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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Stanzen und/oder Umformen
von Werkstücken,
mit einem Oberwerkzeug und einem Unterwerkzeug, wobei das Oberwerkzeug
relativ zu dem Unterwerkzeug beweglich ist, nach der im Oberbegriff
von Anspruch 1 näher
definierten Art.
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Eine
gattungsgemäße Vorrichtung
mit einer Einzelstempelsteuerung ist aus der
EP 0 366 064 A2 bekannt.
Dabei werden die zur Bearbeitung der Werkstücke vorgesehenen Stanzstempel
mittels zugeordneter Stellelemente in ihre betätigte Stellung gebracht und
mittels den Stanzstempeln einzeln zugeordneten Federelementen in
ihre nicht betätigte Stellung
zurückgestellt.
Zum einen ist diese Konstruktion jedoch relativ aufwändig und
zum anderen muss das Stellelement bei der Verstel lung der Stanzstempel
in ihre betätigte
Stellung stets gegen die Kraft des Federelements wirken, wodurch
sich an den Stellelementen schon nach kurzer Zeit ein hoher Verschleiß ergibt
und diese außerdem
entsprechend steif ausgeführt
werden müssen,
um die erforderliche Kraft übertragen
zu können.
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Eine ähnliche
Vorrichtung ist in der
DE
41 35 787 A1 beschrieben. Darin wird jedoch nicht auf die Problematik
eingegangen, dass sich die Stanzstempel in ihre nicht betätigte Position
bewegen können, wenn
sich die Stellelemente in ihrer die Stanzstempel nicht betätigenden
Stellung befinden. Eine derartigen Bewegung der Stanzstempel in
ihre nicht betätigte Position
würde jedoch
dazu führen,
dass die Stellelemente im nachfolgenden Hub ihre die Stanzstempel betätigende
Stellung nicht mehr einnehmen können.
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Eine
Perforierpresse mit Einzelstempelsteuerung ist aus der
DE 198 25 843 C2 bekannt.
Hierbei sind eine Arretiereinrichtung, mit der ein Werkzeugteil
in einer Aktivposition verriegelbar ist, und eine Entastungseinrichtung
vorgesehen, mit der der Werkzeugteil auf seine Aktivposition hin
vorspannbar ist. Die Entlastungseinrichtung soll eine leistungsarme und
schnelle Verstellung der Arretiereinrichtung ermöglichen und weist zu diesem
Zweck eine Niederhalterplatte für
die Stanzstempel auf, an welcher parallel zu den Stanzstempeln verlaufende
Zuganker angreifen. Diese spannen jeweilige Stößel, welche die Stanzstempel
betätigen,
in der Aktivposition vor.
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Der
Aufbau der Entlastungseinrichtung dieser Perforierpresse ist jedoch
sehr aufwändig
und kostenintensiv und führt
außerdem
zu einer erheblichen Vergrößerung der
gesamten Presse, insbesondere in vertikaler Richtung derselben.
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Es
ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zum
Stanzen und/oder Umformen von Werkstücken zu schaffen, deren Stanzstempel
einzeln angesteuert werden können
und bei welcher mit sehr einfachen Mitteln verhindert wird, dass
die einzelnen Stanzstempel selbsttätig ihre nicht betätigte Stellung
einnehmen.
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Erfindungsgemäß wird diese
Aufgabe durch die in Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst.
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Dadurch,
dass erfindungsgemäß die Reibung
der Stanzstempel innerhalb der Bohrungen des Niederhalterelements
höher ist
als innerhalb der Bohrungen der oberen Stempelführungsplatte, wird verhindert,
dass sich die Stanzstempel nach einem Bearbeitungshub aus dem Niederhalterelement
lösen und
sich nach oben bewegen können.
Die Stanzstempel werden auf diese Weise also stets in ihrer unteren
Position gehalten und es wird letztendlich eine Blockierung der
Stellelemente durch die Stanzstempel verhindert. Trotz dieser sicheren
Funktion weist die erfindungsgemäße Vorrichtung
eine relativ einfache Konstruktion auf.
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Eine
einfache Möglichkeit,
die höhere
Reibung der Stanzstempel in den Bohrungen des Niederhalterelements
zu erreichen, ergibt sich, wenn in einer vorteilhaften Ausgestaltung
der Erfindung die Bohrungen in dem Niederhalterelement einen geringeren
Durchmesser aufweisen als die Bohrungen in der Stempelführungsplatte
des Oberwerkzeugs.
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Eine
weitere Möglichkeit,
diese höhere
Reibung zu erreichen, kann darin bestehen, dass in den Bohrungen
des Niederhalterelements Elemente eingesetzt sind, welche den kleinsten
Durchmesser der Bohrungen verringern.
