DE19525431C2 - Presse zum Stanzen von Löchern in ein Werkstück - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Presse zum Stanzen von Löchern in ein Werkstück, insbesondere eine tragbare, hilfskraftbetriebene Presse dieser Art zum Lochen von Stahlrahmen an Baustellen, mit einer Matrize und einem Stempel, der zur Matrize hin zum Stanzen eines Loches in ein Werkstück antreibbar ist, welches gegen die Matrize gehalten ist.

Eine bekannte Presse dieser Art (DE 26 06 378 A1) enthält eine Lichtquelle zum Projiziieren eines Lichtstrahls auf die zu stanzende Oberfläche eines Werkstücks.

Tragbare hydraulische Lochpressen mit Pumpe und elektrischem Antriebsmotor sind bekannt und zum Erzeugen von Löchern in Stahlträgern oder -streifen oder ähnlichen Rahmenbauteilen unterschiedlicher Querschnitte an Baustellen weithin im Einsatz. Bei solchen Pressen wird ein Stempel mittels eines hydraulischen Zylinders bezüglich einer festgehaltenen Matrize vor- und zurückbewegt, um ein Loch aus dem gegen die Matrize gehaltenen Werkstück zu stanzen.

Bei der Anwendung solcher Lochpressen wurden Schwierigkeiten festgestellt. In einigen, wenn nicht allen Fällen müssen Löcher exakt in markierten Positionen in Stahlrahmenbauteilen eingebracht werden. Normalerweise muß der Arbeiter beim Anvisieren der Markierung bzw. des Anrisses auf dem Werkstück sich einzig auf seine Augen verlassen. Solches Anvisieren mit den Augen hat den Lochvorgang sehr erschwert und gelegentlich ungenau gemacht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein genaueres Einstellen des Stempels auf die Markierung oder einen Anriß am Werkstück zu ermöglichen.

Zur Lösung der Aufgabe ist eine Presse mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 vorgesehen.

Der Laser projiziert einen Lichtstrahl axial durch den Stempel hindurch in Richtung auf die Matrize.

Daher kann im Betrieb der Maschine der Arbeiter den Zielstrahl leichter auf eine Markierung oder einen Anriß am Werkstück ausrichten. Somit läßt sich exakt in der markierten Position ein Loch durch Auslösen der Antriebsvorrichtung zum Aufbringen einer Preßkraft auf den Stempel in Richtung gegen die Matrize erzeugen.

Der Lichtkanal muß nicht notwendig gradlinig sein, sondern kann auf seinem Weg zur Ort der Lichtquelle, nämlich des Lasers, abgewinkelt oder gekrümmt sein. Der Laser kann daher in jeder beliebigen Position, z. B. versetzt bezüglich der Achse des Stempels, an der Presse angebracht sein. Der von dem Laser erzeugte Laserstrahl bildet auf der Werkstückoberfläche einen scharf definierten Fleck oder Punkt kleinen Durchmessers ab, was ein präzises Lochen ermöglicht.

Die Erfindung ist im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an Ausführungsbeispielen mit weiteren Einzelheiten näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch eine tragbare, hilfskraftbetriebene Presse gemäß der Erfindung;

Fig. 2 einen im Maßstab vergrößerten Teilschnitt in der gleichen Ebene wie Fig. 1, wobei insbesondere das Rückströmventil des zur Presse gehörenden hydrauli­ schen Zylinders in dessen vollständig eingezogener Lage bei geschlossenem Rückströmventil dargestellt ist;

Fig. 3 in einer Ansicht ähnlich Fig. 2 den hydraulischen Zylinder in vollständig ausgeschobener Stellung, wobei das Rückströmventil teilweise geöffnet ist;

Fig. 4 in einer Ansicht ähnlich Fig. 3 das Rückströmventil in voll geöffnetem Zustand;

Der generelle Aufbau der Presse nach der Erfindung sei nun anhand der Fig. 1 erläutert. Die insgesamt mit der Bezugs­ zahl 10 bezeichnete Presse ist zusammen mit einem Werkstück W in Form eines zu stanzenden kanalförmigen Profils darge­ stellt. Das Werkstück W ist an einer Matrize 12 positioniert dargestellt. Ein Stempel 14 wird nach vorn oder in dieser Figur nach links ausgeschoben, um ein Loch in das Werkstück W an der Matrize 12 zu stanzen.

