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Werkzeugeinrichtung zur spanlosen Umformung metallischer
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Hohlkörper Die Erfindung betrifft eine Werkzeugeinrichtung zur spanlosen
Umformung metallischer Hohlkörper durch Tiefziehen und/oder Abstreckziehen, ausgehend
von Ronden oder vorgeformten Näpfen, mit mindestens zwei Umformstationen, welche
jeweils mindestens eine Matrize in einer Matrizenhalterung und einen Stempel aufweisen,
wobei jeweils der Stempel koaxial zur zugeordneten Matrize hin- und hergehend angetrieben
ist und beim Eintauchen in die Matrize
im Zusammenwirken mit der
letzteren die gewünschte Umformung des Hohlkörpers durchführt.
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Metallische Hohlkörper, wie Aerosoldosen, Getränkedosen, Konservendosen
etc., können beispielsweise im Durchstreckverfahren hergestellt werden. Dieses Verfahren,
das in der Industrie weite Verbreitung gefunden hat, verwendet bekanntlich mehrere
koaxial hinter- bzw. untereinander angeordnete Abstreckziehringe, deren Durchmesser
so abgestuft sind, dass die Wandung des Hohlkörpers sukzessive bei jedem Durchgang
durch einen Abstreckziehring um ein bestimmtes Mass reduziert wird.
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Wollte man das Durchstreckverfahren zur Verarbeitung sehr dünner
Ausgangsmaterialien verwenden, deren Dickenabmessung z.B. gerade noch die Festigkeit
des oberen,
zur Aufnahme eines Deckels bestimmten Randes gewährleistet,
so müsste übrigens der gesamte Abstreckvorgang auf einen einzigen Abstreckziehring
beschränkt werden, da nur dann der obere R#nd durch einen Hinterschliff des Stempels
auf der ursprüng#.ichen Dicke gehalten werden könnte. Die erforderliche Dickenreduzierung
von beispielsweise 0,18 auf 0,08 mm liesse sich aber in einem einzigen Abstreckziehring
nur unter grössten Schwierigkeiten erzielen.
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Die Dickenabmessungen des Ausgangsmaterials, des Hohrnkörperbodens,
der Wandstärke und des Hohlkörperrandes können vom Hersteller bei diesem Verfahren
somit nicht frei gewählt werden.
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Es ist ferner versucht worden, metallische Hohlkörper auf der bekannten
mehrstufigen Transferpresse zu erzeugen. Diese Versuche mussten aus Gründen, die
nachstehend noch erläutert werden, fehlschlagen.
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Eine der wichtigsten und schwer zu erfüllenden Forderungen, die an
die Konstrukteure bzw. das Einstellpersonal der Werkzeuge einer solchen Einrichtung
gestellt werden, besteht bekanntlich darin, dass die gegenseitige Position der beiden
Werkzeughälften, d.h. Stempel einerseits und Matrize mit Matrizenhalterung andererseits,
während des Umformvorganges gehalten wird.
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Eine Werkzeugführung wird bekanntlich von der Fachwelt dann als gut
bezeichnet, wenn die gegenseitige
Lage von Stempel und Matrize
im Moment des gegenseitigen Zusammenwirkens rigorosen Präzisionsanforderungen entspricht.
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Eine kurze Betrachtung der klassischen Transferpresse wird zeigen,
dass diese einer zufriedenstellenden Erfüllung der vorgenannten Forderung aus prinzipiellen
Gründen grosse Schwierigkeiten in den Weg legen musste.
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Den klassischen Aufbau einer solchen bekannten Transferpresse zeigt
Fig. 1.
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Gemäss dieser schematischen Darstellung, die einen stark vereinfachten,
teilweise aufgeschnittenen Aufriss einer fünfstufigen Presse zeigt, weist die Transferpresse
einen Rahmen 1 auf, in dessen unterem Abschnitt die Werkzeugunterteile 2a, 3a, 4a,
5a und 6a auf einer Aufspannplatte 7 untergebracht sind, die sich ihrerseits auf
einen Pressentischp abstützt. Jedes Werkzeugunterteil beherbergt eine Matrize M
(Ziehring) und ist ferner mit einem Ausstosser 8 versehen, der hier nur für das
erste Werkzeug eingezeichnet ist und über einen pneumatisch gesteuerten Kolben 9
im Pressentisch im Arbeitstakt der Presse auf- und abbewegt wird.