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Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben
sich aus den restlichen Unteransprüchen. Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung anhand der Zeichnung prinzipmäßig beschrieben.
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Es
zeigt:
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1 einen
Schnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung
in einer ersten Position und mit einer ersten Konfiguration;
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2 die
Vorrichtung aus 1 in einer zweiten Konfiguration;
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3 die
Vorrichtung aus 1 und 2 in einer
dritten Konfiguration;
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4 die
Vorrichtung aus den 1 – 3 in einer
zweiten Position; und
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5 die
Vorrichtung aus den 1 – 4 in einer
dritten Position.
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1 zeigt
einen Schnitt durch eine Vorrichtung 1, welche zum Stanzen
und/oder Umformen von Werkstücken 2 vorgesehen
ist. Bei dem im vorliegenden Fall mit der Vorrichtung 1 bearbeiteten
Werkstück 2 handelt
es sich um ein längliches
Metallblech, das zum Beispiel ein Teil eines Fensterbeschlages sein
kann, es können
jedoch auch andere Werkstücke 2 mit
der Vorrichtung 1 bearbeitet werden, wie beispielsweise
Lochbleche oder Gipskartonplatten. Insbesondere bei der Bearbeitung
von Gipskartonplatten ist häufig
keine vollständige
Stanzung, d.h. das Einbringen eines Durchgangslochs in die Gipskartonplatte
gewünscht,
sondern lediglich das Einbringen einer Vertiefung. Auch dies ist
mittels der nachfolgend beschriebenen Vorrichtung 1 möglich.
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Die
Vorrichtung 1 weist in an sich bekannter Weise ein Oberwerkzeug 3 mit
einer Druckplatte 3a und ein Unterwerkzeug 4 mit
einer Matrize 4a, auf der das Werkstück 2 aufliegt, auf.
Das Oberwerkzeug 3 ist mittels einer nicht dargestellten
Antriebseinrichtung relativ zu dem Unterwerkzeug 4 beweglich.
Diese zum Bewegen des Oberwerkzeugs 3 dienende Antriebseinrichtung,
welche den eigentlichen Pressenhub erzeugt, kann einer ebenfalls
nicht dargestellten Presse zugeordnet sein, in welcher die Vorrichtung 1 vorzugsweise
angeordnet ist. In dem Oberwerkzeug 3 sind mehrere Stanzstempel 5a, 5b, 5c und 5d angeordnet,
welche mittels jeweiliger, den Stanzstempeln 5a – 5d zugeordneter
Stellelemente 6a, 6b, 6c, 6d zwischen
einer Position, in der sie das Werkstück 2 bearbeiten, und
einer Position, in der sie das Werkstück 2 nicht bearbeiten,
verstellt werden können.
Im vorliegenden Fall befinden sich der erste und der dritte Stanzstempel 5a und 5c – von links
betrachtet – in
der Position, in der sie das Werkstück 2 bei einem Pressenhub
bearbeiten, d.h. beispielsweise Stanzen, wohingegen der zweite und
der vierte Stanzstempel 5b und 5d auch bei einem
Hub des Oberwerkzeugs 3 relativ zu dem Unterwerkzeug 4 keine
Bearbeitung an dem Werkstück 2 vornehmen.
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Hierzu
sind die Stellelemente 6a – 6d einzeln zwischen
einer die Stanzstempel 5a – 5d betätigenden
und einer die Stanzstempel 5a – 5d nicht betätigenden
Stellung in horizontaler Richtung verstellbar, wobei die die Stanzstempel 5a – 5d betätigende
Stellung nachfolgend als "eingerückt" und die die Stanzstempel 5a – 5d nicht
betätigende
Stellung der Stellelemente 6a – 6d als "ausgerückt" bezeichnet wird.
In der Konfiguration der Vorrichtung 1 gemäß 1 sind
demnach die beiden Stellelemente 6a und 6c eingerückt, wohingegen
die beiden Stellelemente 6b und 6d ausgerückt sind.
Dagegen sind in der Konfiguration der Vorrichtung 1 gemäß 2 die
beiden Stellelemente 6b und 6d eingerückt und
die beiden Stellelemente 6a und 6c ausgerückt. 3 zeigt
eine Konfiguration der Vorrichtung 1, in der alle Stellelemente 6a – 6d eingerückt sind,
sodass bei einem Pressenhub alle Stanzstempel 5a – 5d betätigt werden.
Die Betätigung
der Stanzstempel 5a – 5d erfolgt durch
die Bewegung des Oberwerkzeugs 3, wobei die Druckplatte 3a auf
die Stellelemente 6a – 6d und damit
auf die Stanzstempel 5a – 5d wirkt. In der
eingerückten
Position der Stellelemente 6a – 6d werden also die
entsprechenden Stanzstempel 5a – 5d von dem Oberwerkzeug 3 betätigt, um
das Werkstück 2 zu
bearbeiten, während
in der ausgerückten
Position der Stellelemente 6a – 6d die zugehörigen Stanzstempel 5a – 5d von
dem Oberwerkzeug 3 nicht betätigt werden.
