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Die Erfindung betrifft ein Umformwerkzeug, insbesondere eine Presswerkzeug für ein Bauteil.
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Umformwerkzeuge für Bauteile, welche beispielsweise für Fahrzeuge verendet werden, sind in zahlreichen Variationen bekannt. Solche Umformwerkzeuge umfassen in der Regel wenigstens zwei Formhälften, welche von einem offenen Zustand in einen geschlossenen Zustand überführt werden können. Im geschlossenen Zustand ist durch entsprechende Formkavitäten in den Formhälften zwischen diesen ein Formhohlraum für das Bauteil gebildet. Zum Fixieren des Bauteils ist im Formhohlraum mindestens ein Vakuumsauger mit einem evakuierbaren Saugraum vorhanden, welcher in den Formhohlraum mündet. Zusätzlich können elektrischen Sensoren zur Bauteilabfrage verwendet werden. Durch diese Sensoren soll während der Produktion überprüft werden, ob sich ein zu formendes Bauteil im Formhohlraum befindet, und ob das umgeformte Bauteil wieder aus dem Formhohlraum entnommen wurde. Dadurch sollen durch Doppelteile in den Werkzeugen verursachte Beschädigungen der Werkzeuge verhindert werden.
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Als nachteilig kann bei den bekannten Umformwerkzeugen für Bauteile angesehen werden, dass für die elektrischen Sensoren zur Bauteilabfrage zusätzliche Ausfräsungen in den Formhälften eingebracht werden müssen. Dies kann zu Qualitätsproblemen und Nacharbeit führen.
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Aus der
DE 10 2005 051 201 A1 ist beispielsweise ein Sauggreifer zum Ansaugen von Werkstücken mit einem Unterdruckanschluss, einem elastischen Saugkörper und einem Saugkörperhalter bekannt. Der Saugkörper weist an seiner dem Werkstück zugewandten Seite eine einen Saugraum abgrenzende Dichtlippe auf, und der Saugraum ist mit dem Unterdruckanschluss strömungsverbunden. Zudem weist der Sauggreifer den Saugzustand anzeigende Mittel auf.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Umformwerkzeug für ein Bauteil mit einer elektronischen Bauteilabfrage bereitzustellen, welcher möglichst wenige Ausfräsungen in den Formhälften aufweist, um Qualitätsprobleme und Nacharbeit zu reduzieren.
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Diese Aufgabe wird durch ein Umformwerkzeug für ein Bauteil mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
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Um ein Umformwerkzeug für ein Bauteil, mit einer elektronischen Bauteilabfrage bereitzustellen, welcher möglichst wenige Ausfräsungen in den Formhälften aufweist, um Qualitätsprobleme und Nacharbeit zu reduzieren, ist ein elektrischer Sensor zur Bauteilabfrage in einem evakuierbaren Saugraum eines Vakuumsaugers angeordnet.
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Unter einem Umformwerkzeug für ein Bauteil wird nachfolgend ein Werkzeug mit wenigstens zwei Formhälften verstanden, welche von einem offenen Zustand in einen geschlossenen Zustand überführt werden können. Im geschlossenen Zustand ist durch entsprechende Formkavitäten in den Formhälften zwischen diesen ein Formhohlraum für das Bauteil gebildet. Zum Fixieren des Bauteils ist im Formhohlraum mindestens ein Vakuumsauger mit einem evakuierbaren Saugraum vorhanden, welcher in den Formhohlraum mündet.
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Da sich die Bauform bzw. Abmessungen der Vakuumsauger in den Umformwerkzeugen durch die Integration des elektrischen Sensors nicht verändern, können problemlos vorhandene Ausfräsung verwendet werden. Dadurch müssen die bestehenden Formhälften in vorteilhafter Weise nicht nachbearbeitet werden und können unverändert weiterverwendet werden. Zudem entsteht kein Mehraufwand aufgrund von Qualitätsproblemen durch zusätzliche oder größere Ausfräsungen. Durch die elektronische Bauteilabfrage kann der Umformprozess unterbrochen werden, wenn ein umgeformtes Bauteil nicht aus dem Umformwerkzeug entnommen wurde. Somit kann verhindert werden, dass in einem nachfolgenden Umformprozess zwei Bauteile in das Umformwerkzeug eingelegt werden. In vorteilhafter Weise können durch die elektronische Bauteilabfrage durch Doppelteile in den Umformwerkzeugen verursachte Beschädigungen der Umformwerkzeuge verhindert werden.
