DE102021001723A1

DE102021001723A1 - Schnittschlagtilger

Info

Publication number: DE102021001723A1
Application number: DE102021001723.4A
Authority: DE
Inventors: gleich Anmelder Erfinder
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2021-04-01
Filing date: 2021-04-01
Publication date: 2022-10-06

Abstract

Der Schnittschlagtilger ist eine Vorrichtung zum Verringern der durch den Schnittschlag ausgelösten Schwingungen am Stößel und am Gehäuse eines Stanzautomaten oder einer hydraulischen Presse sowie an den Stanzwerkzeugen. Es handelt sich bei dieser Vorrichtung um ein Feder-Masse-System, das durch externe Schwingungen zu Gegenschwingungen angeregt wird. An exponierten Stellen am oder im Stößel bzw. am oder im Gehäuse der Presse bzw. am oder im Werkzeug angebracht und auf die richtigen Frequenzen abgestimmt, ist seine Wirkung gegen den Schnittschlag und seine schädlichen Schwingungen am größten.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schnittschlagtilgungseinrichtung zur Verringerung des bekannten Schnittschlages und der damit verbundenen schädlichen Schwingungen und Geräuschentwicklung beim Bearbeiten von Werkstücken mittels eines ersten Pressenteils und eines zweiten Pressenteils, die relativ zueinander bewegbar sind, mit einem Gehäuse, das an einem der Pressenteile oder mehreren Gehäusen an einem oder beiden Pressenteilen befestigt sind. In dem Gehäuse befinden sich mindestens eine Feder und eine Masse, ein sogenanntes Feder-Masse-System.
Feder-Masse-Systeme besitzen mindestens eine, vom Verhältnis der Federsteifigkeit zur Masse, abhängige Eigenkreisfrequenz oder auch Resonanzfrequenz genannt.
Liegt diese Resonanzfrequenz im Bereich der Erregerfrequenz durch die Pressenteile, so wirkt sie dieser entgegen, gemäß dem physikalischen Prinzip von Actio und Reactio, der Lex Tertia nach Sir Isaac Newton. Auf diese Weise wird die Erregerschwingung, also die Schwingung der Pressenteile, getilgt.
Ferner betrifft die vorliegende Erfindung eine Presseneinrichtung mit einem Tisch und mit einem Stößel, der in Richtung auf den Tisch antreibbar ist, wobei zwischen dem Tisch und dem Stößel ein Press- oder ein Stanzwerkzeug angeordnet ist, das ein mit dem Tisch verbundenes Unterwerkzeug und ein mit dem Stößel gekoppeltes Oberwerkzeug aufweist, wobei ein Werkstück zwischen das Unterwerkzeug und das Oberwerkzeug einlegbar ist, um an dem Werkstück eine Press- oder eine Stanzbearbeitung durchzuführen, und mit einer Schnittschlagtilgungseinrichtung der oben bezeichneten Art.
Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere das Herstellen von Stanzteilen aus Blechen. Die hierzu verwendeten Pressen können entweder einen hydraulisch angetriebenen Stößel aufweisen. In vielen Fällen ist der Stößel mittels eines Exzenter-Antriebes angetrieben. Der Stößel ist dabei über eine Pleuelanordnung mit einer Exzenterwelle gekoppelt, die bspw. von einem elektrischen Motor angetrieben sein kann. Die Exzenterwelle kann mit Drehzahlen von 1U/min - 1.500 U/min und mehr angetrieben werden, so dass bei einem unter dem Stößel durchlaufenden Werkstückband ein oder mehrere Werkstücke gleichzeitig mit einer Frequenz von bis zu 25 Hz oder mehr hergestellt werden können. In den meisten Fällen werden hierfür Folgeverbundwerkzeuge eingesetzt.
Bei dem Stanzprozess dringt das Oberwerkzeug in das Werkstück ein und stanzt ein herzustellendes Bauteil aus dem Werkstück aus. Bis zu einer gewissen Eindringtiefe, die bspw. in einem Bereich von einem Drittel der axialen Werkstückdicke liegen kann, erfolgt eine schneidende Bearbeitung. Ab diesem Zeitpunkt wird der verbleibende Teil des Werkstückes abgeschert, so dass sich in einem oberen Teil des hergestellten Bauteiles eine relativ saubere Schneidkante ergibt, wohingegen sich in einem größeren unteren Abschnitt eine relativ grobe Bruchkante ergibt.
Während der ersten Stanzphase verspannt sich die Presseneinrichtung elastisch aufgrund der hohen Widerstandskraft des Werkstückes. Mit Erreichen der zweiten Stanzphase lässt die Widerstandskraft des Werkstückes nach und die elastische Verformung der Presseneinrichtung entspannt sich schlagartig wieder, was zu dem sog. Schnittschlag führt. Die Verspannung der Presseneinrichtung kann bspw. eine Durchbiegung der Exzenterwelle sein, eine Verformung des Gestells der Presseneinrichtung, eine elastische Verformung von speziell zu diesem Zweck vorgesehenen Koppeleinrichtungen, etc.
Wie es aus dem Dokument DE 41 35 014 A1 bekannt geworden ist, kann ein derartiger Schnittschlag nachteilig sein hinsichtlich der Geräuschentwicklung, der Standzeit der Presseneinrichtung und hinsichtlich der Schnittqualität.
Ferner ist es bekannt, zur Schnittschlagdämpfung eine hydraulische Dämpfungsanordnung vorzusehen, bei der bspw. in Abhängigkeit vom Stößelweg ein gesteuerter Abbau eines Gegendruckes auslösbar ist ( DE 78 09 007 U1 ).
Weitere derartige bekannte Presseneinrichtungen mit hydraulischer Schnittschlagdämpfung sind bekannt aus den Dokumenten DE 102 52 625 B4 , DE-OS 29 22 766 , DE 41 21 142 A1 .
Aus dem Dokument DE 10 2005 045 454 B4 ist es bekannt, für die Pressenbewegung einen festen Anschlag vorzusehen.
Schließlich ist es aus dem Dokument DE-OS 2 213 761 bekannt, eine Werkzeugträgerplatte federnd über ein Lamellenpaket aus Papier oder Lederscheiben an einem Stößel aufzuhängen.
Eine Presseneinrichtung der gattungsgemäßen Art ist bspw. bekannt aus dem Dokument EP 1 582 336 A1 .
Stand der Technik ist also der, dass man bereits seit dem Bekanntsein des Schnittschlages und dessen schädlichen Auswirkungen versucht, diesen nach Möglichkeit zu vermeiden oder mit zusätzlichen Maßnahmen und Einrichtungen, wie den oben genannten Schnittschlagdämpfern, zu verringern. Auch durch die Wahl geeigneter Werkstoffe für die Stanzwerkzeuge versucht man, die Auswirkungen, die durch den Schnittschlag erzeugt werden, zu minimieren (TU München: Dissertation Martin Josef Hirsch 2012)
Schwingungstilger sind, technisch gesehen, ebenfalls seit geraumer Zeit bekannt und werden beispielsweise an Brücken und Gebäuden verwendet, um die für das Bauwerk schädliche Schwingungen, durch Wind und Erdbeben erueugt, mit Schwingungstilgern zu verringern.
In der Stanztechnik ist die Anwendung von Schwingungstilgern eine Neuheit. Das die Auswirkungen des Schnittschlages durch Schwingungstilger gedämpft und verringert werden können ist neuartig und wirkungsvoller als die bisher bekannten Dämpfungssysteme, die zudem teilweise sehr aufwändig hergestellt werden müssen.
Der Schnittschlagtilger ist eine Vorrichtung zum Verringern der durch den Schnittschlag ausgelösten Schwingungen am Stößel und am Gehäuse eines Stanzautomaten oder einer hydraulischen Presse und an den Stanzwerkzeugen. Es handelt sich bei dieser Vorrichtung um ein Feder-Masse-System, das durch externe Schwingungen zu Gegenschwingungen angeregt wird. An exponierten Stellen am oder im Stößel bzw. am oder im Gehäuse der Presse bzw. am oder im Werkzeug angebracht und auf die richtigen Frequenzen abgestimmt, ist seine Wirkung gegen den Schnittschlag und seine schädlichen Schwingungen am größten. Die passenden Frequenzen werden zuvor durch Messungen an der Maschine (z.B. Beschleunigungsmessung) nach Frequenz und Richtung gemessen.
Es ist vor dem obigen Hintergrund eine Aufgabe der Erfindung, die durch den Schnittschlag erzeugten Schwingungen zu tilgen, um so eine verbesserte Presseneinrichtung sowie ein verbessertes Verfahren zum Dämpfen eines Schnittschlages in einer Presseneinrichtung anzugeben.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 4135014 A1 [0008]
DE 7809007 U1 [0009]
DE 10252625 B4 [0010]
DE 2922766 [0010]
DE 4121142 A1 [0010]
DE 102005045454 B4 [0011]
DE 2213761 [0012]
EP 1582336 A1 [0013]