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Im
vorliegenden Fall befinden sich die beiden Stellelemente 6a und 6b auf
der linken und die beiden Stellelemente 6c und 6d auf
der gegenüberliegenden,
also der rechten Seite der Vorrichtung 1. Bei Ausführungsformen
der Vorrichtung 1, bei der über die Breite derselben mehr
als vier Stanzstempel 5a – 5d vorgesehen sind,
ist es möglich,
eine noch größere Anzahl
als die jeweils zwei in vertikaler Richtung übereinander angeordneten Stellelemente 6a – 6d übereinander
anzuordnen. In diesem Zusammenhang ist festzuhalten, dass, sofern
nicht konstruktive Gründe
dagegen sprechen, prinzipiell eine beliebige Anzahl an Stanzstempeln 5a -
5d vorgesehen sein kann. Durch die beschriebene Bewegung der Stellelemente 6a – 6d lediglich
in horizontaler Richtung wird eine sehr geringe Bauhöhe der gesamten
Vorrichtung 1 erreicht.
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An
der Oberseite und der Unterseite sind die Stellelemente 6a – 6d mittels
jeweiliger Führungsplatten 7 und 8 geführt, um
eine exakte horizontale Bewegung derselben zu gewährleisten.
Dabei stehen die oberen Führungsplatten 7 mit
der Druckplatte 3a in Kontakt und wirken auf diese Weise
auf die Stellelemente 6a – 6d. Aufgrund der
exakten Fertigung und der hochwertigen Oberflächengüte derselben ist es nicht erforderlich,
zwischen den Stellelementen 6a – 6d entsprechende
Führungselemente
anzubringen.
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Bei
der dargestellten Ausführungsform
sind die Stellelemente 6a – 6d mittels jeweiliger
Pneumatikzylinder 9a – 9d zwischen
ihrer die Stanzstempel 5a – 5d betätigenden
und ihrer die Stanzstempel 5a – 5d nicht betätigenden
Stellung verstellbar. Um eventuelle Fertigungstoleranzen ausgleichen
zu können,
sind die Stell elemente 6a – 6d über jeweilige
flexible Kupplungen 10a – 10d mit den Pneumatikzylindern 9a – 9d verbunden.
Dabei greifen die flexible Kupplungen 10a – 10d in
jeweilige, nicht bezeichnete Nuten der Stellelemente 6a – 6d ein.
Durch Aufbringen eines pneumatischen Drucks können also die Stellelemente 6a – 6d von
ihrer ausgerückten
in ihre eingerückte
Position verfahren werden. Eine Rückstellung der Stellelemente 6a – 6d kann über einen nicht
dargestellten, zentralen Druckversorgungskanal oder durch andere
bekannte Maßnahmen
erfolgen.
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Die
Vorrichtung
1 ist in nicht dargestellter, jedoch beispielsweise
in der in der
DE 103
39 970 A1 beschriebenen Art und Weise modulartig ausgebildet,
d.h. es sind in einer Richtung senkrecht zu der Blattebene der
1 –
5 mehrere
Stanzstempel
5a –
5d und
jeweilige den Stanzstempeln
5a –
5d zugeordnete Stellelemente
6a –
6d hintereinander
angeordnet. Hierbei kann jedem Stanzstempel
5a –
5d genau
ein Stellelement
6a –
6d zugeordnet
sein, es ist jedoch auch möglich,
die Stellelemente
6a –
6d so auszuführen, dass
sie in der Richtung senkrecht zur Blattebene betrachtet mehreren
Stanzstempeln
5a –
5d gemeinsam
zugeordnet sind. Die Druckplatte
3a des Oberwerkzeugs
3 verläuft jedoch
in jedem Fall vorzugsweise über
die gesamte Länge
der Vorrichtung
1.
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Die
Stanzstempel 5a – 5d sind
in dem Oberwerkzeug 3 in einer ersten, frei beweglichen,
oberen Stempelführungsplatte 11,
welche hierfür
entsprechende Bohrungen 12a, 12b, 12c und 12d aufweist, sowie
in einer zweiten, nur beschränkt
beweglichen, unteren, dem Unterwerkzeug 4 zugewandten Stempelführungsplatte 13a geführt, welche
ebenfalls mit Bohrungen 14a, 14b, 14c, 14d für die Stanzstempel 5a – 5d versehen
ist. Die untere Stempelführungsplatte 13a ist,
gemeinsam mit einer Niederhalterplatte 13b, Bestandteil
eines Nidederhalterelements 13. Vorzugsweise sind die Stempelführungsplatte 13a und
die Niederhalterplatte 13b miteinander verschraubt. Die
Hauptaufgabe des Niederhalterelements 13 besteht darin,
das Werkstück 2 in
seiner Position zu halten, bis die Stanzstempel 5a – 5d bei der
Aufwärtsbewegung
des Oberwerkzeugs 3 aus dem Werkstück 2 herausgezogen
sind.