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In vorteilhafter Ausgestaltung des Umformwerkzeugs kann der Vakuumsauger durch eine Öffnung in wenigstens einer Formhälfte in den Formhohlraum ragen. Die Öffnung kann vorzugsweise durch Ausfräsen in die korrespondierenden Formhälfte eingebracht werden.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Umformwerkzeugs kann der Vakuumsauger eine Lochscheibe umfassen, welche eine zentrale Durchführung und mindestens eine Fluidöffnung aufweist, welche radial zur zentralen Durchführung angeordnet ist. Hierbei kann der elektrische Sensor ein Sensorelement und ein Anschlusskabel umfassen und durch die zentrale Durchführung geführt und an der Lochscheibe befestigt werden. Zudem kann das Sensorelement in eine Gewindehülse eingeführt und dort gehalten werden, wobei der elektrischer Sensor über die Gewindehülse mit der Lochscheibe verschraubt werden kann. Die Lochscheibe erleichtert den lagerichtigen Einbau des elektrischen Sensors und ermöglicht durch die mindestens eine Fluidöffnung das Absaugen von Fluid aus dem Saugraum zur Vakuumerzeugung. Die mindestens eine Fluidöffnung kann beispielsweise als Bohrung oder Aussparung in die Lochscheibe eingebracht werden.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Umformwerkzeugs kann der Vakuumsauger einen den Saugraum ausbildenden gummielastischen Saugkörper umfassen, welcher mit einem als Hohlkörper ausgeführten Halter verbunden werden kann. Hierbei kann der Saugraum über eine Öffnung im Saugkörper und den Halter mit einem Unterdruckanschluss strömungsverbunden werden.
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Der gummielastische Saugkörper kann beispielsweise auf einen Abschnitt des Halters aufvulkanisiert werden.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Umformwerkzeugs kann die Lochscheibe so in den Halter eingebracht werden, dass der elektrische Sensor durch die Öffnung im Saugkörper in den Saugraum ragt und die mindestens eine Fluidöffnung durch die Öffnung im Saugkörper zumindest teilweise überdeckt ist. Hierbei kann der als Hohlkörper ausgeführte Halter einen Anschlag für die Lochscheibe und ein Innengewinde umfassen, so dass eine als Hohlkörper ausgeführte Reduzierung, welche an einem Ende ein Außengewinde aufweist, in den Halter eingeschraubt werden und die Lochscheibe gegen den Anschlag im Halter klemmen kann. Zudem kann die Reduzierung am anderen Ende einen Unterdruckanschluss mit einem Innengewinde aufweisen. Der Unterdruckanschluss kann über eine korrespondierende Fluidleitung, welche einen korrespondierenden Unterdruckanschluss aufweist, mit einer Vakuumpumpe verbunden werden, welche das Vakuum im Saugraum erzeugen kann.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Umformwerkzeugs kann das Anschlusskabel des elektrischen Sensors durch die Gewindehülse, den Halter und die Reduzierung aus dem Einflussbereich des evakuierbaren Saugraums geführt werden. Der elektrische Sensor kann beispielsweise als Infrarotsensor oder als Ultraschallsensor oder als optischer Sensor oder als kapazitiver oder induktiver Näherungssensor ausgeführt werden.
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Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es sind somit auch Ausführungen als von der Erfindung umfasst und offenbart anzusehen, die in den Figuren nicht explizit gezeigt oder erläutert sind, jedoch durch separierte Merkmalskombinationen aus den erläuterten Ausführungen hervorgehen und erzeugbar sind.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. In der Zeichnung bezeichnen gleiche Bezugszeichen Komponenten bzw. Elemente, die gleiche bzw. analoge Funktionen ausführen. Hierbei zeigen:
- 1 eine schematische und ausschnittsweise Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Umformwerkzeugs für ein Bauteil mit einem Vakuumsauger;
- 2 eine schematische Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels des Vakuumsaugers für das Umformwerkzeug aus 1;
- 3 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines elektrischen Sensors zur Bauteilabfrage des Vakuumsaugers aus 1 und 2; und
- 4 eine schematische Ansicht eines Saugkörpers des Vakuumsaugers aus 1 und 2.