Zum Antreiben des beweglichen, mit einem Schneidwerkzeug versehenen Stempels zu einer Vorschub- und Einziehbewegung ist ein hydraulischer Zylinder 16 vorgesehen, der auch in den Fig. 2 bis 4 dargestellt ist, wobei dieser Zylinder ein­ fach wirkend mit Rückstellfeder ausgebildet und in einen Körper 18 der Presse 10 eingebaut ist. Der hydraulische Zy­ linder 16 wird von einer Pumpe 20 mit einem Gehäuse 22 ange­ trieben, das auf der Rückseite des Körpers 18 montiert ist. Die hydraulische Pumpe 20 wird ihrerseits von einem Elektro­ motor 24 angetrieben, der an der Rückseite der Pumpe ange­ flanscht ist.

Der Motor 24 hat eine Abtriebswelle 26, die sich durch die Rückwand des Pumpengehäuses 22 erstreckt, und in einen ex­ zentrischen Wellenzapfen 28 endet. Dieser Wellenzapfen ist in einer Fluidkammer 30 im Pumpengehäuse 22 angeordnet, die mit einer Druckflüssigkeit, wie Öl, gefüllt ist. Die Pumpe 20 weist einen vom Wellenzapfen 28 getriebenen Kolben 32 auf, der zum Hin- und Herbewegen in der Fluidkammer 30 ge­ führt ist, sowie ein Rückschlagventil 34 mit Feder 36, das eine Strömung von Druckflüssigkeit aus der Fluidkammer in einen Kanal 38 ermöglicht, welcher sich durch den Körper 18 zu dem hydraulischen Zylinder 16 erstreckt.

Der hydraulische Zylinder 16 hat einen gleitend in einem Hohlraum im Körper 18 aufgenommenen Kolben 40. Der Kolben 40 unterteilt den Hohlraum in eine Fluidkammer 42 und in eine Federkammer 44. Die Fluidkammer 42 des Zylinders kommuni­ ziert mit der Fluidkammer 30 der Pumpe über den Kanal 38. Die Federkammer 44 enthält eine Rückstellfeder in Form einer Schraubendruckfeder 46. Der Kolben 40 wird zusammen mit sei­ ner Kolbenstange 48 von der aus der Pumpe 20 gespeisten Druckflüssigkeit ausgeschoben und durch die Rückstellfeder 46 zurückgestellt. Die Kolbenstange 48 erstreckt sich druck­ dicht durch den Zylinder 16 und ragt aus dessen Vorderwand 50 heraus, wobei mit ihrem vorderen Ende der Stempel 14 bei 52 verkeilt ist.

Wie in den Fig. 2 bis 4 in größerem Maßstab gezeigt ist, ist in dem Kolben 40 ein Rückströmventil 54 zum Rückführen von Druckflüssigkeit aus der Fluidkammer 42 des Zylinders zurück in die Fluidkammer 30 der Pumpe vorgesehen. Das Rückström­ ventil 54 hat einen Ventilschaft 56, der in einem Loch im Kolben 40 parallel zur Zylinderachse gleitgeführt ist, sowie einen Ventilkopf 58 an einem Ende des Ventilschaftes und in der Fluidkammer 42 des Zylinders zum Bewegen in flüssig­ keitsdichten Kontakt mit dem Kolben 40 und davon weg. Auf den Ventilschaft 56 ist eine Schraubendruckfeder 60 zum Vor­ spannen des Ventilkopfes 58 vom Kolben weg aufgeschoben. Im Ventilschaft 46 ist ein Flüssigkeitskanal 62 mit einem Ein­ laß benachbart dem Ventilkopf an einem Ende und einem Auslaß am anderen Ende des Ventilschaftes vorgesehen.