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Im oberen Abschnitt des Rahmens 1 ist ein Stössel 10 gelagert, der
durch einen nicht dargestellten Antriebsmechanismus in Richtung des Pfeiles 11 nach
unten und oben bewegt werden kann. Zu diesem Zwecke ist der Stössel 10
mittels
Rollen 12 oder anderen geeigneten Führungselementen an der Innenfläche des Rahmens
beweglich gelagert. Der Antrieb erfolgt von einem Schwungrad 13 aus über eine strichpunktiert
angedeutete Welle 14 sowie nicht dargestellte Uebertragungsstangen. Ausser dem hier
dargestellten Unterantrieb gibt es den Oberantrieb mit oben liegender Antriebswelle,
doch sind diese Unterschiede im vorliegenden Zusammenhang ohne besondere Bedeutung.
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An der Unterseite des Stössels 10 sind die Oberwerkzeuge (Stempel)
2b, 3b, 4b, 5b, 6b mittels Spannbis 19 köpfen 15/befestigt. Im vorliegenden Beispiel
sind zwei Tiefziehstempel 2b/3b mit Niederhaltern 2c/3c und drei Abstreckziehstempel
4b, 5b, 6b mit den zugehörigen Abstreifern 4c, 5c, 6c vorgesehen. In diesen fünf
Umformstufen werden die Presslinge in rascher Aufeinanderfolge umgeformt, wobei
jeder Pressling nach erfolgter Umformung durch spezielle Transportgreifer 20 zur
Nachbarstation befördert wird. Der Antrieb des schweren, die Transportgreifer tragenden
Greiferschlittens erfolgt über ein mechanisches Gestänge 21.
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Diese bekannte Transferpresse ist mit zahlreichen, schwerwiegenden
Nachteilen behaftet, die deren Anwendung im Rahmen des neuen, mit hoher Produktionsgeschwindigkeit
arbeitenden Verfahrens nicht zulassen. Die wichtigsten dieser Nachteile sind folgende:
Bei
der Herstellung dünnwandiger Hohlkörper, deren Wandstärke zur Zeit bis auf etwa
0,08 mm abgestreckt wird, ist die gegenseitige Zentrierung (Koaxialität) von Stempel
2b bis 6b und Matrize M von aussnhlaggebender Bedeutung. Der von oben in die Matrize
eintauchende Stempel muss mit einer Präzision von wenigen Tausendstel Millimetern
absolut rechtwinklig zur Aufspannebene der Matrize geführt sein, was selbstverständlich
mit äusserst zeitraubenden Einrichtarbeiten verbunden ist, die ausserdem nur von
erfahrenen Fachkräften ausgeführt werden können. Diese Richtarbeiten sind von der
exakten Bearbeitung der folgenden Passflächen abhängig: 1. Die Auflagefläche A der
Matrize und 2. die dieser zugewandte obere Stützfläche B der Matrizenhalterung,
3. die Auflagefläche C der Matrizenhalterung und 4. die dieser zugewandte obere
Stützfläche D der Werkzeug-Aufspan##latte, 5. die Auflagefläche E der Werkzeug-Aufspannplatte
und 6. die dieser zugewandte Stützfläche F des die Stützplatte tragenden Pressentisches.
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Hierbei ist das Ziel der unter 1 bis 6 erwähnten Passflächenbearbeitung,
die Arbeitsebene der Matrize mit grösstmöglicher Präzision rechtwinklig zur Stempelhubachse
zu erhalten und ferner den Stempel absolut
koaxial zur Matrize
zu führen. Da sich eventuelle Bearbeitungsfehler, mindestens aber die Bearbeitungstoleranzen
addieren, ergibt sich hier insbesondere bei der Herstellung extrem dünnwandiger
Metallkörper ein schwerwiegendes Problem.
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Von besonderem Nachteil ist hierbei, dass die Stempel 2b bis 6b von
den zugehörigen Matrizen M völlig unabhängig geführt sind und dass somit jeder einzelne
Stempel und jede einzelne, diesem zugehörige Matrize separat eingestellt werden
müssen.
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Zur Höheneinstellung der Stempel verwendet man im allgemeinen Unterlagscheiben
22 verschiedener Dicke, die aber auch nur dann verwendbar sind, wenn sie den hohen
Toleranzanforderungen entsprechen.