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Wie aus 1 bis 4 ersichtlich ist, umfasst das Umformwerkzeug 1 für ein Bauteil 9 wenigstens zwei Formhälften, von denen in 1 ein Ausschnitt einer unteren Formhälfte 3 dargestellt ist. Die mindestens zwei Formhälften 3 können von einem offenen Zustand in einen geschlossenen Zustand überführt werden. Im geschlossenen Zustand ist durch entsprechende Formkavitäten in den Formhälften 3 zwischen diesen ein Formhohlraum 5 für das Bauteil 9 gebildet, wobei zum Fixieren des Bauteils 9 im Formhohlraum 5 mindestens ein Vakuumsauger 10 mit einem evakuierbaren Saugraum 12 vorhanden ist, welcher in den Formhohlraum 5 mündet. Hierbei ist im evakuierbaren Saugraum 12 des Vakuumsaugers 10 ein elektrischer Sensor 14 zur Bauteilabfrage angeordnet.
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Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der elektrische Sensor 14 als Infrarotsensor 14A ausgeführt. Alternativ kann der elektrische Sensor 14 als Ultraschallsensor oder als optischer Sensor oder als kapazitiver oder induktiver Näherungssensor ausgeführt werden. Der elektrische Sensor 14 kann beispielsweise mit einer nicht dargestellten Prozesssteuerung des Umformwerkzeugs 1 elektrisch gekoppelt und von dieser ausgewertet werden. Durch die Auswertung des elektrischen Sensors 14 kann die Prozesssteuerung erkennen, ob sich ein Bauteil 9 im Umformwerkzeug 1 befindet oder ob das umgeformte Bauteil 9 wieder aus dem Umformwerkzeug 1 entfernt wurde. Wenn sich ein umzuformendes Bauteil 9 im Umformwerkzeug 1 befindet, erzeugt und regelt die Prozesssteuerung ein Vakuum bzw. einen Unterdruck im Saugraum 12 des Vakuumsaugers 10, wodurch das Bauteil 9 im Umformwerkzeug 1 fixiert wird.
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Wie aus 1 weiter ersichtlich ist, ragt der dargestellte Vakuumsauger 10 durch eine Öffnung 7 in der unteren Formhälfte 3 in den Formhohlraum 5. Die Öffnung 7 wurde im dargestellten Ausführungsbeispiel durch Ausfräsung in die untere Formhälfte eingebracht.
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Wie aus 1 bis 4 weiter ersichtlich ist, umfasst der Vakuumsauger 10 einen den Saugraum 12 ausbildenden gummielastischen Saugkörper 11, welcher mit einem als Hohlkörper ausgeführten Halter 13 verbunden ist, wobei der Saugraum 12 über eine Öffnung 11.5 im Saugkörper 11 und den Halter 13 mit einem Unterdruckanschluss 18.1 strömungsverbunden ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der gummielastische Saugkörper 11 faltenbalgartig ausgebildet und auf einen unteren Abschnitt des Halters 13 aufvulkanisiert. Der gummielastische Saugkörper 11 umfasst einen rückseitigen Wandabschnitt 11.1, in welchen die Öffnung 11.5 im Saugkörper 11 eingebracht ist, und eine Seitenwand 11.2, welche den Saugraum 12 an der dem Bauteil 9 zugewandten Seite begrenzt. Hierbei wird der Seitenwand 11.2 durch eine Dichtlippe 11.4 abgeschlossen, welche eine Ansaugöffnung 11.3 des Saugraums 12 ausbildet. Wird ein Bauteil 9 in das Umformwerkzeug 1 eingelegt, dann liegt die Dichtlippe 11.4 am Bauteil 9 an, so dass die Ansaugöffnung 11.3 des Saugraums 12 durch das Bauteil 9 abgeschlossen wird und ein Vakuum bzw. ein Unterdruck im Saugraum 12 erzeugt werden kann. In 2 ist das Bauteil 9 kurz vor dem Anliegen am Vakuumsauger 10 dargestellt. Beim Anliegen des Bauteils 9 am Vakuumsauger 10, schließt das Bauteil 9 die Ansaugöffnung 11.3 des Saugraums 12 ab und im Saugraum 12 kann ein Vakuum bzw. ein Unterdruck erzeugt werden.