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Um
zu erreichen, dass bei der in 4 dargestellten
Aufwärtsbewegung
des Oberwerkzeugs 3 die Stanzstempel 5a – 5d nicht
von der oberen Stempelführungsplatte 11 mitgenommen
werden, sondern in ihrer untersten Position verbleiben, ist das
Niederhalterelement 13 so ausgebildet, dass die Reibung der
Stanzstempel 5a – 5d innerhalb
der Bohrungen 14a – 14d des
Niederhalterelements 13 höher ist als innerhalb der Bohrungen 12a – 12d der
Stempelführungsplatte 11 des
Oberwerkzeugs 3. Bei der dargestellten Ausführungsform
wird dies konstruktiv derart gelöst,
dass die Bohrungen 14a – 14d in der die Stempelführungsplatte 13a und
der Niederhalterplatte 13b einen geringeren Durchmesser
aufweisen als die Bohrungen 12a – 12d in der Stempelführungsplatte 11.
Insbesondere weisen die Stanzstempel 5a – 5d gegenüber den
Bohrungen 14a – 14d in
dem Niederhalterelement 13 eine Spiel- bis Übergangspassung
auf. In den Bohrungen 12a – 12d weisen die Stanzstempel 5a – 5d ein
etwas größeres Spiel
auf, sodass sie nicht von der oberen Stempelführungsplatte 11 mitgenommen
werden können.
Auf diese Weise wird sichergestellt; dass die Stanzstempel 5a – 5d in
der in 5 dargestellten oberen Position des Oberwerkzeugs 3 keine
Stellung einnehmen können, in
der sie die freie Bewegung der Stellelemente 6a – 6d einschränken könnten.
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Das
Niederhalterelement 13 wird durch mehrere sich an der oberen
Stempelführungsplatte 11 abstützende Federelemente 16a und 16b auf
das Werkstück 2 gedrückt. Bei
der Aufwärtsbewegung
des Oberwerkzeugs 3 vergrößert sich der Abstand zwischen
der frei beweglichen, oberen Stempelführungsplatte 11 und
des Niederhalterelements 13 durch das Einwirken der Federelemente 16a und 16b,
sodass das Niederhalterelement 13 nur beschränkt beweglich
ist und sich nur bis zu einem gewissen Punkt bewegt. Zur Führung des
Niederhalterelements 13 dienen jeweilige Führungssäulen 17a und 17b.
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Zusätzlich ist
oberhalb der Stempelführungsplatte 11 eine
Anschlagplatte 15 vorgesehen, welche dafür sorgt, dass
sich die Stanzstempel 5a – 5d nicht weiter
als gewünscht
nach unten bewegen können. Hierfür sind die
Stanzstempel 5a – 5d an
ihrer den Stellelementen 6 zugewandten, oberen Seite außerdem mit
geeigneten Durchmesservergrößerungen ausgestattet.
Dabei ist auch erkennbar, dass die Stanzstempel 5a – 5d unterschiedliche
Längen
aufweisen, was mit den übereinander
angeordneten Stellelementen 6a – 6d zusammenhängt. Um
entsprechende Muster zu erzeugen, können die Stanzstempel 5a – 5d auch
unterschiedliche Formen aufweisen.
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In
einer nicht dargestellten Ausführungsform der
Vorrichtung 1 wäre
es auch möglich,
dass in nicht dargestellten Nuten innerhalb der Bohrungen 14a – 14d Ringe,
beispielsweise sogenannte Sprengringe, eingesetzt werden, welche
den kleinsten Durchmesser der Bohrungen 14a – 14d so
verringern, dass die Reibung der Stanzstempel 5a – 5d innerhalb
der Bohrungen 14a – 14d höher ist
als innerhalb der Bohrungen 12a – 12d der Stempelführungsplatte 11.
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Des
weiteren wird das Anhaften der Stanzstempel 5a – 5d innerhalb
der Bohrungen 14a – 14d gegebenenfalls
auch dadurch erhöht,
dass sich auf der unteren Stempelführungsplatte 13a Öl befindet, welches
in die Bohrungen 14a – 14d eintritt
und so die Stanzstempel 5a – 5d in gewissem Umfang
davon abhält,
sich in den Bohrungen 14a – 14d nach oben zu
bewegen.