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Es ist dem Fachmann ohne weiteres klar, dass hier durch die Summierung
mehrerer Toleranzbereiche Massabweichungen entstehen können, die sich nur durch
äusserst genaues Einstellen und ständige Ueberwachung der laufenden Anlage einigermassen
beherrschen lassen. Da die Stempel selbst im allgemeinen eine Gesamtlänge von 50
bis 100 cm haben, werden die in der Stösselführung 12 und in den Spannköpfen 15
bis 19 auftretenden, unvermeidlichen Bearbeitungs-und Einstellfehler noch vervielfacht.
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Mindestens so unangenehm wie diese statischen Ungenauigkeiten wirkt
sich aber die ständige dynamische
Wechselbeanspruchung der Werkzeuge
und deren Führung aus.
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Hierzu gehört beispielsweise, ausser der vertikalen Führung des Stössels
10 im Rahmen 1, die ungleiche Belastung des Stössels durch die Stempel 2b bis 6b.
Da die Stempel bei einem Arbeitshub des Stössels nämlich zu verschiedenen Zeitpunkten
in die zugehörigen Matrizen eintauchen und die entstehenden, vom Stössel aufzunehmenden
Reaktionskräfte sehr hoch sind, werden die Führungs- bzw. Einspannflächen des Stössels
und der Stempel ständig wechselnden, einseitig wirkenden Belastungen unterworfen.
Es ist klar, dass auch der Rahmenundder Stössel bei diesen Stossbeanspruchungen
kurzzeitig Verformungen unterliegt, deren Auswirkungen auf das extrem heikle Zusammenspiel
von Stempel und Matrize unvermeidbar sind.
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Zu all diesen Beanspruchungen kommt selbstverständlich noch der Verschleiss
der hochbeanspruchten Werkzeug- und Führungsteile.
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Der zum Transport der Presslinge dienende, bereits erwähnte Greiferschlitten,
an welchem die Greifer 20 befestigt sind, muss in anbetracht der geforderten hohen
Produktionskadenz (150 bis 250 Teile pro Minute) nach jedem Arbeitstakt auf eine
hohe Geschwindigkeit gebracht und kurz darauf wieder abgestoppt werden. Dabei wird
von dem Transportsystem verlangt, dass die Presslinge präzise vor der Matrizenöffnung,
in der Werkzeugachse, abgesetzt werden.
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Auch hier liegen aufgrund der Massenträgheit des Greiferschlittens
schwer zu beherrschende Ursachen von Massungenauigkeiten.
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Die Ausstosser 8 müssen bei der klassischen Transferpresse durch
die Aufspannplatte 7 nach oben zur Matrize geführt werden, wodurch sich eine kostspielige
Konstruktion des Maschinenuntertejis ergibt. Ausserdem erschwert diese Anordnung
der Ausstosser 8 den Werkzeugwechsel.
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Da der Pressling mit fortschreitender Umformung länger wird, muss
der Arbeitshub der einzelnen Stempel relativ stark variieren. Der Arbeitshub des
Stössels muss jedoch dem längsten Stempelhub angepasst sein, da sämtliche Stempel
starr am Stössel 10 befestigt sind.
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Ein weiterer Nachteil dieser Transferpressenbauart besteht ferner
darin, dass die Presslinge vor jeder Umformung wieder auf die gleiche Transportebene
(T in Fig. 1) gebracht werden müssen. Wird beispielsweise ein Pressling in einem
Tiefziehzug nach unten durchgezogen, so muss der Pressling durch spezielle Vorrichtungen
wieder auf die gemeinsame Transportebene gebracht werden, wogegen es selbstverständlich
viel einfacher wäre, wenn die weitere Umformung auf einer entsprechend tiefer liegenden
Transportebene erfolgen könnte. Dies erlaubt der gegenwärtige Stand der Transferpresse
jedoch in anbetracht
der relativ komplizierten Konstruktion der
unteren Werkzeughälften und der verfügbaren Transportsysteme nicht.
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Eine weitere einschränkende Bedingung der bekannten Transferpresse
besteht darin, dass die Werkzeug-Mittenabstände wegen des mit gleichförmigem Hub
arbei-Ca Fig. 1) tenden Transportsystems gleich seine d.h. der Breite des grössten
Werkzeuges (meist des 1. Tiefziehwerkzeuges) entsprechend gewählt werden müssen.
Dabei könnte beim Wegfall dieser Bedingung ein beträchtliches Teilmass der Gesamtpressenlänge
eingespart werden.