Wenn der Kolben 40 gemäß Fig. 2 bei gesperrtem Rückströmven­ til 54 unter Belastung der Rückstellfeder 46 steht, die in dieser Figur nicht gezeichnet ist, ist die Verbindung zwi­ schen der Fluidkammer 42 des Zylinders und der Federkammer 44 unterbrochen. Am Ende des Ausschiebhubes läuft dann der Ventilschaft 56 mit seinem Stirnende an der Endwand der Fe­ derkammer 44 an, wie dies in Fig. 3 gezeigt ist. Dann wird der Ventilkopf 58 leicht vom Kolben 40 abgehoben, so daß Druckflüssigkeit aus der Fluidkammer 42 in den Kanal 62 strömen kann. Die Druckflüssigkeit trifft auf die Endwand 50 der Federkammer 44 beim Ausströmen aus dem Kanal 62 in die Federkammer 44. Somit wird das Rückströmventil 54 gemäß Fig. 4 durch die Resultierende der Kraft der Rückstellfeder 60 und der Reaktionskraft der auf die Endwand 50 der Federkam­ mer wirkenden Druckflüssigkeit vollständig geöffnet.

Es sei hervorgehoben, daß das Rückströmventil 54 lediglich eine einzige Druckfeder 60 im Vergleich zu zwei bisher er­ forderlichen Federn benötigt, um vom Kolben 40 abgehoben zu werden.

Unter erneuter Bezugnahme auf die Fig. 1 ragt von der Vor­ derwand des Zylinders 16 eine damit einstückig ausgebildete Klaue 64 nach vorne weg. An dieser Klaue 64 ist die Matrize 12 in einer Lage gegenüber dem Stempel 14 angeordnet. In der Klaue 64 ist eine Dämpfungskammer 66 ausgebildet. Die Dämp­ fungskammer 66 nimmt einen Luftsack 70 auf, der sich ela­ stisch verformen kann, um die Stoßwirkung des nach vorn wan­ dernden Zylinderkolbens 40 abzudämpfen.

Fig. 1 zeigt ferner einen Lichtkanal 72, der sich axial durch den Stempel 14 und die Kolbenstange 48 sowie durch den Körper 18 zum Ort einer Lichtquelle, wie eines Lasers 74, hindurcherstreckt, der in einem Raum 76 in dem Körper aufge­ nommen ist. Der Raum 76 erstreckt sich rechtwinklig zum Lichtkanal 72. Vom Laser 74 erstreckt sich ein optisches Faserbündel 78 zum Stempel 14 durch den Lichtkanal 72 hin­ durch, um den Laserstrahl durchzuführen und auf dem Werk­ stück W an der Matrize 12 auftreffen zu lassen. Am Körper 18 kann ein photoelektrischer Verstärker 80 in Kombination mit dem Laser 74 montiert sein.

Bei einem derartigen Aufbau der Presse 10 gemäß der Erfin­ dung wird das zu lochende Werkstück W zunächst auf der Ma­ trize 12 positioniert, wie in Fig. 1 gezeigt. Dann wird der Laser 74 aktiviert, um einen Zielstrahl auf das Werkstück W zu werfen. Wenn der Zielstrahl nicht auf die Markierung des Werkstückes fällt, kann die Position des Werkstückes auf der Matrize 12 neu eingestellt werden, so daß der Zielstrahl in exakte Fluchtung mit der Markierung gelangt. Übereinstimmung des Zielstrahles mit der Markierung bedeutet, daß das Werk­ stück mit seiner Markierung in Fluchtung mit der Achse des Stempels 14 positioniert ist, weil der Zielstrahl über den Lichtkanal 72 emittiert wird, der sich axial fluchtend mit der Stempelachse erstreckt.