Claims

Schnittschlagtilger zur Verringerung und Tilgung der Schwingungen und Geräusche, die durch den sogenannten Schnittschlag beim Stanzen von Teilen aus meistenteils Metallblechen entstehen. Sämtliche denkbaren Arten von Feder-Masse-Systemen an einem Bestandteil der Presse angebracht gehören zum Umfang dieser Erfindung.
Schnittschlagtilger nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass dieser aus einer, zwei oder mehreren Massen und Federn in unterschiedlichen Anordnungen besteht. Dadurch ergeben sich eine, zwei oder mehrere Resonanzfrequenzen, die zum Tilgen der Erregerfrequenzen herangezogen werden können.
Schnittschlagtilger nach Anspruch 1-2 dadurch gekennzeichnet, dass er eine oder mehrere Massen und Federn in geeigneter Anordnung enthält, um Schwingungen in mehreren Richtungen im dreidimensionalen Raum zu tilgen.
Schnittschlagtilger nach Anspruch 1-3 dadurch gekennzeichnet, dass die Massen und Federn aus den unterschiedlichsten Materialien und Formen hergestellt werden können. Sämtliche denkbaren Formen und Materialien gehören zum Umfang dieser Erfindung.
Schnittschlagtilger nach Anspruch 1-4 dadurch gekennzeichnet, dass diese eine Flüssigkeit oder ein Gas im Gehäuse besitzen, um die Reibung der Massen und Federn auf den Führungen zu verringern. Hierzu eignen sich Öle besonders gut.
Schnittschlagtilger nach Anspruch 1-5 dadurch gekennzeichnet, dass diese eine Flüssigkeit oder ein Gas im Gehäuse besitzen, um die Schwingung der Massen und Federn zu dämpfen. Hierzu eignen sich ebenfalls Öle sehr gut.
Schnittschlagtilger nach Anspruch 1-6 dadurch gekennzeichnet, dass diese ein Gehäuse besitzen, das in der Lage ist Wärme vom Inneren nach außen zu transportieren, damit eine Kühlung möglich ist. Hierzu eignet sich Aluminium mit Kühlrippen sehr gut.
Schnittschlagtilger nach Anspruch 1-7 dadurch gekennzeichnet, dass diese zu mehreren an einer Maschine oder den Werkzeugen angebracht sind, um Schwingungen, gleicher oder verschiedener Frequenzen und Richtungen an unterschiedlichen Stellen der Presseneinrichtung angebracht, zu tilgen.