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In ähnlicher Weise bestimmt auch die Höhe des höchsten Werkzeuges
zwingend die Bauhöhe der gesamten Unterwerkzeuge.
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Es ist ferner die Tatsache von Bedeutung, dass die idealen Tiefziehgeschwindigkeiten
beträchtlich unter den Abstreckziehgeschwindigkeiten liegen. Die Stempel der klassischen
Transferpresse bewegen sich aber zwangsläufig mit dem gemeinsamen Stössei, so dass
für alle Umformstufen die gleiche Arbeitsgeschwindigkeit gilt. Dabei ist es nur
diesem konventionellen, gemeinsamen Stempelantrieb zuzuschreiben, dass beispielsweise
der kurze Hub der ersten Tiefziehstufe nicht mit wesentlich geringerer Geschwindigkeit
gefahren werden kann als beispielsweise der 3 bis 5 mal längere Abstreckziehhub
der letzten Umformstufe.
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Es zeigt sich somit, dass die bekannte Stufenpresse von zahlreichen,
sehr verschiedenen Gesichtspunkten aus einen Kompromiss darstellt, der schwerwiegende
Nachteile für den Betrieb und die Wartung der Presse mit sich bringt. Zwar gibt
es wohl kein Erzeugnis der Technik, das nicht im Sinne eines Kompromisses Zugeständnisse
an gewisse, unabdingbare Gegebenheiten enthielte; die konventionelle bansferpresse
steckt jedoch, wie die vorstehenden Erörterungen gezeigt haben, so voller Nachteile,
Störungsllueilen und kostenverursachender Konstruktionsmängel, dass deren Uebernahme
in den extremen Produktionsrhythmus der Dosenherstellung grosæ Schwierigkeiten bereitet.
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Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist somit eine WerkzeuRinriffitung,
welche die beschriebenen Mängel der bekannten spanlosen Umformtechnik behebt und
einen grundsätzlich neuen Weg für den künftigen Werkzeugbau aufweist. Demgemäss
ist diese Werkzeugeinnidtung dadurch gekennzeichnet, dass jeder Stempel bei seiner
hin- und hergehenden Bewegung durch eine eigene Stempelführung geführt it und jede
Stempelführung mit der zugeordneten Matrizenhalterung eine starre, kompakte Werkzeugeinheit
bildet und dass ferner jeder Stempel mit einem separaten Antriebsaggregat verbunden
ist.
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Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass
die Stempelführung mit der Matrizenhalterung ein einziges Teil bildet. Dieses Teil
kann beispielsweise als C-Gestell ausgeführt sein.
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Auf der beiliegenden Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes
nebst einiger Konstruktionsvarianten veranschaulicht.
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Fig. 2 ist eine vereinfachte, teilweise aufgeschnittene Darstellung
einer fünfstufigen Werkzeuganordnung zur Herstellung metallischer Dosenrümpfe, Fig.
3 ist ein Vertikalschnitt der fünften Umformstufe gemäss der Linie III - III in
Fig. 2 und Fig. 4 zeigt eine Variante in einer ähnlichen Darstellung wie Fig. 3.
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Die in Fig. 2 und 3 unter Verzicht auf unwesentliche Einzelheiten
dargestellte Werkzeuganordnung weist einen starren Rahmen 23 mit zwei Seitenständern
24, einem Querhaupt 25 und einer Werkzeug-Aufspannplatte 26 auf. Innerhalb dieses
Rahmens sind die Werkzeuge für zwei Tiefziehstufen 27, 28 und drei sich daran anschliessende
Abstreckziehstufen 29, 30, 31 untergebracht. Auf die Werkzeug-Aufspannplatte 26
stützen sich die Matrizenhalterungen 32a/32b, 33, 34, 35 und 36, in deren oberen
Abschnitten Matrizen M mittels einer Abdeckplatte 37 befestigt sind. Die unterschiedliche
Ausbildung der Tiefziehmatrizen
und der Abstreckziehmatrizen spielt
im vorliegenden Zusammenhang keine Rolle. Die Unterteilung der Matrizenhalterung
32a/32b der ersten Tiefziehstufe wird nachstehend noch erläutert.