Nun wird der Elektromotor 24 eingeschaltet. Aufgrund der dadurch verursachten Rotation der Abtriebswelle 26 zusammen mit dem exzentrischen Wellenzapfen 30 wird der Kolben 32 der hydraulischen Pumpe 20 hin- und herbewegt, um die Druckflüs­ sigkeit in der Fluidkammer 30 zur Versorgung der Fluidkammer 42 des hydraulischen Zylinders 16 über das Rückschlagventil 34 und den Kanal 38 unter Druck zu setzen. Die in die Fluid­ kammer 42 des Zylinders einströmende Druckflüssigkeit drängt den Kolben 40 gegen die Wirkung der Rückstellfeder 46 aus seiner Stellung in Fig. 2 in diejenige nach Fig. 3 vorwärts. Dabei stanzt der am vorderen Ende der Kolbenstange 48 ange­ brachte Stempel 14 ein Loch in das Werkstück W auf der Ma­ trize 12.

Beim Ende des Ausschiebhubes des Kolbens 40 trifft der Schaft 56 des Rückstellventiles auf die Endwand 50 des Zy­ linders 16, so daß der Ventilkopf 58 geringfügig vom Kolben abgehoben wird. Dann strömt Druckflüssigkeit in die Fluid­ kammer 42 des Zylinders über den Kanal 62 im Ventilschaft 56 und gegen die Endwand 50. Die Reaktionskraft der Druckflüs­ sigkeit, welche auf die Endwand 50 auftrifft, summiert sich mit der Kraft der Vorspannfeder 60, um den Ventilkopf 58 vollständig vom Kolben 40 gemäß Fig. 4 abzuheben.

Darauf strömt Druckflüssigkeit aus der Fluidkammer 42 des Zylinders zurück in die Fluidkammer 30 der Pumpe über das Rückströmventil 54, wenn der Kolben 40 aus der Stellung nach Fig. 2 unter der Wirkung der Rückstellfeder 46 wieder einge­ schoben wird. Der Stempel 14 gelangt in die eingeschobene Position gemäß Fig. 1 beim Einziehhub des Kolbens 40. Damit ist ein Zyklus einer Lochung vollendet.

Der Ventilkopf 58 trifft bei Beendigung des Einziehhubes des Kolbens 40 auf die rückwärtige Wand des Zylinders 16 und setzt sich folglich entgegen der Kraft der Vorspannfeder 60 auf den Kolben 40 auf. Die Fluidkammer 42 des Zylinders ist nun druckdicht abgeschlossen, bis erneut Druckflüssigkeit von der Pumpe bei Beginn des nächsten Arbeitszyklus gespeist wird.

Der Lichtkanal 72 braucht nicht rechtwinklig abgelenkt zu sein sondern kann auch unter anderen Winkeln oder gekrümmt von der Lichtquelle bis zum Austritt je nach örtlicher Anordnung der Lichtquelle oder des Faserbündels abgelenkt werden oder gradlinig verlaufen.

Claims (2)

1. Presse zum Stanzen von Löchern in ein Werkstück, mit einer Matrize (12) und einem Stempel (14), der zur Matrize hin zum Stanzen eines Loches in ein Werkstück (W) antreibbar ist, welches gegen die Matrize gehalten ist, wobei der Stempel (14) einen ihn axial durchsetzenden Lichtkanal (72) aufweist, der zur Matrize (12) hin offen ist und ein lichtleitendes Faserbündel (78) enthält, und wobei ein Laser (74) zum Aussenden eines Lichtstrahles über das Faser­ bündel (78) in Richtung gegen die Matrize vorgesehen ist.

2. Presse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Laser (74) in einer Position versetzt bezüglich der Achse des Stempels (14) angeordnet ist.