfindungsgemäßen Vorrichtung jeweils im Längsschnitt in unterschiedlichen Betriebszuständen, wobeidie Schnittebene gemäß 5 senkrecht zur Schnittebene gemäß der2 bis 4 steht.
-
1 a highly schematic diagram of an inventive device based on a sectional view of the device and -
2nd a section of a schematic up5 The device according to the invention in each case in longitudinal section in different operating states, the section plane according to5 perpendicular to the cutting plane according to the2nd to4th stands.
In den
In
Die Stempeleinheit
Der Formstempel
The form stamp
Demgemäß ist der Stempel
Zur Betriebsführung der Zange
Erfindungsgemäß sind der Formstempel
Die Stempeleinheit
Der erste Hydraulikraum
Der zweite Hydraulikraum
Der erste Hydraulikraum
Der erste Hydraulikraum
Der zweite Hydraulikraum
Die erste Hydraulikverbindung
Die zweite Hydraulikleitung
Die Hydraulikversorgung
Innerhalb des Gehäuses
Der erste Hydraulikraum
Hierfür schließt abzweigend an die erste Hydraulikverbindung
Die Ventilanordnung
Innerhalb des Gehäuses
Zur verschieblichen Bewegung des Druckübersetzerkolbens
Zur verschieblichen Bewegung des Druckübersetzerkolbens
Zur verschieblichen Bewegung des Speicherkolbens
Ein vergleichsweise hoher hydraulischer Druck im Hochdruckraum
Die Matrizeneinheit
Die Arbeitsweise der erfindungsgemäße Zange
In
Gemäß
Der Übersetzerkolben
Im nächsten Schritt erfolgt das Formprägen (s.
Gemäß
Die Zange
BezugszeichenlisteReference list
- 11
- Vorrichtungcontraption
- 22nd
- Vertiefungdeepening
- 33rd
- Werkstückworkpiece
- 3a3a
- WerkstückseiteWorkpiece side
- 44th
- Präge-Stanz-ZangeEmbossing punch pliers
- 55
- StempeleinheitStamp unit
- 5a5a
- StirnseiteFace
- 66
- MatrizeneinheitDie unit
- 6a6a
- StirnseiteFace
- 77
- Stempelstamp
- 88th
- FormstempelForm stamp
- 8a8a
- VorhubseiteLift side
- 99
- StanzstempelPunch stamp
- 9a9a
- VorhubseiteLift side
- 9b9b
- RückhubseiteReturn stroke side
- 1010th
- GrundkörperBasic body
- 1111
- StanzabschnittStamping section
- 1212th
- StanzstiftPunch pin
- 1313
- StanzstiftPunch pin
- 1414
- StempelgehäuseStamp housing
- 14a14a
- Innenseiteinside
- 1515
- Antriebdrive
- 1616
- HydraulikversorgungHydraulic supply
- 1717th
- HydraulikraumHydraulic room
- 1818th
- HydraulikraumHydraulic room
- 1919th
- RingdichtungRing seal
- 2020
- HydraulikverbindungHydraulic connection
- 20a20a
- VerbindungsabschnittConnecting section
- 2121
- HydraulikverbindungHydraulic connection
- 2222
- HochdruckraumHigh pressure room
- 2323
- VentilanordnungValve arrangement
- 2424th
- VentilValve
- 2525th
- VentilValve
- 2626
- Druckübersetzer-VorrichtungPressure intensifier device
- 2727
- Gehäusecasing
- 2828
- Leitungmanagement
- 2929
- Leitungmanagement
- 3030th
- Leitungmanagement
- 3131
- NiederdruckraumLow pressure room
- 3232
- ZwischenverbindungInterconnection
- 3333
- VentilValve
- 3434
- DruckübersetzerkolbenPressure intensifier piston
- 34a34a
- KolbenabschnittPiston section
- 3535
- SpeicherkolbenAccumulator piston
- 3636
- KolbenstangePiston rod
- 3737
- PneumatikraumPneumatic room
- 3838
- PneumatikraumPneumatic room
- 3939
- PneumatikraumPneumatic room
- 4040
- EngstelleConstriction
- 4141
- Dichtungpoetry
- 4242
- MatrizenkörperDie body
- 4343
- MatrizenringDie ring
- 4444
- Federfeather
- 4545
- Anschlagattack
- 4646
- Anschlagattack
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-
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