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Die Stempel S sind hier nicht, wie bei der konventionellen Transferpresse
nach Fig. 1, an einem gemeinsamen, vertikal gleitend angetriebenen Stössel befestigt,
sondern jeder Stempel S ist mittels eines Verbindungselementes 38 an einer hydraulisch
betätigten Kolbenstange 39 aufgehängt. Das Verbindungselement 38 kann beispielsweise
ein Doppelgelenk 60 enthalten, das den Stempel S von eventuellen Winkel- und Parallelitätsabweichungen
der Kolbenstange 39 freihält. Wie insbesondere die Schnittdarstellung der dritten
Abstreckziehstufe zeigt (Fig, 2), ist an jeder Kolbenstange 39 ein Kolben 40 befestigt,
der in einem Hydraulikzylinder 41 gleitend gelagert ist. Mittels der Anschlüsse
42 und 43 kann dem Hydraulikzylinder 41 Druckmedium zugeführt bzw. entnommen werden,
wobei der Kolben 40, und mit diesem die Kolbenstange 39 und der Stempel S, vertikal
verschoben werden können.
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Für jeden Stempel S ist somit ein separater Hydraulikzylinder 41
bzw. 44, 45, 46, 47 vorgesehen und die Hydraulikzylinder sind auf das Querhaupt
25 aufgeschraubt.
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Der Einzelantrieb der Stempel S muss jedoch
im Rahmen
der vorliegenden Erfindung nicht unbedingt durch ein Hydrauliksystem erfolgen, sondern
es ist auch ein mechanischer Einzelantrieb der Stempel möglich. Der hydraulische
Antrieb hat jedoch in anbetracht seiner grossen konstruktiven und funktionellen
Vorteile den Vorzug.
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Eine erste Konsequenz dieses Einzelantriebs ergibt sich bereits deutlich
aus Fig. 2. Die effektiven Hübe der einzelnen Stempel S können nun den individuell
verschiedenen Arbeitshüben angepasst werden, so dass auch die Hydraulikzylinder
verschiedene Bauhöhen aufweisen.
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Jeder Stempel durchläuft demnach nur den für die entsprechende Werkstückumformung
notwendigen Hub.
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Ferner lässt sich dank des Einzelantriebs auch erreichen, dass eine
gegenseitige, nachteilige Beeinflussung der zu verschiedenen Zeitpunkten arbeitenden
Werkzeuge nicht stattfindet.
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Die Arbeltsgeschwindigkeit jedes einzelnen Stempels kann bei der
beschriebenen Antriebsart exakt den optimalen Betriebsverhältnissen der betreffenden
Umformstufe angepasst werden. So wird man bei diesem Einzelantrieb selbstverständlich
für die Tiefziehoperationen eine geringere Arbeitsgeschwindigkeit wählen, als für
die nach -geschalteten Abstreckziehstufen. Diese Variabilität der Arbeitsgeschwindigkeiten
ist von grossem Einfluss auf
die Qualität des Endproduktes, da
der optimale Ablauf des Umformvorganges in grossem Ausmasse von der Wahl der richtigen
Arbeitsgeschwindigkeit abhängt.
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Die eingangs erwähnten Nachteile bezüglich der Auswirkung von Ungenauigkeiten
wären bei der bis jetzt beschriebenen Konstruktion jedoch noch weitgehend unbehoben,
wenn nicht noch ein weiteres Konstruktionsprinzip hinzukäme. Im Hinblick auf die
Erzielung optimaler Umformbedingungen ist nämlich die gemeinsame Führung der Stempel
in einem Stössel noch ein grosses Hindernis. Gemäss der vorliegenden Erfindung sind
daher die Stempel S einzeln geführt und zwar jeweils in einer separaten Stempelführung
48 bis 52, welche mit der jeweils dazugehörigen Matrizenhalterung 32a/32b, 33 bis
36 eine starre, kompakte Einheit bildet (Fig. 3). Bei der dargestellten, bevorzugten
Ausführungsform bildet die Stempelführung 52 mit der Matrizenhalterung 36 ein einziges
Gussteil, das beispielsweise als C-Gestell aus Gussstahl hergestellt sein kann.
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Die Stempelführung 52 weist, wie jede der anderen Stempelführungen
nach Fig. 2,eine Bohrung 53 auf, in welcher Führungsbuchsen 54 angeordnet sind.
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Am unteren Ende jeder Stempelführung ist ein Abstreifer 55 befestigt.