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Wie aus 2 bis 4 weiter ersichtlich ist, umfasst der Vakuumsauger 10 eine Lochscheibe 17, welche eine zentrale Durchführung 17.1 und mindestens eine Fluidöffnung 17.2 aufweist, welche radial zur zentralen Durchführung 17.1 angeordnet ist. Wie aus 3 und 4 weiter ersichtlich ist, sind im dargestellten Ausführungsbeispiel acht als Bohrungen ausgeführte Fluidöffnungen 17.2 in der Lochscheibe 17 ausgebildet. Selbstverständlich können auch mehr oder weniger als acht Fluidöffnungen 17.2 in die Lochscheibe 17 eingebracht werden. Wie aus 2 und 3 weiter ersichtlich ist, umfasst der elektrische Sensor 14 im dargestellten Ausführungsbeispiel eine Gewindehülse 19, ein Sensorelement 15 und ein Anschlusskabel 16 und ist durch die zentrale Durchführung 17.1 geführt und an der Lochscheibe 17 befestigt ist. Wie aus 2 und 3 weiter ersichtlich ist, ist das elektrische Sensorelement 15 in die Gewindehülse 19 eingeführt und dort gehalten. Über das ebenfalls teilweise in die Gewindehülse 19 eingeführte Anschlusskabel 16 ist das Sensorelement 15 bzw. der Sensor 14 elektrisch mit der nicht dargestellten Prozesssteuerung gekoppelt Die Lochscheibe 17 ist auf die Gewindehülse 19 aufgesteckt und durch zwei Muttern 19.1 auf der Gewindehülse 19 axial festgelegt. Dadurch ist der elektrischer Sensor 14 über die Gewindehülse 19 mit der Lochscheibe 17 verschraubt.
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Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Lochscheibe 17 so in den Halter 13 eingebracht, dass der elektrische Sensor 14 durch die Öffnung 11.5 im Saugkörper 11 in den Saugraum 12 ragt und die mindestens eine Fluidöffnung 17.2 durch die Öffnung 11.5 im Saugkörper 11 zumindest teilweise überdeckt ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind alle Fluidöffnungen 17.2 durch die Öffnung 11.5 im Saugkörper 11 überdeckt. Zudem ist in dem als Hohlkörper ausgeführten Halter 13 ein Anschlag 13.2 für die Lochscheibe 17 und ein Innengewinde 13.1 ausgebildet. Wie aus Fgi. 2 weiter ersichtlich ist, ist eine als Hohlkörper ausgeführte Reduzierung 18, welche an einem Ende ein Außengewinde 18.3 aufweist, in den Halter 13 eingeschraubt und klemmt die Lochscheibe 17 gegen den Anschlag 13.2 im Halter 13. Am anderen Ende weist die Reduzierung 18 einen Unterdruckanschluss 18.1 mit einem Innengewinde 18.2 auf. An dem Unterdruckanschluss 18.1 kann die Vakuumpumpe über einen nicht dargestellte Fluidleitung und einen korrespondierenden Unterdruckanschluss, welcher in den Unterdruckanschluss 18.1 der Reduzierung 18 eingeschraubt wird, mit dem Vakuumsauger 10 strömungstechnisch verbunden werden. Wie aus 2 und 3 weiter ersichtlich ist, ist das Anschlusskabel 16 des elektrischen Sensors 14 durch die Gewindehülse 19, den Halter 13 und die Reduzierung 18 aus dem Einflussbereich des evakuierbaren Saugraums 12 geführt.
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Nach dem Unterdruckanschluss 18 kann das Anschlusskabel 16 weiter in der Fluidleitung geführt werden und beispielsweise an einem nicht dargestellten Pneumatikverteiler über eine fluiddichte Verschraubung aus der Fluidleitung ausgekoppelt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Umformwerkzeug
- 3
- Formhälfte
- 5
- Formhohlraum
- 7
- Öffnung
- 9
- Bauteil
- 10
- Vakuumsauger
- 11
- gummielastischer Saugkörper
- 11.1
- rückseitiger Wandabschnitt
- 11.2
- Seitenwand (faltenbalgartige, becherartig, tellerartig)
- 11.3
- Ansaugöffnung
- 11.4
- Dichtlippe
- 11.5
- Öffnung
- 12
- Saugraum
- 13
- Halter
- 13.1
- Innengewinde
- 13.2
- Anschlag
- 14
- elektrischer Sensor
- 14A
- Infrarot-Sensor
- 15
- Sensorelement
- 16
- Anschlusskabel
- 17
- Lochscheibe
- 17.1
- Durchführung
- 17.2
- Fluidöffnung
- 18
- Reduzierung
- 18.1
- Unterdruckanschluss
- 18.2
- Innengewinde
- 18.3
- Außengewinde
- 19
- Gewindehülse
- 19.1
- Mutter
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102005051201 A1 [0004]