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Dank dieser konstruktiven Einheit von Stempelführung
und
Matrizenhalterung können diese beiden Teile nun gemeinsam bearbeitet werden. Damit
ist aber auch mit Sicherheit gewährleistet, dass die gemeinsame Achse von Matrize
und Stempel führung keinerlei Abweichungen aufweist und dass die gegenseitige Lage
von Matrize und Stempel, sobald diese einmal eingerichtet ist, während des Betriebs
keinen störenden Fremdeinflüssen mehr ausgesetzt ist. Abgesehen vom Verschleiss,
der durch Erfahrungswerte bekannt ist und durch rechtzeitigen Austausch der Teile
beherrscht werden kann, sind die eingangs von der Stufenpresse erwähnten Ursachen
von Massungenauigkeiten ausgeschlossen, da Matrize und Stempel führung nun einen
einzigen starren Werkzeugblock bilden.
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Die Werkzeugabstände a, b, c, d (Fig. 2) können dank eines neuartigen
Transportsystems (vergl. Schweizer Patent Nr. ...... Ges. Nr. 12256/75) unterschiedlich
gewählt und damit den unterschiedlichen Abmessungen der Werkzeuge angepasst werden.
In diesem Zusammenhang werden die in Fig. 1 mit 9 bezeichneten Ausstosserantriebe
nicht mehr unterhalb der Aufspannplatte 26 (bzw. 7 in Fig. 1), sondern in der Matrizenhalterung
selbst untergebracht. Fig. 2 zeigt die Ausstosser 61, deren Kolben 62 in druckluftbeaufschlagten
Bohrungen 58 gleiten.
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Die Höheneinstellung (Hubbegrenzung bzw.
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Eintauchtiefe) des Stempels S muss bei der bekannten Stufenpresse,
wie Fig. 1 zeigt, mittels Unterlagscheiben 22 verschiedener Dicke erfolgen und ist
daher mit zahlreichen Fehlerquellen behaftet. Der hydraulische Einzelantrieb der
Stempel S nach Fig. 2 löst dieses Problem auf einfachste Weise: Es genügt hier,
im Weg des Stempels 5, des Verbindungselementes 38 oder des Ausstossers 61 einen
ortsfesten Anschlag anzubringen, womit der untere Totpunkt des Stempels eindeutig
festgelegt ist, während der auftretende Reaktionsdruck durch das hydraulische System
bzw. ein hierfür vorgesehenes, pneumatisch vorgespanntes Ausgleichsgefäss aufgefangen
wird. Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 erfolgt die Stempelhubeinstellung durch
zylindrische Einsätze 59, die sich mit ihrem Aussengewinde in die Gewindebohrung
58 mehr oder weniger einschrauben lassen. Statt dieser Gewindeeinsätze lassen sich
auch andere, bekannte Justiervorrichtungen, beispielsweise verstellbare Keile, verwenden.
Diese Möglichkeit der Hubverstellung ist äusserst einfach und birgt keine schwerbeherrschbaren
Ursachen von Ungenauigkeiten, wie dies bei den bekannten Verstellvorrichtungen der
Fall ist.
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Gemäss Fig. 2 wird das Werkstück nur in den Stufen 2 bis 5 nach oben
ausgestossen. In der ersten zugeführte Tiefziehstufe 27 wird die in der ersten Transportebene
E1/
Ronde in der Matrize M zu einem Napf umgeformt und nach durch
einen Abstreifer A unten durch die Matrize/durchgestossen, worauf der Napf unterhalb
der Matrize abgestreift und auf einer zweiten Transportebene E2 zur nächsten Umformstation
transportiert wird. Diese Abstufung der Transportebene, die sich ohne weiteres auch
in den Abstreckziehstufen durchführen lässt, ist dank der Vereinfachung der unteren
Werkzeughälfte möglich und wird vorzugsweise mit einem Transportsystem des schweiz.
Patents Nr. ... ...(Ges. Nr. 12256/75) kombiniert.
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Das Durchziehen des Werkstückes durch die Matrize kann überall dort
von Interesse sein, wo die Anbringung eines peripherisch nach aussen abstehenden
Randes an der Oberkante des Hohlkörpers als störend oder unzweckmässig erachtet
wird.
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Die Abstützung der Hydraulikzylinder 41 und 44 bis 47 auf dem Querhaupt
25 bringt den Vorteil mit sich, dass die auf das Querhaupt 25 einwirkenden Kräfte
durch die Ständer 24 auf ##s Fundament übertragen werden und dass die Stempelführung
48 - 52 damit von jeglichen äusseren Beanspruchungen freigehalten wird.
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Eine Variante zu dieser Ausführungsform zeigt Fig. 4, wobei die bereits
eingeführten Bezugszahlen für die gleichgebliebenen Teile beibehalten wurden. Auch
hier ist die Matrizenhalterung 36 mit der Stempelführung 52 einteilig, d.h. als
kompakte und starre Werkzeugeinheit
ausgeführt. Im Gegensatz zur
Ausführungsform nach Fig. 2/3 ist hier aber kein Rahmen 23 erforderlich, da der
Hydraulikzylinder 56 direkt auf die Stempelführung 52 aufgesetzt ist. Hierdurch
wirken allerdings auf die Stempelführung die im Hycraulikzylinder auftretenden Kräfte,
so dass die offene Mündung des C-Geselles durch ein massives Zwischenstück 57 überbrückt
werden muss. Bei kompakter Bauweise des C-Gestells und entsprechender Wahl des Zwischenstückes
57 lässt sich die Stempelführung 52 von den Beanspruchungen seitens des Hydrauliksystems
vollkommen freihalten.
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Die Vorteile der beschriebenen Werkzeuganordnung lassen sich wie folgt
zusammenfassen: - Dank der konstruktiven Integrierung von Stempelführung und Matrizenhalterung
ist die gegenseitige Ausrichtung von Stempel und Matrize weit weniger Fehlerquellen
unterworfen. Das aufwendige Abstimmen der zahlreichen, die Stempelführung und Matrizenposition
beeinflussenden Toleranzen ist auf ein Minimum reduziert.
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- Die koaxiale Führung der Stempel bezüglich der Matrize ist nur noch
von der Bearbeitung der Matrizenhalterung sowie der Führungsbohrung des Stempels
in der Stempelführung abhängig. Die beschriebene Konstruktion des Werkzeugblockes
erlaubt es, dass sämtliche Bearbeitungsvorgänge an Stempelführung und Matrizenhalterung
in der
gleichen Aufspannung durchgeführt werden können.
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Die Stempel führung ist bei der erfindungsgemässen Werkzeuganordnung
sehr nahe an die Matrize (Umformstelle) herangerückt, so dass die ungeführte Stempellänge
tatsächlich auf ein Minimum reduziert ist.
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Das eigentliche Umformwerkzeug ist unkontrollierbaren Einflüssen aus
dem Betrieb einer schweren Maschine entzogen.
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Die Werkzeuge können, insbesondere in Kombination mit dem neuen Transportsystem
gemäss CH-Patent Nr. .......
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(Ges. Nr. .........) beliebig angeordnet werden.
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Die Werkzeuganordnung lässt sich vorteilhafterweise im Baukastensystem
verwirklichen und damit nach Belieben kombinieren Bei Verwendung des hydraulischen
Antriebssystems lässt sich die Stempeleintauchtiefe in der unteren Werkzeughälfte
nach Belieben und auf einfachste Weise einstellen. Ausserdem lässt sich das Hydrauliksystem
mit einer Stempel-Ueberdrucksicherung versehen, die den Stempel bei Ueberlastung
gegen Bruch sichert und viel einfacher funktioniert, als die bekannten Sicherungsvorrichtungen
der Stufenpresse.
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Die neue Werkzeuganordnung zeichnet sich ferner durch sehr niedrige
Investitionskosten aus.
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- Bei hydraulischem Antrieb ist der Geräuschpegel der gesamten Anlage
äusserst niedrig.
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- Sämtliche Werkzeuge sind leicht zugänglich.
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= Der gegenseitige Abstand n (Fig. 3) von Matrizenoberkante und Stempelführung
ist relativ gering und kann praktisch dem Arbeitshub des Stempels entsprechen.
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- Dank der Integration des Ausstossers 61 in die untere, die Matrize
M enthaltende Werkzeughälfte kann die gegenseitige Lage der Werkzeuge frei gewählt
werden.
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Die beschriebene Ausführungsform kann vom Fachmann im Rahmen der
Erfindung weitgehend abgewandelt werden.
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So ist es beispielsweise möglich, den dargestellten hydraulischen
Antrieb durch einen mechanischen, z.B. einen Kurvenscheibenantrieb zu ersetzen.
Auch kann eine Abstreckziehstufe je nach Bauart der Werkzeuge mehrere, koaxial untereinander
angeordnete Abstreckziehringe umfassen.